Какие задачи решает персональный компьютер

Обновлено: 06.07.2024

В следующей лекции мы перейдем непосредственно к разработке программ. Нам не понадобится детальное знание компьютера, но давайте ознакомимся с его фундаментальными свойствами, поскольку они устанавливают контекст для конструирования программ.

Задачи компьютеров

Компьютеры – цифровые устройства с автоматически хранимой программой; если быть более точным – это машины, которые могут хранить и находить информацию, выполнять операции над этой информацией и обмениваться информацией с другими устройствами.

Следующее определение подчеркивает основные способности компьютера.

Компьютеры выполняют

хранение и поиск
операции
коммуникации

Хранение и доступ – необходимое условие для всего остального: компьютеры должны иметь возможность где-то хранить и откуда-то извлекать информацию, прежде чем они смогут ее обрабатывать или передавать. Это "где-то" называется памятью.

Операции включают сравнение ("Являются ли два значения одинаковыми?"), замену ("Замени одно значение на другое"), арифметику ("Вычисли сумму этих двух значений") и другое. Операции являются примитивными, но, тем не менее, компьютеры способны совершать изумительные вещи благодаря скорости, с которой они выполняют базисные операции и мастерству человека – вашему, того, кто пишет программы.

Коммуникация позволяет нам вводить информацию в компьютер и находить нужную нам информацию (оригинальную либо созданную в процессе выполнения операций). Компьютеры могут также общаться с другими компьютерами и различными устройствами, такими как датчики, телефоны, дисплеи и многие другие.

Общая организация

Предыдущее определение дает основу для построения следующей диаграммы.

Память хранит информацию. Говоря о памяти, нужно понимать, что у компьютера могут быть несколько устройств, называемых памятью, и они могут быть разного вида, отличаясь размерами, скоростью доступа и живучестью (возможностью сохранения информации при отключении энергии ).

Процессоры выполняют операции. И снова их может быть несколько. Обычно мы встречаемся с процессором, называемым ЦПУ ( CPU , аббревиатура для устаревшего термина Central Processing Unit).

Устройства коммуникации обеспечивают способ взаимодействия с внешним миром. На рисунке показана связь внешнего мира с процессором, а не непосредственно с памятью; в действительности, когда нужно изменить информацию в памяти при вводе данных из внешнего мира, предварительно нужно выполнить некоторые операции процессора. Устройства коммуникации поддерживают либо ввод (из мира в компьютер), либо вывод (в обратном направлении), либо обмен в обоих направлениях. Примерами устройств являются:

клавиатура, с помощью которой человек вводит тексты (ввод);
дисплей или терминал (вывод);
мышь или джойстик, позволяющий создавать точки на экране (ввод);
датчики, регулярно посылающие результаты измерений производственных параметров в компьютер (ввод);
сетевое соединение, позволяющее связываться с другими компьютерами и устройствами (ввод-вывод ).

Аббревиатура I/O используется для ввода и вывода.

Информация и данные

Ключевое слово в определении компьютеров – информация, которую мы храним в памяти, обрабатываем и которой обмениваемся, используя устройства коммуникации.

Это верно с точки зрения человека. Строго говоря, компьютеры не манипулируют с информацией, они имеют дело с данными, представляющими информацию.

Определения: данные, информация

Совокупности символов, хранящиеся в компьютере, называются данными.

Любая интерпретация данных в интересах человека называется информацией.

Информация может быть всем, чем угодно: заголовками новостей, фотографией друга, тезисами докладчика на семинаре. Данные – закодированная форма информации.

Приведу пример: аудиоформат MP3 задает множество правил, позволяющих декодировать информацию о музыкальном произведении, которое может храниться в виде данных в памяти компьютера, может быть передано по сети и послано аудиоустройству для воспроизведения.

Данные хранятся в памяти. Задача устройств коммуникации – создать данные из приходящей информации, сохранить их в памяти и, когда процессоры преобразуют эти данные и создадут новые, передать их во внешний мир в таком виде, чтобы данные воспринимались как информация. В адаптированном виде этот процесс показан на следующей картинке:

Стрелки, идущие вправо и влево, показывают, что процесс не однонаправленный, а повторяющийся, и благодаря обратной связи позволяет вырабатывать новые результаты.

