Что является важнейшей характеристикой компьютеров. Рекомендации по выбору персонального компьютера

Реферат по теме:

Технические характеристики компьютера

К важнейшим техническим характеристикам персонального компьютера относятся:

1. разрядность - важнейшая характеристика компьютера, измеряется в битах; она показывает - сколько двоичных разрядов (битов) информации обрабатывается (или передается) за один такт работы микропроцессора, а также - сколько двоичных разрядов может быть использовано для адресации оперативной памяти; компьютеры могут быть соответственно 8-ю, 16-, 32- и 64-разрядными;

2. тактовая частота – сколько элементарных операций (тактов) выполняет микропроцессор в одну секунду;

3. емкость оперативной памяти , измеряется в Мбайтах и поставляется в виде модулей, имеющих 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256 и более Мбайт (разрабатываются модули емкостью 1Гбайт);

4. емкость внешней дисковой памяти, измеряется в Мбайтах, Гбайтах и Тбайтах;

5. тип дисплея и видео карты , обеспечивающих вывод графической информации в режимах:

VGA– 650 X 480 пикселей,

SVGA – 800 X 600, 1024 X 768, 1240 X 1024 и более пикселей;

6. количество цветов – монохромные (черно-белые) и цветные, обеспечивающие 16, 256, 16 млн. и более цветов;

Пиксель – это неделимая точка на экране, которая изменяет яркость и цвет (если дисплей цветной). Чем больше пикселей, тем выше качество изображения на экране дисплея.

Производительность компьютера , измеряемая, в первом приближении, в тысячах операций/сек, миллионах операций/сек и миллиардах операций/сек, зависит от используемого в компьютере микропроцессора и других узлов ее определяющих – винчестера, оперативной памяти, объема видеопамяти и т.д. Производительность этих узлов определяется быстродействием, величина которого обратно пропорциональна производительности и измеряется в мили-, микро- и наносекундах, имеющих размерность соответственно 1/1000, 1/1000000 и 1/1000000000 сек.

Быстродействие – это время отклика, приходящееся на одну операцию. Для винчестеров оно составляет 8-16 и более миллисекунд, для оперативной памяти – 8-70 наносекунд.

Производительность компьютера, таким образом, определяется интегрированным показателем, включающим все указанные выше показатели составляющих узлов, и измеряется также в единицах MIPS. Требования к методике ее определения оговорены рядом международных стандартов, используемых для тестирования на стандартных задачах, включающих работу с графикой, видео, компьютерными играми.

Технические характеристики процессора

Процессор - несомненно самая важная часть компьютера. Процессор выполняет самую важную роль в быстродействии компьютера - вычисление результатов программы. Т.к. процессоров в компьютере может быть несколько видов (например, графический процессор на видеокарте), то мы будем называть процессор в дальнейшем ЦП. Так будет и компактнее и корректнее, т.к. процессор, который мы будем рассматривать в этой статье как основу вычислительного комплекса именно центральный (ЦП - Центральный Процессор).

Итак, ЦП имеет ряд важнейших характеристик и о значении каждой из них нужно знать. Эти знания пригодятся вам чтобы в дальнейшем хорошо ориентироваться в обзорах и тестированиях процессоров и не бояться непонятных слов:) В принципе, ЦП сложнейшее устройство и если рассматривать его более менее подробно, то на это уйдёт не один десяток печатных страниц мелким шрифтом. Так что мы просто обозначим основные ориентиры и попытаемся раскрыть основные характеристики процессора на уровне элементарного знания.

Частота ЦП.

Довольно большое время основной характеристикой, безоговорочно указывающей на производительность ЦП была его частота. И этот подход до поры до времени можно было считать относительно правильным. Но когда основные две компании-производителя пошли разными путями в разработке новых поколений процессоров, то тактовая частота уже перестала быть универсальным мерилом производительности.

Что же такое тактовая частота ЦП? Фактически, это частота "телодвижений" процессора в определённый отрезок времени. Измеряется она в герцах (мегагерцах, гигагерцах). Но надо учитывать одно но: "не все движения одинаково полезны". Продуктивность ЦП в отношении на герц может варьироваться в широких пределах, в зависимости от архитектуры процессора. Если ранее (в светлые времена Pentium 3 и Athlon) архитектура была довольна схожа между процессорами конкурентов, то их можно было худо-бедно сопоставлять по частоте (и то это было не правильно), то сейчас архитектуры компаний различаются гораздо сильней. К сожалению, ещё с тех старых-добрых времён, стереотип о тактовой частоте как мериле производительности ещё не исчез - и виной тому пустая вера в числа. Но чтобы разобраться в архитектурных перипетиях, обратимся к истории: В далёкие времена, Intel решила что её архитектура., применяемая в процессорах поколения Pentium 3 уже не подлежит развитию (на тот момент был достигнут частотный предел - 1,4Ггц.) и пошла по новому пути. Интел выпустила новые процессоры Pentium 4, но у них были ужасные недостатки в начале своего развития - процессоры Р4 имели громадный частотный потенциал, но на одинаковых частотах проигрывали своим собратьям из стана Р3. Конечно же, Интел быстро развила Р4 по частоте и ликвидировала этот досадный проигрыш, но осадок остался. С тех пор, архитектура актуальных на сегодня процессоров Р4 практически не изменилась и живёт по сей день (т.н. архитектура NetBurst). Компания конкурент AMD в то время пошла по другому пути: она не стала менять архитектуру на более высокочастотную, а просто продолжила развивать уже имевшуюся, внеся в неё косметические изменения и стала существенно проигрывать процессорам конкурента в частоте, но не в производительности. Интел воспользовалась "числовым частотным" преимуществом в своей маркетинговой политике и выиграла битву за потребителя (ну, в основном выиграла). С тех пор немало воды утекло, но ситуация в общем не изменилась. Процессоры Интел по-прежнему высокочастотны, а АМD относительно низкочастотны, однако на расклад в производительности конкурирующих решений это практически не влияет. Тактовую частоту можно использовать как относительный рейтинг производительности внутри линеек процессоров (например внутри линейки AMD Athlon XP, или Pentium 4 6XX). Однако, производительность процессора зависит не только от тактовой частоты ядра, так что идём дальше:

