Відкрита архітектура персонального комп'ютера.

У сучасний комп'ютер закладена можливість удосконалення його окремих частин і використання нових пристроїв. Комп'ютер не є єдиним нероз'ємним пристроєм і дає можливість його зборки з незалежно виготовлених частин подібно до дитячого конструктору. При цьому методи сполучення пристроїв з комп'ютером доступні всім бажаючим. Цей принцип, який називається принципом відкритої архітектури, поряд з іншими перевагами забезпечив, зокрема, успіх персонального комп'ютера.

На основній електронній платі комп'ютера (системної або материнської) розміщені тільки ті блоки, які здійснюють обробку інформації (обчислення). Схеми, що керують всіма пристроями комп'ютера - монітором, дисками, принтером і т.д., реалізовані на окремих платах, які вставляються в стандартні рознімання на системній платі - слоти. Останнім часом з'явилася тенденція розміщувати контролери дисків, послідовних і паралельних портів (іноді і відеоадаптери) безпосередньо на материнській платі. До всіх цих електронних схем підводиться електроживлення з єдиного блоку живлення, а для зручності і надійності все це полягає в загальний металевий або пластмасовий корпус - системний блок.

Комп'ютер повинен мати наступні пристрої:

- арифметично-логічний пристрій (АЛП), виконує арифметичні і логічні операції;

- пристрій керування (УУ), яка організовує процес виконання програм;

- запам'ятовуючий пристрій (ЗУ), або пам'ять для зберігання програм і даних;

- зовнішні пристрої для введення-виведення інформації.

Ці пристрої з'єднані каналами зв'язку, по яких передається інформація.

Основні пристрої комп'ютера і зв'язки між ними представлені на схемі (рис. 2.1). Жирними стрілками показано шляхи та напрямки руху інформації, а простими стрілками - шляхи та напрямки передачі керуючих сигналів.

Рис. 2.1. Загальна схема комп'ютера

Пам'ять комп'ютера повинна складатися з деякої кількості Пронумеруйте-ванних осередків, у кожній з яких можуть знаходитися або у процесі " дані, або конструкції програм. Всі комірки пам'яті повинні бути однаково легко доступні для інших пристроїв комп'ютера.

2 Основні блоки комп'ютера

Зазвичай персональні комп'ютери складаються з трьох основних блоків. Це системний блок, монітор і клавіатура. Крім того, абсолютна більшість сучасних комп'ютерів оснащені також маніпулятором типу «миша». Системний блок є найголовнішою частиною комп'ютера: у ньому розташовані наступні основні вузли:

- електронні схеми, що керують роботою комп'ютера (мікропроцесор, оперативна пам'ять, контролери пристроїв і т.д.);

- накопичувачі (дисководи, приводи) для гнучких магнітних дисків;

- накопичувач на жорсткому магнітному диску;

- програвач компакт-дисків;

- блок живлення, що перетворює змінну мережеве напруга в ряд постійних, необхідних для роботи електронних схем комп'ютера;

- інші пристрої, які можуть бути підключені до комп'ютера.

Існують низько-профільні настільні (slim) системні блоки, вежі (mini, midi і big tower).

Рис. 2.27. Види корпусів системного блоку

Материнська плата - своєрідна база комп'ютера, на основі якої можна отримати десятки і сотні варіантів ЕОМ, найкращим чином пристосованих для того чи іншого роду робіт. Якщо материнська плата продається окремо, то вона не комплектується ні процесором, ні оперативної, ні кеш-пам'яті. Типи цих пристроїв зазвичай задаються в досить широких межах, і користувач сам може вибрати для себе оптимальну конфігурацію.

Рис. 2.29. Системна плата комп'ютера типу Pentium

1- Гніздо під центральний процесор; 2 - Додатковий кеш об'ємом 256 Кбайт; 3 - Роз’їм під додатковий кеш; 4 - Контролери зовнішніх пристроїв; 5 - Роз’їм накопичувачів на жорстких магнітних дисках; 6 - Роз’їм під оперативну пам'ять, 4 планки; 7 - Коннектор (з'єднувач) клавіатури і миші; 8 - Мікросхема, що обслуговує флоппі-дисковод, послідовні порти та паралельний порт; 9- Роз'їм 32-бітної шини (для відео-карти, картки Інтернет тощо); 10 – Перезаписувальна BIOS (Flash-пам'ять); 11 - Мультимедійна шина; 12 - Роз'їм 16-бітної шини.

Дисководи для дискет, компакт-дисків та інших пристроїв зовнішньої пам'яті. Найчастіше використовується наступний набір: приводи для дискет 3, 5 ", (5, 25"), CD ROM. Іноді вбудовуються: стример, CD-recorder і zip-дисків.

У роз’їм системної шини материнської плати вбудовуються контролери різних пристроїв (монітора, CD-ROM і так далі).

Роз’їм для зовнішніх пристроїв виводяться на задню панель системного блоку. Примітно, що вони зроблені так, що при підключенні цих пристроїв що-небудь переплутати просто неможливо.

На лицьовій панелі зазвичай виведені відсіки для приводів зовнішніх запам’ятовуючих пристроїв, кнопки пуску, перезавантаження та турбо (підвищення тактової частоти процесора), світлодіодні індикатори живлення і жорсткого диска, а також (не завжди) цифровий індикатор тактової частоти встановленого процесора.

Звукова карта або плата. Як правило, звукові карти забезпечують можливість як цифро-аналогового, так і зворотного перетворення звукових коливань, а також дозволяють створювати деякі звукові ефекти.

Монітор (дисплей) комп'ютера IBM PC призначений для виведення на екран текстової та графічної інформації.

