2. Principalele tipuri de calculatoare. Configurațiile computerelor personale (PC)
Un computer personal din punct de vedere tehnic poate fi definit ca un singur sistem, care este un set de componente interschimbabile interconectate prin interfețe standard. Componenta aici este un nod separat (dispozitiv), care efectuează o anumită funcție în sistem.
Interfața este standardul pentru atașarea componentelor la sistem. Ca atare, există conectori, chipset-uri care generează semnale standard, cod de program standard.
În industria calculatoarelor, există un set de componente similare cu funcționalități diferite (și, prin urmare, cu costuri diferite) care sunt incluse în sistem printr-o singură interfață. O descriere completă a setului și a caracteristicilor dispozitivelor care alcătuiesc datele computerului se numește configurația PC-ului.
Există o configurație PC "minimală", adică un set minim de dispozitive, fără care lucrul cu un PC devine lipsit de sens. Acest lucru: unitatea de sistem, monitorul, tastatura, mouse-ul. De obicei, sub setul de componente, unite de conceptul de "computer personal tipic", înțeleg următoarele:
- locuințe cu alimentare;
Pentru condițiile rusești, echipamentul suplimentar (în multe țări considerat deja standard) este:
- Tuner TV și VHF;
- UPS;
- Unitate DVD;
- modem;
- carte de rețea.
Următoarea divizie a configurațiilor PC-urilor sa dezvoltat pe piața calculatoarelor.
Stație de lucru (Statie de lucru) este un computer puternic, bazat pe o platformă procesor dual este de obicei echipat cu o capacitate maximă de memorie RAM rapid, o serie de unități de hard disk și este adesea inclusă în rețeaua locală a întreprinderii. În funcție de sarcinile care trebuie rezolvate, stațiile de lucru sunt grafice, pentru calcule științifice sau pentru alte scopuri.
Calculatorul desktop (Desktop) oferă cea mai extinsă gamă de configurații posibile, atât platforme cât și dispozitive suplimentare.
Se obișnuiește clasificarea computerelor desktop în funcție de scop sau de performanță. Prin numire, computerele sunt împărțite în birouri, acasă, joc, design. Performanța se deosebește de computerele de nivel de intrare (Easy PC), de nivel mediu (Mainstream), de clasă superioară (High End).
Computerul de birou este orientat spre a lucra cu programe de clasă de birou, poate fi conectat la o rețea locală și nu are performanțe ridicate. Cerința principală pentru aceasta este fiabilitatea.
Computerul de jocuri necesită cel mai puternic subsistem grafic. Prin urmare, elementul său principal este o placă grafică și adecvată nevoilor procesorului cu o cantitate suficientă de memorie RAM. Computerul de jocuri este echipat suplimentar cu un joystick, volan (pedală), pedale, dispozitive de realitate virtuală (căști, ochelari, mănuși).
Notebookul este un computer personal portabil. În plus față de dimensiunile compacte, notebook-ul diferă de computerul desktop în capacitatea de a lucra din baterii. Funcționarea autonomă a condus la cerințe ridicate privind consumul de energie al componentelor. În mod tipic, laptop-urile folosesc modificări speciale ale procesoarelor, chipset-urilor grafice, hard disk-urilor cu consum redus de energie și control automat al performanței, în funcție de sarcină.
De obicei, laptopurile sunt clasificate după dimensiune, diagonală de afișare și număr de "arbori" (unități individuale: hard disk, unitate CD-ROM, unitate de dischetă etc.). De exemplu, expresia "laptop cu două axe" implică prezența unei unități de hard disk și a unei alte unități (mai des o unitate combinată DVD / CD-RW) în computer.
Tablet PC (Tablet PC) se caracterizează prin prezența unui ecran tactil separat, cu posibilitatea de scriere de mână și un stilou electronic special. Unele modele sunt echipate cu o tastatură, un trackball, o unitate CD-ROM. hard disk.
