Строение персональных компьютеров IBM PC

- компьютеры на основе микропроцессоров Intel – 80386SX и DX, Intel-80486SX обеспечивают приемлемую вычислительную мощность для большинства рабочих мест под управлением как DOS, так и Windows: для программирования, работы с не очень большими базами данных, макетирования (верстки) несложных изданий и т.д. Однако для комфортной работы в среде Windows лучше приобрести более мощный компьютер;

- микропроцессоры Intel-80486DX и DX2 применяются для тех задач, где требуется высокое быстродействие компьютера: для файл-серверов больших локальных сетей, для профессиональных издательских, графических или анимационных программ, для решения серьезных вычислительных задач и т. д. А для пользователей, постоянно работающих с компьютером, может быть целесообразно приобретение компьютера на основе Intel-80486DX или DX2 даже и в том случае, если они используют самые обычные программы типа Word for Windows 6.0, Excel 5.0 и т.д., поскольку эти микропроцессоры сейчас стоят не намного дороже Intel-80386 и 80486SX, а обеспечивают заметно большую производительность;

- микропроцессоры Pentium и рассчитанные на его использование системные платы целесообразно применять для таких приложений, как воспроизведение видеоизображений в реальном времени, большие задачи трехмерного проектирования и моделирования, создания мощных файл-серверов и многопроцессорных систем.

5) Математический  сопроцессор

Микропроцессоры Intel-80286 и Intel-80386 не содержат специальных команд для  работы с числами с плавающей  точкой. При проведении расчетов с  такими числами каждая операция над  ними моделируется с помощью нескольких десятков операций микропроцессора. Это  сильно снижает эффективность применения компьютера для научных вычислений, при использовании машинной графики  и для других применений с интенсивным  использованием чисел с плавающей  точкой. Поэтому в этих случаях  следует использовать компьютеры IBM PC с установленным математическим сопроцессором Intel-8087,Intel-80287 или Intel-80387.Наличие  сопроцессора может увеличить скорость выполнения операций с плавающей  точкой в 5-15 раз. Микропроцессоры Intel-80486DX и DX2 и Pentium сами поддерживают операции с плавающей точкой, поэтому при их использовании математический сопроцессор не требуется.

 

 

3.3 Виды памяти

 

1) Оперативная  память

Оперативная память компьютера IBM PC с процессором Intel-8088 или Intel-8086 (например, IBM PC XT) может иметь размер не более 1 Мбайта, поскольку эти микропроцессоры могут обращаться не более чем к 1 Мбайту памяти. Эта память состоит из двух частей. Первые 640 Кбайт памяти могут использоваться прикладными программами и операционной системой. Остальные адреса памяти («верхняя память») зарезервированы для служебных целей:

- для хранения части операционной системы DOS, которая обеспечивает тестирование компьютера, начальную загрузку операционной системы, а также выполнение основных низкоуровневых услуг ввода-вывода;

- для передачи изображения на экран;

- для хранения различных расширений операционной системы, которые поставляются вместе с дополнительными устройствами компьютера.

Как правило, когда говорят  об объёме оперативной памяти компьютера, то имеют в виду именно первую её часть, которая может использоваться прикладными программами и операционной системой. Мы тоже будем в дальнейшем поступать таким образом.

2) Кэш  – память

Для достаточно быстрых компьютеров (например, на основе Intel-80386 с тактовой частотой более 25 МГц или Intel-80486) необходимо обеспечить быстрый доступ к оперативной  памяти, иначе микропроцессор будет  простаивать, и быстродействие компьютера уменьшится. Для этого такие компьютеры могут оснащаться кэш-памятью, т.е. «сверхоперативной» памятью относительно небольшого объема (обычно от 64 до 256 Кбайт), в которой хранятся наиболее часто используемые участки оперативной памяти. Кэш-память располагается «между» микропроцессором и оперативной памятью, и при обращении микропроцессора к памяти сначала производится поиск нужных данных в кэш-памяти. Поскольку время доступа к кэш-памяти в несколько раз меньше, чем к обычной памяти, а в большинстве случаев необходимые микропроцессору данные содержаться в кэш-памяти, среднее время доступа к памяти уменьшается. Для компьютеров на основе Intel-80386DX или 80486SX размер кэш-памяти в 64 Кбайт является удовлетворительным, 128 Кбайт – вполне достаточным. Компьютеры на основе Intel-80486DX и -DX2 обычно оснащаются кэш-памятью ёмкостью 256 Кбайт.

 

3.4 Мониторы

 

Монитор (дисплей) компьютера IBM PC предназначен для вывода на экран  текстовой и графической информации. Мониторы бывают цветными и монохромными. Они могут работать в одном  из двух режимов: текстовом и графическом.