Дисплей являє собою, по суті, телевізор без ВЧ- і ЗЧ-блоків, в який надходить готовий повний відеосигнал з відео-контролера комп'ютера. Цей сигнал містить дані про кількість точок у рядку, рядків у кадрі, про частоту їх регенерації, про яскравість кожній з точок. Потік електронів, модульований відеосигналом, формує зображення.

Монітори володіють високою роздільною здатністю, яка забезпечується дуже малими розмірами зерна (0, 25 мм не межа), а також через велику їх числом. Крім того, велике значення має і діагональ монітора. Для складних креслень і графічного дизайну використовуються в основному монітори з діагоналлю трубки від 17 " і більше.

Велике значення має частота розгортки монітора. Монітор відображає одержуваний сигнал по рядку, виводячи один ряд точок за іншим. Частота зміни рядків називається частотою горизонтальної розгортки. Вона важлива в основному для відео-контролера.

Частота керуючих сигналів, які вказують на необхідність перейти до нового кадру, називається частотою кадрової розгортки. Вона важлива не тільки для комп'ютера, але і для користувача. При малій частоті зміни кадрів користувач бачить своєрідне мерехтіння екрану, що негативно впливає на зір. Тільки при частоті кадрового розгорнення, що дорівнює або перевищує 75-80 Гц, це мерехтіння пропадає.

Клавіатура призначена для введення інформації в комп'ютер. В даний час вона є основним інструментом введення алфавітно-цифрової інформації, так як голосове введення ще недостатньо досконалий. Найбільш популярні клавіатури з 101 або 102 клавішами, але іноді використовують клавіатури з більшим чи меншим числом клавіш. Кожна клавіша являє собою кнопку перемикача. Інформація, що міститься в клавіатурі мікросхема відстежує стан цих перемикачів і посилає відповідні імпульси в BIOS комп'ютера.

Мікропроцесор - найважливіша частина будь-якого комп'ютера. Він робить обробку інформації, забезпечує всі необхідні обчислення. Це досить велика мікросхема, габарити якої, втім, обумовлені більше необхідністю ефективного охолодження, ніж розмірами кристала. У комп'ютерах IBM PC і сумісних використовуються, як правило, мікропроцесори фірм Intel, AMD, Cyrix і т.д., кожен з яких має свої переваги і недоліки.

Найважливішим показником мікропроцесора є його тактова частота, тобто кількість елементарних операцій у секунду. Чим вище тактова частота, тим вища продуктивність процесора.

Мікропроцесор Intel Pentium 4 - найбільш досконалий і потужний процесор випуску 2001 р. з тактовою частотою до 2 гігагерц, представлений на малюнку 2.5 приблизно в натуральну величину. Він призначений для роботи додатків, що вимагають високої продуктивності процесора, таких, як передача відео та звуку через Інтернет, створення відеоматеріалів, розпізнавання мови, обробка тривимірної графіки, гри.

Рис. 2.5. Мікропроцесор Pentium 4. Вид зверху (зліва) і вид знизу (праворуч)

В обчислювальній системі може бути декілька паралельно працюючих процесорів; такі системи називаються багатопроцесорними.

Оперативна пам'ять, або оперативний запам'ятовуючий пристрій (ОЗУ), є, разом із процесором, найважливішим елементом комп'ютера: з ОЗУ процесор бере програми і вихідні дані для обробки, в неї ж записує результат. Працює оперативна пам'ять дуже швидко, за що, власне, і отримала свою назву. Іноді в комп'ютерній літературі ОЗП називають ще абревіатурою RAM - Random Access Memory (пам'ять з вільним доступом). Об'єм оперативної пам'яті звичайно становить від 32 до 512 Мбайт. Для нескладних адміністративних задач буває достатньо і 32 Мбайт ОЗУ, але складні завдання комп'ютерного дизайну можуть зажадати від 512 Мбайт до 2 Гбайт ОЗУ.

При виключенні комп'ютера ОЗП очищається, і записана в нього інформація знищується. Таке ж явище може мати місце у разі короткочасного виключення живлення або імпульсного падіння напруги в мережі.

Відзначимо також таку важливу річ, як кеш-пам'ять. Вона розташована між ОЗУ і процесором і має істотно менший час доступу та обміну інформацією, ніж ОЗУ.У кеш зазвичай зберігаються копії всіх найбільш часто використовуваних файлів. При звертанні мікропроцесора до пам'яті пошук даних спочатку здійснюється в кеш, а оскільки час доступу до кеш-пам'яті набагато менше, і в більшості випадків необхідні мікропроцесору дані там вже є, то середній час доступу до пам'яті скорочується.

Миш - маніпулятор, що представляє собою коробочку (зазвичай сірого кольору) з двома або трьома кнопками, легко вміщується в долоні. Разом з проводом для підключення до системного блоку, він дійсно схожий на мишу.

При переміщенні миші на екрані аналогічно переміщається курсор, який може мати форму стрілки, пісочного годинника, якщо система зайнята і т.д. При необхідності виконання тієї чи іншої операції (запуск програми, вибір об'єкта та ін) Потрібно натиснути одну кнопку миші один або два рази (відповідно click і double click).

У залежності від принципу пристрої, миші поділяються на: механічні, оптомеханічні і оптичні. У механічних переміщення кульки всередині від-злежується механічними датчиками (коліщатками), в оптомеханічні пере-міщан також кульку, але його положення відслідковується вже оптичними датчиками, а в оптичних рухомих частин немає взагалі.

Деякі користувачі вважають за краще застосовувати замість миші її різновид - трекбол. По суті, це та ж миша, тільки перевернута вгору шариком, а переміщення курсору забезпечується при обертанні цієї кульки рукою користувача. У ноутбуки часто вбудовується міні-трекбол, що має діаметр кулі близько 15-25 мм.