Устройство персонального компьютера. Основные блоки. Внешние устройства.

Сложилось определенная специализация компьютеров по их назначению. Супермощные компьютеры применяются решения сложных математических, военных задач. Сервера предназначены для работы в вычислительных сетях. Персональные компьютеры (что следует из названия) ориентированы на индивидуальную работу, рассчитаны широкий круг пользователей от профессиональных программистов до менеджеров, секретарей фирм, для которых персональный компьютер (ПК) стал таким же естественным помощником в бизнесе как факс и телефон.

Причины успеха ПК объясняются следующими основными факторами:

индивидуальное использование;

простота и доступность;

программное обеспечение, обеспечивающее поддержку всех сфер человеческой деятельности, ориентированное на конкретную область и конкретного специалиста;

скорость обработки информации, создающая эффект реального времени у пользователя;

надежность и простота подключения дополнительного оборудования.

Рассмотрим основные устройства, входящие в состав ПК:

Минимальный комплект ПК составляют:

системный блок;

монитор (дисплей);

клавиатура;

манипулятор «мышь».

Системный блок ПК содержит основные устройства компьютера: процессор и сопроцессор, оперативную память, системную шину. Идея ПК состоит в том, что для обеспечения гибкости и наращиваемости структуры все основные устройства компьютера подключены к общей информационной шине (системной шине) (рис.2).

Накопители на гибких дисках получили адреса А: и В:, первый накопитель на жестких дисках получил адрес С: и обычно используется для резиденции операционной системы, последующие накопители (разделы запоминающего пространства одного и того же накопителя, сетевые адреса) адресуются D:, E: и т.д.

Процессор. Самым главным элементом компьютера является микропроцессор – небольшая (в несколько сантиметров) электронная схема, выполняющая все вычисления и обработку информации. Микропроцессор может выполнять сотни различных операций и делает это со скоростью сотен миллионером операций в секунду.

Сопроцессор. Выполняет математические операции с высокой скоростью и резко повышает производительность компьютера при решении инженерных задач. В микропроцессорах Pentium сопроцессор встроен в микропроцессор.

Оперативная память. Обеспечивает оперативное хранение программ и данных . Имеет высокое быстродействие и прямую адресацию до одного байта. Хранит данные только пока компьютер включен.

Контроллеры и шина. Обеспечивают обмен информацией между оперативной памятью и внешними устройствами. Для каждого внешнего устройства в компьютере имеется электронная схема, которая им управляет. Эта схема называется контроллером или адаптером. Все контроллеры и адаптеры взаимодействуют с процессором через системную магистраль передачи данных (шину). Единообразие подключения внешних устройств делает ПК весьма гибким по конфигурации.

Электронные платы.Основной платой ПК является системная плата (материнская). На ней устанавливаются микропроцессор, сопроцессор, оперативная память, шина. Контроллеры и адаптеры выполняются на отдельных платах, которые вставляются в унифицированные разъемы системной платы – слоты. Таким образом, наличие свободных слотов позволяет подключать дополнительные устройства. Также просто решается проблема совершенствования компьютера. Например, для замены устаревшего адаптера монитора на новый достаточно заменить соответствующий контроллер в слоте.

Накопители на дискетах. Обычно ПК содержит один дисковод для дискет 3,5 дюйма емкостью 1,4 Мбайта (диск А:). Возможна установка второго накопителя для дискет размером 5,25 дюйма, емкостью 360 и 1,2 Мбайта (диск В:).

Накопители на жестких дисках. Обычно ПК содержит один дисковод на жестких дисках, который разбивается на несколько разделов С:, D:,E: и т.д. Скорость работы диска характеризуется двумя основными параметрами:

временем доступа к данным;

скоростью чтения и записи данных.

Время доступа к данным это среднее время, которое компьютер тратит на поиск нужного участка на диске. Заметим, что это время складывается из времени. Затрачиваемого самим дисководом, а также контролером, шиной, микропроцессором.

