Методичка 824

Всі пристрої, що входять до складу сучасного комп'ютера, діляться на два класи - центральні пристрої (перш за все процесор і основна пам'ять) і зовнішні пристрої. Причому зовнішніми пристрої називають не по їх розміщенню, а за функціями. Центральні пристрої працюють з інформацією, представленою в специфічній формі - у вигляді двійкових чисел. Основне призначення зовнішніх пристроїв - організувати зв'язок центральних пристроїв з навколишнім світом, тобто перетворити інформацію з поля зору, зрозумілого користувачеві, у внутримашинное уявлення і навпаки. Крім того, зовнішні пристрої застосовуються для довготривалого зберігання великих обсягів інформації, для зв'язку з іншими ЕОМ і т.д.

Всі зовнішні пристрої можна розділити на чотири групи.

1. Пристрої введення інформації: клавіатура, ручні маніпулятори ( "миша"), сканер, CD ROM і т.д.

2. Пристрої виведення інформації: відеосистема, принтер, плотер і т.д.

3. Пристрої зберігання інформації: зовнішні пристрої, що запам'ятовують.

4. Пристрої зв'язку і передачі інформації: модеми, мережеві плати (адаптери) і т.д.

Загальну схему обчислювального комплексу на базі персональної ЕОМ можна представити таким чином (рис. 1):

Мал. 1. Загальна схема обчислювального комплексу

У Росії найбільшого поширення набули так звані IBM-сумісні персональні комп'ютери.

1.2. Центральні пристрої комп'ютера

Мал. 2. Структура системної (материнської) плати

Зазвичай всі центральні пристрої розміщені на так званій системній (материнській) платі. Загальна структура системної плати представлена на рис. 2. Коротко розглянемо її вміст.

Центральний процесор - програмно-керований електронний цифровий пристрій, призначений для обробки різної інформації, представленої в цифровому вигляді.

Основними функціями процесора є:

§ Управління роботою всього обчислювального комплексу.

§ Виконання математичних і логічних дій з даними.

Здійснюючи функції управління, процесор забезпечує належне взаємодія компонентів комп'ютерної системи один з одним. Управління проводиться за допомогою імпульсних сигналів, що посилаються керованим компонентів.

При виконанні обчислень і логічних операцій процесор налаштовується на різні операції і безпосередньо виконує їх.

IBM-сумісні комп'ютери оснащуються мікропроцесорами типу Intel або аналогічними. Сучасні комп'ютери оснащені мікропроцесорами моделі Pentium.

Найважливіший параметр конкретної моделі процесора - тактова частота, яка вимірюється в одиницях частоти (мегагерцах і гігагерцах). Цей показник визначає швидкість роботи процесора і, отже, його продуктивність. Типові значення тактової частоти для деяких процесорів наведені в таблиці. Слід сказати, що збільшення порядкового номера процесора свідчить про зростання його характеристик і, отже, про поліпшення параметрів комп'ютера в цілому.

Основна пам'ять - електронний пристрій, призначений для зберігання інформації. Основна пам'ять складається з двох частин: оперативної пам'яті і постійної пам'яті. Оперативна пам'ять призначена для зберігання інформації, необхідної для поточного сеансу роботи. Вона забезпечує як читання, так і запис даних. Ця пам'ять є енергозалежною, тому що її вміст руйнується при виключенні живлення. Постійна пам'ять забезпечує лише читання даних. Вміст цієї частини пам'яті постійно і може бути змінено тільки спеціальними прийомами. Це незалежна пам'ять і її вміст не зникає при відсутності харчування.

