Совокупность всех устройств компьютера называют его аппаратным обеспечением. Состав этих устройств (конфигурация компьютера) может изменяться в зависимости от решаемых задач. Базовая конфигурация содержит следующие функциональные блоки: системный блок, монитор, клавиатуру, мышь.
Системный блок представляет собой корпус с размещенными внутри него системной платой, блоком питания и другими устройствами, которые называют внутренними: например, дисководами для магнитных и оптических дисков. Не входящие в системный блок устройства называют внешними.
Основной компонент системного блока — системная (или материнская) плата (рис. 2.1). На ней размещаются процессор, устройства памяти, набор микросхем, управляющих работой устройств, разъемы для подключения устройств.
Процессор — важнейшее устройство компьютера, его мозг, предназначен для выполнения вычислений и исполнения программ (рис. 2.2).
Основные характеристики процессора, определяющие его быстродействие: тактовая частота, разрядность, модель.
Системы хранения данных в корпоративных сетях
Тактовая частота — это число тактов, которые процессор выполняет за одну секунду. Различные операции могут занимать один или несколько тактов. Тактовая частота измеряется в герцах (Гц). У современных процессоров тактовая частота достигает нескольких миллиардов герц. Поэтому ее измеряют в производных единицах: один мегагерц (МГц) равен миллиону герц, один гигагерц (ГГц) — это миллиард герц.
Процессоры выполняют операции не над десятичными числами, а над двоичными. Двоичные числа записываются цифрами 0 и 1, которым соответствуют единицы информации, называемые битами. Разрядность процессора — это количество двоичных цифр (битов), которые одновременно обрабатывает процессор. Большинство современных процессоров имеет разрядность 32 бит или 64 бит.
Производительность процессора может быть повышена за счет одновременного выполнения нескольких последовательностей операций (потоков). Процессоры, способные одновременно обрабатывать несколько потоков, являются многоядерными. Так, процессоры Intel Core 2 Duo и Athlon 64 x 2 являются двухъядерными, a Intel Core Quad и AMD Quad — Core Phenom — четырехъядерными.
Другое важнейшее устройство компьютера — память. Для хранения информации используются различные виды памяти (запоминающие устройства).
Оперативная память (ОЗУ — оперативное запоминающее устройство) предназначена для хранения данных и программ во время их выполнения. Обмен данными между процессором и оперативной памятью выполняется за очень короткие промежутки времени. Информация в оперативную память поступает после включения компьютера, а при его выключении не сохраняется.
ОЗУ представляет собой набор микросхем, которые собраны в модули (рис. 2.3). Для установки модулей на материнской плате имеются соответствующие разъемы.
Для постоянного хранения информации даже при выключенном компьютере предназначено постоянное запоминающее устройство (ПЗУ). Хранимые в ПЗУ данные и программы обеспечивают запуск компьютера и работу с клавиатурой, монитором и другими устройствами.
Устройства хранения данных
Первоначально ПЗУ записывались однократно и были доступны только для чтения. Совершенствование технологии привело к появлению перезаписываемой энергонезависимой флэш-памяти, которая в настоящее время широко используется не только в ПЗУ, но и во внешних устройствах памяти.
К компьютеру можно подключать различные внутренние и внешние устройства для ввода и вывода, хранения и обработки информации.
Основным устройством долговременного хранения информации является накопитель на жестких магнитных дисках (винчестер). Он представляет собой набор вращающихся дисков с магнитным покрытием, у поверхности которых расположены головки для записи — чтения.
Для переноса данных используют съемные носители: гибкие магнитные диски (дискеты), оптические диски ( CD и DVD ), флэш-память и др.
Максимальный объем информации, который может быть записан на носитель, называют его емкостью. За единицу измерения объема информации
принят байт. Емкость носителей измеряют в производных единицах:
1 Кбайт (килобайт) = 1024 байт;
1 Мбайт (мегабайт) = 1024 Кбайт;
1 Гбайт (гигабайт) = 1024 Мбайт;
1 Тбайт (терабайт) = 1024 Гбайт.
Например, информационный объем дискеты размером 3,5 дюйма равен 1,44 Мбайт, объем DVD -диска — 4,7 Гбайт, а объем винчестеров достигает нескольких сотен гигабайт.
Необходимый объем ОЗУ зависит от решаемых задач и используемых программ. Так, для работы офисных приложений Windows ХР желательно не менее 512 Мбайт, а для Windows Vista — более 1 Гбайт.
При работе компьютера все его устройства взаимодействуют между собой. Они обмениваются данными друг с другом при помощи электрических сигналов. Для передачи данных от одного устройства к другому используются группы проводников на материнской плате — шины . Внешние устройства (например, клавиатура, мышь, принтер) подключаются через специальные разъемы (порты) Широкое распространение в последнее время получил порт USB ( Universal Series Bus — универсальная последовательная шина), допускающий «горячее» (т. е. без выключения компьютера) подключение разнообразных устройств.
Для подключения некоторых устройств требуются специальные платы — адаптеры. Для этого на материнской плате есть разъемы, которые называют слотами. Например, для подключения монитора необходим видеоадаптер (видеокарта) Следует заметить, что многие современные материнские платы имеют встроенные видеокарты, звуковые адаптеры, модемы, сетевые адаптеры.
Некоторые внешние устройства являются обязательными компонентами компьютера: монитор, клавиатура, мышь. Другие подключаются по мере необходимости, например принтер, сканер, графи ческий планшет (дигитайзер), микрофон, наушники или звуковые колонки, мультимедийный проектор и др.
Монитор предназначен для визуального представления информации. В настоящее время используются мониторы двух типов: на основе электронно-лучевых трубок и плоские жидкокристаллические, которые получают все большее распространение. Важнейший параметр монитора — размер диагонали экрана. Сегодня наиболее распространены мониторы с диагональю 15—19 дюймов (1 дюйм = = 2,54 см).
В качестве устройств вывода информации на бумагу наибольшее распространение получили матричные, лазерные и струйные принтеры. Принцип действия матричного принтера основан на переносе на бумагу краски с ленты в результате удара иголок печатающей головки. В лазерном принтере краска (тонер) переносится на бумагу участками поверхности светочувствительного барабана, получившими световой импульс лазера. В струйном принтере капельки краски распыляются печатающей головкой.
В последнее время широко используются устройства ввода аудиовизуальной информации: сканеры, цифровые фотоаппараты, веб-камеры, микрофоны. Сканер предназначен для ввода неподвижных изображений. Вебкамера позволяет вводить видео и при наличии соответствующих программ обеспечивать видеосвязь или видео-наблюдение.
Для ввода звуковой информации используют микрофон, а для воспроизведения — акустические системы (звуковые колонки и наушники).
Источник: ekzamenn.blogspot.com
Запоминающие устройства.
Памятью ЭВМ называется совокупность устройств, служащих для запоминания, хранения и выдачи информации.
Отдельные устройства, входящие в эту совокупность, называются запоминающими устройствами (ЗУ) различных типов.
Термин «ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО» обычно используется тогда, когда речь идет о принципе построения некоторого устройства памяти (например, полупроводниковое ЗУ, ЗУ на жестком магнитном диске и т.п.). А термин «ПАМЯТЬ» — когда хотят подчеркнуть выполняемую устройством памяти логическую функцию или место расположения в составе оборудования ЭВМ (например, оперативная память — ОП, внешняя память и т.п.).
Самое большое распространение запоминающие устройства приобрели в компьютерах (компьютерная память). Кроме того, они применяются в устройствах автоматики и телемеханики, в приборах для проведения экспериментов, в бытовых устройствах (телефонах, фотоаппаратах, холодильниках, стиральных машинах и т. д.), в пластиковых карточках, замках.
Запоминающие устройства играют важную роль в общей структуре ЭВМ. По некоторым оценкам производительность компьютера на разных классах задач на 40-50% определяется характеристиками ЗУ различных типов, входящих в его состав.
К основным параметрам, характеризующим запоминающие устройства, относятся емкость и быстродействие.
Емкость памяти — это максимальное количество данных, которое в ней может храниться.
Емкость запоминающего устройства измеряется количеством адресуемых элементов (ячеек) ЗУ и длиной ячейки в битах. В настоящее время практически все запоминающие устройства в качестве минимально адресуемого элемента используют 1 байт (1 байт = 8 двоичных разрядов (бит)) и емкость памяти указывается в укрупненных единицах (Кб, Мб, Гб и т.д.)
За одно обращение к запоминающему устройству производится считывание или запись некоторой единицы данных, называемой словом, различной для устройств разного типа.
Быстродействие памяти определяется продолжительностью операции обращения, то есть временем, затрачиваемым на поиск нужной информации в памяти и на ее считывание, или временем на поиск места в памяти, предназначаемого для хранения данной информации, и на ее запись.
Идеальное запоминающее устройство должно обладать бесконечно большой емкостью и иметь бесконечно малое время обращения. На практике эти параметры находятся в противоречии друг другу: в рамках одного типа ЗУ улучшение одного из них ведет к ухудшению значения другого. К тому же следует иметь в виду и экономическую целесообразность построения запоминающего устройства с теми или иными характеристиками при данном уровне развития технологии. Поэтому в настоящее время запоминающие устройства компьютера, как это и предполагал Нейман, строятся по иерархическому принципу (рис. 2.).
Рис. 2. Иерархическая организация памяти в современных ЭВМ
Иерархическая структура памяти позволяет экономически эффективно сочетать хранение больших объемов информации с быстрым доступом к информации в процессе ее обработки.
В соответствии с принципом иерархии памяти выделяют внутреннюю и внешнюю па-мять компьютера. Первая используется для временного хранения данных и программ при выполнении последних, а вторая — для долговременного хранения данных и программ.
Источник: studfile.net