Calculatoarele personale sunt cele mai utilizate pe scară largă, capacitatea lor este în continuă creștere, domeniul de aplicare se extinde. Cu toate acestea, capacitatea lor este limitată, iar pentru rezolvarea problemelor specifice care necesită calcule de volum, cea mai mare performanță, se aplică „non-personale“ calculatoare: super computere, calculatoare mari (mainframe), minicalculatoare.
3. Compoziția unui computer tipic
Să luăm în considerare, în termenii cei mai generali, principiile interacțiunii dintre dispozitivele de bază.
Placa de bază (sistem) este cel mai important element al PC-ului, la care tot ceea ce este conectat computerul în sine. Acesta servește la unificarea și organizarea interacțiunii altor componente. De fapt, alegerea configurației computerului începe cu alegerea plăcii de bază. Se instalează un procesor, RAM, este asociat cu un hard disk și un CD-ROM. la acesta prin diferite interfețe de prize și porturi diferite dispozitive suplimentare sunt conectate. Astfel, placa de baza, CPU, memoria RAM formeaza baza PC-ului, performanta calculatorului in ansamblu depinde in mare masura de performanta acestuia. Plăcile de bază diferă în funcție de tipul de procesoare care pot fi instalate pe ele și de numele firmelor care le produc. Pe plăcile de bază există jumpe speciale - jumper. permițându-vă să-l ajustați la tipul de procesor și alte dispozitive instalate pe acesta.
Computerul trebuie să fie pregătit să adauge dispozitive suplimentare standard la sistem utilizând metode standard de conectare a acestora. Toate nodurile calculatorului sunt interconectate fizic și logic. Pe placa de bază sunt instalate conectori pentru instalarea dispozitivelor suplimentare - sloturi de extensie.
Dispozitivele hardware-logice responsabile de funcționarea în comun a diferitelor componente sunt numite interfețe. Calculatorul modern este plin de interfețe diferite care oferă interacțiune universală. Există standarde pentru interfețe.
Setul de interfețe implementate în computer formează ceea ce se numește arhitectura calculatorului.
Pentru a adăuga un nou dispozitiv suplimentar la PC, aveți nevoie de un controler - un dispozitiv care coordonează funcționarea sistemului și a dispozitivului suplimentar. În plus, aveți nevoie de un driver pentru acest dispozitiv - un program care vă permite să asociați în mod programatic acest dispozitiv cu sistemul în ansamblu.
Controlorul trebuie să țină cont de caracteristicile hardware ale dispozitivului conectat și driverul trebuie să permită sistemului de operare să utilizeze un set standard de cereri de comandă pentru a gestiona un dispozitiv non-standard.
Conducătorul funcționează ca un "interpret" din limba sistemului de operare în limba dispozitivului respectiv, controlerul acționează ca o "punte" hardware între sistem ca întreg și un dispozitiv suplimentar.
Partea centrală a computerului este unitatea de sistem. cu tastatura, monitorul și mouse-ul atașat la acesta. Unitatea de sistem și monitorul sunt conectate independent unul față de celălalt la o sursă de alimentare - o rețea de curent alternativ. În calculatoarele moderne, afișajul și unitatea de sistem sunt uneori montate într-o singură carcasă.