До найважливіших характеристик пам'яті відносяться її ємність (обсяг) і час доступу. Е мкость пам'яті - це кількість вхідних в неї адресованих елементів (осередків). Обсяг основної пам'яті комп'ютера багато в чому визначається потребами користувача і встановлюється, виходячи з можливостей користувача і класу розв'язуваних їм завдань. Слід зазначити, що невеликий обсяг пам'яті істотно уповільнює проходження завдань, аж до повної неможливості їх вирішення. Занадто великий обсяг пам'яті мати нераціонально, оскільки це збільшує ціну комп'ютера. Для більшості персональних комп'ютерів загального призначення в даний час обсяг пам'яті лежить в межах 32 Мб ¸ 256 Мб. Час доступу визначається як інтервал часу між моментом виникнення запиту до пам'яті (з метою читання або запису інформації) і моментом, коли інформація прочитана або записана. Типове значення цієї величини для сучасних мікросхем пам'яті 4 * 10-8с ¸ 0,5 * 10-8с.

Контролери зовнішніх устрій ств пр едставляют собою програмно керовані електронні блоки для узгодження (сполучення) зовнішніх і центральних пристроїв комп'ютера між собою. Необхідність використання контролерів викликається тим, що зовнішні пристрої зазвичай не можна безпосередньо підключити до центральних. Однією з причин цього є та обставина, що характер сигналів, вироблюваних або сприймаються процесором, як правило, відрізняється від сигналів, що формуються або сприймаються відповідним зовнішнім пристроєм. Контролер і забезпечує узгодження цих сигналів. Крім того, оскільки контролер є програмно-керованим засобом, то при наявності відповідного програмного забезпечення один і той же контролер може забезпечити підключення до комп'ютера різних типів зовнішніх пристроїв. Використання контролерів дещо ускладнює конструкцію комп'ютера, але при цьому виникає можливість легко нарощувати його технічні можливості.

Системна магістраль (загальна шина) служить для передачі сигналів між елементами системної плати. Контроль зайнятості магістралі і управління проходженням сигналів по ній здійснюється пристроєм управління системною магістраллю. Воно не дозволяє звернення до шині в ті моменти, коли вона вже зайнята і «регулює» рух інформації по магістралі.

Порти комп'ютера служать для підключення зовнішніх пристроїв до центрального блоку.

1.3. Зовнішня пам'ять комп'ютера

Зовнішні пристрої комп'ютерів, призначені для зберігання великих обсягів інформації, називаються зовнішніми пристроями, що запам'ятовують. У сучасних комп'ютерах найчастіше використовуються зовнішні накопичувачі інформації на магнітних дисках. Існують дискові накопичувачі двох видів: на гнучких дисках і на жорстких дисках.

Пристрої першого типу складаються з двох частин: дисковода, що дозволяє зчитувати або записувати інформацію (привід), і носія інформації (дискета). Дисковод встановлюється в комп'ютері, а носій є знімним. В якості носія інформації використовується диск з синтетичного матеріалу, покритий магнітним шаром. В даний час використовуються диски діаметром 3,5 дюйма (близько 90 мм). Вони розміщені в пластмасовому захисному конверті. Інформація записується і зчитується з диска магнітними головками з використанням загальновідомих принципів магнітного запису. Перед використанням нова дискета певним чином розмічається магнітним полем (форматується). Інформаційна ємність дискети досить невелика і складає 1,44 Мб.

Інший сучасної різновидом магнітних дискових накопичувачів є накопичувачі на жорстких магнітних дисках. Принциповою відмінністю у них є те, що диски виготовлені з алюмінієвого сплаву і є незмінний. Весь механізм (приводи, диски, головки і т.д.) поміщаються в герметичний корпус, що істотно збільшує довговічність пристрою. Висока якість магнітного покриття, велика швидкість обертання і інші технічні рішення дають можливість підвищити щільність запису у накопичувачів інформації даного типу. Інформаційна ємність серійних накопичувачів становить до 40 Гб, а у окремих моделей досягає сотень Гб.

Принципово інший спосіб запису і зчитування інформації використовується в пристроях з лазерними компакт-дисками (CD диски). Вони мають кілька різновидів. Найпростіші і дешеві з них дозволяють тільки зчитувати інформацію. Такі пристрої називаються
CD ROM. Строго кажучи, їх слід віднести до пристроїв введення інформації. Дорожчі приводи компакт дисків дозволяють записувати інформацію. Вони називаються CD - RW. Ємність стандартного компакт-диска - близько 650 Мбайт.

