Устройство компьютера и его основные блоки

Многие тысячи лет назад для счёта использовались счётные палочки, камешки и т.д. Более 1500 лет назад (а может ещё и раньше) для облегчения вычислений стали использовать счёты.

Первый компьютер, в котором были воплощены принципы фон Неймана, был построен в 1949 году английским исследователем Морисом Уилксом. С той поры компьютеры стали гораздо более мощными, но подавляющее большинство из них сделано в соответствии с теми принципами, которые изложил в своём докладе в 1945 году Джон фон Нейман. Но собственное появление на свет персональных компьютеров, дотируется концом 1970-х годов нашей эры.

Устройство: Центральная часть современного компьютера содержит в себе практически все основные устройствасистемный блок, устройство ввода/вывода информации: монитор, клавиатура и мышь. А так же дополнительные внешние устройства: принтеры, сканеры, емкие внешние дисководы; и внутренние: модем, факс-модем и стример (для хранения данных на магнитной ленте). В состав системного блока входит множество «блоков» поменьше: процессор и материнская плата, видео карта и жёсткий диск; и существует десятки разновидностей каждой из этих деталей. «Всё началось с того, что был изобретён мощный микропроцессор.» «Терминатор-2. Судный день.» Процессор - обычно его называют не слишком уважительно «камень». По сути, так оно и естьнебольшой кристалл кремния, хранящий в себе множество логических элементов, осуществляющих все нужные нам операции вычисления. В первую очередь от процессора будет зависить насколько быстр будет компьютер.

Изначально процессор INTEL 4004 предназначался для… микрокалькуляторов и был изготовлен по заказу одной японской фирмы. И вскоре был выпущен первый компьютер IBM PC на основе нового микропроцессора все тои же фирмы Intel… IBM Ifghfhfhhghgfhf впвапвапывавы Каждое поколение процессоров отличается не просто скоростью, но еще и формой, внешним видом и самое главное внутренним устройством, архитектурой. «Тактовая частота» является показателем скорости процессора, измеряется в мегагерцах (МГц), показывает сколько операций способен выполнить процессор в течение секунды. Эта величина, обозначаемая цифрой в названии процессора (например Pentium II-233)- самая важная характеристика скорости процессора.

Создание новых поколений процессороввсего лишь средство реализовать эту более высокую тактовую частоту. Но есть еще дополнительные параметры, определяющие скорость работы процессора и находятся они в «архитектуре» процессора , в его внутреннем устройстве. Один из этих параметров это КЭШПАМЯТЬ. В эту память компьютер помещает все часто используемые данные, чтобы не « ходить» каждый раз к более медленной оперативной памяти и жесткому диску. По сути дела кэшпамятей на компьютере несколько, но однасамая быстрая и маленькая, встроена в сам процессор.

Этокэш-память первого уровня. Ее размер у Pentium MMX и Pentium II одинаков и составляет два блока по 16 килобайт в каждом.

Сопроцессор. В тех случаях, когда на компьютере приходится выполнять много математических вычислений ( например, в инженерных расчетах ), к основному процессору добавляют математический сопроцессор. Он помогает основному процессору выполнять математические операции над вещественными числами.

Новейшие процессоры фирмы Intel (80486 и Pentium ) сами умеют выполнять операции над вещественными числами, так что для них сопроцессоры не требуются.

Контроллеры и шина. Чтобы компьютер мог работать, необходимо, чтобы в его оперативной памяти находились программа и данные. А попадают они туда из различных устройств компьютераклавиатуры, дисководов для магнитных дисков и т. д.

Обычно эти устройства называют внешними, хотя некоторые из них могут находится не снаружи компьютера, а встраивается внутрь системного блока.

Результаты выполнения программ также выводятся на внешние устройствамонитор, диски, принтер и т. д. Таким образом, для работы компьютера необходим обмен информацией между оперативной памятью и внешним устройством. Такой обмен называется вводомвыводом. Но этот обмен не происходит непосредственно: между любым внешним устройством и оперативной памятью в компьютере Имеются целых два промежуточных звена: 1. для каждого внешнего устройства имеется электронная схема, которая им управляет. Эта схема называется контролером, или адаптером.

