Аппаратные средства портативного компьютера

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Основные аппаратные средства ПК

В состав основной конфигурации персонального компьютера входят следующие части (компоненты):

системный блок;

клавиатура, позволяющая вводить символы в компьютер;

монитор - для изображения текстовой или графической информации;

мышь.

1.1 Системный блок

Системный блок представляет собой основной узел, внутри которого установлены наиболее важные компоненты. Устройства, находящиеся внутри системного блока, называют внутренними, а устройства, подключаемые к нему снаружи, называют внешними. Внешние дополнительные устройства, предназначенные для ввода, вывода и длительного хранения данных, также называют периферийными.

По внешнему виду системные блоки различаются формой корпуса. Корпуса персональных компьютеров выпускают в горизонтальном (desktop) и вертикальном (tower) исполнении.

1.1.1 Микропроцессор

При выборе компьютера необходимо обращать внимание прежде всего на тип процессора, так как он определяет как быстродействие ПК и его функциональные характеристики, так и стоимость компьютера, которая в базовых ценах может варьироваться от десятков до сотен тысяч рублей.

При выборе типа микропроцессора надо учитывать его быстродействие, определяющее скорость работы всего компьютера и, тем самым, диапазон его применения.

Микропроцессоры отличаются друг от друга двумя характеристиками: типом (моделью) и тактовой частотой. Одинаковые модели микропроцессоров могут иметь различную тактовую частоту - чем она выше, тем выше производительность и, как следствие, цена микропроцессора.

Основными параметрами процессоров является:

рабочее напряжение,

разрядность,

рабочая тактовая частота,

коэффициент внутреннего умножения тактовой частоты,

размер кэш-памяти.

1.1.2 Оперативная память

Память ПК-это та часть аппаратуры, которая хранит программы и данные. В ПК используется память двух типов.

Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) предназначено для временного хранения информации в виде программных инструкций и данных. Оно позволяет осуществлять и чтение, и запись этой информации. При выполнении программы ЦП считывает команды из ОЗУ и записывает в него данные или изменяют исходные. Содержимое этой памяти при отключении питания теряется.

Оперативная память (RAM -- Random Access Memory) -- это массив кристаллических ячеек, способных хранить данные. Существует много различных типов оперативной памяти, но, с точки зрения физического принципа действия, различают динамическую память (DRAM) и статическую память (SRAM).

Простоянное запоминающее устройство (ПЗУ) также используется для хранения программных инструкций, но доступно только для чтения информации, поэтому данные в нем, как правило, не хранят. В персональных компьютерах ПЗУ хранит неизменные программы, запускаемые при включении компьютера и основные программы, управляющие периферийными устройствами (дисководами, монитором и т.д.). Такие программы называются драйверами устройств. Кроме них в ПЗУ может быть записана специальная программа, управляющая работой элементов ПК и являющаяся посредником между пользователем и компьютером, называемая операционной системой.

1.1.3 Накопители на жестком диске (винчестеры

Жесткий диск--основное устройство для долговременного хранения больших объемов данных и программ. На самом деле это не один диск, а группа дисков (имеющих магнитное покрытие и вращающихся с высокой скоростью). Таким образом этот диск имеет не две поверхности, как должно быть у обычного плоского диска а 2n поверхностей, где п -- число отдельных дисков в группе.

К основным параметрам жестких дисков относятся емкость и производительность. Емкость дисков зависит от технологии их изготовления. В настоящее время большинство производителей жестких дисков используют изобретенную компанией IBM технологию с использованием гигантского магниторезистивного эффекта.

Среднее время доступа - параметр, определяющий интервал времени, необходимый для поиска нужных данных, и зависит от скорости вращения диска. Для дисков вращающихся с частотой 5400 об/мин, среднее время доступа составляет - I0 мкс, для дисков с частотой 7200 об/мин -- 7-8 мкс. Изделия более высокого уровня обеспечивают среднее время доступа к данным 5-6 мкс.

1.1.4 Видеокарта

Совместно с монитором видеокарта образует видеоподсистему персонального компьютера. Физически видеоадаптер выполнен в виде отдельной дочерней платы, которая вставляется в один из слотов материнской платы и называется видеокартой. Видеоадаптер взял на себя функции видеоконтроллера, видеопроцессора и видеопамяти.

В настоящее время применяются видеоадаптеры SVGA, обеспечивающие по выбору воспроизведение до 16,7 миллионов цветов с возможностью произвольного выбора разрешения экрана из стандартного ряда значений (640x480, 800x600, 1024x768, 1152x864; 1280x1024 точек и далее).

