Средства вычислительной техники

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ УЗЛОВ ПК

Современные ЭВМ превосходят компьютеры предыдущих поколений компактностью, функциональными возможностями и доступностью для разных категорий пользователей. Основные технические характеристики современного ПК: тактовая частота и разрядность процессора, память (объем оперативной и внешней памяти, скорость доступа к памяти и др.), объем видеопамяти, наличие средств ввода-вывода и коммуникаций и прочее.

При выборе конфигурации компьютера следует учитывать:

• • тип процессора и материнской платы;
• • объем и номенклатуру устройств основной и внешней памяти;
• • виды системного и локального интерфейсов;
• • тип видеоадаптера и видеомонитора.

Производительность ПК — это самая важная его характеристика. Основными влияющими на нее факторами являются: увеличение тактовой частоты, разрядности и внутренней частоты ЦП. Кроме того на производительность ПК влияют: наличие кэш-памяти команд, число ступеней конвейерной шины, количество регистров микропроцессорной памяти, возможность организации виртуальной памяти, разрядность шин магистралей, объем ОЗУ и его быстродействие, объем, пропускная способность и быстродействие винчестера.

Средства вычислительной техники

Средства вычислительной техники (СВТ) реализуют обработку данных и представляют собой совокупность ЭВМ, вычислительных комплексов и вычислительных систем различных классов.

Определим смысловое значение каждого из упомянутых терминов -«ЭВМ», «вычислительный комплекс», «вычислительная система» — и покажем существующую между ними разницу.

ЭВМ (электронная вычислительная машина, компьютер) —совокупность технических средств, предназначенных для организации ввода, хранения, автоматической обработки по заданной программе и вывода данных (информации).

К техническим средствам относятся (рис. 1.3):

• центральный процессор (ЦП);

• оперативная (основная) память (ОП);

• внешние устройства (ВУ), включающие устройства ввода-вывода (УВВ) и внешние запоминающие устройства (ВЗУ);

• процессоры (каналы) ввода-вывода (ПВВ, КВВ).

Вычислительный комплекс (ВК) — совокупность технических средств, содержащая несколько центральных процессоров и представляющая собой одну ЭВМ с несколькими ЦП (МПВК -многопроцессорный ВК)или объединение нескольких однопро­цессорных ЭВМ (ММВК -многомашинный ВК)(рис. 1.4).

Основной целью построения ВКявляется обеспечение высокой надежности и/или производительности, не достижимой для однопроцессорных ЭВМ.

Вычислительная система (ВС) — совокупность технических и программных средств, ориентированных на решение определенной совокупности задач.

К программным средствам относятся (рис. 1.5):

• системное программное обеспечение, представляющее собой совокупность стандартных программных средств, обеспечивающих функционирование ВС и включающих операционную систему (ОС), основными составляющими которой для организации эффективного функционирования ВС, являются управляющие программы (УП), а также трансляторы с алгоритмических языков и библиотеки математических и служебных программ;

• прикладное программное обеспечение в виде множества прикладных программ (ПП), обеспечивающих ориентацию ВС на решение задач конкретной области применения.

Понятие «вычислительная система» в рассматриваемом контексте полностью согласуется с понятием «система», сформулированным в общей теории систем, в соответствии с которым система должна обладать структурной и функциональной организацией, атакже фундаментальными свойствами:целостностью, связностью, организованностью и интегративностъю. Последнее означает, что система обладает свойствами (функциями), которые не присущи ни одному из элементов, входящих в состав системы.

Именно программные средства обеспечивают функциональную организацию ВС, реализуемую управляющими программами операционной системы и прикладными программами. Свойство интегративности в значительной степени обеспечивается прикладными программами. Действительно, элементы (устройства) ЭВМ обеспечивают функции обработки данных (ЦП), хранения данных (ОП, ВЗУ), ввода и вывода данных (УВВ). В то же время вычислительная система с соответствующим программным обеспечением может выполнять функции перевода с одного языка на другой, играть в шахматы и другие игры, воспроизводить звук, фото- и видеоизображения и т.д., то есть ВС обладает функциями, не присущими отдельным устройствам ЭВМ.

