Разрядность процессора показывает, сколько бит данных он может принять и обработать в своих регистрах за один раз (за один такт). Первые процессоры х86 были 16-разрядными. Начиная с процессора 80386 они имеют 32-разрядную архитектуру. Современные процессоры семейства Intel Pentium остаются 32-разрядными, хотя и работают с 64-разрядной шиной данных (разрядность процессора определяется не разрядностью шины данных, а разрядностью командной шины).

Размер тактовой частоты - основной показатель производительности процессора. Чем больше тактовая частота, тем выше производительность процессора.

Размер кэш-памяти, также влияет на быстродействие, особенно на повторяющихся командах. В современных процессорах он достигает одного мегабайта.

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).

Рис. 12 Оперативная память компьютера

Динамическая память (DRAM) - наиболее распространенный и экономически доступный тип памяти, принцип ее действия основан на хранении зарядов. У этого типа памяти есть два недостатка. Первый связан с относительно невысокой скоростью записи и считывания данных. Второй важный недостаток связан с необходимостью постоянного «подзаряда» памяти для предотвращения утраты данных. Эта регенерация памяти происходит с частотой несколько сотен герц. Регенерация вызывает непроизводительный расход ресурсов вычислительной системы.

Ячейки статической памяти (SRAM) можно представить как электронные микроэлементы -- триггеры, состоящие из нескольких транзисторов. В триггере хранится не заряд, а состояние (включен/выключен), поэтому этот тип памяти обеспечивает более высокое быстродействие, хотя технологически он сложнее и, соответственно, дороже. Микросхемы динамической памяти используют в качестве основной оперативной памяти компьютера. Микросхемы статической памяти используют в качестве вспомогательной памяти (так называемой кэш-памяти), предназначенной для оптимизации работы процессора.

Каждая ячейка памяти имеет свой адрес, который выражается числом. В настоящее время в процессорах Intel Pentium и некоторых других принята 32-разрядная адресация, а это означает, что всего независимых адресов может быть 2³². Таким образом, в современных компьютерах возможна непосредственная адресация к полю памяти размером 2³² = 4 294 967 296 байт (4,3 Гбайт). Однако это отнюдь не означает, что именно столько оперативной памяти непременно должно быть в компьютере. Предельный размер поля оперативной памяти, установленной в компьютере, определяется микропроцессорным комплектом (чипсетом) материнской платы и обычно составляет несколько сот Мбайт.

Представление о том, сколько оперативной памяти должно быть в типовом компьютере, непрерывно меняется. В середине 80-х годов поле памяти размером 1 Мбайт казалось огромным, в начале 90-х годов достаточным считался объем 4 Мбайт, к середине 90-х годов он увеличился до 8 Мбайт, а затем и до 16 Мбайт. Сегодня типичным считается размер оперативной памяти 64 Мбайт, но очень скоро эта величина будет превышена в 2-4 раза даже для моделей массового потребления.

Оперативная память в компьютере размещается на стандартных панелях, называемых модулями. Конструктивно модули памяти имеют два исполнения -- однорядные (SIMM-модули) и двухрядные (DIMM-модули).

Основными характеристиками модулей оперативной памяти являются объем памяти и время доступа. SIMM-модули поставляются объемами 4, 8, 16, 32 Мбайт, а DIMM-модули -- 16, 32, 64, 128 Мбайт и более. Время доступа показывает, сколько времени необходимо для обращения к ячейкам памяти -- чем оно меньше, тем лучше. Время доступа измеряется в миллиардных долях секунды (наносекуидах, нс). Типичное время доступа к оперативной памяти для SIMM-модулей-- 50-70 не. Для современных DIMM-модулей оно составляет 7-10 не.

Шинные интерфейсы материнской платы. Связь между всеми собственными и подключаемыми устройствами материнской платы выполняют её шины и логические устройства, размещенные в микросхемах микропроцессорного комплекта (чипсета). От архитектуры этих элементов во многом зависит производительность компьютера. Различают следующие интерфейсы.

ISA. Историческим достижением компьютеров платформы IBM PC стало внедрение почти двадцать лет назад архитектуры, получившей статус промышленного стандарта ISA (Industry Stanaard Architecfttre). Она не только позволила связать все устройства системного блока между собой, но и обеспечила простое подключение новых устройств через стандартные разъемы (слоты). Пропускная способность шины, выполненной по такой архитектуре; составляет до 5,5 Мбайт/с, но, несмотря на низкую пропускную способность, эта шина продолжает использоваться в компьютерах для подключения сравнительно «медленных» внешних устройств, например звуковых карт и модемов.

EISA. Расширением стандарта ISA стал стандарт EISA (Extended ISA), отличающийся увеличенным разъемом и увеличенной производительностью (до 32 Мбайт/с). Как и ISA, в настоящее время данный стандарт считается устаревшим. После 2000 года выпуск материнских плат с разъемами ISA/EISA и устройств, подключаемых к ним, прекращается.

VLB. Название интерфейса переводится как локальная шина стандарта VESA (VESA Local Bus). Этот интерфейс позволил поднять тактовую частоту шины до 50 МГц и обеспечил пиковую пропускную способность до 130 Мбайт/с. Основным недостатком интерфейса VLB стало то, что предельная частота локальной шины и, соответственно, ее пропускная способность зависят от числа устройств, подключенных к шине.