Некоторые контроллеры ( например, контроллер дисков ) могут управлять сразу несколькими устройствами. 2. Все контроллеры и адаптеры взаимодействуют с процессором и оперативной памятью через системную магистраль передачи данных, которую в просторечии обычно называют шиной.

Контроллеры портов вводавывода. Одним из контроллеров, которые присутствуют почти в каждом компьютере, является контроллер портов ввода-вывода. Эти порты бывают следующих типов: - параллельные ( обозначаемые LPT1-LPT4 ) , к ним обыкновенно подключаются принтеры; - асинхронные последовательные ( обозначаемые COM1- COM3 ) . Через них обычно подсоединяются мышь, модем и т. д. - игровой порт - для подключения джойстика.

Некоторые устройства могут подключаться и к параллельным, и к последовательным портам.

Параллельные порты выполняют ввод и вывод с большой скоростью, чем последовательные ( за счет использования большего числа проводов в кабеле ). ОПЕРАТИВНАЯ ПАМЯТЬ «Мне кажется , любому пользователю Всегда будет достаточно объема Оперативной памяти 640 килобайт…» Билл Гейтс, президент корпорации Miсrosoft , начало 1980-х годов Но здесь пророк компьютерной эры ошибся.

Сегодня нам уже не хватает оперативной памяти в 50 раз! Большего объема. А завтра потребуется еще Больше… Ее никогда не бывает много… Обычномало. В не слишком уж давние времена именно всеобщая нехватка и дороговизна оперативной памяти тормозила развитие программного обеспечения. И лишь благодаря стремительномув десятки раз! Падению цен на микросхемы памяти в 1996- 1997 годах сегодня уже мы можем позволить себе такую роскошь, как покупка памяти «про запас»; с расчетом на будущее… Именно из оперативной памяти процессор и сопроцессор берут программы и исходные данные для обработки, в нее они записывают полученные результаты.

Название «оперативная» эта память получила потому, что она работает очень быстро так что процессору не приходится ждать при чтении данных из памяти или записи в память.

Однако содержащиеся в ней данные сохраняются только пока компьютер включен, при выключении компьютера содержимое оперативной памяти стирается ( за некоторыми исключениями ). Тогда встает вопрос, почему бы не воспользоваться для этих целей жесткий диск? Просто доступ к оперативной памяти осуществляется намного быстрее, чем к дисковой. «Скорость доступа» самого современного жесткого дискавинчестера – составляет 8-10 мс (миллисекунд), а современная оперативная память обладает скоростью доступа в 40-70 нс (наносекунд). РазницаСОТНИ ТЫСЯЧ раз! Оперативная память компьютера IBM PC с процессором Intel- 8088 или Intel- 8086 может иметь размер не более 1 Мбайта памяти. Эта память состоит из двух частей.

Первые 640 Кбайт памяти могут использоваться прикладными программами и операционной системой.

Остальные адреса памяти («верхняя память») зарезервированы для служебных целей: - для хранения части оперативной памяти DOS, которая обеспечивает тестирование компьютера , начальную загрузку оперативной системы , а также выполнение основных низкоуровневых услуг ввода - вывода ; - для передачи изображения на экран ; - для хранения различних расширений оперативной системы , которые постовляются вместе с дополнительными устройствами компьютера . Как правило , когда говорят об объеме оперативной памяти компьютера , то имеют в виду именно первую ее чвсть , которая может использоваться прикладными программами и операционной системой . BIOS «Русский вирус влезет и в BIOS! » (Народная пословица) BIOS представляет собой ПРОГРАММУпервую программу с которой начинает работать компьютер ( непосредственно после его включения ). Расшифровывется BIOS как Basic InputOutput System – Базовая Система ВводаВывода.

Точнеесистема контроля и управления подключенными к компьютеру устройствами. BIOSэто первый и самый важный из мостиков, связующий между собой «аппаратную» и «программную» часть компьютера. Если с ним случится неполадка, то компьютер даже не загрузиться. В BIOS заложены основные параметры, необходимые компьютеру для того, чтобы правильно распознать устройства, как жесткий диск, на котором хранится вся информация, оперативная памятьсколько ее, какого она типа. Также в BIOS храняться часы и календарь реального времени ( не останавливающиеся даже после отключения компьютера от сети ). ЗВУКОВАЯ КАРТА «- Дайте мне звуковую карту « Саунд Блястер ». - GUS’ и. - - «Компьютер должен быть озвучен»- мог бы сказать знаменитый Катон . Тем более, что так же непримиримо были настроены все деятели компьютерной индустрии, особенно производители игр. Пока не будет звука, компьютер останется для человека только холодной и бездумной грудой металла... Лет десять назад под «компьютерным звуком» понимался только противный писк, издаваемый внутренним компьютерным динамиком,- PC –Speaker” ом.