Таким образом, многопроцессорный (многомашинный) ВК, рассматриваемый в совокупности с программным обеспечением, можно называть многопроцессорной (многомашинной) вычислительной системой — МПВС (ММВС), а суперЭВМ с программным обеспечением —высокопроизводительной ВС (ВПВС).

Ещё одной отличительной особенностью ЭВМ от ВС является единица измерения производительности. Производительность ЭВМ измеряется в MIPS (миллион инструкций, команд или операций в секунду) или в FLOPS (операций с плавающей точкой в секунду — для суперЭВМ), а производительность ВС — в количестве задач, выполняемых системой за единицу времени, называемой системной производительностью. Очевидно, что системная производительность зависит как от параметров технических средств ВС, так и от параметров программных средств, в частности, прикладных программ. Ясно, что количество «коротких» задач, выполняемых системой за единицу времени в ВС, всегда будет больше, чем «длинных» задач.

На системном уровне в качестве основной единицы работы ВС рассматривается задача,представляющая совокупность определенной прикладной программы с определенным набором данных (рис. 1.6).

Причиной инициализации задачи может быть задание (команда, запрос, транзакция).

Выполнение задач в ВС называется вычислительным процессом.

Определенный порядок (последовательность) прохождения задач через систему, то есть управление вычислительным процессом, осуществляется управляющими программами ОС.

К программным средствам ВС тесно примыкают базы данных и системы управления базами данных, которые можно рассматривать как самостоятельную составляющую ВС — информационное обеспечение (рис. 1.7).

База данных (БД) — упорядоченные наборы данных (файлы), имеющие определенную структуру.

Системы управления базами данных (СУБД) — специальные программные средства, предназначенные для формирования, модификации и выборки данных.

Часто термин «вычислительная система» используется в качестве обобщенного понятия. При этом предполагается, что ВС может быть построена на базе однопроцессорной ЭВМ, многомашинного или многопроцессорного вычислительного комплекса, а компьютерная сеть, представляющая собой объединение нескольких ВС, может рассматриваться как система более высокого уровня.

Компьютерная сеть кроме функций ввода, хранения, обработки и вывода данных реализует функции по передаче данных на значительные расстояния между абонентами сети, в качестве которых выступают ВС и пользователи сети, имеющие доступ к ресурсам сети с помощью удаленных терминалов.

Средства телекоммуникаций

Средства телекоммуникаций (СТК) реализуют передачу данных и образуют телекоммуникационную сеть (сеть связи, сеть передачи данных), состоящую из узлов связи (УС), объединенных каналами связи (КС) для передачи данных (рис. 1.8).

Способ объединения УС и КС определяет топологию (конфигурацию) телекоммуникационной сети.

Канал связи (КС) включает в себя линию связи (ЛС) и каналообразующее оборудование.

Линия связи (ЛС) представляет собой физическую среду передачи, по которой передаются сигналы, вместе с аппаратурой передачи данных (АПД), формирующей сигналы, соответствующие типу ЛС (рис. 1.9).

Аппаратура передачи данных (АПД) осуществляет преобразование сигналов в соответствии с типом среды передачи (линии связи). К АПД относятся различного типа модемы (модуляторы-демодуляторы), используемые в телефонных и высокочастотных КС: телефонные, кабельные, радиомодемы, xDSL-модемы, адаптеры и т.д.

Каналообразующее оборудование (КО) предназначено для формирования канала передачи данных между двумя взаимодействующи­ми абонентами, при этом в одной и той же линии связи одновременно может быть сформировано несколько каналов за счет использования различных методов уплотнения.

Технология уплотнения и формирования многоканальных систем передачи данных в компьютерных сетях называется мультиплексирова­нием и реализуется мультиплексорами и демультиплексорами. Обычно каналообразующее оборудование входит в состав узлов телекоммуникационной сети.

Основными функциями узлов связи являются:

• маршрутизация, заключающаяся в выборе направления передачи (маршрута) данных;

• коммутация, заключающаяся в установлении физического или логического соединения между входными и выходными портами узла;

• мультиплексирование, заключающееся в объединении нескольких входящих в узел потоков данных в один выходящий из узла поток;

• демультиплексирование, заключающееся в разделении одного входящего в узел потока данных на несколько выходящих из узла потоков.