Компьютеры повсюду

Обыденной картиной является настольный или портативный компьютер, чей процессор и память могут быть упрятаны в ящик размером с учебник, подобный этой книге, или с большой словарь. Они имеют размеры, соответствующие удобству человека. Среди "ручных" размеров встречаются такие устройства, как мобильный телефон , являющийся сегодня карманным компьютером с расширенными функциями коммуникации. Для сложных научных вычислений (физика, предсказание погоды…) применяются суперкомпьютеры , размеры которых соизмеримы с размерами комнаты. Конечно, эти размеры не идут ни в какое сравнение с размерами компьютеров предыдущих поколений, занимавших целые здания при более чем скромных возможностях.

Рис. 1.4. Компьютеры: (a)настольный; (b) портативный; (c) iPhone (Apple);(d) навигационная система GPS;(e) встроенный процессор

Размеры процессора и памяти значительно меньше, чем занимают показанные на рисунке устройства. Растет число компьютеров, встраиваемых в бытовые устройства. Современные автомобили напичканы компьютерами, регулирующими подачу топлива, торможение, даже открытие окон. Принтер, связанный с компьютером, сам является компьютером, способным создавать шрифты, сглаживать изображения, после заминки бумаги начинать печать с последней необработанной страницы. Электрические бритвы включают компьютеры. Стиральные машины содержат компьютеры, и в ближайшем будущем маленькие компьютеры могут встраиваться в одежду для согласования с процессом стирки.

Компьютер с хранимой программой

Компьютер, как отмечалось, является универсальной машиной, способной выполнять любую введенную в него программу.

Для процесса ввода используются устройства коммуникации, обычно клавиатура и мышь. Текст появляется на экране при его печати и кажется, что это непосредственный результат ввода, но это иллюзия. Клавиатура является устройством ввода, дисплей – устройством вывода, отображение входного текста на экране требует специальной программы, называемой текстовым редактором , получающей ввод, обрабатывающей его и выводящей результат на экран. Благодаря скорости работы компьютера возникает иллюзия непосредственной связи клавиатуры и дисплея.

Когда программа вводится, куда же она попадает? В память, доступную для ее хранения. Вот почему говорят о компьютере с хранимой программой. Чтобы стать специализированной машиной, способной выполнять специфические задачи, которые вы как программист поставили ему, компьютер будет читать ваши приказы из своей памяти.

Свойство хранимой программы объясняет, почему мы не дали подходящего определения для устройств памяти. Следовало бы сказать, что память – это устройство для хранения и доступа к данным, но тогда понятие данных распространялось бы и на программы. Разумнее разделять эти два понятия.

Определение: память

Память – устройство для хранения и доступа к данным и программам.

Способность компьютеров рассматривать программы как данные – выполняемые данные – объясняет их исключительную гибкость. В начале компьютерной эры это привело к осознанию существования самомодифицируемых программ (так как программы могут изменять данные, они могут и модифицировать программы, включая и саму исполняемую программу). Отсюда пошли философские рассуждения, что в результате последовательности самомодификаций программы могут стать умнее создателя и компьютер захватит власть над миром.

Действительность, с которой мы сталкиваемся сегодня, – более прозаическая и более неприятная. Например, одна из причин, почему пользователи электронной почты должны быть крайне осторожны при открытии вложений, приходящих с письмом, состоит в том, что приходящие данные могут оказаться зловредно написанной программой, чье выполнение разрушит другие данные.

Для программистов свойство хранимой программы имеет непосредственное следствие: оно делает программы подлежащими, подобно данным любого другого типа, различным трансформациям, выполняемым другими программами. В частности, программа, которую вы пишете, это не та программа, которую вы выполняете. Операции, которые может выполнять процессор, спроектированы для машин, не для человека, их непосредственное использование утомительно и чревато ошибками. Вместо этого вы будете:

писать программы в нотации , спроектированной для людей и называемой языками программирования. Эта форма программы называется исходным кодом (исходным текстом, иногда просто исходником);
зависеть от специальных программ, называемых компиляторами, которые преобразуют программу, читаемую человеком, в формат, подходящий для выполнения процессором (этот формат называют машинным кодом, объектным кодом).

Мы часто будем сталкиваться со следующими терминами, отражающими это разделение задач.

Определения: статика, динамика

Статические свойства программы – это свойства исходного текста, которые могут быть проанализированы компилятором.