PCI. Интерфейс PCI (Peripheral Component Interconnect -- стандарт подключения внешних компонентов) был введен в персональных компьютерах, выполненных на базе процессоров Intel Pentium. По своей сути это тоже интерфейс локальной шины, связывающей процессор с оперативной памятью для подключения внешних устройств. Данный интерфейс поддерживает частоту шины 33 МГц и обеспечивает пропускную способность 132 Мбайт/с. Последние версии интерфейса поддерживают частоту до 66 МГц и обеспечивают производительность 264 Мбайт/с для 32-разрядных данных и 528 Мбайт/с для 64-разрядных данных. Важным нововведением, реализованным этим стандартом, стала поддержка так называемого режима plug-and-play, впоследствии оформившегося в промышленный стандарт на самоустанавливающиеся устройства. С появлением интерфейса РСI и с оформлением стандарта plug-and-play появилась возможность выполнять установку новых устройств с помощью автоматических программных средств -- эти функции во многом были возложены на операционную систему.

AGP. Видеоадаптер -- устройство, требующее особенно высокой скорости передачи данных. Сегодня параметры шины PCI уже не соответствуют требованиям видеоадаптеров, поэтому для них разработана отдельная шина, получившая название AGP (Advanced Graphic Port -- усовершенствованный графический порт). Частота этой шины соответствует частоте шины PCI (33 МГц или 66 МГц), но она имеет много более высокую пропускную способность -- до 1066 Мбайт/с (в режиме четырехкратного умножения).

PCMCIA. Этот стандарт определяет интерфейс подключения плоских карт памяти небольших размеров и используется в портативных персональных компьютерах.

3.1.2 Видеосистема ПЭВМ

Совместно с монитором видеоадаптер образует видеосистему персонального компьютера. Физически видеоадаптер выполнен в виде отдельной платы, которая вставляется в один из слотов материнской платы и называется видеокартой (рис. 13). Видеоадаптер взял на себя функции видеоконтроллера, видеопроцессора и видеопамяти.

Рис. 13 Видеодаптеры персональных ЭВМ и их основные фирмы - производители (отмечены наиболее популярные из них)

В настоящее время применяются видеоадаптеры SVGA, обеспечивающие воспроизведение до 16,7 миллионов цветов с возможностью произвольного выбора разрешения экрана из стандартного ряда значений (640х480, 800х600, 1024х768, 1152х864, 1280х1024 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. Если программа имеет сложную систему управления и большое число экранных элементов, они не полностью помещаются на экране. Это приводит к снижению производительности труда и неэффективной работе. Для каждого размера монитора существует свое оптимальное разрешение экрана (в точках или пикселях по горизонтальной и вертикальной части экрана), которое должен обеспечивать видеоадаптер

14 дюймов 640х480
15 дюймов 800х600
17 дюймов 1024х768
19 дюймов 1280х1024

Большинство современных прикладных и развлекательных программ рассчитаны на работу с разрешением экрана 800х600 и более. Именно поэтому сегодня наиболее популярный размер мониторов составляет 15 - 17 дюймов. Цветовое разрешение (глубина цвета) определяет количество различных оттенков, которые может принимать отдельная точка экрана. Максимально возможное цветовое разрешение зависит от свойств видеоадаптера и, в первую очередь, от количества установленной на нем видеопамяти. Кроме того, оно зависит и от установленного разрешения экрана. При высоком разрешении экрана на каждую точку изображения приходится отводить меньше места в видеопамяти, так что информация о цветах вынужденно оказывается более ограниченной. В зависимости от заданного экранного разрешения и глубины цвета необходимый объем видеопамяти можно определить по следующей формуле:

где

Р -- необходимый объем памяти видеоадаптера;

m -- горизонтальное разрешение экрана (точек);

n -- вертикальное разрешение экрана (точек);

b -- разрядность кодирования цвета (бит), при 8 -разрядно кодировании количество отображаемых цветов (глубина цвета) будет составлять 2⁸=256 цветов, хотя большинство программ требуют не менее 65 тыс. цветов (режим High Color). Наиболее комфортная работа достигается при глубине цвета 16,7 млн. цветов (режим True Color).

Работа в полноцветном режиме True Color с высоким экранным разрешением требует значительных размеров видеопамяти. Современные видеоадаптеры способны также выполнять функции обработки изображения, снижая нагрузку на центральный процессор ценой дополнительных затрат видеопамяти. Еще недавно типовыми считались видеоадаптеры с объемом памяти 2-4 Мбайт, но уже сегодня обычным считается объем 16 Мбайт.

Видеоускорение -- одно из свойств видеоадаптера, которое заключается в том, что часть операций по построению изображений может происходить без выполнения математических вычислений в основном процессоре компьютера, а чисто аппаратным путем -- преобразованием данных в микросхемах видеоускорителя. Видеоускорители могут входить в состав видеоадаптера (в таких случаях говорят о том, что видеокарта обладает функциями аппаратного ускорения), но могут поставляться в виде отдельной платы, устанавливаемой на материнской плате и подключаемой к видеоадаптеру.

Различают два типа видеоускорителей -- ускорители плоской (2D) и трехмерной (3D) графики. Первые наиболее эффективны для работы с прикладными программами (обычно офисного применения) и оптимизированы для операционной системы Windows, а вторые ориентированы на работу мультимедийных развлекательных программ, в первую очередь компьютерных игр и профессиональных программ обработки трехмерной графики.