В качестве узлов связи в вычислительных сетях используются специализированные сетевые устройства: концентраторы, мосты, коммутаторы, маршрутизаторы и шлюзы.

В качестве оконечного оборудования данных (00Д) (рис. 1.9) могут выступать компьютеры и сетевое оборудование (мосты, коммутаторы, маршрутизаторы), находящееся в узлах сети.

Состав ЭВМ, вычислительного комплекса, системы и сети, а также взаимосвязь между рассмотренными понятиями иллюстрируется рис.1.10.

ЭВМ пятого поколения

Они будут основаны на принципиально новой элементной базе. Основным их качеством должен быть высокий интеллектуальный уровень, в частности, распознавание речи, образов. Это требует перехода от традиционной фон-неймановской архитектуры компьютера к архитектурам, учитывающим требования задач создания искусственного интеллекта.

Таким образом, для компьютерной грамотности необходимо понимать, что на данный момент создано четыре поколения ЭВМ:

• 1-ое поколение: 1946 г. создание машины ЭНИАК на электронных лампах.
• 2-ое поколение: 60-е годы. ЭВМ построены на транзисторах.
• 3-ье поколение: 70-е годы. ЭВМ построены на интегральных микросхемах (ИС).
• 4-ое поколение: Начало создаваться с 1971 г. с изобретением микропроцессора (МП). Построены на основе больших интегральных схем (БИС) и сверх БИС (СБИС).

Пятое поколение ЭВМ строится по принципу человеческого мозга, управляется голосом. Соответственно, предполагается применение принципиально новых технологий. Огромные усилия были предприняты Японией в разработке компьютера 5-го поколения с искусственным интеллектом, но успеха они пока не добились.

Фирма IBM тоже не намерена сдавать свои позиции мирового лидера, например, Японии. Мировая гонка за создание компьютера пятого поколения началась еще в 1981 году. С тех пор еще никто не достиг финиша. Поживем – увидим.

Системные способы узнать характеристики своего компьютера

В этой части статьи мы в основном поговорим о пяти способах получения желаемой нами информации о персональном компьютере или ноутбуке.

Сведения о системе

Довольно подробную информацию о компьютере дает встроенная в Windows утилита «Сведения о системе». Благодаря ей вы можете узнать параметры операционной системы, процессора, материнской платы, оперативной памяти, жесткого диска, системных драйверов, служб и многих других составляющих компьютера.

Для открытия окна «Сведения о системе» нажмите комбинацию клавиш Win+R и в поле «Открыть» введите «msinfo32». Затем ОК.

Также эту утилиту можно открыть, введя её название в поиск Windows.

Свойства системы

Чтобы быстро увидеть информацию о процессоре, оперативной памяти, операционной системе и типе системы, можно воспользоваться окном Система.

Чтобы открыть это окно просто нажмите сочетание клавиш Win+Pause или нажмите правой кнопкой мыши по значку «Мой компьютер» на рабочем столе и из предложенного списка выберите «Свойства».

Диспетчер устройств

Если вам нужно лишь узнать название или модель оборудования и его драйвера, то для этих целей отлично подойдет утилита Диспетчер устройств.

Для её открытия нажмите комбинацию клавиш Win+Pause, и в открывшемся окне «Свойства системы», в левом верхнем углу, кликните на «Диспетчер устройств».

Средство диагностики DirectX

Немало информации о компьютере можно получить, используя окно «Средство диагностики DirectX».

Для открытия этого окна нажмите горячие клавиши Win+R и в появившемся окошке введите «dxdiag». Затем ОК.

Командная строка

Также довольно обширную информацию о компьютере можно получить с помощью командной строки.

Затем нажмите Enter, и спустя несколько секунд перед вами появится информация о вашем компьютере или ноутбуке.

Другие способы

Существует еще множество методов узнать характеристики компьютера. Например, посмотреть при загрузке компьютера, глянуть в BIOS, использовать множество команд в командной строке. Говорить о них не будем, так как они более узконаправленные и дают мало обширной информации.