Динамические свойства – это те свойства, которые характерны для этапа выполнения машинного кода на компьютере.

Детали всего этого – коды процессора, языки программирования, компиляторы, примеры статических и динамических свойств – появятся в последующих лекциях. На данный момент следует знать, что программы, которые вы собираетесь писать, начиная со следующей лекции, предназначены как для людей, так и для компьютеров.

В этой книге внимание акцентируется не только на приемах, которые делают программу хорошей для компьютера (таких как эффективность выполнения, позволяющих достаточно быстро выполнять программу), но и на приемах, которые делают программу хорошей для чтения человеком. Программные тексты должны быть понятными, расширяемыми (простыми для внесения изменений); программные элементы должны быть повторно используемыми, чтобы при повторной встрече с похожей задачей не пришлось бы повторно изобретать ее решение. Программы должны быть устойчивыми, защищать себя от ошибочно введенных данных. И главное, они должны быть корректными, выдавать ожидаемые результаты.

Программистский фольклор: все важное в дырочках

Ветераны аэрокосмической индустрии рассказывают историю об одном инженере в эпоху первых космических полетов, который был ответственным за вес всего, что попадает на борт космического корабля. Он приставал к программистам, требуя, чтобы они назвали вес управляющего ПО. Ответ неизменно был, что ПО вообще ничего не весит; но инженера это не убеждало.

Однажды он пришел к главному программисту, размахивая пачкой перфокарт (средство ввода данных в те времена, смотри рисунок). "Это и есть ПО, – закричал он, – разве я не говорил вам, что и оно, подобно всему, имеет вес!" На что программист, не раздумывая, ответил ему: "Видите дырки? Они и есть ПО".

Возможности компьютера

Какие задачи можно решить с помощью компьютера?

Рассмотрим некоторые из них:

Печать текстовых документов

В офисе приходится ежедневно печатать большое количество разной документации:

Деловые письма;
Договоры;
Счета;
Доверенности;
Всевозможные бланки.

И очень часто они нужны в нескольких экземплярах.

Подготовить нужный документ можно с помощью компьютера.

Распечатать готовый документ можно в любом количестве экземпляров.

Электронная почта

Это служба по пересылке и получению электронных писем между пользователями в интернете.

По принципу работы она повторяет систему работы обычной почты.

Высокая надежность доставки писем;
Высокая скорость передачи;
Простота использования;
Передать можно разный текст: простой; форматированный; произвольные файлы, например, архивы, программы, медиафайлы, текстовые файлы.

Дистанционное обучение

Самостоятельная форма обучения, когда взаимодействие преподавателей и учеников происходит на расстоянии.

Преимущества такого обучения:

Снижение затрат на проведение обучения: не надо арендовать помещение и платить за него арендную плату; не надо тратить деньги на то, чтобы добраться до места учебы. За счет того, что никуда не надо ехать, экономится время;
Одновременно можно обучать большое количество людей;
За счет применения современных средств повышается качество обучения.

Печатать и редактировать тексты;
Подготавливать высококачественные цветные иллюстрации, комбинировать их с текстом;
Хранить большие объемы информации;
Обеспечивает быстрый доступ к нужным файлам.

Ведение бухгалтерского учета

Удаленный бухгалтерский учет включает в себя:

Работу с первичной документацией;
Кадровое делопроизводство;
Начисление заработной платы;
Ведение бухучета в зависимости от организационно-правовой формы;
Заполнение и сдачу налоговых деклараций в компетентные органы.

Автоматизированное проектирование

Компьютерные инструменты помогают инженерам, архитекторам создавать, анализировать, оптимизировать различные проекты.

Проектирование с помощью компьютера (система САД) включает в себя множество программных средств, к примеру:

Систему двухмерного черчения;
Трехмерное параметрическое моделирование поверхностей и объемных тел.

По областям применения автоматизированное проектирование подразделяется на:

Архитектурно-строительное;
Механическое;
Технологическое;
Проектирование электронных приборов и устройств.

Математические расчеты

С помощью математического онлайн-сервиса можно:

Автоматически решать как простые, так и сложные задачи по математике, в т.ч. операции над матрицами; работу с дробями, логарифмами, уравнениями, процентами; геометрические расчеты;
Производить перевод чисел в другую систему счисления;
Перевод физических величин.