Найсучаснішим на даний час є стандарт запису, званий DVD (цифровий багатоцільовий диск). Вже у перших з що з'явилися моделей ємність склала понад 4 Гбайт. Слідом за ними з'явилися диски ємністю десятки Гбайт.

Час доступу до пристроїв зовнішньої пам'яті значно більше, ніж до основної пам'яті ПЕОМ. Для накопичувачів на жорстких і оптичних дисках воно становить мікросекунди, а для пристроїв з гнучкими дисками вже десяті частки і навіть цілі секунди.

1.4. Пристрої введення-виведення інформації

Розглянемо основні пристрої введення-виведення інформації сучасних комп'ютерів.

Клавіатура. Служить для ручного введення інформації в ПЕОМ та для управління роботою комп'ютера. Клавіатура містить клавіші цифр, латинських і російських букв, знаки операцій та пунктуації, функціональні і керуючі клавіші. Клавіатура розпізнає натискати клавішу, формує відповідний цифровий код і передає його в центральні пристрої.

Миша. Являє собою пристрій, що дозволяє управляти комп'ютером. Миша підключається до комп'ютера гнучким кабелем і має дві або три кнопки, службовці органами управління. При переміщенні миші на екрані комп'ютера синхронно рухається спеціальний покажчик, який має в залежності від програми або ситуації вид стрілки, прямокутники і т. П. Робота з мишею зводиться до натискання, утриманню та відпускання кнопок в певному порядку.

Сканер. Так називається пристрій для введення в комп'ютер графічної інформації. За допомогою сканерів зазвичай вводяться малюнки, фотографії і навіть тексти. Інформація, введена сканером, може згодом оброблятися.

CD ROM. Пристрій для зчитування інформації з оптичного диска (компакт-диска). Принципи його роботи ті ж, що і у аналогічних пристроїв побутової техніки (CD-плейер). Перевагою CD ROM є великий обсяг інформації, що зберігається на диску (сотні мегабайт), і захищеність цієї інформації.

Відеосистема. Виводить на екран виводиться, на екрані. Головними частинами відеосистеми є відеомонітор і відеоадаптер. Сучасні монітори дозволяють відображати інформацію зі збереженням півтонів (градацій яскравості), як в побутових телевізорах. Основною функцією відеоадаптера (відеокарти) є перетворення сигналів, що надходять від центральних пристроїв, в форму, доступну для монітора.

Принтери. Принтер (принтер) призначене для виведення інформації на папір. Як правило, використовуються наступні типи принтерів: матричні ударні, струменеві і лазерні.

Плоттер (графічний пристрій). Це пристрій для виведення на аркуші паперу великого формату графічної інформації, перш за все технічного і наукового характеру. В принципі, виводити ілюстративний матеріал можна і за допомогою принтерів, однак це не завжди зручно, неефективно і часто неможливо. Плоттер є спеціалізованим пристроєм для виведення графічних зображень і особливо зручний для побудови технічних креслень, схем, діаграм і т. Д.

1. 5. У ичіслітельние мережі

Обчислювальна мережа являє собою систему комп'ютерів, з'єднаних каналами передачі інформації. Мережі дозволяють збільшувати обчислювальні потужності за рахунок використання ресурсів мережі і перерозподілу навантаження між машинами. Мережі дозволяють організувати ряд додаткових послуг, таких як оперативні наради, електронна пошта, навчання та ін.

Розрізняють локальні і розподілені обчислювальні мережі. У розподіленої обчислювальної мережі комп'ютери можуть бути видалені на сотні і тисячі кілометрів один від одного. Вони з'єднуються телекомунікаційними лініями зв'язку для обміну інформацією. У локальних мережах (ЛОМ) максимальна відстань між машинами не перевищує декількох кілометрів. Як правило, ЛВС призначаються для обробки інформації в межах однієї організації. При цьому вузлами мережі є комп'ютери (робочі станції) і інше абонентське обладнання.

