Лекция № 3.Состав аппаратного обеспечения ПК
Большую популярность ПК легко объяснить. Они компактны, не требуют специальных условий эксплуатации (двойного пола, кондиционера, необходимых для работы больших ЭВМ), дешевы, благодаря дружественному интерфейсу с пользователем не требуют специальной профессиональной подготовки при выполнении большей части работ. В то же время по своим функциональным возможностям современные ПК эквивалентны большим универсальным ЭВМ 60-х годов, мини-ЭВМ 70-х годов и даже превосходят их по многим параметрам.
В 1981 г. создан первый портативный компьютер OSBORN I (фирма Osborn Computer). В 1983 г. фирма Compag выпустила в продажу свой первый ПК и достигла за год объема продаж в 111 млн долл. - наибольший объем за первый год продаж в истории американского бизнеса на тот период. В 1984 г. создан ПК Macintosh фирмы APPLE, пытавшейся бороться за лидерство на рынке ПК с фирмой IBM. В 1987 г. фирма APPLE выделила свой бизнес, связанный с разработкой программного обеспечения, в отдельную компанию, названную Claris. В 1988 г. созданы первые персональные суперкомпьютеры фирм Apollo, Ardent, Stellar. В середине 80-х годов появились ПК, работающие на базе 32-разрядных микропроцессоров, а в настоящее время созданы 64-разрядные системы.
Поскольку в настоящее время разными фирмами-производителями выпускаются разнообразные средства вычислительной техники, для ориентации пользователя в этом море машин необходима их классификация. Как любое сложное изделие, их можно классифицировать по многим критериям. В связи с этим любая их классификация будет достаточно условной.
Можно выделить следующие группы средств вычислительной техники в зависимости от совокупности значений основных параметров и с учетом областей применения:
• суперЭВМ-уникальная сверхпроизводительная система, используемая для решения сложнейших задач, требующих гигантских объемов вычислений;
• сервер - компьютер, предоставляющий свои ресурсы другим пользователям; различаются файловые серверы, серверы печати, серверы баз данных и др.;
• профессиональная рабочая станция - высокопроизводительный компьютер, ориентированный на профессиональную деятельность в определенной области, как правило, оснащенный дополнительным оборудованием и специализированным программным обеспечением;
• персональный компьютер - компьютер, предназначенный для работы в условиях предприятия или дома; настройка, обслуживание и установка программного обеспечения компьютеров такого класса могут выполняться самим пользователем с минимальным привлечением специалистов;
• ноутбук -переносной компьютер, обладающий вычислительной мощностью персонального компьютера, способный в течение определенного времени работать без подключения к электрической сети;
• карманный ПК, называемый нередко электронным органайзером, по размерам приближающийся к калькулятору, клавиатурный или бесклавиатурный, по своим функциональным возможностям напоминающий ноутбук;
• сетевой ПК (Net PC) - персональный компьютер делового применения с минимальным набором внешних устройств, при использовании которого настройка, техническая поддержка и установка программного обеспечения осуществляются не конечным пользователем, а централизованно, предназначен для работы в вычислительной сети, но способен также функционировать в автономном режиме;
• терминал - устройство, которое не предназначено для работы в автономном режиме, обычно не имеющее процессора для выполнения команд, а выполняющее лишь операции по вводу и передаче команд пользователя более мощному компьютеру и выдаче пользователю результата.
В настоящее время для разных классов ЭВМ применяются различные принципы построения системы ввода-вывода и структуры вычислительной машины.
В персональном компьютере, как правило, используется структура с системной шиной. При такой структуре все устройства компьютера обмениваются информацией и управляющими сигналами через системную шину. Физически она представляет собой систему функционально объединенных проводов, по которым передаются три потока данных: непосредственно информация, управляющие сигналы и адреса.
Рис. 1 – Шинная структура ПК:
ЦП — центральный процессор; ОП — оперативная память;
ПП — постоянная память; К — контроллер;
ПУ — периферийное устройство
Количество проводов в системной шине, предназначенных для передачи непосредственно информации, называется разрядностью шины. Разрядность шины определяет число битов информации, которые могут передаваться по шине одновременно.
МИКРОПРОЦЕССОРЫ
Основным компонентом любой ЭВМ является центральный процессор.В современных ПК функции центрального процессора выполняют микропроцессоры.Чаще всего это большая интегральная схема, представляющая собой кремниевый кристалл в пластмассовом, керамическом или металлокерамическом корпусе, на котором расположены выводы для приема и выдачи электрических сигналов.
Основные функции микропроцессора - выполнение вычислений, пересылка данных между внутренними регистрами, управление ходом вычислительного процесса. Микропроцессор непосредственно взаимодействует с оперативной памятью и контроллерами системной платы.
Главная характеристика микропроцессора - его быстродействие, которое в значительной степени зависит от тактовой частоты микропроцессора, т.е. количества элементарных операций, выполняемых в секунду.(измеряется в Мегагерцах и Гигогерцах 1,7 Млрд. опер в сек))
Микропроцессор обменивается информацией с внешними устройствами через системную шину. В составе микропроцессора может присутствовать сверхоперативная, или кэш-память, которая обеспечивает более быструю передачу информации, чем оперативная память.