Разрешение экрана является одним из важнейших параметров видеоподсистемы. Чем оно выше, тем больше информации можно отобразить на экране, но тем меньше размер каждой отдельной точки и, тем самым, тем меньше видимый размер элементов изображения. Использование завышенного разрешения на мониторе малого размера приводит к тому, что элементы изображения становятся неразборчивыми и работа с документами и программами вызывает утомление органов зрения. Использование заниженного разрешения приводит к тому, что элементы изображения становятся крупными, но на экране их располагается очень мало.

Таким образом, для каждого размера монитора существует свое оптимальное разрешение экрана, которое должен обеспечивать видеоадаптер (табл.1).

Таблица 1 Разрешение экрана монитора

1.1.5 Звуковая карта

Звуковая карта подключается к одному из слотов материнской платы в виде дочерней карты и выполняет вычислительные операции, связанные с обработкой звука, речи, музыки. Звук воспроизводится через внешние звуковые колонки, подключаемые к выходу звуковой карты. Специальный разъем позволяет отправить звуковой сигнал на внешний усилитель. Имеется также разъем для подключения микрофона, что позволяет записывать речь или музыку и сохранять их на жестком диске для последующей обработки и использования.

Основным параметром звуковой карты является разрядность, определяющая количество битов, используемых при преобразовании сигналов из аналоговой в цифровую форму и наоборот. Чем выше разрядность, тем меньше погрешность, связанная с оцифровкой, тем выше качество звучания. Минимальным требованием сегодняшнего дня являются 16 разрядов, а наибольшее распространение имеют 32-разрядные и 64-разрядные устройства.

1.2 Мониторы

Монитор -- устройство визуального представления данных, одно из важнейших устройств вывода. Его основными потребительскими параметрами являются: размер экрана и шаг маски экрана, максимальная частота регенерации изображения, класс защиты.

Размер экрана измеряется между противоположными углами экрана кинескопа по диагонали. Единица измерения -- дюймы. Стандартные размеры: 14"; 15"; 17"; "; 20"; 21". В настоящее время наиболее универсальными являются мониторы размером 15 и 17 дюймов, а для операций с графикой желательны мониторы размером 19-21 дюйм.

Маска -- панель с регулярно расположенными отверстиями или щелями. Шаг маски характеризует расстояние (шаг) между отверстиями или щелями маски. Причем, чем меньше шаг, тем четче и точнее полученное изображение. Шаг маски измеряют в долях миллиметра. В настоящее время наиболее распространены мониторы с шагом маски 0,25-0,27 мм.

Частота регенерации (обновления) изображения показывает, сколько раз в течение секунды монитор может полностью сменить изображение (поэтому ее также называют частотой кадров). Этот параметр зависит не только от монитора, но и от свойств и настроек видеоадаптера (см. ниже), хотя предельные возможности определяет все-таки монитор. Частоту регенерации изображения измеряют в герцах (Гц). Чем она выше, тем четче и устойчивее изображение, тем меньше утомление глаз, тем больше времени можно работать с компьютером непрерывно. При частоте регенерации порядка 60 Гц мелкое мерцание изображения заметно невооруженным глазом. Сегодня такое значение считается недопустимым. Минимальным считают значение 75 Гц, нормативным -- 85 Гц и комфортным -- 100 Гц и более.

Класс защиты монитора определяется стандартом, которому соответствует монитор с точки зрения требований техники безопасности. Стандарты устанавливают жесткие нормы по параметрам, определяющим качество изображения (яркость, контрастность, мерцание, антибликовые свойства покрытия).

1.3 Клавиатура

Клавиатура -- клавишное устройство управления персональным компьютером. Служит для ввода алфавитно-цифровых (знаковых) данных, а также команд управления.

Клавиатура относится к стандартным средствам персонального компьютера. Ее основные функции не нуждаются в поддержке специальными системными программами (драйверами). Необходимое программное обеспечение для начала работы с компьютером уже имеется в микросхеме ПЗУ в составе базовой системы ввода-вывода (BIOS), и потому компьютер реагирует на нажатия клавиш сразу после включения.

Стандартная клавиатура имеет более 100 клавиш, функционально распределенных по нескольким группам.

Группа алфавитно-цифровых клавиш предназначена для ввода знаковой информации и команд, набираемых по буквам. Каждая клавиша может работать в нескольких режимах (регистрах) и, соответственно, может использоваться для ввода нескольких символов. Переключение между нижним регистром (для ввода строчных символов) и верхним регистром (для ввода прописных символов) выполняют нажатием клавиши SHIFT (нефиксированное переключение).

При необходимости жестко переключить регистр используют клавишу CAPS LOCK (фиксирование переключение). Если клавиатура используется для ввода данных, абзац закрывают нажатием клавиши ENTER. При этом автоматически начинается ввод текста с новой строки. Если клавиатуру используют для ввода команд, клавишей ENTER разрешают ввод команды и начинают ее исполнение.