Центральный процессор постоянно работает с памятью. Но скорость оперативной памяти не особо велика, чтобы процессор, при работе с ней, раскрывал полностью свой вычислительный потенциал. Поэтому, у процессоров существует своя собственная небольшая, но быстрая память. Её именуют "Кеш". Обычно, такой памяти на процессоре от 256Кб до 2Мб. Кеш хранит в себе те данные, которые могут понадобиться процессору в ближайший момент. Поэтому, перед тем как выполнить операцию с данными, процессор ищет их сперва в кеше. Кеш разделяют на уровни: обычно, в процессорах используется двухуровневая система (т.н. Кеш L1 и L2). Кеш первого уровня отличается малым размером (но большой скоростью), а второго уровня - большим размером. Кеш третьего же уровня очень велик, но медленен и встречается только в отдельных моделях ЦП. Кеш во многом обусловливает стоимость процессора, т.к занимает значительную (иногда и большую) часть кремниевой подложки ЦП. В принципе, чем больше кеш, тем быстрее работает процессор. Но не всегда это так. Зачастую, разница производительности между процессором с кешем 128Кб и ЦП с кешем в 1Мб L2 несоизмерима мала, в сравнении с увеличившейся стоимостью процессора. Так что не стоит гнаться за большими значениями Кеша L2 (Например, процессоры Athlon 64 с 512Kb L2 вполне успешно конкурируют с процессорами Pentium 4, обладающими кешом L2 2Mb.)

Тех. процесс

С одной стороны, кажется что технологические нормы, по которым изготовлен процессор - это проблема его производителя (инженеров, производственных мощностей и т.д.). Но за последние лет пять, всё изменилось. Теперь, производители вынуждены уменьшать нормы производства процессоров ещё и для того, чтобы снизить тепловыделение процессора. Простому пользователю не стоит заострять на этом особое внимание, но следует знать: чем меньше тех. процесс (и подаваемое не ЦП напряжение), тем меньше нагрев процессора. Все современные процессоры выпускаются по нормам 0,09мкм, на подходе массовое распространение 0,065мкм. Для производителей процессоров, внедрение новых технологий - не только снижение площадей чипов, но и важный фактор на пути увеличение производительности ЦП. Ведь, при более тонком тех. процессе, можно будет выпускать процессоры с более высокой частотой (и производительностью), не выходя за рамки раннее установленных тепловых границ.

Поддержка технологий.

Для оптимизаций выполнения определенных задач, производители ЦП внедряют в свои процессоры специальные наборы инструкций. Например, SSE (SSE2, SSE3), 3DNow!, Extended 3DNow! и т.п. Эти инструкции не вносят каких то изменений в саму исполнительную часть ядра процессора, но позволяют описывать сложные последовательности команд, более короткими командами и упрощать работу процессору. В основном, такие дополнительные наборы инструкций созданы для увеличения производительности в программах мультимедийного наклона. Для полного раскрытия потенциала процессоров, эти программы должны иметь поддержку определённых наборов инструкций (например, поддержку SSE имеют практически все, а некоторые и не запускаются из-за отсутствия SSE), но теоретически любая программа, оптимизированная под любой набор инструкций должно работать и без поддержки оных. Однако, не всегда производители программного обеспечения оставляют такую возможность (может из-за очень низкой производительности?). К сведению, наборы SSE разработала Intel. А AMD выпустила 3DNow! Практически все современные процессоры AMD имеют поддержку SSE (2, 3). Процессоры же Интел не имеют поддержки 3DNow! (честно говоря - невелика потеря).

Встроенный контроллер памяти

Долгое время, этот термин не был применим к ЦП. Однако, компания AMD в своём новом поколении процессоров К8 взяла да и встроила контроллёр памяти в процессор. Как уже неоднократно повторялось, ЦП всё время работает с ОЗУ. И скорость его работы с оперативной памятью - это важнейший параметр на пути обеспечения высокой производительности. Раннее, существовала такая схема работы ЦП с ОЗУ: "Процессор - Чипсет - ОЗУ". Этот путь решили сократить и "перенесли" контроллёр памяти из чипсета - в ЦП. Тем самым схема упростилась до "Процессор - ОЗУ". Intel придерживается традиционной схемы, в которой участвует чипсет. По крайней мере, пока придерживается. Поэтому надо сказать пару слов о процессорах AMD. На данный момент, существует две актуальных платформы для AMD. Это - Socket 754 и Socket 939. Процессоры под эти платформы не отличаются архитектурно, но имеют отличие в виде разного контроллёра памяти: у Соккет 939 - двухканальный контроллёр, а у 754 - одноканальный. Т.е. при условии использования двух планок памяти, система на С939 будет показывать пиковую пропускную способность памяти в два раза больше, чем на 754 (при прочих равных). Но не стоит так пугаться систем с одноканальным контроллёром памяти: для процессоров К8 разница в производительности составляет менее 10%. Дело в том, что скорость работы с памятью более зависит от её латентности (в современных условиях), чем от ПСП (ПСП - Пиковая Пропускная Способность), но это уже совсем другая тема.

Зачастую при выборе ПК покупатели обращают внимание на качество монитора в последнюю очередь. Сегодняшний пользователь неплохо разбирается в технических характеристиках компьютера, что же касается монитора.

Основные технические характеристики мониторов

Тип электронно-лучевой трубки (ЭЛТ). Различают трубки трех основных типов: сферические (чаще всего встречаются в недорогих 14-дюймовых мониторах), прямоугольные с почти плоским экраном (ими оборудованы практически все современные модели с диагональю 15-21 дюйм) и трубки типа Trinitron (DiamondTron, SonicTron). Отличие последних заключается в том, что их экран представляет собой сегмент цилиндра, тогда как экраны других типов являются сегментами сферы.

Шаг точек/полосок (dot/stripe pitch). Каждый светящийся элемент экрана формируется тремя точками люминофора - красного, зеленого и синего свечения. Расстояние между центрами этих мельчайших элементов называется шагом точек (или шагом полосок для трубок с апертурной решеткой). У современных мониторов шаг точек, как правило, не превышает 0,28 мм, хотя в моделях с диагональю 20-21 дюйм он может быть и больше, так как в этом случае повышенная зернистость изображения не так заметна из-за большой площади экрана.