Управление технологическими процессами

Автоматизированная система управления технологическим процессом представляет собой комплекс программных и технических средств, предназначенных для автоматизации управления технологическим оборудованием в организации.

Компьютерные игры

Это программы, которые создаются для развлечения людей.

Для ПК создано большое количество электронных игр, они создаются на основе книг, фильмов и мультфильмов.

Обычно компьютерная игра выводится на экран дисплея или телевизора, но может быть звуковой, телетайповой.

С развитием компьютерной электроники игры становятся все более реалистичными, по качеству визуализации приближаются к реальному миру.

Компьютерные игры можно классифицировать в зависимости от тематики:

Посмотрим видео на тему Возможности компьютера

Специальные возможности на компьютере в Windows 8

10 секретных функций твоего компьютера

Как узнать технические характеристики компьютера

Заключение

В этой статье мы рассмотрели тему Возможности компьютера, какие задачи можно решить с помощью компьютера и какую работу выполнить.

Надеюсь, статья оказалась полезной. Если возникли вопросы, можете задать их через форму комментариев под этой статьей.

Также буду признательна, если поделитесь статьей со своими друзьями в социальных сетях.

Для современного человека персональный компьютер стал частью обыденной жизни. А ведь еще несколько десятилетий назад не каждый обыватель знал, что это такое, из чего состоит и какие функции выполняет устройство. На сегодняшний день появились новые разновидности техники со своими конструктивными особенностями.

Что такое персональный компьютер?

Во всеобщем представлении персональный компьютер – это электронно-вычислительное устройство, предназначенное для личного использования одним человеком и решающее широкий спектр задач. Название произошло в результате перевода английского термина Personal Computer или РС, поэтому современные устройства нередко называют ПК. В советские времена использовалось другое название – персональная электронно-вычислительная машина или ПЭВМ, которое не прижилось в современной реальности.

Устройство персонального компьютера

Для полноценной работы персональный компьютер должен быть укомплектован набором устройств для ввода и вывода информации. В такой минимальный состав персонального компьютера входят:

Системный блок. Это основной узел, содержащий в себе компоненты, необходимые для работы: жесткий диск, материнскую плату, видеокарту или видеоадаптер, звуковую карту, дисководы.
Монитор, который необходим для визуального представления данных, то есть является устройством вывода информации.

К дополнительным комплектующим можно отнести:

История персонального компьютера

На заре своего появления в середине XX в. компьютеры представляли собой огромные устройства, занимающие большие площади и использующиеся в основном на крупных производствах группой специалистов. Персонализация ПК имела относительно долгий путь:

В 60-х годах прошлого столетия вместо большого количества ламп в компьютерах стали использоваться транзисторы, что значительно уменьшило габариты машин.
Развитие ПЭВМ продолжилось и в 70-х годах, которые ознаменовались переходом от системы транзисторов к использованию интегральных схем. Однако цена, размеры и сложность управления компьютерами были высоки.
В середине 70-х годов два молодых студента Стивен Джобс и Стив Возняк разработали компактную машину, пригодную для использования не программистами, а обычными людьми. Их и считают теми, кем был разработан первый массовый персональный компьютер.
В 1981 г. компания IBM выпустила компьютер IBM 5150, признанный стандартом устройства с совместимостью различных компонентов других фирм.
Массовое производство привычных компьютеров началось в 1995 г., когда была разработана операционная система Windows 95, удобная и легкая в использовании для простых обывателей.

Основные характеристики персонального компьютера

Выбирать персональный компьютер или ПК программисты советуют по основным характеристикам:

Количество ядер центрального процессора. Современные машины укомплектованы восьмиядерным процессором, но, очевидно, что в будущем их количество может заметно увеличиться.
Тактовая частота процессора или CPU, то есть объем операций, который машина может выполнить за единицу времени (секунду). Современные устройства имеют CPU не менее 2 ГГц.
Объем оперативной памяти (ОЗУ), измеряемый в гигабайтах. Чем этот показатель выше, тем лучше. В магазинах встречаются модели с параметрами объема ОЗУ от 2-х до 64-х Гб и более.
Еще одна важная характеристика персонального компьютера – объем памяти видеокарты, который тоже измеряется в гигабайтах и варьируется от 1-го до 24-х Гб.
Объем свободного пространства на жестком диске (SSD). Может варьироваться от 250 до 1000 Гб и более.
Тип операционной системы и ее версию.