а) Текстовый режим

В текстовом режиме экран  монитора условно разбивается на отдельные участки – знакоместа, чаще всего на 25 строк по 80 символов (знакомест). В каждое знакоместо может быть выведен один из 256 заранее заданных символов. В число этих символов входят большие и малые латинские буквы, цифры, символы, а также псевдографические символы, используемые для вывода на экран таблиц и диаграмм, построения рамок вокруг участков экрана и т.д.

б) Графический режим

Графический режим монитора предназначен для вывода на экран  графиков, рисунков и т.д. Разумеется, в этом режиме можно также выводить и текстовую информацию в виде различных надписей, причем эти надписи  могут иметь произвольный шрифт, размер букв и т.д.

В графическом режиме экран  монитора состоит из точек, каждая из которых может быть темной или  светлой на монохромных мониторах  или одного из нескольких цветов – на цветном. Количество точек по горизонтали и вертикали называется разрешающей способностью монитора в данном режиме. Следует заметить, что разрешающая способность не зависит от размера экрана монитора, подобно тому, как и большой, и маленький телевизоры имеют на экране 625 строк развертки изображения.

в) Часто используемые мониторы

Наиболее широкое распространение  в компьютере IBM PC получили мониторы типов MDA, CGA, Hercules, EGA и VGA.

В настоящее время мониторы MDA и CGA используются уже очень редко, так как они не обладают надлежащей разрешающей способностью, что приводит к быстрому утомлению глаз. Кроме  того, не имеют возможности программной  загрузки шрифтов символов, поэтому  для изображения букв кириллицы  в текстовом режиме приходится заменять электронные схемы, хранящие шрифты (знакогенераторы). Иногда, впрочем, можно  не заменять знакогенератор, а записать в него с помощью специальных  приборов нужные шрифты символов.

Большинство компьютеров, выпущенных в конце 80-х годов, оснащались мониторами типа VGA. Они обеспечивают достаточное  количество изображения в текстовом  и графическом режиме экрана при  работе с DOS-программами. Несколько  хуже мониторы EGA, они считаются еще  более устаревшими. Но для современных  программ, использующих графический  интерфейс взаимодействия с пользователем, разрешение VGA (640*480 точек) уже явно недостаточно. Поэтому практически все современные  компьютеры оснащаются мониторами типа Super-VGA, обеспечивающими разрешающую способность 1024*768 и 800*600.

 

3.5 Клавиатура

 

Клавиатура IBM PC предназначена  для ввода в компьютер информации от пользователя. Расположение латинских  букв на клавиатуре IBM PC, как правило, такое же, как на английской пишущей машинке, а букв кириллицы – как на русской пишущей машинке.

Ввод прописных  и строчных букв

Для ввода прописных букв и других символов, располагающихся  на верхнем регистре клавиатуры, имеется  клавиша Shift. Например, чтобы ввести строчную букву «d», надо нажать клавишу, на которой изображено «D», а чтобы ввести прописную букву «D», надо нажать клавишу Shift и, не отпуская её, нажать на клавишу D.

Клавиша Caps Lock служит для фиксации режима прописных букв. Это удобно при вводе текста, состоящего из таких букв. Повторное нажатие клавиши Caps Lock отменяет режим прописных букв. В режиме Caps Lock нажатие клавиши Shift даёт возможность ввода строчных букв. Иногда клавиша Caps Lock используется для других целей, например, для переключения на русский алфавит.

а)Специальные клавиши клавиатуры

Кроме алфавитно-цифровых клавиш и клавиш со знаками пунктуации, на клавиатуре имеется большое число  специальных клавиш.

- Клавиша Enter предназначена для окончания ввода строки. Например, при вводе команд DOS ввод каждой команды должен оканчиваться нажатием клавиши Enter.

- Клавиша BackSpace удаляет символ, находящийся слева от курсора (курсор обычно изображается мигающим символом, похожим на знак подчеркивания).

- Клавиша Del (Delete-удаление) используется для удаления символа, находящегося под курсором.

- Клавиша Inc (Insert-вставка) предназначена для переключения между двумя режимами ввода символов: ввода с раздвижкой символов (вставка) и ввода с замещением ранее набранных символов (замена).

- Клавиша Esc (escape-убегать, спасаться), как правило, используется для отмены какого-либо действия, выходя из режима программы и т.д.

- Клавиша Tab (табуляция) при редактировании текстов обычно используется для перехода к следующей позиции табуляции. В других программах её значение может быть иным: переключение между «окошками» на экране, полями запроса и т.д.