Основные функциональные характеристики ПК

• производительность;
• быстродействие;
• тактовая частота;
• разрядность микропроцессора и кодовых шин интерфейса;
• типы системного и локальных интерфейсов;
• емкость оперативной памяти;
• емкость накопителя на жестких магнитных дисках;
• наличие и тип накопителя на оптических дисках;
• наличие и тип модема;
• наличие и виды мультимедийных средств;
• имеющееся программное обеспечение и вид операционной системы;
• аппаратная и программная совместимость с другими типами ЭВМ;
• возможность работы в вычислительной сети;
• надежность;
• стоимость;
• габариты и вес

Стационарные ПК

Стационарный компьютер — это персональный компьютер, состоящий из отдельных конструктивно завершенных частей, как например системного блока, монитора и клавиатуры, соединенных интерфейсными кабелями с системным блоком, не предназначенный для переноски.

Десктоп

Десктоп — ( от англ. desktop — «рабочая поверхность») стационарный компьютер, который удобнее располагать на столе дома или в офисе. Раньше системные блоки такого типа обычно были широкими и места на них было достаточно для размещения на нём ЭЛТ-монитора. Это в свою очередь позволяло экономить место на рабочем столе, на который устанавливался десктоп. Десктопы применяются до сих пор, и до сих пор монитор ставят на десктоп. Однако из-за уменьшения габаритов и веса комплектующих и ещё более резкого уменьшения веса и глубины мониторов, стало возможным создавать и использовать сравнительно компактные и дешевые десктопы. В результате современный десктоп способен конкурировать с «башенным» системным блоком не только по эргономике, но и по цене. В частности многими фирмами выпускаются тонкие десктопы — слим-десктопы (slim-desktop).

Tower

«Башенный» системный блок — системный блок типа Tower («башня») — высокий и потому обычно располагается под столом. Из-за уменьшения размеров и массы комплектующих также стало возможно уменьшение и размеров самих «башенных» системных блоков. В результате сначала появились системные блоки mini tower, а потом и slim-tower. Мini tower правда потом вышли из эксплуатации, уступив свое место системным блока middle tower, являющихся в настоящее время самой многочисленной подгруппой «башенных» системных блоков. А вот slim-tower безраздельно господствует в категории компактных «башенных» системных блоков.

Моноблок

Моноблок — конструктивная схема стационарного ПК в которой системный блок, монитор и, в настоящее время, микрофон, звуковая колонки, веб-камера конструктивно объединены в одно устройство. Такой ПК занимает минимум пространства и более привлекателен с эстетической точки зрения. Также такой ПК и более транспортабелен, чем стационарный ПК. Но у моноблоков сравнительно трудная масштабируемость такого ПК и самостоятельная техническая модернизация, техническое обслуживание. Например если у моноблока сломается, например, микрофон, то заменить его на исправный нередко возможно только в сервис-центре. Моноблоки широко применяются в тех случаях, когда на первом месте экономичность, а простота масштабирования или самостоятельного технического обслуживания напротив не являются решающими. [Источник 4]

Мобильные ПК

Ноутбуки

Ноутбук — переносной персональный компьютер, в корпусе которого объединены типичные компоненты ПК, включая дисплей, клавиатуру и сенсорную панель (тачпад), а также аккумуляторные батареи, с помощью которых ноутбук способен работать определенное время не от сети. Ноутбуки отличаются небольшими размерами и весом.

Планшетные ПК

Аналогичны ноутбукам, но содержат сенсорный вместо механической клавиатуры. Ввод текста и управление осуществляются через экранный интерфейс, часто доработанный специально для удобного управления пальцами. Некоторые модели могут распознавать рукописный текст, написанный на экране.

Карманные ПК

Карманные ПК — верхпортативные ПК, умещающиеся в кармане. Управление ими происходит с помощью небольшого по размерам и разрешению экрана, чувствительного к нажатию пальца или специальной палочки-указки — стилуса, клавиатура и мышь отсутствуют, но некоторые модели содержат миниатюрную фиксированную или выдвигающуюся из корпуса клавиатуру.