Типтеневоймаски (shadow mask/aperture grille). Теневая маска - это своего рода фильтрующее "сито", расположенное на пути электронов перед люминофором и обеспечивающее точное попадание электронов в нужные точки люминофора. Большинство мониторов оснащено теневыми масками двух типов - дельтовидными масками, представляющими собой перфорированные решетки с треугольным расположением отверстий, и апертурными решетками (щелевыми масками), состоящими из тонких вертикально натянутых металлических нитей, стабилизируемых одной или двумя более толстыми горизонтальными нитями. Больше распространены кинескопы с дельтовидными масками. Подвергаясь электронной "бомбардировке", маска нагревается и от этого расширяется, что ведет к ухудшению фокусировки изображения. Во избежание подобных термических деформаций большинство современных дельтовидных масок изготавливаются из инвара (от invariabilis (лат.) - неизменный) - специального сплава, обладающего малым коэффициентом температурного расширения, в состав которого входят железо и никель. Апертурные решетки используются только в трубках типа Trinitron.

Кадровая частота (vertical refresh rate). С помощью фокусирующей и отклоняющей систем тонкий электронный луч "пробегает" построчно по экрану из верхнего левого угла в правый нижний. Число "пробегов" луча в единицу времени называется кадровой частотой монитора, или частотой регенерации. Так, кадровая частота в 60 Гц означает 60 перерисовок экрана в секунду. Нужно отметить, что при частоте кадров менее 70 Гц человеческий глаз, как правило, замечает некоторое мерцание экрана; в таком режиме с монитором можно работать не более часа в день, иначе это может отрицательно сказаться на зрении и привести к возникновению головных болей.

Кроме того, в спецификациях некоторых мониторов встречаются упоминания о режимах с чересстрочным (interlaced) сканированием экрана (при этом кадровая частота обычно составляет 87 Гц). В таких режимах электронный луч рисует изображение за два прохода, т. е. сначала воздействию электронного потока подвергаются только все нечетные строки, а затем - все четные. Чересстрочная развертка чрезвычайно вредна для глаз, все современные мониторы даже при максимальном разрешении имеют построчную (non-interlaced, NI) кадровуюразвертку.

Строчнаячастота (horizontal refresh rate). Эта характеристика определяет скорость перемещения луча вдоль строки. От строчной частоты зависит разрешение по вертикали при фиксированной кадровой частоте. Разумеется, чем более высокую строчную частоту поддерживает монитор, тем качественнее изображение.

Ширина полосы пропускания видеосигнала (bandwidth). Данная характеристика определяет максимальное количество элементов изображения, которые могут быть выведены в строке. Чем шире полоса пропускания, тем больше четкость изображения. Ширина полосы пропускания рассчитывается по формуле:

где H - максимальное разрешение по вертикали, V - максимальное разрешение по горизонтали, F - кадровая частота, на которой способен работать монитор при максимальном разрешении (например, в режиме 1024Ё768 точек при частоте регенерации 60 Гц ширина полосы пропускания составит 47 МГц). Полученная величина должна быть несколько меньше полосы пропускания, указанной производителем. Кроме того, зная значение полосы пропускания монитора, несложно оптимально подобрать видеоплату, которая должна обеспечивать ширину полосы видеочастот по крайней мере не меньшую, чем полоса пропускания монитора.

Динамическая фокусировка (dynamic focus). Расстояние, которое необходимо преодолеть электрону до центра экрана, несколько меньше, чем расстояние до краев или углов. Вследствие этого по краям экрана пиксел искажается, принимая эллипсоидную форму и увеличиваясь в размерах. Для поддержания одинакового размера электронного пятна по всему полю кинескопа применяется динамическая фокусировка, которая достигается изменением ускоряющего или фокусирующего напряжений системы пушек кинескопа по параболическому закону в соответствии с перемещением электронного луча от центра к краям экрана. Мониторы, соответствующие европейскому стандарту ISO 9241-3, практически не имеют искажений по краям экрана.

Антибликовое покрытие (anti-glare coating). Такое покрытие уменьшает отражение внешнего света от стеклянной поверхности экрана. Различают несколько типов покрытия: например, специальная, рассеивающая световой поток, гравировка экрана (etching); более эффективное кремниевое покрытие (silica coating), часто применяемое в стеклянных фильтрах; особые виды устанавливаемых на кинескоп антибликовых панелей (AR panel). Следует, однако, отметить, что первые два способа уменьшения отражающей способности экрана несколько снижают контрастность и ухудшают цветопередачу, поэтому мониторы с блестящими экранами обычно передают цвета ярче.

Антистатическое покрытие (anti-static coating). Это покрытие препятствует возникновению на поверхности экрана электростатического заряда, притягивающего пыль и неблагоприятно влияющего на здоровье пользователя.

Стандарты на мониторы

Выделяют две основные группы стандартов и рекомендаций по безопасности и эргономике.

К первой группе относятся стандарты UL, CSA, DHHS, CE, скандинавские SEMRO, DEMKO, NEMKO и FIMKO, а также FCC Class B. Из второй группы наиболее известны MPR-II, TCO "92 и TCO"95, ISO 9241-3, EPA Energy Star, TUV Ergonomie.

FCC Class B. Этот стандарт разработан канадской Федеральной комиссией по коммуникациям для обеспечения приемлемой защиты окружающей среды от влияния радиопомех в замкнутом пространстве. Оборудование, соответствующее требованиям FCC Class B, не должно мешать работе теле- и радиоаппаратуры.

MPR-II налагает ограничения на излучения от компьютерных мониторов и промышленной техники, используемой в офисе.

TCO"92 требует уменьшения электрического и магнитного полей до технически возможного уровня с целью защиты пользователя. Для того чтобы получить сертификат ТСО "92, монитор должен отвечать стандартам низкого излучения (Low Radiation), т. е. иметь низкий уровень электромагнитного поля, обеспечивать автоматическое снижение энергопотребления при долгом неиспользовании, отвечать европейским стандартам пожарной и электрической безопасности. Требования TCO "92 являются гораздо более жесткими, чем требования MPR-II.