3.1.3 Накопители на гибких магнитных дисках

Накопители на гибких магнитных дисках (НГМД) предназначены для временного хранения небольших объемов информации (рис. 14). Основными параметрами гибких дисков являются: технологический размер (измеряется в дюймах), плотность записи (измеряется в кратных единицах) и полная емкость. Гибкие диски размером 3,5 дюйма выпускают с 1980 года. Стандартными считают диски размером 3,5 дюйма высокой плотности. Они имеют емкость 1440 Кбайт (1,4 Мбайт) и маркируются буквами HD (high density -- высокая плотность). С нижней стороны гибкий диск имеет центральную втулку, которая захватывается шпинделем дисковода и приводится во вращение.

Магнитная поверхность прикрыта сдвигающейся шторкой для защиты от влаги, грязи и пыли. Если на гибком диске записаны ценные данные, его можно защитить от стирания и перезаписи, сдвинув защитную задвижку так, чтобы образовалось открытое отверстие. Для разрешения записи задвижку перемещают в обратную сторону и перекрывают отверстие. В некоторых случаях для безусловной защиты информации на диске задвижку выламывают физически, но и в этом случае разрешить запись на диск можно, если, например, заклеить образовавшееся отверстие тонкой полоской липкой ленты.

Гибкие диски считаются малонадежными носителями информации. Пыль, грязь, влага, температурные перепады и внешние электромагнитные поля очень часто становятся причиной частичной или полной утраты данных, хранившихся на гибком диске.

3.1.4 Накопители на жестких магнитных дисках

Жесткий диск -- основное и пока еще самое быстродействующее устройство для долговременного хранения больших объемов данных и программ (рис. 15). Он представляет собой группу находящихся на одной оси дисков, имеющих магнитное покрытие и вращающихся с высокой скоростью. Над каждой поверхностью диска располагается головка, предназначенная для чтения-записи данных. При высоких скоростях вращения дисков (до 100 об/с) в зазоре между головкой и поверхностью образуется аэродинамическая подушка, и головка «парит» над магнитной поверхностью на высоте, составляющей несколько тысячных долей миллиметра. Намагниченные частицы покрытия, проносящиеся на высокой скорости вблизи головки, вызывают появление электромагнитных импульсов, которые в дальнейшем усиливаются и обрабатываются.

К основным параметрам жестких дисков относятся емкость и скорость считывания информации. Для переносных компьютеров (Notebook) не менее важным фактором является вес накопителя и его габариты. Емкость дисков зависит от технологии их изготовления. В настоящее время большинство производителей жестких дисков используют изобретенную компанией IBM технологию с использованием гигантского магниторезистивного эффекта (GMR -- Giant Magnetic Resistance). Теоретический предел емкости одной пластины, исполненной по этой технологии, составляет порядка 20 Гбайт. С другой стороны, производительность жестких дисков меньше зависит от технологии их изготовления. Сегодня наибольшей популярностью по критерию стоимость-емкость пользуются накопители емкостью от 10 Гбайт.

Скорость считывания информации с жесткого диска зависит, прежде всего, от характеристик интерфейса, с помощью которого они связаны с материнской платой. В зависимости от типа интерфейса разброс значений может быть очень большим: от нескольких Мбайт/с до 13-16 Мбайт/с для интерфейсов типа EIDE и до 80 Мбайт/с для интерфейсов типа SCSI.

3.1.6 Звуковая карта

Звуковая карта предназначена для выполнения 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.

3.2 Клавиатура

Клавиатура - основное устройство ввода данных и управления персональным компьютером. 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, среди которых можно выделить алфавитно-цифровую группу, которая предназначена для ввода знаковой информации и команд, набираемых по буквам. Каждая клавиша может работать в нескольких режимах и может использоваться для ввода нескольких символов.

Для разных языков существуют различные схемы закрепления символов национальных алфавитов за конкретными алфавитно-цифровыми клавишами. Такие схемы называются раскладками клавиатуры. Переключения между различными раскладками выполняются программным образом -- это одна из функций операционной системы.

Общепринятая раскладка клавиатуры идентична раскладкам клавиатур пишущих машинок.

Группа функциональных клавиш включает двенадцать клавиш (от F1 до F12), размещенных в верхней части клавиатуры. Функции, закрепленные за данными клавишами, зависят от свойств конкретной работающей в данный момент программы, а в некоторых случаях и от свойств операционной системы. Общепринятым для большинства программ является соглашение о том, что клавиша F1 вызывает справочную систему, в которой можно найти справку о действии прочих клавиш.

Служебные клавиши располагаются рядом с клавишами алфавитно-цифровой группы. К ним относятся клавиши SHIFT (переключение на прописные и строчные буквы) и ENTER (окончания ввода), регистровые клавиши ALT и CTRL (их используют в комбинации с другими клавишами для формирования команд), клавиша TAB (для ввода позиций табуляции при наборе текста), клавиша ESC (от английского слова Escape) для отказа от исполнения последней введенной команды и клавиша BACKSPACE для удаления только что введенных знаков (она находится над клавишей ENTER и часто маркируется стрелкой, направленной влево). Четыре клавиши со стрелками выполняют смещение курсора в направлении, указанном стрелкой.

Клавиша DELETE предназначена для удаления знаков, находящихся справа от текущего положения курсора. При этом положение позиции ввода остается неизменным.

3.3 Мышь

Мышь -- устройство управления, представляющее собой небольшое устройство с двумя-тремя кнопками.Перемещение мыши по плоской поверхности синхронизировано с перемещением графического объекта (указателя мыши) на экране монитора. Это устройство нуждается в поддержке специальной системной программы -- драйвера мыши.