Головним технічним параметром мережі є швидкість передачі даних. У сучасних мереж вона зазвичай становить до 100 Мбіт / с.

В якості технічних устрій ств дл я об'єднання комп'ютерів в мережу використовують такі апаратні засоби.

Мережеві адаптери. Є електронними пристроями, що дозволяють об'єднувати окремі комп'ютери в єдині обчислювальні мережі. Мережевий адаптер встановлюється в комп'ютер і з'єднується з аналогічними пристроями інших комп'ютерів спеціальними лініями зв'язку. Зазвичай в такі мережі об'єднують не надто віддалені один від одного комп'ютери.

Модеми та факс-модеми. Модем - це пристрій, що дозволяє комп'ютеру спілкуватися із зовнішнім світом. На відміну від мережевих адаптерів модем дозволяє отримати доступ до віддалених комп'ютерних систем. Модем підключає комп'ютер до наявних лініях зв'язку, наприклад, телефонних, радіорелейних і ін. Особливим видом інформації, яким здатні обмінюватися комп'ютери, є факси, що дозволяють передавати зображення. При цьому застосовується пристрій під назвою факс-модем. З його допомогою пересилаються будь-які документи.

Мал. 3. Мережа шинної топології з виділеним файл-сервером

Важливою властивістю мережі є спосіб з'єднання комп'ютерів в ній (топологія мережі). Існує кілька видів топологій мереж. Найпростішою є мережа шинної топології (рис.3). Вона являє собою загальний кабель, до якого підключені мережеві адаптери робочих станцій і інші мережеві пристрої. Кожен вузол такої мережі фізично пов'язаний з двома сусідніми вузлами. Повідомлення проходить послідовно через всі робочі станції.

За пріоритетом (значущості) комп'ютерів в мережі розрізняють наступні види мереж.

У тимчасових мережах всі мережеві робочі місця рівноправні і мають однаковий пріоритет. У кожен момент передачею даних управляє той комп'ютер, який ініціює процес передачі. Однак використання тимчасових мереж виправдане лише при невеликому числі робочих станцій - до десяти або трохи більше. При збільшенні числа вузлів мережі різко падає продуктивність і швидкість передачі даних. Тому для мереж з великою кількістю робочих станцій на один з комп'ютерів покладаються завдання управління роботою мережі. В даному випадку виходить мережа з виділеним файл-сервером. У таких мережах здійснюється не тільки передача інформації між робочими станціями, але можливо також використання машинних ресурсів (процесора, частини оперативної пам'яті) одних робочих станцій для задоволення потреб інших станцій. Розподіл ресурсів мережі, управління передачею даних та інші операції пред'являють до файл-серверу підвищені вимоги. Для забезпечення роботи великої кількості користувачів комп'ютер, який використовується в якості сервера, повинен володіти великим обсягом оперативної і дискової пам'яті, потужним процесором і високошвидкісний системною магістраллю.

Мал. 4. Схема комп'ютерної мережі типу «зірка» з файл-сервером і концентратором

Комп'ютерні мережі з великим числом робочих місць часто мають зіркоподібну топологію, коли кожне робоче місце пов'язане з сервером окремим кабелем (рис.4). Шинні топології простіше і економічніше, ніж зіркоподібні, так як для них витрачається менше кабелю, але вони дуже чутливі до несправностей кабельної системи.

Робочі станції зазвичай підключаються до мережі не прямо, а через пристрої доступу до середовища, які виконують роль багатопортових концентраторів. Концентратори бувають пасивні та активні. Активні концентратори не просто передають сигнал на кожен зі своїх портів, а й регенерують його, виконуючи функцію підсилювача. Застосування даних пристроїв часто обумовлено обмеженнями на довжину мережі і кількість робочих станцій. Концентратори є ключовим компонентом і в забезпеченні надійності локальної мережі, оскільки їх поміщають в центр мережі.

IRC-сервер - Irc.Online.com.ua