TUV Ergonomie - немецкий стандарт эргономики. Мониторы, отвечающие этому стандарту, прошли испытания согласно EN 60950 (электрическая безопасность) и ZH 1/618 (эргономическое обустройство рабочих мест, оснащенных дисплеями), а также отвечают шведскому стандарту MPR-II.

EPA Energy Star VESA DPMS. Согласно этому стандарту монитор должен поддерживать три энергосберегающих режима - ожидание (stand-by), приостановку (suspend) и "сон" (off). В режиме ожидания изображение на экране пропадает, но внутренние компоненты монитора функционируют в нормальном режиме, а энергопотребление снижается до 80% от рабочего состояния. В режиме приостановки, как правило, отключаются высоковольтные узлы, а потребление энергии падает до 30 Вт и менее. И наконец, в режиме так называемого "сна" монитор потребляет не более 8 Вт, а функционирует у него только микропроцессор. При нажатии любой клавиши клавиатуры или движении мыши монитор переходит в нормальный режим работы.

Российский стандарт ГОСТ 27954 - 88 на видеомониторы персональных ЭВМ. Требования этого стандарта обязательны для любого монитора, продаваемого в РФ.

Современные ЭВМ бывают самыми разными: от больших, занимающих целый зал, до маленьких, помещающихся на столе, в портфеле и даже в кармане. Разные ЭВМ используются для разных целей. Сегодня самым массовым видом ЭВМ являются персональные компьютеры. Персональные компьютеры (ПК) предназначены для личного (персонального) использования.

Несмотря на разнообразие моделей ПК, в их устройстве существует много общего. Об этих общих свойствах и пойдет сейчас речь.

Основные устройства ПК. Основной «деталью» персонального компьютера является микропроцессор (МП). Это миниатюрная электронная схема, созданная путем очень сложной технологии, выполняющая функцию процессора ЭВМ.

Персональный компьютер представляет собой набор взаимосвязанных устройств. Главным в этом наборе является системный блок. В системном блоке находится «мозг» машины: микропроцессор и внутренняя память. Там же помещаются: блок электропитания, дисководы, контроллеры внешних устройств. Системный блок снабжен внутренним вентилятором для охлаждения.

Системный блок обычно помещен в металлический корпус, с наружной стороны которого имеются: клавиша включения электропитания, щели для установки сменных дисков и дисковые устройства, разъемы для подключения внешних устройств.

К системному блоку подключены клавишное устройство (клавиатура), монитор (другое название - дисплей) и мышь (манипулятор). Иногда используются другие типы манипуляторов: джойстик, трекбол и пр. Дополнительно к ПК могут быть подключены: принтер (устройство печати), модем (для выхода на телефонную линию связи) и другие устройства (рис. 1).

Рис. 1. Комплект ПК

На рис. 5 показана настольная модель ПК. Кроме того, существуют портативные модели (ноутбуки) и карманные компьютеры.

Все устройства ПК, кроме процессора и внутренней памяти, называются внешними устройствами. Каждое внешнее устройство взаимодействует с процессором ПК через специальный блок, который называется контроллером (от английского «controller» - «контролер», «управляющий»). Существуют контроллер дисковода, контроллер монитора, контроллер принтера и др. (рис. 2).

Рис. 2. Минимальный комплект устройств ПК. КМ - контроллер монитора, КК - контроллер клавиатуры, КМш - контроллер мыши

Магистральный принцип взаимодействия устройств ПК. Принцип, по которому организована информационная связь между процессором, оперативной памятью и внешними устройствами, похож на принцип телефонной связи. Процессор через многопроводную линию, которая называется магистралью (другое название - шина), связывается с другими устройствами (рис. 3).

Подобно тому как каждый абонент телефонной сети имеет свой номер, каждое подключаемое к ПК внешнее устройство также получает номер, который выполняет роль адреса этого устройства. Информация, передаваемая внешнему устройству, сопровождается его адресом и подается на контроллер. В данной аналогии контроллер подобен телефонному аппарату, который преобразует электрический сигнал, идущий по проводам, в звук, когда вы слушаете телефон, и преобразует звук в электрический сигнал, когда вы говорите.

Рис. 3. Структура ПК (треугольниками изображены контроллеры)

Магистраль - это кабель, состоящий из множества проводов. Характерная организация магистрали такая: по одной группе проводов (шина данных) передается обрабатываемая информация, по другой (шина адреса) - адреса памяти или внешних устройств, к которым обращается процессор. Есть еще третья часть магистрали - шина управления; по ней передаются управляющие сигналы (например, проверка готовности устройства к работе, сигнал к началу работы устройства и др.).

Все чаще персональные компьютеры используются не только на производстве и в учебных заведениях, но и в домашних условиях. Их можно купить в магазине так же, как покупают телевизоры, видеомагнитофоны и другую бытовую технику. При покупке любого товара желательно знать его основные характеристики, для того, чтобы приобрести именно то, что вам нужно. Такие основные характеристики есть и у ПК.

Характеристики микропроцессора. Существуют различные модели микропроцессоров, выпускаемые разными фирмами. Основными характеристиками МП являются тактовая частота и разрядность процессора.

Режим работы микропроцессора задается микросхемой, которая называется генератором тактовой частоты. Это своеобразный метроном внутри компьютера. На выполнение процессором каждой операции отводится определенное количество тактов. Ясно, что если метроном «стучит» быстрее, то и процессор работает быстрее. Тактовая частота измеряется в мегагерцах - МГц. Частота в 1 МГц соответствует миллиону тактов в одну секунду. Вот некоторые характерные тактовые частоты микропроцессоров: 600 МГц, 800 МГц, 1000 МГц. Последняя величина называется гигагерцем - ГГц. Современные модели микропроцессоров работают с тактовыми частотами в несколько гигагерц.

Следующая характеристика - разрядность процессора. Разрядностью называют максимальную длину двоичного кода, который может обрабатываться или передаваться процессором целиком. Разрядность процессоров на первых моделях ПК была равна 8 битам. Затем появились 16-разрядные процессоры. На современных ПК чаще всего используются 32-разрядные процессоры. Наиболее высокопроизводительные машины имеют процессоры с разрядностью 64 бита.