Драйвер устанавливается либо при первом подключении мыши, либо при установке операционной системы компьютера. Драйвер мыши предназначен для интерпретации сигналов, поступающих через порт подключения. 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. 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. Стандартная мышь имеет только две кнопки, хотя существуют нестандартные мыши с тремя кнопками или с двумя кнопками и одним вращающимся регулятором. К числу регулируемых параметров мыши относятся: чувствительность (выражает величину перемещения указателя на экране при заданном линейном перемещении мыши), функции левой и правой кнопок, а также чувствительность к двойному нажатию (максимальный интервал времени, при котором два щелчка кнопкой мыши расцениваются как один двойной щелчок). В современных компьютерах, где используется оконный интерфейс, построенный на обработке событий, отсутствие этого устройства может привести к полному блокированию работы на компьютере.

3.4 Принтеры

По принципу действия различают матричные, лазерные, светодиодные и струйные принтеры. Матричные принтеры - простейшие печатающие устройства. Принцип их действия заключается в том, что на бумагу данные выводятся в виде оттиска, образующегося при ударе цилиндрических стержней («иголок») через красящую ленту. Качество печати матричных принтеров напрямую зависит от количества иголок в печатающей головке. Наибольшее распространение имеют 9-игольчатые и 24-игольчатые матричные принтеры. Последние позволяют получать оттиски документов, не уступающие по качеству документам, исполненным на пишущей машинке. Производительность работы матричных принтеров оценивают по количеству печатаемых знаков в секунду, cps (characters per second). Обычными режимами работы матричных принтеров являются: draft -- режим черновой печати, normal -- режим обычной печати и режим NLQ, (Near Letter Quality), который обеспечивает качество печати, близкое к качеству пишущей машинки.

Лазерные принтеры обеспечивают высокое качество печати, не уступающее, а во многих случаях и превосходящее полиграфическое. Они отличаются также высокой скоростью печати, которая измеряется в страницах в минуту, ррт (page per minute). Как и в матричных принтерах, итоговое изображение формируется из отдельных точек. Принцип действия лазерных принтеров заключается в следующем:

? в соответствии с поступающими данными лазерная головка испускает световые импульсы, которые отражаются от зеркала и попадают на поверхность светочувствительного барабана;

? участки поверхности светочувствительного барабана, получившие световой импульс, приобретают статический заряд;

? барабан при вращении проходит через контейнер, наполненный красящим составом (тонером), и тонер закрепляется на участках, имеющих статический заряд;

? при дальнейшем вращении барабана происходит контакт его поверхности с бумажным листом, в результате чего происходит перенос тонера на бумагу;

? лист бумаги с нанесенным на него тонером протягивается через нагревательный элемент, в результате чего частицы тонера спекаются и закрепляются на бумаге.

К основным параметрам лазерных принтеров относятся:

? разрешающая способность, dpi (dots per inch, точек на дюйм);

? производительность (страниц в минуту);

? формат используемой бумаги;

? объем собственной оперативной памяти.

При выборе лазерного принтера необходимо также учитывать параметр стоимости оттиска, то есть стоимость расходных материалов для получения одного печатного листа заданного формата. К расходным материалам относится тонер и барабан, который после печати определенного количества оттисков утрачивает свои свойства. В настоящее время теоретический предел по этому показателю составляет порядка 0,3-0,4 руб. за страницу. На практике лазерные принтеры массового применения обеспечивают значения от 0,6 до 1,5 руб. за страницу. Основное преимущество лазерных принтеров заключается в возможности получения высококачественных отпечатков. Модели среднего класса обеспечивают разрешение печати до 600 dpi, а профессиональные модели -- до 1200 dpi.

Принцип действия светодиодных принтеров похож на принцип действия лазерных принтеров. Разница заключается в том, что источником света является не лазерная головка, а линейка светодиодов. Поскольку эта линейка расположена по всей ширине печатаемой страницы, отпадает необходимость в механизме формирования горизонтальной развертки и вся конструкция получается проще, надежнее и дешевле. Типичная величина разрешения печати для светодиодных принтеров составляет порядка 600 dpi. Стоимость копии у светодиодных принтеров несколько дешевле 0,4 руб. за страницу. Недостатком этих принтеров является более низкое быстродействие и надежность этих устройств.

В струйных печатающих устройствах изображение на бумаге формируется из пятен, образующихся при попадании капель красителя на бумагу. Выброс микрокапель красителя происходит под давлением, которое развивается в печатающей головке за счет парообразования. В некоторых моделях капля выбрасывается щелчком в результате пьезоэлектрического эффекта -- этот метод позволяет обеспечить более стабильную форму капли, близкую к сферической. Качество печати изображения во многом зависит от формы капли и ее размера, а также от характера впитывания жидкого красителя поверхностью бумаги. В этих условиях особую роль играют вязкостные свойства красителя и свойства бумаги. К положительным свойствам струйных печатающих устройств следует отнести относительно небольшое количество движущихся механических частей и, соответственно, простоту и надежность механической части устройства и его относительно низкую стоимость. Основным недостатком, по сравнению с лазерными принтерами, является нестабильность получаемого разрешения, что ограничивает возможность их применения в черно-белой полутоновой печати. В то же время, сегодня струйные принтеры нашли очень широкое применение в цветной печати. Благодаря простоте конструкции они намного превосходят цветные лазерные принтеры по показателю качество/цена. При разрешении выше 600 dpi они позволяют получать цветные оттиски, превосходящие по качеству цветные отпечатки, получаемые фотохимическими методами.