- Функциональные клавиши F1-F12 (на некоторых клавиатурах F1-F10) предназначены для различных специальных действий. Их действие определяется выполняемой программой.

б)Клавиши CTRL и ALT

На клавиатуре имеются  специальные клавиши Ctrl и Alt. Как клавиша Shift, они предназначены для изменения значений других клавиш. Клавиши Ctrl и Alt вводятся в комбинации с другими клавишами, и выполняющаяся программа может особым образом реагировать на такие комбинации клавиш.

 

3.6 Модемы

 

Когда компьютер используется для обмена информацией по телефонной сети, необходимо устройство, которое  может принять сигнал из телефонной сети и преобразовать его в  цифровую информацию. На выходе этого  устройства информация подвергается МОдуляции, а на входе – ДЕМодуляции, отсюда и название МОДЕМ. Назначение модема заключается в замене сигнала, поступающего из компьютера (сочетание нулей и единиц), электрическим сигналом с частотой, соответствующей рабочему диапазону телефонной линии. Акустический канал этой линии модем разделяет на полосы низкой и высокой частоты. Полоса низкой частоты применяется для передачи данных, а полоса высокой частоты – для приема. Используется много способов кодировки информации, наиболее известными из которых являются метод FSK (Frequency Shift Keying) для скорости передачи до 300 бод (бод – единица скорости передачи информации, равная 1 бит/с) и метод PSK (Phase Shift Keying) для более быстрых модемов, со скоростью передачи до 2400 бод.

FSK использует четыре выделенные  частоты. При передаче информации  сигнал частотой 1070 Гц интерпретируется  как логический нуль, а сигнал  частотой 1270 Гц – как логическая единица. При приеме нуль соответствует сигналу 2025 Гц, а единица – 2225 Гц.

PSK использует две частоты:  для передачи данных – 2400 Гц, для приема – 1200 Гц. Данные передаются по два бита, при этом кодировка осуществляется посредством сдвига фазы сигнала. Используются следующие сдвиги фазы для кодировки: 0 градусов для сочетания битов 00, 90 градусов для 01, 180 градусов для 10, 270 градусов для 11.

Существуют также и  другие виды модуляции (DPSK, QAM, TCM).

Модем выполняется либо в  виде внешнего устройства, которое  одним выходом подсоединяется к  телефонной линии, а другим – к  стандартному COM-поpту компьютера (разъем RS232 по рекомендациям CCITT V.24), либо в виде обыкновенной печатной платы, которая устанавливается на общую шину компьютера. Внутренние варианты модемов могут быть приспособлены как к обычной ISA, так и к PCI шинам.

Контроллер модема – это, как правило, специализированный микрокомпьютер типа SC1107 или SC1108, содержащий восьмиразрядное АЛУ, ПЗУ в 8 Кбайт, ОЗУ 128 байт, таймер, командный регистр, контроллер прерываний, стек, порт ввода/вывода.

Если плата модема присоединена к системной шине ПК, то применяется  «параллельный» контроллер SC1107. Если же плата работает с компьютером посредством RS232, то используется «последовательный» контроллер SC1108. В некоторых конструкциях роль контроллера выполняет процессор 8031 с внешним ПЗУ (i2732, 2764) и микросхемой 74LS373.

 

3.7 Принтеры

 

Классификация существующих типов печатных устройств:

 

 

 

Матричные печатающие устройства.

Когда говорят  о матричных принтерах, обычно имеют  в виду устройства ударного действия, например всем известные модели Epson, Star и Microlin.

У последовательных матричных печатающих устройств  вертикальный ряд игл (или 2 ряда), или  молоточков, вколачивает краситель  с ленты прямо в бумагу, формируя последовательно символ за символом. Игольчатые имеют приемлемое качество печати, невысокую цену расходных  материалов и бумаги, да и самих  устройств. Для этих принтеров обычно возможно использование как форматной, так и рулонной бумаги. Головка  принтера может быть оснащена 9, 18 или 24 иголками.

Существуют  модели принтеров как с широкой (А3), так и с узкой (А4) кареткой. Высокое качество печати достигается в режимах NLQ для 9-игольчатых (почти машинописное) и LQ – для 24-игольчатых принтеров. Скорость печати для высокопроизводительных моделей может составлять до 380 знаков в секунду. Более высокую производительность обеспечивают построчные (постраничные) матричные принтеры. Вместо маленьких точечно-матричных головок они используют длинные массивы с большим количеством игл при этом достигается скорость порядка 1500 строк в минуту. Матричные ударные печатающие устройства создают много шума, а это, согласитесь, немаловажный фактор при выборе принтера.