Объем внутренней (оперативной) памяти. Про память компьютера мы уже говорили. Она делится на оперативную (внутреннюю) память и долговременную (внешнюю) память. Производительность машины очень сильно зависит от объема внутренней памяти. Если для работы каких-то программ не хватает внутренней памяти, то компьютер начинает переносить часть данных во внешнюю память, что резко снижает его производительность. Скорость чтения / записи данных в оперативную память на несколько порядков выше, чем во внешнюю.

Объем оперативной памяти влияет на производительность компьютера. Современные программы требуют оперативной памяти объемом в десятки и сотни мегабайтов.

Для хорошей работы современных программ требуется оперативная память в сотни мегабайтов: 128 Мб, 256 Мб и более.

Характеристики устройств внешней памяти. Устройства внешней памяти - это накопители на магнитных и оптических дисках. Встроенные в системном блоке магнитные диски называются жесткими дисками, или винчестерами. Это очень важная часть компьютера, поскольку именно здесь хранятся все необходимые для работы компьютера программы. Чтение/запись на жесткий диск производится быстрее, чем на все другие виды внешних носителей, но все-таки медленнее, чем в оперативную память. Чем больше объем жесткого диска, тем лучше. На современных ПК устанавливают жесткие диски, объем которых измеряется и гигабайтах: десятки и сотни гигабайтов. Покупая компьютер, вы приобретаете и необходимый набор программ на жестком диске. Обычно покупатель сам заказывает состав программного обеспечения компьютера.

Все остальные носители внешней памяти - сменные, г. е. их можно вставлять в дисковод и доставать из дисковода. К ним относятся гибкие магнитные диски - дискеты и оптические диски - CD-ROM, CD-RW, DVD-ROM. Стандартная дискета вмещает 1,4 Мб информации. Дискеты удобны для длительного хранения программ и данных, а также для переноса информации с одного компьютера на другой.

В последнее время на смену гибким дискам как основному средству переноса информации с одного компьютера на другой приходит флэш-память. Флэш-память - это электронное устройство внешней памяти, используемое для чтения и записи информации в файловом формате. Флэш-память, как и диски, - энергонезависимое устройство. Однако, по сравнению с дисками, флэш-память обладает гораздо большим информационным объемом (сотни и тысячи мегабайтов). А скорость чтения и записи данных на флэш-носителе приближается к скорости работы оперативной памяти.

Практически обязательной составляющей комплекта ПК стали дисководы для CD-ROM. Современное программное обеспечение распространяется именно на этих носителях. Вместимость CD-ROM исчисляется сотнями мегабайтов (стандартный объем - 700 Мб).

DVD-дисководы вы можете приобретать по собственному желанию. Объем данных на дисках этого типа исчисляется гигабайтами (4,7 Гб, 8,5 Гб, 17 Гб). Часто на DVD-дисках записываются видеофильмы. Время их воспроизведения достигает 8 часов. Это 4-5 полноформатных фильмов. Пишущие оптические дисководы позволяют производить запись и перезапись информации на CD-RW и DVD-RW. Постоянное снижение цен на перечисленные виды устройств переводит их из категории «предметов роскоши» в общедоступные.

Все остальные типы устройств относятся к числу устройств ввода / вывода. Обязательными из них являются клавиатура, монитор и манипулятор (обычно - мышь). Дополнительные устройства: принтер, модем, сканер, звуковая система и некоторые другие. Выбор этих устройств зависит от потребностей и финансовых возможностей покупателя. Всегда можно найти источники справочной информации о моделях таких устройств и их эксплуатационных свойствах.

Задачи урока Дать наглядные представления о назначении компьютера, его устройстве, функциях основных узлов. Дать наглядные представления о назначении компьютера, его устройстве, функциях основных узлов. Дать представление о составе программного обеспечения компьютера. Дать представление о составе программного обеспечения компьютера. Раскрыть назначение операционной системы. Раскрыть назначение операционной системы.

План 1. ЭВМ ЭВМ 2. Что общего между компьютером и человеком Что общего между компьютером и человеком Что общего между компьютером и человеком 3. Из истории компьютера Из истории компьютера Из истории компьютера 4. Структура ПК Структура ПК Структура ПК 5. Основные устройства ПК Основные устройства ПК Основные устройства ПК 6. Процессор Процессор 7. Память Память 8. Оперативная (внутренняя) и долговременная (внешняя) память Оперативная (внутренняя) и долговременная (внешняя) память Оперативная (внутренняя) и долговременная (внешняя) память 9. Носители и устройства внешней памяти Носители и устройства внешней памяти Носители и устройства внешней памяти 10. Устройства ввода/вывода Устройства ввода/вывода Устройства ввода/вывода 11. Программное обеспечение Программное обеспечение Программное обеспечение 12. Пользовательский интерфейс Пользовательский интерфейс Пользовательский интерфейс 13. Объектно-ориентированный пользовательский интерфейс Объектно-ориентированный пользовательский интерфейс Объектно-ориентированный пользовательский интерфейс 14. Система основных понятий Система основных понятий Система основных понятий 15. Источники информации Источники информации Источники информации 16. Информация об авторах Информация об авторах Информация об авторах

Что общего между компьютером и человеком Ч Е Л О В Е К Органы чувств Прием (ввод) информации М О З Г Хранение информации Процесс мышления (обработка информации) Речь, жесты, письмо Передача (вывод) информацииКОМПЬЮТЕР Устройства ввода Устройства памяти П Р О Ц Е С С О Р Устройства вывода По своему назначению компьютер – универсальное техническое средство для работы человека с информацией Ввод Вывод ПАМЯТЬ ПРОЦЕССОР Информационный обмен в к о м п ь ю т е р е В памяти компьютера х р а н я т с я данныеданные и программыпрограммы (2)

Процессор Назначение: обработка данных по заданной программе Характеристики: тактовая частота, разрядность (2) Тактовая частота измеряется в мегагерцах и гигагерцах (диапазон: 75 МГц – 3 ГГц) Разрядность процессора – максимальная длина двоичного кода, который может обрабатываться или передаваться процессором целиком (8 – 64 бита).