При выборе принтера следует обязательно иметь виду параметр стоимости печати одного оттиска и учитывать, что стоимость печати одного оттиска на них может быть в несколько раз выше, на лазерных принтерах (рис. 18).

Рис. 18 Сравнительная эффективность различных принтеров

3.5 Устройства обмена данными

Модем - устройство, предназначенное для обмена информа-цией между удаленными компьютерами по каналам связи. При этом под каналом связи понимают физические линии (проводные, оптоволоконные, кабельные, радиочастотные), способ их использования (коммутируемые и выделенные) и способ передачи данных (цифровые или аналоговые сигналы). В зависимости от типа канала связи устройства приема-передачи подразделяют на радиомодемы, кабельные модемы и прочие. Наиболее широкое применение нашли модемы, ориентированные на подключение к коммутируемым телефонным каналам связи. К основным потребительским параметрам модемов относятся:

- производительность (бит/с);

- поддерживаемые протоколы связи и коррекции ошибок.

От производительности модема зависит объем данных, передаваемых в единицу времени. От поддерживаемых протоколов зависит эффективность взаимодействия данного модема с другими модемами.

В настоящее время широкое применение находят модемы Sportster Robotics, Courer, Omnibook Zyxel и другие со скоростью передачи данных 56 Кбит/C.

3.6 Методика выбора конфигурации компьютера

Выбор компьютера - ответственное мероприятие, так как оно непосредственно связано с уровнем финансовых затрат и вашим спокойствием. Приведем несколько критериев (правил), которыми необходимо пользоваться при выборе компьютера.

Прежде всего, необходимо определиться где покупать компьютер. В настоящее время выбор чрезвычайно огромный, но предпочтения необходимо давать специализированным фирмам, которые зарекомендовали себя на рынке компьютеров с положительной стороны и существуют не менее 3-х лет. Такие фирмы обычно создают хорошие условия для обслуживания, дают гарантии на компьютер в сборе, имеют фирменные знаки и предлагают обычно выгодные условия при апгрейде (модернизации) компьютеров в последующем.

Следующее, что необходимо сделать - определить базовую конфигурацию компьютера. Это во многом определяется возможностями программного обеспечения, которое будет установлено на ПЭВМ и уровнем должностного лица организации, которое будет работать на ПЭВМ. Не последнюю роль играют и вопросы имиджа.

Интегрированные характеристики компьютеров обычно записываются в прайс-листах в следующем виде:



Безусловно, что границы требуемых характеристик ПЭВМ в связи с техническим прогрессом постоянно меняются. С другой стороны покупать компьютеры с большим запасом производитель-ности - выбросить лишние деньги. Поэтому существует следующее правило: если стоимость нас-тольного компьютера более $1500, то это современный компьютер с максимальной в настоящее время производительностью, компьютер стоимостью менее $500 имеет характеристики, оптимальные для 2-3 летней давности. Это правило не касается переносных компьютеров (Notebook), стоимость которых не ниже уровня $1500 (за меньшую цену вообще нельзя покупать этот тип компьютеров, так как он либо морально устарел, либо собран «на колене»). Таким образом предварительно необходимо ориентироваться в затратах на сумму от $500 до $800.

Ориентировочные характеристики офисных компьютеров по состоянию на начало 2001 года приведены в следующей таблице (без учета стоимости сетевого оборудования и принтеров).

Должность	Тип ПЭВМ	Характеристики	Примерная стоимость, $
Президент фирмы	Notebook представительского класса	PIII-750Mhz/128/10/4/DVD/14' (Slim - технология)[1] Slim -- особая технология производства компьютеров в очень компактном виде весом не более 2-х кг[1] (фирмы Sony, Sharp, Compag, Toshiba)	>4000
Топ-менеджер, руководитель направления	Notebook	PII-600Mhz/64/6/4/CD/11' (фирмы Toshiba, Sharp Sony)	1800-2400
Офис-менеджер	Настольный вариант	Celeron -600Mhz/64/6/4/CD/15'	550-650
Бухгалтер	Настольный вариант	Celeron-450Mhz/64/6/4/CD/14'	500-550
Секретарь	Настольный вариант	Celeron-450Mhz/64/6/4/CD/15' (экран на жидких кристаллах)	1200-1400
Дизайнер (специалист по компьютерному дизайну рекламы)	Настольный вариант	P-III-750Mhz/128/20/16/CD/17' + сканер + дигитайзер	1500

3.7 Вопросы безопасности работы с ПЭВМ

Компьютер при неправильной эксплуатации может нанести ущерб здоровью тому, кто с ним работает или находится рядом. Как правило, об этом не говорят, считая достаточно очевидным фактом. Тем не менее, необходимо остановится на нескольких простых правилах, которые могут в значительной степени снизить неблагоприятное воздействие компьютера на окружающих. Какую опасность представляет собой ПЭВМ? Прежде всего, ПЭВМ является слабым источником высокочастотного электромагнитного излучения (системный блок и монитор), мягкого рентгеновского излучения (мониторы с электронными лучевыми трубками или кинескопами) и статического напряжения. Монитор компьютера должен быть установлен таким образом, чтобы прямые солнечные лучи не могли попасть на экран монитора и в глаза пользователя. В первом случае на экране могут появиться блики от прямого солнечного света, а во втором случае увеличится нагрузка светового потока на глаза работающего с ПЭВМ. В помещении не должен быть слишком яркий свет. Лучше всего, если он будет рассеянным через оконные жалюзи. Если это не предусмотреть, то в часы повышенной солнечной активности приходится увеличивать яркость монитора, что может привести при длительной работе к заболеванию глаз: к катаракте и глаукоме.