Какие задачи решает персональный компьютер?

В наши дни современный персональный компьютер является не роскошью, а необходимым устройством для работы, учебы и развлечений. Трудно представить цивилизованный цифровой мир без этой техники, однако не каждый человек понимает, какие задачи она решает. Специалисты выделяют три направления:

Хранение информации. На современных устройствах пользователи хранят десятки гигабайт данных от фотографий и личных видео до специализированных рабочих файлов.
Получение данных. Самым ярким примером решения этой задачи можно назвать поиск необходимой информации в сети интернет, общение в социальных сетях или мессенджерах.
Обработка информации. На компьютеры пользователи создают и редактируют текстовые документы и таблицы, ретушируют фотографии, обрабатывают музыкальные файлы и производят другие операции по обработке данных.

Виды персональных компьютеров

С развитием технологий после появления первых электронно-вычислительных машин были разработаны разные по внешнему виду и функциям их разновидности. В современных условиях классификация персональных компьютеров состоит из следующих устройств:

Стандартный настольный персональный компьютер с привычным набором базовых устройств: системным блоком, монитором, клавиатурой и мышью.
Моноблок, в котором объединены системный блок и монитор в одно компактное устройство.
Ноутбук и ультрабуки или портативные ПК.
Нетбук или небольшой ноутбук с ограниченным функционалом.
Неттоп.
КПК или портативный карманный компьютер.
Планшет. .

Настольный компьютер

Самым привычным видом ПК считается настольный персональный компьютер. Его еще иногда именуют десктоп от английского термина desktop computer, что и переводится как настольный. Он может использоваться как для решения самых простых задач, например, серфинга в интернете, так и выполнения функций, требующих серьезных аппаратных ресурсов, например, как компьютерная графика. К преимуществам разновидности можно отнести:

Низкую стоимость отдельных элементов относительно аналогов.
Возможность составлять разнообразные конфигурации в зависимости от потребностей пользователя.
При необходимости можно провести замену и ремонт внутренних комплектующих с возможностью улучшения рабочих характеристик системного блока.

Из недостатков можно выделить лишь:

Компьютер моноблок

Еще одной разновидностью того, что это персональный компьютер, является моноблок. Он представляет собой устройство, в котором монитор и системный блок объединены в одном корпусе. Современный персональный ПК моноблок имеет преимущества:

Компактность и отсутствие лишних проводов, в отличие от стационарной модели.
Простоту установки и эстетичность.

К недостаткам модели можно отнести:

Компьютер ноутбук

Многие начинающие пользователи не всегда понимают, персональный компьютер – это ноутбук или нет. Профессионалы говорят о том, что данный вид техники является лишь компактной разновидностью ПК. Название произошло от английского слова Notebook, что в переводе означает «блокнот». Второе менее популярное имя устройства – Laptop, то есть техника, которую можно держать «на коленях». К преимуществам ноутбука относят:

Компактные габариты и малый вес, из-за чего устройство легко можно брать с собой на работу, учебу или в поездки.
Низкий уровень потребления электроэнергии.
Наличие аккумулятора, благодаря чему устройство определенное время можно использовать автономно без привязки к сети электропитания.

Из минусов можно отметить:

Неттоп

В некоторых ситуациях пользователям нужен настольный маленький ПК, размеры которого значительно меньше привычного системного блока. Таким устройством и является неттоп. Это уменьшенная версия стационарной модели, выполненная в компактном корпусе. К преимуществам относится:

Компактность и стильный внешний вид
Низкий уровень шума при работе.
Приемлемая стоимость.

Из недостатков можно выделить:

Компьютер нетбук

Для тех людей, кому персональный ноутбук не по карману, была создана его уменьшенная разновидность с ограниченным функционалом – нетбук. Название с английского языка переводится как компьютер, предназначенный для интернета. Такой субноутбук имеет уменьшенные размеры, небольшую диагональ экрана и относительно низкую производительность, в сравнении с ноутбуками. К преимуществам нетбука можно отнести:

Небольшие габариты, которые рассчитаны даже на то, что устройство помещается в рюкзак или женскую сумку.
Низкую стоимость.
Энергоемкую батарею и экономичный расход электроэнергии при работе от сети.

К недостаткам нетбука относятся:

Небольшая диагональ экрана не позволяет качественно работать с изображениями при их редактировании и выполнять другие визуальные функции.
Низкая производительность. На нетбуке работают не все программы, доступные для ноутбука и стационарного ПК.