Оперативная (внутренняя) и долговременная (внешняя) память (2) Для эффективной работы ПК требуется ОЗУ, объемом в сотни и тысячи Мб. Объем оперативной памяти Объем жесткого диска (HDD) Характеристики внутренней памяти Характеристики устройств внешней памяти Параметры CD / DVD На современных ПК устанавливают жесткие диски, объем которых измеряется в десятках и сотнях гигабайт. Обязательным компонентом в составе комплекта ПК стали дисководы для CD (700 Мб) и DVD (до 17 Гб).

Программное обеспечение Системное Операционная системаСервисные программы Назначение: обслуживание дисков, работа с архивами файлов, борьба с вирусами и пр. Управление устройствами Работа с файлами Диалог с пользователем Пользовательский интерфейс: объектно-ориентированный, графический Одноуровневая структура Многоуровневая структура Имя файла, тип файла, каталог (папка), дерево, логический диск, путь к файлу, полное имя файла Файловая система (1)

Программное обеспечение Прикладное Общего назначения: офисные, мультимедийные, развлекательные программы и др. Специального назначения: бухгалтерские, конструкторские, математические, образовательные, графические, экспертные системы и др. (1) Прикладное ПО – это программы, с помощью которых пользователь имеет возможность решать свои информационные задачи, не прибегая к программированию.

Программное обеспечение Системы программирования Языки программирования: Бейсик, Паскаль, С и др. Назначение: разрабатывать программы: вводить, отлаживать, редактировать, исполнять (1) Системы программирования – это инструменты для работы программистов, ориентированные на определенный язык программирования. Язык программирования – это фиксированная система обозначений для описания алгоритмов и структур данных. Системы программирования – это инструменты для работы программистов, ориентированные на определенный язык программирования. Язык программирования – это фиксированная система обозначений для описания алгоритмов и структур данных.

Объектно-ориентированный пользовательский интерфейс Примером операционной системы, в которой реализован объектно-ориентированный подход, является Windows. Операционная система работает с множеством объектов, к числу которых относятся: документы, программы, внешние устройства компьютера и другие объекты, с которыми пользователь имеет дело. С каждым объектом (информационным или физическим) операционная система связывает имя, графическое обозначение, свойства, поведение. В интерфейсе Windows для обозначения документов, программ, устройств используются значки (иконки, пиктограммы) и имена. ОС Windows обеспечивает одинаковый пользовательский интерфейс при работе с разными объектами. Для знакомства со свойствами объектов и возможными над ними действиями используется контекстное меню. (2)

Устройство компьютера ПК Память Процессор Обработка данных по заданной программе тактовая частота разрядность дискретность адресуемость Внутренняя п а м я т ь магнитная запись оптическая запись флэш - память В н е ш н я я п а м я т ь Устройства ввода - вывода Устройства в ы в о д а Устройства в в о д а Программное обеспечение ПО Назначение: разработка программ (ввод, отладка, редактирование, исполнение) Системы программирования Общего назначения Специального назначения Прикладное ПО Сервисные программы Системное ПО Операционная система Работа с файлами Управление устройствами Д и а л о г с пользователем Пользовательский и н т е р ф е й с Файловая система Одноуровневая с т р у к т у р а Многоуровневая с т р у к т у р а Система основных понятий (2)

Источники информации 1. Информатика и ИКТ: учебник для 8 класса /И. Г. Семакин, Л. А. Залогова, С. В. Русаков, Л. В. Шестакова. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов &st=0&sk=t&sd=a& 0&st=0&sk=t&sd=a& 0&st=0&sk=t&sd=a& 4. m m m Информатика и ИКТ. Базовый уровень: учебник для классов /И. Г. Семакин, Е.К. Хеннер. – 4-е изд., испр. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2008.

1 ВВЕДЕНИЕ.............................................................................................................. 3 2 ................................................................................................................................... 3 1 Основные характеристики узлов системного блока.......................................... 4 3.1 1.1 Материнская плата............................................................................................. 4 3.2 1.2 Видеоконтроллер............................................................................................... 4 3.3 1.3 Процессор........................................................................................................... 5 3.4 1.4 Оперативная память........................................................................................... 5 3.5 1.5 Устройства для постоянного хранения и переноса информации.................. 6 4 2 Основные характеристики монитора.................................................................. 8 5 3 Основные характеристики периферийных устройств компьютера................. 9 5.1 3.1 Клавиатура.......................................................................................................... 9 5.2 3.2 Мышь.................................................................................................................. 10 5.3 3.3 Принтеры............................................................................................................ 12 5.4 3.4 Сканеры.............................................................................................................. 13 6 ЗАКЛЮЧЕНИЕ........................................................................................................ 14

ВВЕДЕНИЕ

При выборе персонального компьютера человек чаще всего обращает

внимание на возможности персонального компьютера. Для оценки

возможностей вычислительной системы необходимо знать ее технические

Рисунок 1 – Окно “Сведения о системе”

Как правило, сначала выдвигаются определенные требования к

производительности ПК, а затем подбираются соответствующие

комплектующие системного блока. Периферийные устройства (монитор,

клавиатуру, мышь, принтер) приобретают в последнюю очередь,

ориентируясь на вопросы надежности, цены и внешнего вида.

Для получения сведений о конфигурации вашего компьютера нужно

нажать меню Пуск → Программы → Стандартные → Служебные →

Сведения о системе (рисунок 1).

и расскажу об основных характеристиках персонального компьютера.

1 Основные характеристики узлов системного блока

Системный блок – это устройство персонального компьютера, в

котором размещаются все основные узлы компьютера, обеспечивающие его

возможности и быстродействие. Рассмотрим самые важные из них.

1.1 Материнская плата

Материнская (системная) плата – это печатная плата, на которой

расположены электронные схемы, управляющие работой компьютера. К этим

электронным схемам относятся контроллеры и адаптеры – платы,

управляющие определенными устройствами. Материнскую плату нужно

выбирать с учетом типа процессора.