Очень важно и размещение компьютера. Наиболее безопасно, когда пользователь находится перед экраном монитора. Диаграмма направленности излучений у мониторов максимальна с тыльной стороны и сбоку. Поэтому компьютеры лучше всего размещать вдоль стены и так, чтобы пользователь не находился сбоку от монитора ближе, чем на полтора метра. Лучше всего компьютеры располагать на специальных столах, в которых есть место для системного блока.

На компьютере при соблюдении этих условий можно работать 4-8 часов в день с хорошими мониторами. При появлении головной боли, «песка» в глазах необходимо выяснить причину повышенной нагрузки на глаза. Возможно, что ваш монитор некачественный. Обычно безопасные мониторы имеют маркировку LR от слов Low Radiation. Хотя это совсем не гарантирует качества монитора. Хорошие мониторы фирм Sony, Samsung, Panasonic и др. имеют сертификаты качества и лучше использовать мониторы известных фирм, покупая их у надежных поставщиков. Более оптимальны для глаз - люминесцентные жидкокристаллические экраны, но они пока еще не получили массового распространения из-за своей дороговизны.

Резюме

Тенденции развития технологий производства ПЭВМ таковы, что самый современный компьютер становится неудобным и морально устаревшим по своим возможностям уже через два - три года после его приобретения. Это связано с резким совершенствованием программного обеспечения и его интеллектуализацией (способностью выполнять или заменять отдельные функции человека), что требует, в свою очередь, постоянного повышения производительности ПЭВМ. Похоже, что этот процесс становится бесконечным.

Вопросы для самоконтроля

1. Что входит в состав ПЭВМ?

2. Какие принципы положены в основу ПЭВМ?

3. Что такое шинный интерфейс и чем отличается адаптер PCI от адаптера AGP?

4. Как устроен жесткий диск и какие его характеристики особенно важны для нас?

5. Что такое видеосистема ПЭВМ, какие характеристики у современных видеосистем?

6. Как выбрать компьютер для офиса?

7. Как выбрать принтер?

8. Какими правилами необходимо пользоваться, чтобы обеспечить безопасность работы с компьютером?

4. Программное обеспечение ПЭВМ

Компьютер, как сложная техническая система, не решает никаких проблем, если на нем не установлено программное обеспечение [1] (Software). Около 20 лет назад в разговоре с профессором Е. Сыромолотов - большим энтузиастом вычислительной техники и незаурядным человеком, меня поразила его мысль о том, что в будущем ситуация в отношении значимости «железа» и программ кардинально изменится. По его словам, отношение стоимости программного обеспечения к стоимости компьютера будет примерно такая же, как отношение стоимости приличной обуви к стоимости упаковки. В настоящее время столь абсурдная в то время мысль подтверждается практически полностью. Стоимость отдельных программ, например, по оптимизации системы сотовой связи в городах, превышает $50 000. На этом же уровне сейчас продаются банковские информационные системы типа Гефест и другие программы. В этом разделе мы рассмотрим структуру программного обеспечения ЭВМ и основные тенденции его развития.

4.1 Классификация программного обеспечения ПЭВМ

В настоящее время существуют различные подходы к классификации программного обеспечения. Все они имеют определенные недостатки, но все они едины в одном - необходима определенная классификация большого количества программ, созданных и создаваемых программистами - одиночками, группами и огромными коллективами (программными корпорациями, подобными MicroSoft). В последнее время системе классификации уделяется недостаточно внимания, в силу нечеткого разделения областей применения используемых программ и появившейся тенденции интеграции различных приложений. На рис. 19 представлена классификация, в основу которой положены критерии специфичности и массовости применения программного обеспечения. Итак, все программное обеспечение можно разделить на две большие категории: общее и специальное. Оговоримся сразу, что это условная классификация, в которой границы не имеют четких очертаний. Под общим программным обеспечением понимают те программы, которые присутствуют практически на каждом компьютере независимо от от возраста, профессии и уровня пользователя ПЭВМ или юзера ( от слова user или пользователь). В эту, достаточно большую группу, входят операционные системы, стандартные приложения к операционным системам, расширяющие их свойства, а также программы по созданию и редактированию текстовых документов, позволяющие проводить различного рода расчеты и представлять в наглядном виде их результаты (электронные таблицы), программы для презентаций и работы с мультимедиа, а также большая группа технологического программного обеспечения для разработки специализированных программ в различных областях предметной деятельности.

Специальное программное обеспечение ориентировано на специальное применение в профессиональной деятельности. Например, бухгалтеры используют специализированные программы для своей деятельности (1С, Турбо-бухгалтер, БЭСТ и т.д.), банковские служащие работают со специализированными программами типа Гефест, Нострадамус, Новая Афина и т.д.



Рис. 19 Классификация программного обеспечения

4.2 Операционные системы ПЭВМ

операционный информатика программный обеспечение

4.2.1 Назначение и основные функции операционных систем

Операционная система -- это комплекс взаимосвязанных системных программ, назначение которого -- организовать взаимодействие пользователя с компьютером и выполнение всех других программ

Операционная система выполняет роль связующего звена между аппаратурой компьютера, с одной стороны, и выполняемыми программами, а также пользователем, с другой стороны. Операционная система обычно хранится во внешней памяти компьютера -- на диске. При включении компьютера она считывается с дисковой памяти и размещается в ОЗУ (оперативном запоминающем устройстве). Этот процесс называется загрузкой операционной системы.