Раскладкой клавиатуры называется схема закрепления символов национального алфавита за конкретными алфавитно-цифровыми клавишами. Переключения между различными раскладками выполняются программным образом -- это одна из функций операционной системы. Например, в системе Windows'XP для этого могут использоваться следующие комбинации: левая клавиша ALT+SHIFT или CTRL+SHIFT.

1.4 Мышь

Мышь -- устройство управления манипуляторного типа. Представляет собой плоскую коробочку с двумя-тремя кнопками и, возможно, дополнительными органами управления. Перемещение мыши по плоской поверхности синхронизировано с перемещением графического объекта (указателя мыши) на экране монитора.

Принцип действия. В отличие от рассмотренной ранее клавиатуры, мышь не является стандартным органом управления, и базовые средства ввода и вывода (BIOS) компьютера, размещенные в постоянном запоминающем устройстве (ПЗУ), не содержат программных средств для обработки прерываний мыши.

В связи с этим в первый момент после включения компьютера мышь не работает. Она нуждается в поддержке специальной системной программы -- драйвера мыши. Драйвер устанавливается либо при первом подключении мыши, либо его обеспечивает операционная система компьютера, например такая, как Windows. Драйвер мыши предназначен для интерпретации сигналов, поступающих от нее. Кроме того, он обеспечивает механизм передачи информации о положении и состоянии мыши операционной системе и работающим программам.

Компьютером управляют перемещением мыши по плоскости и кратковременными нажатиями правой и левой кнопок. Эти нажатия называются щелчками. В отличие от клавиатуры мышь не может напрямую использоваться для ввода знаковой информации -- ее принцип управления является событийным. Перемещения мыши и щелчки ее кнопок являются событиями с точки зрения ее программы-драйвера. Анализируя эти события, драйвер устанавливает, когда произошло событие и в каком месте экрана в этот момент находился указатель. Эти данные передаются в прикладную программу, с которой работает пользователь в данный момент. По ним программа может определить команду, которую имел в виду пользователь, и приступить к ее исполнению.

Комбинация монитора и мыши обеспечивает наиболее современный тип интерфейса пользователя, который называется графическим

К регулируемым параметрам мыши относятся: чувствительность (выражает величину перемещения указателя на экране при заданном линейном перемещении), а также чувствительность к двойному щелчку (максимальный интервал времени, при котором два щелчка кнопкой мыши оцениваются как один двойной щелчок).

1.5 Периферийные устройства

Периферийные устройства персонального компьютера подключаются к его интерфейсам и предназначены для выполнения вспомогательных операций. Благодаря им компьютерная система приобретает гибкость и универсальность.

По назначению периферийные устройства можно подразделить на:

устройства ввода данных;

устройства вывода данных;

устройства хранения данных;

устройства обмена данными;

устройства командного управления.

1.5.1 Принтеры

Принтер, или печатающее устройство, предназначен для вывода информации на бумагу. Все принтеры могут выводить текстовую информацию, но нас интересуют те из них, которые рассчитаны на отображение рисунков и графики необходимых для создания качественной рекламной продукции.

Существуют несколько тысяч моделей принтеров, которые могут использоваться с ПК. Как правило, применяются принтеры следующих типов: матричные, струйные и лазерные, однако встречаются и другие (светодиодные, термопринтеры и т.д.).

Матричные (или точечно-матричные) принтеры наиболее распространенный до недавнего времени тип принтеров для IBM PC.

Принцип печати этих принтеров таков: печатающая головка принтера содержит вертикальный ряд тонких металлических стержней (иголок). Головка движется вдоль печатаемой строки, а стержни в нужный момент ударяют по бумаге через красящую ленту. От количества печатающих иголок (а их бывает от 9 до 48) зависит качество печати.

Скорость печати точечно-матричных принтеров невелика - от 60 до 100 сек. на страницу, печать же рисунков может выполняться медленнее - до 5 мин. на страницу.

В целом, для создания качественной печатной продукции на фирме матричные принтеры подходят мало. Для качественной печати должны использоваться струйные и лазерные принтеры.

Струйные принтеры. В этих принтерах изображение формируется микрокаплями специальных чернил, выдуваемых на бумагу с помощью сопел. Современные струйные принтеры могут обеспечивать высокую разрешающую способность - до 600 точек на дюйм, приближаясь по качеству к лазерным принтерам, а стоят не намного дороже, чем матричные принтеры и в 2-3 раза дешевле лазерных принтеров.

Следует заметить, что струйные принтеры требуют тщательного ухода и обслуживания. Скорость печати струйных принтеров - от 15 до 100 с на страницу.

