Персональный компьютер фирмы IBM. Устройство ПК

Обычно ПК IBM PC состоят из трех основных блоков:

- системного блока;

- клавиатуры, позволяющей вводить алфавитно-цифровую информацию в компьютер;

- монитора (или дисплея) – для отображения текстовой и графической информации.

Компьютеры выпускаются также и в портативном варианте: “наколенном” – laptop или “блокнотном” – note book, где все вышеперечисленные блоки конструктивно объединены в единый узел.

Из всех перечисленных блоков главным является системный. В нем располагаются все основные узлы компьютера:

- электронные схемы, управляющие работой;

- блок питания;

- накопитель для гибкого магнитного диска;

- накопитель на жестком магнитном диске.

Кроме указанных узлов в состав системного блока также могут быть включены:

- модем – для обмена информации с другими компьютерами через телефонную сеть;

- факс-модем – сочетает возможности модема и факса;

- стример - для хранения данных на магнитной ленте (максимальная емкость до 40 Гбайт;

- магнитооптические диски (МОД), имеющие емкость от 128 Мбайт до 2,6 Гбайт;

- оптические диски (CD-ROM), имеющие емкость 700 Мбайт;

- записываемые оптические диски (CD-RW) емкостью 700 Мбайт.

На задней панели системного блока имеется ряд разъемов, к которым можно подключить дополнительные блоки к компьютеру. К ним относятся:

- клавиатура;

- монитор;

- принтер – для вывода на печать;

- мышь;

- джойстик;

- USB – порт.

Подключение устройств осуществляется с помощью кабелей, снабженных специальными разъемами (защита от “дурака”). Задняя панель компьютера показана на рис. 2.

Рис. 2. Задняя панель компьютера

Самым главным элементом в ПК, его мозгом является системная плата или материнская плата. На ней расположены основные компоненты, такие как:

- процессор;

- сопроцессор;

- оперативная память;

- слоты для подключения контроллеров внешних устройств.

Процессор во многом определяет технические характеристики ПК.

Модели процессоров:

8088 – XT – 4,7 МГц;

80286 – АТ – 6 МГц (15-25 МГц) 24-х разрядная шина адреса (ША)

80386 DX – (25-40 МГц) 32-х разрядная шина данных (ШД)

SX – 16-ти разрядная ШД и 24-х разрядная ША

80486 DX – 25-50 МГц КЭШ на кристалле

DX2 - 66, 80 МГц сопроцессор

DX4 - 100 МГц 4Гбайт память

80586 64-х разрядная ШД;

Pentium, Pentium 2, Pentium 3, Pentium 4, имеющий тактовую частоту до 4 ГГц.

Выбор процессора осуществляется в зависимости от решаемых задач.

Математический сопроцессор

Оперативная память первых моделей ПК не превышала размер 1 Мбайт, причем первые 640 Кбайт доступны для прикладных программ, а остальные адреса памяти (верхняя память) зарезервированы для служебных целей:

- для хранения части OC DOS, которая обеспечивала тестирование компьютера, начальную загрузку ОС, а также выполнение основных низкоуровневых услуг ввода/вывода;

- для видеопамяти;

- для хранения различных расширений ОС.

По сравнению с остальными ПК, у которых объем ОП не превышал 64 Кбайт, IBM PC/XT, имевший 640 Кбайт, был большой шаг вперед. Однако скоро выяснилось, что для многих программ явно недостаточно 640 Кбайт, причем из них около 100 Кбайт занимают различные резидентные программы. Поэтому были разработаны расширенная (extended) и дополнительная(expanded) память.

Дополнительная памятьпредставляла собой дополнительную плату, вставляемую в слот материнской платы, а для ее эффективного использования был разработан стандарт – спецификация дополнительной памяти (expanded memory specification) EMS, который поддерживал до 32 Мбайт (драйвер LIM EMS).

Расширенная память появилась только тогда, когда разрядность шины адреса у МП увеличилась до 24 бит, а затем и до 32 бит (386 DX, 486DX). Долгое время она использовалась только для размещения электронного диска или КЭШ-буфера для диска. Однако с появлением драйвера HIMEN. SYS, а затем QEMM 386, стало возможным использовать расширенную память как обычные первые 640 Кбайт.