Контроллер портов ввода-вывода присутствует практически в каждом

компьютере. Обычно этот контроллер интегрирован в состав материнской

платы. Контроллер портов ввода-вывода соединяется кабелями с разъемами

на задней стенке компьютера, через которые к компьютеру подключаются

устройства ввода-вывода информации (мышь, принтер и т.п.). Порты ввода-

вывода бывают следующих типов:

Параллельные (обозначаемые LPT1–LPT4), служащие для

подключения принтера;

Последовательные (обозначаемые СОМ1–СОМ3), служащие для

подключения мыши, модема и т.д.;

Игровой порт (присутствует не всегда), служащий для подключения

к нему джойстика.

1.2 Видеоконтроллер

Отдельно следует выделить видеоконтроллер (или видеокарта) – это

электронная схема, обеспечивающая формирование видеосигнала и тем

самым определяющая изображение, показываемое монитором.

Видеоконтроллер обычно выполняется в виде печатной платы, вставляемой в

разъем системной шины компьютера. Тип контроллера должен

соответствовать типу монитора, работой которого он управляет. Одной из

важных характеристик видеосистемы (контроллера и монитора) является

разрешение , т.е. количество точек по горизонтали и по вертикали в

выводимом графическом изображении. Стандартный SVGA режим – 800х600

точек. При выводе на экран может использоваться различная палитра цветов

– от 16 до 16,8 млн. цветов. Многие контроллеры содержат средства,

ускоряющие вывод видеороликов, трехмерных изображений и т.д.

1.3 Процессор

Процессор – электронная схема, созданная в едином корпусе

небольшого размера. Это “сердце” компьютера, которое обеспечивает

выполнение всех вычислений и обработку информации.

Основные характеристики процессора, определяющие возможности

персонального компьютера, – тип процессора и его тактовая частота .

Тактовая частота характеризует быстродействие компьютера – это

количество элементарных операций, совершаемых процессором в единицу

времени (в секунду). Тип процессора или модель (Pentium, Celeron, AMD

Athlon) определяется производителем и отличается на структурном уровне

(различная рабочая температура кристалла, амплитуда напряжения,

заданная надежность работы, габариты, потребление энергии). При этом

процессоры одинакового типа могут иметь разные тактовые частоты – чем

выше тактовая частота, тем выше производительность и цена процессора.

1.4 Оперативная память

Это “мозг” компьютера. Здесь хранятся все программы, с которыми в

данный момент работает компьютер и все данные, которые он обрабатывает

в этот момент. При выключении компьютера содержимое оперативной

памяти не сохраняется, при прекращении работы некоторой программы ее

данные затираются данными вновь загруженной программы. Для

долгосрочного хранения данных используется внешняя память (чаще всего

Объем оперативной памяти – основная характеристика данного узла.

Измеряется в байтах.

Объем оперативной памяти существенно влияет на быстродействие

персонального компьютера. Конструктивно сейчас – это платы с объемом

памяти, кратным 64 Мбайт (хотя есть и меньшие, кратные 32 и 16 Мбайт).

В современных персональных компьютерах оперативная память не

менее 256 Мбайт (обычно 512, 1024 Мбайт).

1.5 Устройства для постоянного хранения и переноса информации

Жесткие диски предназначены для долговременного хранения

информации (в отличие от оперативной памяти). Если в оперативной памяти

данные и программы загружаются автоматически, то данные на диск

пользователь должен записывать сам, выдавая соответствующие команды.

Основная характеристика жесткого диска – это его емкость , т.е.

количество информации, которую можно на него записать. Измеряется в

Гбайтах. Современные диски имеют объем десятки и сотни Гбайт.

Существуют и массивы дисков, имеющие еще больший размер.

Устройство для чтения и записи информации на диске называется

дисководом. Дисководы для жестких дисков характеризуются не только

емкостью диска , находящегося в нем, но и скоростью вращения, временем

доступа к данным .

Связь всех узлов между собой осуществляет системная магистраль –

системная шина (жгут проводов с множеством специальных разъемов). Это

интерфейсная система ПК, основной функцией которой является передача

информации между процессором и остальными устройствами ЭВМ.

Все блоки, а точнее их порты ввода-вывода, через соответствующие

разъемы подключаются к шине единообразно: либо непосредственно, либо

через контроллеры (адаптеры). Обмен информацией между внешними

устройствами и системной шиной выполняется с использованием ASCII-

кодов. 0 0 1 F Системная шина со стоит из трех шин: шины управления, шины

данных и адресной шины. По этим шинам циркулируют управляющие

сигналы, данные (числа, символы), адреса ячеек памяти и номера устройств

ввода-вывода.

Основными функциональными характеристиками системной шины

являются: количество обслуживаемых ею устройств и ее пропускная

способность , т.е. максимально возможная скорость передачи информации.

Пропускная способность шины зависит от ее разрядности (есть шины 8-, 16-,

32- и 64-разрядные) и тактовой частоты, на которой шина работает.

2 Основные характеристики монитора

Монитор – устройство отображения текстовой и графической

информации на экране. Основные характеристики монитора:

– размер (измеряется в дюймах), сейчас наиболее распространены: 15-,

17- и 19-дюймовые мониторы (последние применяются для

профессиональной работы с графическими программами);

– разрешающая способность (количество точек, изображаемых по

вертикали и горизонтали); чем она больше, тем более четкое изображение;

– количество цветов ;

– частота кадровой развертки (чем она больше, тем меньше устают

глаза при работе с компьютером);

– цена (обычно зависит от фирмы-производителя и размера монитора).

Вторая и третья характеристики вплотную связаны еще с одним

компонентом ПК – видеопамятью. Здесь правило одно – чем объем

видеопамяти больше, тем более четкие и красивые “картинки” вы увидите на

своем компьютере. Существуют также устройства – ускорители вывода

графических изображений. Все эти вещи особенно актуальны для

мультимедиа-компьютеров, т.е. компьютеров, которые вы хотите

использовать для вывода движущейся графики (мультфильмов, фильмов,

компьютерных игр).