Сегодня кажется смешным, но тогдашние компьютерные критики называли звучание «пищалки» в тогдашних играх «восхитительным» и «до ужаса реалистичным». Теперь этот писк слышно только при загрузке компьютера. А основным устройством для работы со звуком стали специализированные звуковые карты, или, как их у нас называют, « саунд блястеры ». Сама по себе звуковая карта, разумеется, звучать не может: для того, чтобы услышать звуки музыки или речь, к « блястеру » необходимо подключить колонки. А если хочешь вводить звуки в компьютер «снаружи», необходимо подключить еще и микрофон, аудицентр или другой источник звука.

Сегодня на рынке имеется громадное количество самых разнообразных звуковых карт различных фирм стоимостью от 20 до 500 долларов. Любая звуковая карта имеет дело с двумя основными форматами компьютерного звука: цифровой ( WAVформат ) и синтезированный ( MIDI) Цифровой звук можно сравнить сфотографией . Это - точная цифровая копия музыки , человеческой речи и любого другого звука . Принцип воспроизведения такого звцка звуковой картой похож на принцип работы магнитофона . В этом случае звуковая карта лишь переводит “ цифровой ” звук в привычную нам “ аналоговую ” фирму . Цифровой звук - основной стандарт компьютнрного звука сегодня . Именно оцифрованный звук слышен при игре или слушая компакт - диск или просматривая мультимедиа - энциклопедию . Ситезированный звук Если цифровой звук мы сравниваем с фотографией, то синтезированный ( MIDI ) звук можно уподобить конструкции, собираемой из стандартных блоков. «Блоки»- это, проще говоря, звуки, сыгранные определенным инструментом. При воспроизведении MIDI – музыки на звуковую карту идет не цифровой сигнал, который она просто тупо пропускает через себя, а своеобразный поток команд. И делает это каждая звуковая карта поразному.

Существует 2 основных метода воспроизведения MIDIзвука - с помощью или “ частотного синтеза ”, или “ волновой таблицы ”( Wavetable ) . корпус - Он же весь помят. Вы что, в футбол им играли? - под столом стоит, так я на нем ноги грею! «из непридуманных историй компьютерной мастерской» Выбрать корпусэто тоже наука. Ведь он и есть та «одежка», по которой « встечают » компьюьер . Если купить какуюнибудь внушительную «башню» трехметровой высоты…, то вам скажут какую мощную «машину» приобрел! Готовые домашние компьютеры продаются в на редкость красивых корпусах самой различной формы, разнообразных цветов, с закругленными, «аэродинамическими» углами. Но отдельно таких «одежек» в продаже нет, только обычные корпуса привычного серого цвета. Но выбор всегда есть: прежде всего надо решить , какая форма системного блока устраиваетвертикальная или горизонтальная.

Вертикальная называется «башней», или minitower . «Башня» обычно ставится на столе рядом с монитором или жекак в приведенной выше цитатеэпиграфевнизу, под столом ( но только любое из внутренних устройств компьютера достаточно чувствительно к сотрясению, если его повредить,то можно потерять все даные на диске, да и сам диск в придачу.) Системный блок горизонтальной формы носит название « десктопа » (« desktop ») и обычно размещается под монитором., он наиболее компактен и красив. Но по непонятным причинам большинство сотрудников компьютерных фирм при одном только слове « десктоп » начинает морщиться. Это понятно: собирать компьютер на базе десктопа куда менее удобно, а ремонтироватьеще труднее. Пока доберешься сквозь турбулентные завихрения проводов и кабелей до «самого сокровенного»- памяти или процессора… Стоимость хорошего корпуса составляет от 50 долларов и выше, Есть и более дешевые, но на этом лучше не экономить! Вместе с корпусом поставляется то , что есть в нем: встроенный блок питания, шнур питания, комплект крепежных винтов.