Компьютер планшет

Для многих пользователей персональный компьютер или ПК – это устройство, необходимое для выполнения ряда простых функций, которое всегда должно быть под рукой. Для них изначально компания Apple разработала iPad или планшетный компьютер. Позже и другие фирмы создали аналоги, которые были названы tablet computer – планшетный компьютер. Он представляет собой компактное устройство с сенсорным экраном различной диагонали. К преимуществам можно отнести:

Компактность, устройство имеет небольшой эргономичный корпус, который помещается в любую сумку.
Возможность использования в любом месте без привязки к сети электропитания.
Быстрая и экономичная зарядка аккумулятора.

К недостаткам устройства можно отнести:

Высокую стоимость, которая прямо пропорционально зависит от диагонали и эксплуатационных характеристик.
Ограниченный функционал. Для решения некоторых сложных задач планшет не подходит, в отличие от стационарного персонального компьютера.

Карманный персональный компьютер

Некоторые современные подростки и не знают, что персональные компьютеры бывают карманными. Это так называемые КПК или карманные портативные компьютеры. На английском языке они называются PDA или Personal Digital Assistant, что переводится как «личный цифровой секретарь». Его еще иногда именуют наладонником. КПК были популярны в нулевые годы, когда был необходим быстрый доступ к оперативной информации. Со временем эти функции взяли на себя смартфоны, чем практически полностью и вытеснили этот тип компьютеров с рынка гаджетов.

Компьютер-сервер

Еще одна разновидность ПК – это специализированный компьютер под названием сервер, который необходим для программного обеспечения других компьютеров. Такие приборы устанавливаются на предприятиях и в офисах, а другие ПК являются для них рабочими станциями. Сервер может иметь как привычную настольную конфигурацию, так и отличаться следующими параметрами:

По своему назначению компьютер - это универсальный прибор для работы с информацией. По принципам своего устройства компьютер - это модель человека, работающего с информацией.

Персональный компьютер (ПК) — это компьютер, предназначенный для обслуживания одного рабочего места. По своим характеристикам он может отличаться от больших ЭВМ, но функционально способен выполнять аналогичные операции. По способу эксплуатации различают настольные (desktop), портативные (laptop и notebook) и карманные (palmtop) модели ПК.

Аппаратное обеспечение. Поскольку компьютер предоставляет все три класса информационных методов для работы с данными (аппаратные, программные и естественные), принято говорить о компьютерной системе как о состоящей из аппаратных и программных средств, работающих совместно. Узлы, составляющие аппаратные средства компьютера, называют аппаратным обеспечением. Они выполняют всю физическую работу с данными: регистрацию, хранение, транспортировку и преобразование как по форме, так и по содержанию, а также представляют их в виде, удобном для взаимодействия с естественными информационными методами человека.

Совокупность аппаратных средств компьютера называют его аппаратной конфигурацией.

Видео YouTube

Программное обеспечение. Программы могут находиться в двух состояниях: активном и пассивном. В пассивном состоянии программа не работает и выглядит как данные, содержательная часть которых - сведения. В этом состоянии содержимое программы можно «читать» с помощью других программ, как читают книги, и изменять. Из него можно узнать назначение программы и принцип ее работы. В пассивном состоянии программы создаются, редактируются, хранятся и транспортируются. Процесс создания и редактирования программ называется программированием.

Когда программа находится в активном состоянии, содержательная часть ее данных рассматривается как команды, согласно которым работают аппаратные средства компьютера. Чтобы изменить порядок их работы, достаточно прервать исполнение одной программы и начать исполнение другой, содержащей иной набор команд.

Совокупность программ, хранящихся на компьютере, образует его программное обеспечение. Совокупность программ, подготовленных к работе, называют установленным программным обеспечением. Совокупность программ, работающих в тот или иной момент времени, называют программной конфигурацией.

Устройство компьютера. Любой компьютер (даже самый большой)состоит из четырех частей:

устройства ввода информации

устройства обработки информации

устройства вывода информации.

Конструктивно эти части могут быть объединены в одном корпусе размером с книгу или же каждая часть может состоять из нескольких достаточно громоздких устройств

Базовая аппаратная конфигурация ПК. Базовой аппаратной конфигурацией персонального компьютера называют минимальный комплект аппаратных средств, достаточный для начала работы с компьютером. С течением времени понятие базовой конфигурации постепенно меняется.