În cazul unității de sistem se află toate dispozitivele principale ale computerului:
Toate componentele PC-ului în ceea ce privește relația lor funcțională cu lucrul cu informațiile pot fi împărțite în mod condiționat în:
4. Unități de procesare - microprocesor
4.1. Istoria dezvoltării microprocesoarelor
. În 1959 g „Texas Instruments“ inginerii companiei au dezvoltat o modalitate de a găzdui mai multe tranzistori și să le conecteze între ele într-un singur cip semiconductor - sa născut primul circuit integrat (IC). În comparație cu funcțional aceleași dispozitive, asamblate din tranzistoare individuale, rezistențe etc. IMS are avantaje semnificative: dimensiuni mai mici, fiabilitate mai mare etc. Nu este surprinzător faptul că numărul de microcircuite fabricate a început să crească rapid, iar gama lor este în continuă creștere. Această din urmă situație a creat o serie de dificultăți pentru consumatori. Foarte important, nu este atat de mult ca numarul din ce in ce mai rapid de tipuri de IMS sa faca dificil orientarile in marele nume. Un dezavantaj semnificativ a fost specializarea îngustă a IMS, din cauza căreia volumul producției lor nu putea fi mare, astfel încât costul unui cip a rămas ridicat. Pentru a îmbunătăți situația ar permite crearea unei circuite integrate logice universale, specializare nu este determinată stabilită în structura internă a instalației, și având în vedere în mod direct de lucrările de program utilizator.
Astfel, se pare că primul microprocesor (MP) nu au fost pentru miniaturizarea calculatoarelor, și în scopul de a crea circuite logice mai ieftine, adaptabile la nevoile utilizatorului.
Istoria creării primului microprocesor din lume este suficient de instructivă. În vara anului 1969, compania japoneză "Busicom", dezvoltând o nouă familie de calculatoare, sa adresat Intel pentru ajutor. În acel moment, "Intel" a existat doar aproximativ un an, dar deja sa arătat prin crearea celor mai mari cipuri de memorie în acel moment. Firma "Busicom" tocmai avea nevoie de microcircuite care conțineau câteva mii de tranzistori. Pentru a implementa proiectul comun, a fost implicat inginerul firmei "Intel" M.Hoff. El a luat cunoștință de evoluția "Busicom" și a propus o idee alternativă: în loc de 12 microcircuite specializate complexe, se creează un microprocesor universal programabil. Proiectul Hoff a câștigat și Intel a primit un contract pentru a produce primul microprocesor din lume.
Dezvoltarea ulterioară a evenimentelor a avut loc direct cu o viteză fantastică, chiar și în comparație cu ritmul dezvoltării dinamice a tehnologiei informatice. Timp de un deceniu, modul a fost trecut de la inventarea unui MP pe 4 biți într-o arhitectură destul de complexă de 32 de biți. A fost clar restante de tehnologie microprocesor de la calculator obișnuit și a început o înlocuire intensivă a acesteia din urmă (toate computerele de a patra generație sunt asamblate pe baza unui microprocesor!). Pentru a ilustra, să subliniem că primul MP 4004 conținea 2.200 de tranzistori MP 8080-4800, MT „Intel 80486“ - aproximativ 1,2 milioane, iar moderne „Pentium“ - aproximativ 3 milioane de euro!
Istoria dezvoltării microprocesoarelor este un subiect independent și destul de interesant. Aici menționăm doar faptul că pionierul în crearea microcircuitelor de procesoare "Intel" încă își păstrează poziția de lider în acest domeniu. Familia sa compatibilă cu software-ul de MP mai complexe (16-bit 8086, 80286 și 32-bit 80386, 80486, "Pentium") reprezintă "creierul" unei părți semnificative a computerelor utilizate. Pe baza acestor microprocesoare, toate computerele compatibile cu IBM sunt distribuite pe scară largă în țara noastră.
O altă ramură a extinse de familie microprocesor de companie forma MP „Motorola“: produsele sale funcționează „Apple“ în mașinile cunoscute, precum și mai simplu - „Atari“, „Commador“, „Amiga“, etc procesoare „Motorola“ nu este mai rău. și uneori chiar mult mai bune decât cele produse de compania "Intel". Dar, pe partea laterală a acestuia - o capacitate de producție uriașă multinationalele IBM și zeci de firme din Asia de Sud care au inundat literalmente lumea cu calculatoare IBM compatibile ieftine.