Основные функции операционной системы:

? осуществление диалога с пользователем;

? ввод-вывод и управление данными;

? планирование и организация процесса обработки программ;

? распределение ресурсов: оперативной памяти, кэша (временной промежуточной памяти), процессора и внешних устройств);

? запуск программ на выполнение;

? всевозможные вспомогательные операции обслуживания;

? передача информации между различными внутренними устройствами;

? программная поддержка работы периферийных устройств (дисплея, клавиатуры, дисковых накопителей, принтера и др.).

Операционную систему (ОС) можно назвать программным продолжением устройства управления компьютера. Операционная система скрывает от пользователя сложные ненужные подробности взаимодействия с аппаратурой, образуя прослойку между ними. В результате этого пользователи освобождаются от очень трудоёмкой работы по организации взаимодействия с аппаратурой компьютера.

В зависимости от количества одновременно обрабатываемых задач и числа пользователей, которых могут обслуживать ОС, различают четыре основных класса операционных систем:

1. Однопользовательские однозадачные, которые поддерживают одну клавиатуру и могут работать только с одной (в данный момент) задачей;

2. Однопользовательские однозадачные с фоновой печатью, которые позволяют помимо основной задачи запускать одну дополнительную задачу, ориентированную, как правило, на вывод информации на печать. Это ускоряет работу при выдаче больших объёмов информации на печать;

3. Однопользовательские многозадачные, которые обеспечивают одному пользователю параллельную обработку нескольких задач. Например, к одному компьютеру можно подключить несколько принтеров, каждый из которых будет работать на "свою" задачу;

4. Многопользовательские многозадачные, позволяющие на одном компьютере запускать несколько задач нескольким пользователям. Эти ОС очень сложны и требуют значительных машинных ресурсов.

В различных моделях компьютеров используются операционные системы с разной архитектурой и возможностями. Для их работы требуются разные ресурсы. Они предоставляют разную степень сервиса для программирования и работы с готовыми программами. Операционная система для персонального компьютера, ориентированного на профессиональное применение, должна содержать следующие основные компоненты:

? программы управления вводом/выводом;

? программы, управляющие файловой системой и планирующие задания для компьютера;

? процессор командного языка, который принимает, анализирует и выполняет команды, адресованные операционной системе.

Каждая операционная система имеет свой командный язык, который позволяет пользователю выполнять те или иные действия:

? обращаться к каталогу;

? выполнять разметку внешних носителей;

? запускать программы;

? выполнять другие действия.

Анализ и исполнение команд пользователя, включая загрузку готовых программ из файлов в оперативную память и их запуск, осуществляет командный процессор операционной системы. Для управления внешними устройствами компьютера используются специальные системные программы -- драйверы. Драйверы стандартных устройств образуют в совокупности базовую систему ввода-вывода (BIOS), которая обычно заносится в постоянное ЗУ компьютера.

4.2.2 Файловая система

Файл (англ. «file» - папка) -- это место постоянного хранения информации: программ, данных для их работы, текстов, закодированных изображений, звуков и др. Файловая система -- это средство для организации хранения файлов на каком-либо носителе.

Файлы физически реализуются как участки памяти на внешних носителях -- магнитных дисках или CD-ROM. Каждый файл занимает некоторое количество блоков дисковой памяти. Обычная длина блока -- 512 байт. Обслуживает файлы специальный модуль операционной системы, называемый драйвером файловой системы. Каждый файл имеет имя, зарегистрированное в каталоге -- оглавлении файлов. Каталог, который называется также директорией или папкой, доступен пользователю посредством операционной системы. Его можно просматривать, переименовывать зарегистрированные в нем файлы, переносить их содержимое на новое место и удалять. Каталог может иметь собственное имя и храниться в другом каталоге наряду с обычными файлами: так образуются иерархические файловые структуры. Пример такой структуры на рис. 20.



Рис. 20 Дерево каталогов на диске

Для открытия файл необходимо выполнить определенную команду, которая для каждой операционной системы может быть реализована по разному и в современных операционных системах для этого вполне достаточно указать на файл или папку и нажать клавишу мышки. После этого драйвер файловой системы обращается к специальной таблице размещения файлов на внешнем носителе памяти (FAT), определяет, какие блоки диска соответствуют указанному файлу, а затем передает запрос на считывание этих блоков драйверу диска. При выполнении команды "сохранить файл" драйвер файловой системы ищет на диске незанятые блоки, отмечает их, как распределённые для вновь созданного файла, и передаёт драйверу диска запрос на запись в эти блоки данных пользователя.

Таким образом, драйвер файловой системы обеспечивает доступ к информации, записанной на магнитный диск, по имени файла и распределяет пространство на магнитном диске между файлами.

Для выполнения этих функций драйвер файловой системы хранит на диске не только информацию пользователя, но и свою собственную служебную информацию. В служебных областях диска хранится список всех файлов и каталогов, а также различные дополнительные справочные таблицы, служащие для повышения скорости работы драйвера файловой системы.

К файловой системе имеет доступ также и любая прикладная программа, для чего во всех языках программирования имеются специальные процедуры. Понятие файла может быть обращено на любой источник или потребитель информации в машине, например, в качестве файла для программы могут выступать принтер, дисплей, клавиатура и др.

Структура файловой системы и структура хранения данных на внешних магнитных носителях определяет удобство работы пользователя и скорость доступа к файлам. Поэтому для повышения скорости считывания информации с жестких дисков делают его дефрагментацию - перезаписывают информацию в определенном порядке, удобном для считывания.

4.2.3 Операционная система MS DOS

Операционная система MS DOS (Microsoft Disk Operating System) -- до середины 90-х годов была одна из самых распространенных операционных систем на 16-разрядных персональных компьютерах. В ее состав входят следующие основные модули:

? базовая система ввода/вывода (BIOS);

? блок начальной загрузки (Boot Record), находится в начальном секторе загрузочного диска;

? модуль расширения базовой системы ввода/вывода (IBMDOS);

? модуль обработки прерываний (IBMBIOS);

? интерпретатор команд (COMMAND.COM);

? оболочки и утилиты MS DOS.

Каждый из указанных модулей выполняет определенную часть функций, возложенных на ОС. Места постоянного размещения этих модулей различны (рис. 21). Так, базовая система ввода/вывода находится в постоянном запоминающем устройстве (ПЗУ), а не на дисках, как все остальные модули.

Рис. 21 Состав операционной системы MS-DOS

Базовая система ввода/вывода (BIOS) выполняет наиболее простые и универсальные услуги операционной системы, связанные с осуществлением ввода-вывода. В функции BIOS входит также автоматическое тестирование основных аппаратных компонентов (оперативной памяти и др.) при включении машины и вызов блока начальной загрузки DOS.

Блок начальной загрузки (или просто загрузчик) -- это очень короткая программа, единственная функция которой заключается в считывании с диска в оперативную память двух других частей DOS -- модуля расширения базовой системы ввода/вывода и модуля обработки прерываний. Основная идея загрузки операционной системы MS DOS чрезвычайно интересна, если одним словом, то это bootstrep (вытягивание ботинок за шнурки). Реализуется этот принцип очень просто. Сначала начинает работать BIOS, затем блок начальной загрузки загружает системные файлы, а уж затем интерпретатор команд. Модуль расширения базовой системы ввода/вывода дает возможность использования дополнительных драйверов, обслуживающих новые внешние устройства, а также драйверов для обслуживания нестандартных внешних устройств. Модуль обработки прерываний реализует основные высокоуровневые услуги DOS, поэтому его и называют основным. Командный процессор DOS обрабатывает команды, вводимые пользователем.

Утилиты DOS -- это программы, поставляемые вместе с операционной системой в виде отдельных файлов. Они выполняют действия обслуживающего характера, например, разметку дискет, проверку дисков и т.д.

Так как работа с подобной операционной системой требовала знания команд, которые необходимо было вводить в командной строке (всего их около 100, но наиболее часто употребляемые были 15-20), широкой популярностью пользовались оболочки, которые резко упрощали работу с операционной системой MS DOS и запуском команд. Была даже целая эпоха подобных оболочек типа Нортон Командер (кстати, очень непопулярной и почти неизвестный на западе программы). Аналог этой программы сегодня FAR, который обладает гораздо большими возможностями, чем Нортон и работает в операционной системе WINDOWS.

Главный недостаток операционной системы MS DOS заключался в том, что система была однозадачной, хотя и с фоновой печатью и имела большие ограничения на адресуемое пространство памяти. Кроме того, возникало много проблем при подключении новых устройств. Для того, чтобы разрешать возникающие конфликты при подключении новых устройств, приходилось тратить много времени. Кроме того, в этой операционной системе для повышения скорости отображения информации использовались различные методы для отображения алфавитно-цифровой и графической информации. Это приводило к тому, что многие документы на дисплее и при печати отображались совершенно по разному. В более современных операционных системах используется принцип WISYWIG (что вижу, то и получаю).

Однако были и достоинства у этой системы. Прежде всего, компактность и небольшой объем системных файлов. Это позволяло запускать многие процессы на ПЭВМ небольшой производительности.

Сегодня уже трудно найти компьютер с подобной операционной системой, разве что операционная система UNIX, интерес к которой в последнее время резко возрос из-за ее надежности в организации защиты информации в сетях ЭВМ.

4.2.4 Операционные системы Windows NT и Windows 95

Появление новых операционных систем типа WINDOWS (3.10 и 3.11) не вызвало с начала у многих пользователей ничего кроме раздражения. Производительность компьютеров резко снизилась за счет нового оконного интерфейса, в основе которого был положен принцип представления информации в виде универсальной формы - фрейма (окна). Все манипуляции с информацией были основаны на устройстве типа «мышь». Только появление 486 процессоров позволило практически перейти на эти операционные системы. Эти операционные системы были графическими оболочками MS DOS, хотя в значительной степени исправляли недостатки этой операционной системы.

Windows NT (NT -- англ. New Technology) -- это операционная система, а не просто графическая оболочка. Она использует все возможности новейших моделей персональных компьютеров и работает без DOS. Windows NT -- 32-разрядная ОС со встроенной сетевой поддержкой и развитыми многопользовательскими средствами. Она предоставляет пользователям истинную многозадачность, многопроцессорную поддержку, секретность, защиту данных и многое другое. Эта операционная система очень удобна для пользователей, работающих в рамках локальной сети, для коллективных пользователей, особенно для групп, работающих над большими проектами и обменивающихся данными.

...