В таких устройствах используются сверхэкономичные процессоры и флеш-накопители небольшого объёма, поэтому их вычислительная мощь несопоставима с другими ПК. КПК с функциями мобильного телефона носили название «коммуникаторы». Сейчас такие устройства называются смартфонами и, в связи с падением популярности классических КПК, обычно рассматриваются как отдельный класс устройств.

Нестандартные ПК

Barebone

Barebone — компьютер, собранный на основе «каркасной» системы, предназначенной для самостоятельной сборки пользователем и называемой баребон-основой.

Защищённые ПК

Защищенные ПК — компьютеры, обладающие устойчивостью к агрессивным средам: сильной вибрации, ударам, большой запылённости, влажности. Выпускаются в виде ноутбуков. Сфера применения, например, военное дело (полевые условия).

Промышленные ПК

Промышленные ПК — персональный компьютер, предназначенный для работы в рамках промышленного производственного процесса на предприятии. От обычных ПК отличается конструкцией и устройствами сопряжения со специфическими периферийными устройствами.

Тихий ПК

Тихий ПК — полностью бесшумный или малошумящий компьютер. Такие компьютеры используются как в профессиональной деятельности (работа со звуком или видео), так и для личного использования, особенно людьми, которых раздражает шум. Обычно в таких системах вентилятор полностью отсутствует. [Источник 5]

Технические характеристики персонального компьютера

Основными техническими характеристиками компьютера в целом являются такие как:

Производительность (быстродействие) ПК — возможность компьютера обрабатывать большие объёмы информации. Определяется быстродействием процессора, объёмом ОП и скоростью доступа к ней (например, Pentium III обрабатывает информацию со скоростью в сотни миллионов операций в секунду)

Производительность (быстродействие) процессора — количество элементарных операций выполняемых за 1 секунду.

Тактовая частота процессора (частота синхронизации) — число тактов процессора в секунду, а такт — промежуток времени (микросекунды) за который выполняется элементарная операция (например сложение). Таким образом Тактовая частота — это число вырабатываемых за секунду импульсов, синхронизирующих работу узлов компьютера. Именно ТЧ определяет быстродействие компьютера

Задается ТЧ специальной микросхемой «генератор тактовой частота», который вырабатывает периодические импульсы. На выполнение процессором каждой операции отводится определенное количество тактов. Частота в 1Мгц = 1миллиону тактов в 1 секунду. Превышение порога тактовой частоты приводит к возникновению ошибок процессора и др. устройств. Поэтому существуют фиксированные величины тактовых частот для каждого типа процессоров, например: 2,8 ; 3,0 Ггц и тд

Разрядность процессора — max длина (кол-во разрядов) двоичного кода, который может обрабатываться и передаваться процессором целиком.

Разрядность связана с размером специальных ячеек памяти — регистрами. Регистр в 1байт (8бит) называют восьмиразрядным, в 2байта — 16-разрядным и тд. Высокопроизводительные компьютеры имеют 8-байтовые регистры (64разряда). Иными словами, разрядность- ширина канала передачи данных. Разрядность можно сравнить с шириной магистрали, по которой движется поток автомашин. Если она узкая, поток машин растянется, и чтобы проехать до нужного пункта потребуется много времени, если магистраль широкая- значительно меньше. Разрядность связана с типом процессора и материнской платы. Например, первый микропроцессор фирмы INTEL 8008 имел разрядность 4 бита, а процессор PENTIUM — 32 бита.

Время доступа — Быстродействие модулей ОП, это период времени, необходимый для считывание min порции информации из ячеек памяти или записи в память. Современные модули обладают скоростью доступа свыше 100нс (1нс=10-9с)

Объем оперативной памяти — он определяет возможность запуска на ЭВМ тех или иных программ. В оперативной памяти хранится обрабатываемая в данный момент информация. Ее объем должен быть достаточным для этого. Если это не так, соответствующие программы не смогут быть запущены на данной машине. Поэтому при описании программ всегда указывают, какой должен быть объем оперативной памяти, чтобы можно было запустить данную программу. В первых ПК фирмы IBM (1981 г.) максимальный объем оперативной памяти был установлен равным 640 Кбайт. Считалось, что это очень много, и больше никогда не потребуется. Оказалось, однако, что это далеко не так, и производителям техники и программных продуктов пришлось очень скоро заняться преодолением «барьера 640». В настоящее время объем оперативной памяти достигает нескольких десятков Гигабайт.