3 Основные характеристики периферийных устройств компьютера

3.1 Клавиатура

Клавиатура – важнейшее для пользователя устройство, с помощью

которого осуществляется ввод данных, команд и управляющих воздействий в

ПК. На клавишах нанесены буквы латинского и русского алфавитов,

десятичные цифры, математические, графические и специальные служебные

знаки, знаки препинания, наименование некоторых команд, функций и др. В

зависимости от типа ПК назначение клавиш, их обозначение и размещение

могут варьироваться. Приведем некоторые специальные клавиши:

Shift – одновременное нажатие с некоторым символом приводит к его

выводу в верхнем регистре;

CapsLock – фиксация режима перехода в верхний регистр (горит

лампочка CapsLock);

Esc – отказ от только что произведенных действий;

Enter – окончание ввода строки;

Сtrl, Alt – используются для одновременного нажатия с другими

клавишами, приводят к изменению значений этих других клавиш;

Del – для удаления символа, находящегося под курсором; F 0 A C (BackSpace) – удаляет символ, находящийся слева от курсора;

NumLock – включает и отключает возможность ввода цифр с помощью

небольшой части клавиатуры справа от букв (если включен режим ввода

цифр, то горит лампочка NumLock); F 0 A C, F 0A D, F 0A E, F 0A F, Home, PageUp, End, PageDown – клавиши управления

курсором. Как правило, их нажатие приводит к перемещению курсора в

соответствующем направлении или к “перелистыванию” текста на экране.

Tab – клавиша табуляции. Используется при редактировании текстов

для перехода в следующую позицию табуляции.

F1, F2…F12 – функциональные клавиши. Используются внутри

различных программ для специальных действий. Как правило, F1 – для

получения помощи.

Некоторые важные специальные комбинации клавиш (клавиши

нажимаются одновременно):

Ctrl+Break – прекращение работы выполняемой программы;

Ctrl+C – прекращение работы выполняемой программы;

Ctrl+Num Lock – приостановка выполнения программы;

Ctrl+S – приостановка выполнения программы.

Для переключения между русскими и латинскими буквами (между

алфавитами) обычно используется комбинация клавиш Ctrl + Shift (т.е. их

одновременное нажатие), реже Alt + Shift.

Посмотреть (сменить), какая комбинация клавиш задействована на

вашем компьютере, можно с помощью меню Пуск → Панель управления

→ Язык и региональные стандарты → Языки , кнопка Подробнее…

(рисунок 2).

Рисунок 2 – Окно настройки клавиатуры 3.2 Мышь

В двух- или трехкнопочных устройствах (средняя кнопка обычно

выполнена в виде скроллинга) используется:

– щелчок левой кнопкой мыши;

– двойной щелчок левой кнопкой мыши;

– щелчок правой кнопкой мыши;

– скроллинг (для прокрутки).

Настроить режим использования дополнительных кнопок и скроллинга,

сменить указатели, задать скорость движения указателя мыши можно с

помощью меню Пуск → Панель управления → Мышь (рисунок 3).

Рисунок 3 – Окно настройки мыши

3.3 Принтеры

Принтеры – устройства вывода информации из компьютера на бумагу.

Это наиболее известные и часто используемые внешние устройства.

Характеристики:

– принцип печати (матричные, струйные, лазерные);

– цветность (цветные, черно-белые);

– ширина каретки (с широкой кареткой могут печатать листы А3, а

узкой кареткой – максимальный размер А4);

– скорость печати ;

– разрешающая способность (количество точек на дюйм);

– цена .

Рассмотрим принтеры в соответствии с принципом печати.

Матричные (принцип печати как у пишущей машинки) – скорость

печати их невысока, кроме того, они сильно шумят при работе, качество

изображения также невысоко (особенно графических изображений),

малопригодны для цветной печати, но недорогие, и расходные материалы к

ним самые дешевые, обычно только черно-белые. Технология считается

устаревшей, и сейчас они уже практически не производятся.

Струйные (изображение формируется микрокаплями специальных

чернил, выбрасываемых на бумагу через сопла печатающей головки) –

работают бесшумно, быстрее и качественнее, чем матричные, позволяют

получить цветную печать неплохого качества, но они дороже матричных, и

расходные материалы к ним также дороги и довольно быстро заканчиваются.

Могут быть как цветными, так и черно-белыми. Чаще используются как

домашний вариант.

Лазерные (принцип печати как у ксерокса) – обеспечивают наилучшее

(близкое к типографскому) качество печати, имеют самую высокую скорость

печати. Такие принтеры достаточно дороги сами, а расходные материалы к

ним рассчитаны на большую производительность, поэтому используют их

чаще профессиональные пользователи или работники офисов. Бывают черно-

белыми и цветными.

3.4 Сканеры

Эти устройства позволяют ввести напрямую (минуя набор

пользователем) информацию с бумажного документа в ПК. В виде файла

можно вводить тексты, рисунки, схемы, фотографии и другую графическую

информацию.

Бывают 3 типов:

– ручные (имеют небольшие размеры и перемещаются вручную вдоль

считываемого изображения);

– листовые (сканируют только отдельные листы, протягивая их, как

принтер, вдоль неподвижной сканирующей головки);

– планшетные (сканируют любой плоский неподвижный оригинал,

автоматически двигая сканирующую головку вдоль него).

Характеристики:

– скорость работы ;

– оптическое разрешение (чем оно выше, тем более мелкие детали

изображения могут быть считаны);

– глубина цвета (насколько точнее считываются цвета);

– цена .

Наиболее популярны планшетные устройства (80 – 90% всех сканеров).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В своем реферате я рассмотрел основные характеристики

персонального компьютера, при выборе которого человек чаще всего

обращает внимание на его возможности.

Для их оценки необходимо знать основные технические

характеристики: тип процессора и материнской платы; объем основной и

внешней памяти, виды системного и локального интерфейсов, тип

видеоадаптера и видеомонитора, тип клавиатуры, мыши, модема и прочее.

Список литературы

1. Еремин Е.А. Как работает современный компьютер. – Пермь: из-во ПРИПИТ, 1997.

2. Могилев А.В. и др. Информатика: Учеб.пособие для студ.пед.вузов / А.В. Могилев, Н.И. Пак, Е.К. Хеннер; Под ред. Е.К. Хеннера. – М., 1999.

3. Перегудов М.А., Халамайзер А.Я. Бок о бок с компьютером. – М.: Высшая школа, 1998.