Кэш-память представляет собой сверхоперативную память высокого быстродействия, которая расположена между основной, более медленной памятью, и процессором. Поскольку быстродействие Кэш-памяти в несколько раз больше, чем основной, а требуемые данные для процессора в 95% случаев находятся в КЭШе, скорость выполнения программ тоже возрастает в несколько раз.

В настоящее время объем оперативной памяти составляет 128 Мбайт и может быть увеличен до 1 Гбайта.

Кроме системной платы в состав системного блока входят накопители на жестком и гибком магнитных дисках.

Гибкие дискеты позволяют переносить информацию с одного компьютера на другой, хранить резервные копии информации. Дискеты 3,5 дюйма имеют емкость 0,7 или 1,4 Мбайт и заключены в жесткий пластмассовый корпус, что значительно повышает их надежность и долговечность. Защита от записи – открыть защелку.

Накопители на жестком магнитном диске (винчестеры) предназначены для постоянного хранения информации, используемой при работе с компьютером: программ ОС, редакторов документов, трансляторов языков, прикладные программы и т.д.

Винчестеры характеризуются следующими параметрами:

- емкость 40 Мбайт – DOS

120-210 Мбайт – DOS и Windows

340-520 Мбайт – Windows, базы данных и т.д.

В настоящее время емкость винчестеров доходит до 200 Гбайт.

- скорость работы

время доступа к данным на диске

скорость чтения и записи данных на диске.

В настоящее время типичное значение времени доступа составляет 2…5 мс, а скорость чтения, которая зависит так же от тактовой частоты компьютера, формата шины, составляет 4 – 5 Мбайт в секунду.

Рис. 3. Классификация мониторов

В текстовом режиме экран разбивается на отдельные участки - знакоместа, чаще всего на 25 строк по 80 символов. В каждое знакоместо может быть выведен один из 256 символов. На цветных мониторах, каждое знакоместо может иметь свой цвет символа и свой цвет фона. В черно белых мониторах символ и фон могут иметь разную яркость свечения.

В графическом режиме экран монитора состоит из точек (пикселов), каждая из которых может быть темной или светлой – для черно-белого монитора или одного из цветов – на цветном.

Количество точек по горизонтали и вертикали называется разрешающей способностью монитора.

Типы мониторов приведены в табл.1

Таблица 1. Типы мониторов

Обычный размер видеопамяти монитора VGA – 256 Кбайт. Для режимов 800´600 с 256 цветами и 1024´768 с 16 цветами требуется видеопамять 512 Кбайт, а для 1024´768 с 256 цветами – 1 Мбайт. В настоящее время выпускаются адаптеры с видеопамятью до 5 Мбайт.

Для стандартного монитора 14 дюймов (35,5 см) при максимальном разрешении 640´480 удовлетворительное разрешение получается при зерне 0,39 мм, а хорошее – 0,31 мм. При разрешении 800´600 необходимо зерно 0,31. а для разрешения 1024´768 – 0,28 или 0,25 мм.

Рис. 4. Внешний вид клавиатуры

Ввод строчных букв осуществляется при нажатой клавише Shift. Нажатие клавиши Caps Lock фиксируется и приводит к вводу строчных букв. Отмена этого режима осуществляется повторным нажатием этой клавиши.

Переключение между русским и латинским шрифтами осуществляется с помощью одновременного нажатия клавиш Ctrl+ Shift или Alt+ Shift.

Нажатие клавиши Enter, как правило, соответствует вводу команды (в текстовом режиме – переход на новую строку). С помощью клавиши Backspace удаляется символ слева от курсора, а клавиша Del – над курсором. С помощью клавиш ←, →, ↑, ↓, Home, end, PgUp, PgDn осуществляется навигация по тексту. С помощью клавиши Tab осуществляется ввод красной строки, а в операционной системе Windows - переход между окошками в окне. Клавиши Ctrl и Alt, как правило, используются в сочетании с другими клавишами для расширения клавиатурных команд.