Первый раздел С: жесткого диска как правило используется для хранения программ операционной системы (ОС). При включении питания в процедуре начальной загрузки микропроцессор в поиске программ ОС всегда сначала обращается к гибкому диску А:, и если не обнаруживает там дискеты, к диску С.

Мониторы. Предназначены для вывода на экран текстовой и графической информации. Мониторы бывают монохромными и цветными, могут работать в текстовом и графическом режимах.

В текстовом режиме экран монитора условно разбивается на 25 строк и 80 столбцов.

В графическом режиме экран монитора имеет точечную (пиксельную) структуру, с 1024 на 768 точек на экране (возможен режим 800 на 600).

Связующим звеном между монитором и процессором является видеопамять адаптера монитора, в которой для каждой точки (пиксела) экрана хранится цвети яркость. Схематично процесс развертывания изображения на экране монитора можно представить следующим образом. Монитор непрерывно сканирует видеопамять видеоадаптера (аналог телевизионной развертке) и выводит изображение на экран не занимая время процессора и оперативной памяти на эти операции. При необходимости процессор прерывает этот процесс и изменяет содержимое некоторой части видеопамяти (частичное изменение изображения). Тем самым обеспечивается как эффективное использование процессора, оперативной памяти, так и практически незаметное для пользователя мерцание экрана при записи в видеопамять.

Клавиатура. Средство ввода информации. Содержит группу клавиш для ввода управляющей информации – функциональные клавиши, и собственно информационные клавиши. Функциональное назначение наиболее используемых функциональных клавиш:

Shift – временное на момент удержания клавиши переключение с прописных букв на заглавные;

Caps Lock – переключение с прописных букв на заглавные;

Enter –завершение ввода фрагмента, перевод строки;

BackSpace – удаление символа) слева от курсора (перемещение курсора влево на одну позицию);

Del – удаление символа справа от курсора;

Ins – переключение с режима вставки символов на режим замещения символов при вводе и обратно;

Esc – отмена управляющего действия, выход из некоторой ситуации.

Управление курсором , перемещение по текущей строке Home (начало) End( конец), перемещение по странице (абзацу) PgUp вверх, PgDn вниз.

Функциональное назначение наиболее используемых функциональных клавиш и их комбинаций:

Ctrl-Alt-Del – вызывает процедуру начальной загрузки компьютера;

Ctrl-Shift Ctrl-Alt – переключение на русский (английский) алфавит;

Ctrl-Break – прерывание выполнения задачи.

Принтеры.Предназначены для вывода информации на бумажные носители.

3. Компьютерные сети: локальные, корпоративные, глобальные сети, средства электронной связи.

По территориальному признаку сети бывают:

Локальные, Глобальные, Городские.

LAN (Local Area Network - локальная сеть, ЛВС) - соединенные вместе скоростным каналом компьютеры и другие сетевые устройства, расположенные на незначительном удалении один от другого (комната, здание, предприятие)

WAN (Wide-Area Network - Глобальная сеть) - сеть, обеспечивающая передачу информации на значительные расстояния с использованием коммутируемых и выделенных линий или специальных каналов связи

Городские появились относительно недавно, что то между Л и Г

По масштабам производственного предприятия:

Сети отделов-охватывают небольш отдел. Главная цель- разделение локальных ресурсов.

Сети кампусов- такие сети практически у каждого предприятия. Множество сетей отделов на площади в несколько кв.м

Корпоративные сети – сети масштаба предприятия, большие, сложно связаны. Объединяют тысячи пользователей и сотни серверов. В таких сетях используются глобальные связи- спутники, радиоканалы. Их можно назвать «островки локальных сетей, плавающие в телекоммуникационной среде»

К средствам электронной связи относятся повторители, мосты, коммутаторы, маршрутизаторы, модемы различных видов.