Чаще всего персональный компьютер состоит из следующих устройств:

Дополнительно могут подключатся другие устройства ввода и вывода информации, например звуковые колонки, принтер, сканер.

Системный блок — основной блок компьютерной системы. В нем располагаются устройства, считающиеся внутренними. Устройства, подключаемые к системному блоку снаружи, считаются внешними. Для внешних устройств используют также термин периферийное оборудование.
Монитор — устройство для визуального воспроизведения символьной и графической информации. Служит в качестве устройства вывода. Для настольных ПК в настоящее время наиболее распространены мониторы, основанные на электронно-лучевых трубках. Они отдаленно напоминают бытовые телевизоры.
Клавиатура — клавишное устройство, предназначенное для управления работой компьютера и ввода в него информации. Информация вводится в виде алфавитно-цифровых символьных данных.
Мышь — устройство «графического» управления.

Внутренние устройства персонального компьютера.
Внутренними считаются устройства, располагающиеся в системном блоке. Доступ к некоторым из них имеется на лицевой панели, что удобно для быстрой смены информационных носителей, например гибких магнитных дисков. Разъемы некоторых устройств выведены на заднюю стенку — они служат для подключения периферийного оборудования. К некоторым устройствам системного блока доступ не предусмотрен — для обычной работы он не требуется.

Процессор. Микропроцессор — основная микросхема персонального компьютера. Все вычисления выполняются в ней. Основная характеристика процессора — тактовая частота (измеряется в мегагерцах, МГц). Чем выше тактовая частота, тем выше производительность процессора. Так, например, при тактовой частоте 500 МГц процессор может за одну секунду изменить свое
состояние 500 миллионов раз. Для большинства операций одного такта недостаточно, поэтому количество операций, которые процессор может выполнить в секунду, зависит не только от тактовой частоты, но и от сложности операций.

Единственное устройство, о существовании которого процессор «знает от рождения», — оперативная память — с нею он работает совместно. Оттуда поступают данные и команды. Данные копируются в ячейки процессора (они называются регистрами), а потом преобразуются в соответствии с содержанием команд. Более полную картину того, как процессор взаимодействует с оперативной памятью, вы получите в главах, посвященных основам программирования.

Оперативная память. Оперативную память можно представить как обширный массив ячеек, в которых хранятся числовые данные и команды в то время, когда компьютер включен. Объем оперативной памяти измеряется в миллионах байтов — мегабайтах (Мбайт).

Процессор может обратиться к любой ячейке оперативной памяти (байту), поскольку она имеет неповторимый числовой адрес. Обратиться к индивидуальному биту оперативной памяти процессор не может, так как у бита нет адреса. В то же время, процессор может изменить состояние любого бита, но для этого требуется несколько действий.

Материнская плата. Материнская плата — это самая большая плата персонального компьютера. На ней располагаются магистрали, связывающие процессор с оперативной памятью, — так называемые шины. Различают шину данных, по которой процессор копирует данные из ячеек памяти, адресную шину, по которой он подключается к конкретным ячейкам памяти, и шину команд, по которой в процессор поступают команды из программ. К шинам материнской платы подключаются также все прочие внутренние устройства компьютера. Управляет работой материнской платы микропроцессорный набор микросхем — так называемый чипсет.

Видеоадаптер. Видеоадаптер — внутреннее устройство, устанавливаемое в один из разъемов материнской платы. В первых персональных компьютерах видеоадаптеров не было. Вместо них в оперативной памяти отводилась небольшая область для хранения видеоданных. Специальная микросхема (видеоконтроллер) считывала данные из ячеек видеопамяти и в соответствии с ними управляла монитором.

По мере улучшения графических возможностей компьютеров область видеопамяти отделили от основной оперативной памяти и вместе с видеоконтроллером выделили в отдельный прибор, который назвали видеоадаптером. Современные видеоадаптеры имеют собственный вычислительный процессор (видеопроцессор), который снизил нагрузку на основной процессор при построении сложных изображений. Особенно большую роль видеопроцессор играет при построении на плоском экране трехмерных изображений. В ходе таких операций ему приходится выполнять особенно много математических расчетов.