Лазерные принтеры обеспечивают в настоящее время наилучшее, близкое к типографскому, качество печати. В этих принтерах для печати используется принцип ксерографии: изображение переносится на бумагу со специального барабана, к которому электрически притягиваются частички краски. Отличие от обычного ксерокопировального аппарата состоит в том, что печатающий барабан электризуется с помощью лазера по командам из компьютера.

1.5.2 Сканеры

Планшетные сканеры предназначены для ввода графической информации с прозрачного или непрозрачного листового материала. Принцип действия этих устройств состоит в том, что луч света, отраженный от поверхности материала (или прошедший сквозь прозрачный материал), фиксируется Специальными элементами, называемыми приборами с зарядовой связью (ПЗС). Обычно элементы ПЗС конструктивно оформляют в виде линейки, располагаемой по ширине исходного материала. Перемещение линейки относительно листа бумаги выполняется механическим протягиванием линейки при неподвижной установке листа или протягиванием листа при неподвижной установке линейки.

Основными потребительскими параметрами планшетных сканеров являются:

разрешающая способность;

производительность;

динамический диапазон;

максимальный размер сканируемого материала.

2. Программное обеспечение ПЭВМ

2.1 Основные понятия

Под программой понимают описание, воспринимаемое ЭВМ и достаточное для решения на ней определенной задачи. Для составления программ используют искусственные языки, называемые языками программирования. ЭВМ, как правило воспринимает и выполняет программы, написанные только на одном из языков программирования, который при этом является машинным языком данной ЭВМ. Однако при помощи специальных программ можно обеспечить опосредованное “понимание” вычислительной машиной других языков программирования, например, за счет перевода текстов, составленных на этих языках, в тексты на машинном языке. Следовательно программы можно составлять как на машинных языках, так и на других языках программирования, если имеются средства их реализации на ЭВМ (т.е. средства обеспечивающие их восприятие ЭВМ).

Под ПО в узком смысле понимается просто совокупность программ. В широком смысле в ПО (наряду с программами) включают различные языки, процедуры, правила и документацию, необходимые для использования и эксплуатации программных продуктов.

Материал, содержащийся в данном разделе, вводит читателя в область ПО ПЭВМ, основные определения, описание функций основных его компонентов, а также характеристику для конкретных программных продуктов. Основное внимание при этом уделяется системному ПО ( СПО) .

Хотя рассмотрение и ведется применительно к ПЭВМ, базовые положения данного раздела не зависят от типа вычислительной машины и поэтому имеют универсальный характер.

2.2 Структура ПО ПЭВМ

компьютер монитор микропроцессор периферийный

По ПЭВМ по функциональному признаку традиционно делится на системное и прикладное .

Системным назывется ПО, используемое для разработки и выполнения программных продуктов, а также для предоставления пользователю ЭВМ определенных услуг. Оно является необходимым дополнением к техническим средствам ПЭВМ. Без СПО машина по сути безжизненна.

Прикладным называют ПО, предназначенное для решения определенной целевой задачи или класса таких задач. К этим задачам относятся производство вычислений по заданному алгоритму, подготовка того или иного текстового документа и т.п.

Операционные системы являются неотъемлемым обязательным дополнением ПЭВМ, организуя выполнение программ и взаимодействие пользователя с компьютером.

Другие компоненты СПО являются факультативными. Их состав определяется потребностями и желаниями пользователя.

Сервисные системы расширяют возможности ОС, предоставляя пользователю, а также выполняемым программам набор дополнительных услуг.

Некоторые сервисные системы таковы, что изменяют облик ОС до неузнаваемости, а поэтому иногда называются операционными системами.

Сказанное имеет отношение в особенности к интерфейсным системам.

Гораздо менее однородной группой системных программных средств являются инструментальные системы . Объединяет их то , что все они предназначены для разработки ПО, хотя часть из них может применяться и для решения прикладных задач. Использование большинства инструментальных систем связано с составлением программ, поэтому они могут считаться системами программирования.

Однако собственно к системам программирования традиционно относят такие системы, с помощью которых можно запрограммировать и решить любую задачу, допускающую алгоритмическое решение. Иными словами, системы программирования обладают универсальностью. Другие же типы инструментальных систем являются специализированными в том смысле, что они служат для создания ПО определённого функционального назначения. При этом эффективность разработки ПО по сравнению с использованием для этой же цели универсальных инструментальных средств возрастает.

Системы технического обслуживания предназначены для облегчения тестирования оборудования и поиска неисправностей. Они являются инструментом специалистов по эксплуатации аппаратной части компьютеров и поэтому в данной книге не рассматриваются.

Размещено на Allbest.ru