4. Основы Интернет. Принцип работы WWW – сервера. Протокол http

Internet - всемирная компьютерная сеть, объединяющая компьютеры во всем мире в едином информационном пространстве. Интернет многогранен. С технической точки зрения, это - объединение транснациональных компьютерных сетей, работающих по самым разнообразным протоколам, связывающих всевозможные типы компьютеров, физически передающих данные по телефонным проводам и оптоволокну, через спутники и радиомодемы… так, что в любой момент каждый компьютер в Internet "видит" каждый другой (то есть может передать ему пакет данных IP и получить ответ за доли секунды). В широком смысле, с точки зрения психологии, философии, культурологии и др. Интернет - киберпространство, рождающее киберкультуру со своим образом мысли, своим языком, своей этикой

Веб-сервер - сервер, обеспечивающий предоставление информации в службе глобального соединения. Веб-сервер хранит и предоставляет во внешнюю сеть данные, организованные в виде веб-страниц. Веб-сервер отвечает за обработку запросов клиентов к веб-сайту и исполнение CGI-, JSP-, ASP-, PHP- и других приложений

В фазе соединения, Web-клиент пытается соединиться с сервером. В cтpоке состояния большинства браузеров[1] выводится: “Connecting to HTTP server”. В случае неудачи, выводится соответствующее сообщение.

Если соединение установлено, клиент посылает на сервер запрос соответственно заданному протоколу (включая и номер версии протокола) о том какой объект нужно найти. Протокол может быть не только HTTP, но и FTP (File Transfer Protocol), NNTP (Network Transfer Protocol), Gopher or WAIS.

В запрос включается и команда для сервера (обычно это команда GET - взять объект). Как только сервер заполняет запрос данными, он посылает ответ клиенту (который в стоке состояния пишет “Reading Response” а затем сообщение “Transferring”).

Затем соединение отключается и браузер отображает полученные данные. Если это простой текст, то просто выводит его, если графический файл, то активизирует просмотрщик и т.п. Но обычно это HTML документ.

Протокол наиболее важная частъ URL, это совокупность правил по которым происходит взаимодействие между сервером и клиентом. Для WWW основным протоколом является http.

HTTP (англ. HyperText Transfer Protocol — «протокол передачи гипертекста») — протокол прикладного уровня передачи данных в первую очередь в виде текстовых сообщений. Основой HTTP является технология «клиент-сервер», то есть предполагается существование потребителей (клиентов), которые инициируют соединение и посылают запрос, и поставщиков (серверов), которые ожидают соединения для получения запроса, производят необходимые действия и возвращают обратно сообщение с результатом.

HTTP в настоящее время повсеместно используется во Всемирной паутине для получения информации с веб-сайтов. В 2006 году в Северной Америке доля HTTP-трафика превысила долю P2P-сетей и составила 46 %, из которых почти половина — это передача потокового видео и звука^[1].

HTTP используется также в качестве «транспорта» для других протоколов прикладного уровня, таких как SOAP.

Основным объектом манипуляции в HTTP является ресурс, на который указывает URI (англ. Uniform Resource Identifier) в запросе клиента. Обычно такими ресурсами являются хранящиеся на сервере файлы, но ими могут быть логические объекты или что-то абстрактное. Особенностью протокола HTTP является возможность указать в запросе и ответе способ представления одного и того же ресурса по различным параметрам: формату, кодировке, языку и т. д. Именно благодаря возможности указания способа кодирования сообщения клиент и сервер могут обмениваться двоичными данными, хотя данный протокол является текстовым.

HTTP — протокол прикладного уровня, аналогичными ему являются FTP и SMTP. Обмен сообщениями идёт по обыкновенной схеме «запрос-ответ». Для идентификации ресурсов HTTP использует глобальные URI. В отличие от многих других протоколов, HTTP не сохраняет своего состояния. Это означает отсутствие сохранения промежуточного состояния между парами «запрос-ответ». Компоненты, использующие HTTP, могут самостоятельно осуществлять сохранение информации о состоянии, связанной с последними запросами и ответами. Браузер, посылающий запросы, может отслеживать задержки ответов. Сервер может хранить IP-адреса и заголовки запросов последних клиентов. Однако сам протокол не осведомлён о предыдущих запросах и ответах, в нём не предусмотрена внутренняя поддержка состояния, к нему не предъявляются такие требования