В некоторых моделях материнских плат функции видеоадаптера выполняют микросхемы чипсета — в этом случае говорят, что видеоадаптер интегрирован с материнской платой. Если же видеоадаптер выполнен в виде отдельного устройства, его называют видеокартой. Разъем видеокарты выведен на заднюю стенку. К нему подключается монитор.

Звуковой адаптер. Для компьютеров IBM PC работа со звуком изначально не была предусмотрена. Первые десять лет существования компьютеры этой платформы считались офисной техникой и обходились без звуковых устройств. В настоящее время средства для работы со звуком считаются стандартными. Для этого на материнской плате устанавливается звуковой адаптер. Он может быть интегрирован в чипсете материнской платы или выполнен как отдельная подключаемая плата, которая называется звуковой картой.
Разъемы звуковой карты выведены на заднюю стенку компьютера. Для воспроизведения звука к ним подключают звуковые колонки или наушники. Отдельный разъем предназначен для подключения микрофона. При наличии специальной программы это позволяет записывать звук. Имеется также разъем (линейный выход) для подключения к внешней звукозаписывающей или звуковоспроизводящей аппаратуре (магнитофонам, усилителям и т.п.).

Жесткий диск. Поскольку оперативная память компьютера очищается при отключении питания, необходимо устройство для длительного хранения данных и программ. В настоящее время для этих целей широко применяют так называемые жесткие диски.
Принцип действия жесткого диска основан на регистрации изменений магнитного поля вблизи записывающей головки.

Основным параметром жесткого диска является емкость, измеряемая в гигабайтах (миллиардах байтов), Гбайт. Средний размер современного жесткого диска составляет 80 — 160 Гбайт, причем этот параметр неуклонно растет.

Дисковод гибких дисков. Для транспортировки данных между удаленными компьютерами используют так называемые гибкие диски. Стандартный гибкий диск (дискета) имеет сравнительно небольшую емкость 1,44 Мбайт. По современным меркам этого совершенно недостаточно для большинства задач хранения и транспортировки данных, но низкая стоимость носителей и высокая степень готовности к работе сделали гибкие диски самыми распространенными носителями данных.

Для записи и чтения данных, размещенных на гибких дисках, служит специальное устройство — дисковод. Приемное отверстие дисковода выведено на лицевую панель системного блока.

Дисковод CD-ROM. Для транспортировки больших объемов данных удобно использовать компакт-диски CD-ROM. Эти диски позволяют только читать ранее записанные данные — производить запись на них нельзя. Емкость одного диска составляет порядка 650-700 Мбайт.

Для чтения компакт-дисков служат дисководы CD-ROM. Основной параметр дисковода CD-ROM— скорость чтения. Она измеряется в кратных единицах. За единицу принята скорость чтения, утвержденная в середине 80-х гг. для музыкальных компакт-дисков (аудиодисков). Современные дисководы CD-ROM обеспечивают скорость чтения 40х - 52х.
Основной недостаток дисководов CD-ROM — невозможность записи дисков — преодолен в современных устройствах однократной записи — CD-R. Существуют также устройства CD-RW, позволяющие осуществлять многократную запись.

Принцип хранения данных на компакт-дисках не магнитный, как у гибких дисков, а оптический.

Коммуникационные порты. Для связи с другими устройствами, например принтером, сканером, клавиатурой, мышью и т. п., компьютер оснащается так называемыми портами. Порт — это не просто разъем для подключения внешнего оборудования, хотя порт и заканчивается разъемом. Порт — более сложное устройство, чем просто разъем, имеющее свои микросхемы и управляемое программно.

Сетевой адаптер. Сетевые адаптеры необходимы компьютерам, чтобы они могли обмениваться данными между собой. Этот прибор следит за тем, чтобы процессор не подал новую порцию данных на внешний порт, пока сетевой адаптер соседнего компьютера не скопировал к себе предыдущую порцию. После этого процессору дается сигнал о том, что данные забраны и можно подавать новые. Так осуществляется передача.

Когда сетевой адаптер «узнает» от соседнего адаптера, что у того есть порция данных, он копирует их к себе, а потом проверяет, ему ли они адресованы. Если да, он передает их процессору. Если нет, он выставляет их на выходной порт, откуда их заберет сетевой адаптер очередного соседнего компьютера. Так данные перемещаются между компьютерами до тех пор, пока не попадут к адресату.

Читайте также: