Основные блоки, входящие в состав компьютера

Структуры компьютеров основаны на общих логических принципах, позволяющих выделить в любом компьютере следующие главные устройства (схема фон Неймана):

· процессор, включающий в себя устройство управления (УУ) и арифметико-логическое устройство (АЛУ);

• память (запоминающее устройство, ЗУ), состоящую из перенумерованных ячеек;
• система ввода;
• система вывода.

Эти устройства соединены каналами связи, по которым передается информация.

Под интерфейсом в общем случае понимается совокупность средств, связывающих два (или более) устройства, и алгоритмов, опре­деляющих порядок передачи информации между ними.

Пользовательский интерфейс – совокупность средств взаимо­действия между компьютером и пользователем.

Центральный процессор

Обработка информации происходит в процессоре – основным элементе любого компьютера.

Центральный процессор (CPU, от англ. Central Processing Unit) — это основной рабочий компонент компьютера, который выполняет арифметические и логические операции, заданные программой, управляет вычислительным процессом и координирует работу всех устройств компьютера.

Подчеркнем, что работа процессора происходит под управлением программы.

Функции процессора:

· обработка данных по заданной программе путем выполнения арифметических и логических операций;

• программное управление работой устройств компьютера.

Современные процессоры выполняются в виде микропроцессоров. Физически микропроцессор представляет собой интегральную схему — тонкую пластинку кристаллического кремния прямоугольной формы площадью всего несколько квадратных миллиметров, на которой размещены схемы, реализующие все функции процессора.

В вычислительной системе может быть несколько параллельно работающих процессоров; такие системы называются многопроцессорными.

Память компьютера

Хранением информации в ПК занимаются несколько разнотипных устройств.

Функции памяти:

· приём информации из других устройств;

• запоминание информации;
• выдача информации по запросу в другие устройства машины.

Различают два основных вида памяти — внутреннюю и внешнюю.

Внутренняя память

В состав внутренней памяти входят оперативная память, кэш-память и специальная память.

Оперативная память (ОЗУ, англ. RAM, Random Access Memory — память с про­извольным доступом) — это быстрое запоминающее устройство не очень большого объёма, непосредственно связанное с хранением выполняемых в данный момент программ и данных, обрабатываемых этими программами.

Оперативная память используется только для временного хранения данных и программ, так как, когда машина выключается, все, что находилось в ОЗУ, пропадает.

В ОЗУ при включенном компьютере хранятся операционная система и те программы, которые выполняются в данный момент.

Кэш (англ. cache), или сверхоперативная память — очень быстрое ЗУ не­большого объёма, которое используется при обмене данными между микропроцессором и оперативной памятью для компенсации разницы в скорости обработки информации процессором и несколько менее быстродействующей оперативной памятью.

Кэш-памятью управляет специальный контроллер, который, анализируя выполняемую программу, пытается предвидеть, какие данные и команды вероятнее всего понадобятся в ближайшее время процессору, и подкачивает их в кэш-память.

К устройствам специальной памяти относятся постоянная память ПЗУ (ROM), ППЗУ перепрограммируемая постоянная память (Flash Memory), память CMOS RAM, питаемая от батарейки, видеопамять(VRAM) и некоторые другие виды памяти.

Постоянная память (ПЗУ, англ. ROM, Read Only Memory — память только для чтения) — энергонезависимая память, используется для хранения данных о конфигурации компьютераы, которые никогда (или почти никогда) не потребуют изменения. Комплект программ, находящихся в ПЗУ, образует базовую систему ввода-вывода (BIOS – Basic Input-Output System). Основное назначение программ этого пакета состоит в том, чтобы проверить состав и работоспособность компьютерной системы и обеспечить взаимодействие с клавиатурой, монитором, жестким диском и дисководом гибких дисков. Программы, входящие в BIOS, позволяют наблюдать на экране диагностические сообщения, сопровождающие запуск компьютера, а также вмешиваться в ход запуска с помощью клавиатуры.

Внешняя память

ВНЕШНЯЯ ПАМЯТЬ (ВЗУ) – это энергонезависимая память, реализованная в виде внешних, относительно материнской платы, устройств с разными принципами хранения информации и типами носителя, предназначенных для долговременного хранения информации.

В частности, во внешней памяти хранится все программное обеспечение компьютера. Устройства внешней памяти могут размещаться как в системном блоке компьютера, так и в отдельных корпусах. В отличие от оперативной памяти, внешняя память не имеет прямой связи с процессором. Физически внешняя память реализована в виде накопителей.

Накопители – это запоминающие устройства, предназначенные для продолжительного (что не зависит от электропитания) хранения больших объемов информации. Емкость накопителей в сотни раз превышает емкость оперативной памяти или вообще неограниченная, когда речь идет о накопителях со сменными носителями. Накопитель можно рассматривать как совокупность носителя и соответствующего привода. Различают накопители с сменными и постоянными носителями.

Привод – это объединение механизма чтения-записи с соответствующими электронными схемами управления. Его конструкция определяется принципом действия и видом носителя.

Стример и стримерная библиотека

Носитель – это физическая среда хранения информации.

В состав внешней памяти компьютера входят:

· накопители на жёстких магнитных дисках (HDD);

• накопители на гибких магнитных дисках (FDD);
• накопители на оптических компакт-дисках (СD, DVD, Blu-Ray и т.п.);
• накопители на магнито-оптических компакт-дисках (MO);
• накопители на магнитной ленте (стримеры)

· полупроводниковые флэш-память, флэш-карты

· голографические многоцелевые диск (HVD),

· Universal Media Disc (UMD) — оптический накопитель до 1,8 Гб

· SSD диски ­− твердотельные накопители (без движ. частей, до 1 Тб)

· и др.

Устройства ввода и вывода

Устройства ввода информации

Цель функции ввода в компьютере – преобразование поступающей извне информации (образов, звуков, нажатий клавиш, положений указателя, напряжений термопар и т.д.) в двоичные числа.

§ Клавиатура (механические (под каждой клавишей расположена пружина) и пленочные).

§ Сканер — устройство для ввода в компьютер графических изображений. Создает оцифрованное изображение документа и помещает его в память компьютера.

Ручные сканеры, которые прокатывают по поверхности документа рукой, и планшетные сканеры.

§ Цифровые фотокамеры, веб-камеры

§ Микрофон

§ Манипуляторы (мышь, джойстик, трекбол, сенсорная панель, тачпойнт, тачпад и др.) – это специальные устройства, которые используются для управления курсором.

трекболы

§ Световое перо – устройство, напоминающее обычное перо, на кончике которого имеется светочувствительный детектор. Если прикоснуться таким пером к экрану дисплея, то в этом месте появится система прямоугольных координат с началом в точке прикосновения. Перемещение пера по экрану вызовет появление рисунка

§ Дигитайзер — устройство для преобразования готовых изображений (чертежей, карт) в циф­ро­вую форму.

§