Încheind o scurtă deviere istorică, vom încerca să identificăm noi direcții de dezvoltare a MP în viitorul apropiat. O caracteristică caracteristică a celor mai recente modele de procesoare este abilitatea de a lucra în modul multitasking, care a devenit de fapt norma pentru computerele moderne. Dezvoltă arhitectura RISC a microprocesoarelor (procesoare cu un număr minim de comenzi). Acest MP funcționează neobișnuit de rapid și poate executa oricare dintre comenzile sale într-un ceas de mașină, în timp ce de obicei o operație simplă necesită 4-5 cicluri. Un exemplu viu al avantajelor arhitecturii RISC este procesorul deja menționat "PowerPC". Trebuie subliniat faptul că succesul RISC-abordare a avut un impact semnificativ asupra construcției CISC-procesor (cu un set complet de comenzi). Astfel, o accelerare semnificativă a clasic CISC MP modele mai vechi de familie „Intel“ este realizată prin înlănțuire, RISC împrumutat de la MP.
Și, în sfârșit, nu putem să nu menționăm transputer-urile care conțin propriile RAM de la 2 la 16 kb în chip-ul procesorului și canalele de comunicații cu RAM extern și alte transputere. Capacitățile teoretice ale acestor IMS, care implementează algoritmi de calcul paralel, sunt uimitoare. Cu toate acestea, este necesar un timp considerabil înainte ca acestea să poată fi practic realizate.
4.2. Organizarea internă a microprocesorului
Să enumerăm principalele funcții ale microprocesorului:
• selectarea comenzilor din RAM;
• executarea operațiilor codate în comenzi;
• gestionarea transferului de informații între registrele sale interne, memoria RAM și dispozitivele externe (periferice);
• manipularea interprocesorilor și întreruperilor software;
• prelucrarea semnalelor de la dispozitive externe și implementarea unor întreruperi corespunzătoare;
• gestionarea diverselor dispozitive care fac parte din computer.
Aranjamentul intern al microprocesoarelor este foarte dificil (amintiți-vă trei milioane de tranzistori în "Pentium"). Chiar dacă încercați să luați în considerare schema cea mai generală a principalelor noduri funcționale, atunci o imagine destul de complicată se va dovedi. În plus, aranjamentul intern al deputatului este foarte dependent de marca sa și, prin urmare, studiul structurii unui procesor nu contribuie neapărat la înțelegerea muncii altui. Este considerat înțelept pentru utilizator (chiar și, probabil, pentru un programator) pentru a studia componentele de inginerie de procesor de calculator moderne, și limită, așa cum este obiceiul de a face, numai acele unități funcționale, care sunt accesibile programatic. Prin această abordare, se pare că parlamentarii au multe în comun și anumite modele ale structurii lor interne devin clar vizibile. În plus, complexitatea înfricoșătoare dispare și există un sentiment plăcut și util ca computerul - acest lucru nu este o parte acolo „lucru în sine“, iar comportamentul său poate fi înțeleasă.
Microprocesorul (microprocesorul central, CPU) este un dispozitiv controlat de software conceput pentru a procesa informații sub controlul unui program aflat în prezent în RAM. Structural este un cip mic localizat în interiorul unității de sistem și montat pe o placă de bază asociat cu un soclu procesor interfață placa de baza (Socket).
4.3. Principiile procesorului și caracteristicile acestuia
Microprocesorul poate procesa datele de orice origine :. text, numere, grafice, sunet, etc. Acest lucru este posibil deoarece datele înainte de a utiliza computerul sunt convertite în cea mai simplă formă, reprezentat în cod binar, „digitalizate“. Fizic, se poate arata ca alternanța secțiunilor magnetizate și demagnetizat ale hard disk, grinzi reflectorizante și non-reflexie a secțiunilor de CD-uri au trecut semnale de înaltă și joasă tensiune, etc.
Pentru a descrie funcționarea dispozitivelor digitale, se utilizează sistemul de numere binare, logica booleană, legile algebrelor logice.
Caracteristicile principale ale procesorului sunt:
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: