Лекция № 3.Состав аппаратного обеспечения ПК

Большую популярность ПК легко объяснить. Они компакт­ны, не требуют специальных условий эксплуатации (двойного пола, кондиционера, необходимых для работы больших ЭВМ), дешевы, благодаря дружественному интерфейсу с пользователем не требуют специальной профессиональной подготовки при вы­полнении большей части работ. В то же время по своим функцио­нальным возможностям современные ПК эквивалентны большим универсальным ЭВМ 60-х годов, мини-ЭВМ 70-х годов и даже превосходят их по многим параметрам.

В 1981 г. создан первый портативный компьютер OSBORN I (фирма Osborn Computer). В 1983 г. фирма Compag выпустила в продажу свой первый ПК и достигла за год объема продаж в 111 млн долл. - наибольший объем за первый год продаж в истории американского бизнеса на тот период. В 1984 г. создан ПК Macintosh фирмы APPLE, пытавшейся бороться за лидерство на рынке ПК с фирмой IBM. В 1987 г. фирма APPLE выделила свой бизнес, связанный с разработкой программного обеспечения, в отдельную компанию, названную Claris. В 1988 г. созданы первые персональные суперкомпьютеры фирм Apollo, Ardent, Stellar. В середине 80-х годов появились ПК, работающие на базе 32-раз­рядных микропроцессоров, а в настоящее время созданы 64-раз­рядные системы.

Поскольку в настоящее время разными фирмами-производи­телями выпускаются разнообразные средства вычислительной техники, для ориентации пользователя в этом море машин необ­ходима их классификация. Как любое сложное изделие, их можно классифицировать по многим критериям. В связи с этим любая их классификация будет достаточно условной.

Можно выделить следующие группы средств вычислитель­ной техники в зависимости от совокупности значений основных параметров и с учетом областей применения:

• суперЭВМ-уникальная сверхпроизводительная система, ис­пользуемая для решения сложнейших задач, требующих гигантс­ких объемов вычислений;

• сервер - компьютер, предоставляющий свои ресурсы другим пользователям; различаются файловые серверы, серверы печати, серверы баз данных и др.;

• профессиональная рабочая станция - высокопроизводитель­ный компьютер, ориентированный на профессиональную деятель­ность в определенной области, как правило, оснащенный допол­нительным оборудованием и специализированным программным обеспечением;

• персональный компьютер - компьютер, предназначенный для работы в условиях предприятия или дома; настройка, обслужива­ние и установка программного обеспечения компьютеров такого класса могут выполняться самим пользователем с минимальным привлечением специалистов;

• ноутбук -переносной компьютер, обладающий вычислитель­ной мощностью персонального компьютера, способный в тече­ние определенного времени работать без подключения к электри­ческой сети;

• карманный ПК, называемый нередко электронным органай­зером, по размерам приближающийся к калькулятору, клавиатур­ный или бесклавиатурный, по своим функциональным возмож­ностям напоминающий ноутбук;

• сетевой ПК (Net PC) - персональный компьютер делового применения с минимальным набором внешних устройств, при использовании которого настройка, техническая поддержка и ус­тановка программного обеспечения осуществляются не конечным пользователем, а централизованно, предназначен для работы в вычислительной сети, но способен также функционировать в ав­тономном режиме;

• терминал - устройство, которое не предназначено для рабо­ты в автономном режиме, обычно не имеющее процессора для выполнения команд, а выполняющее лишь операции по вводу и передаче команд пользователя более мощному компьютеру и вы­даче пользователю результата.

В настоящее время для разных классов ЭВМ применяются раз­личные принципы построения системы ввода-вывода и структу­ры вычислительной машины.

В персональном компьютере, как правило, используется структура с системной шиной. При такой структуре все устройства компьютера обмениваются информацией и управля­ющими сигналами через системную шину. Физически она представляет собой систему функционально объединенных проводов, по которым передаются три потока данных: непосред­ственно информация, управляющие сигналы и адреса.

Рис. 1 – Шинная структура ПК:

ЦП — центральный процессор; ОП — оперативная память;

ПП — постоянная память; К — контроллер;

ПУ — периферийное устройство

Количество проводов в системной шине, предназначенных для передачи непосредственно информации, называется разрядностью шины. Разрядность шины определяет число битов информации, которые могут передаваться по шине одновременно.

МИКРОПРОЦЕССОРЫ

Основным компонентом любой ЭВМ является централь­ный процессор.В современных ПК функции центрального про­цессора выполняют микропроцессоры.Чаще всего это большая интегральная схема, представляющая собой кремниевый кристалл в пластмассовом, керамическом или металлокерамическом корпусе, на котором расположены выводы для приема и выдачи электрических сигналов.

Основные функции микропроцессора - выполнение вычисле­ний, пересылка данных между внутренними регистрами, управ­ление ходом вычислительного процесса. Микропроцессор непос­редственно взаимодействует с оперативной памятью и контрол­лерами системной платы.

Главная характеристика микропроцессора - его быстродей­ствие, которое в значительной степени зависит от тактовой час­тоты микропроцессора, т.е. количества элементарных операций, выполняемых в секунду.(измеряется в Мегагерцах и Гигогерцах 1,7 Млрд. опер в сек))

Микропроцессор обменивается информацией с внешними ус­тройствами через системную шину. В составе микропроцессора может присутствовать сверхопе­ративная, или кэш-память, которая обеспечивает более быструю передачу информации, чем оперативная память.