Кэш-память — Для ускорения доступа к оперативной памяти на быстродействующих компьютерах используется специальная кэш-память, которая располагается как бы «между микропроцессором и оперативной памятью и хранит копии наиболее часто используемых участков оперативной памяти.

Плотность записи — объем информации, записанной на единице длины дорожки (бит/мм)

Так же не маловажным техническим аспектом является качество и современность периферийных устройств.

Периферийное устройство — устройство, входящее в состав внешнего оборудования персонального компьютера, обеспечивающее ввод/вывод данных, организацию промежуточного и длительного хранения данных.

Функциональные классы периферийных устройств:

• 1. ПУ, предназначенные для связи с пользователем. К ним относят различные устройства ввода ( клавиатуры, сканеры, а также манипуляторы — мыши, трекболы и джойстики), устройства вывода ( мониторы, индикаторы, принтеры, графопостроители и т.п.) и интерактивные устройства (терминалы, ЖК-планшеты с сенсорным вводом и др.)
• 2. Устройства массовой памяти ( винчестеры, дисководы, стримеры накопители на оптических дисках, флэш-память и др.)
• 3. Устройства связи с объектом управления (АЦП, ЦАП, датчики, цифровые регуляторы, реле и т.д.)
• 4. Средства передачи данных на большие расстояния (средства телекоммуникации) (модемы, сетевые адаптеры).

Клавиатура. Основным устройством ввода информации в компьютер является клавиатура, которая представляет собой совокупность механических датчиков, воспринимающих давление на клавиши и замыкающих тем или иным образом определенную электрическую цепь. В настоящее время распространены два типа клавиатур: с механическими или с мембранными переключателями. В первом случае датчик представляет собой традиционный механизм с контактами из специального сплава. Во втором случае переключатель состоит из двух мембран: верхней — активной, нижней — пассивной, разделенных третьей мембраной-прокладкой.

Как правило, внутри корпуса любой клавиатуры, кроме датчиков клавиш, расположены электронные схемы дешифрации и микроконтроллер. Обмен информации между клавиатурой и системной платой осуществляется по специальному последовательному интерфейсу 11-битовыми блоками. Основной принцип работы клавиатуры заключается в сканировании переключателей клавиш. Замыканию и размыканию любого из этих переключателей соответствует уникальный цифровой код — скан-код. В случае, когда клавиша отпускается, клавиатура IBM PC AT предваряет скан-код кодом F016. Когда контроллер клавиатуры фиксирует нажатие или отпускание клавиши, он инициирует аппаратное прерывание IRQ1. Если в клавиатурах компьютеров типа IBM PC XT передача данных может осуществляться только в одном направлении, то в клавиатурах типа IBM PC AT подобная связь возможна уже в двух направлениях, т. е. клавиатура может принимать специальные команды (установки параметров задержки автоповтора и частоты автоповтора). Подключение клавиатуры к системной плате выполняется посредством электрически идентичных разъемов USB, 5 DIN или 6 mini-DIN, последний впервые был представлен в IBM PS/2, откуда и унаследовал свое «жаргонное» название. Для обеспечения двунаправленного обмена используется единственная линия данных, требующая, однако, выводов с открытым коллектором.

Мышь. Первую компьютерную мышь создал Дуглас Энджельбарт в 1963 году в Стэндфордском исследовательском центре. Распространение мыши получили благодаря росту популярности программных систем с графическим интерфейсом пользователя. Мышь делает удобным манипулирование такими широко распространенными в графических пакетах объектами, как окна, меню, кнопки, пиктограммы и т.д.

Первая мышь при движении вращала два колеса, которые были связаны с осями переменных резисторов. Перемещение курсора такой мыши вызывалось изменением сопротивления переменных резисторов. Большинство современных мышей имеют оптико-механическую конструкцию. С поверхностью, по которой перемещают мышь, соприкасается тяжелый обрезиненный шарик сравнительно большого диаметра. При перемещении мыши этот шарик может вращать прижатые к нему два перпендикулярных ролика. Ось вращения одного из роликов вертикальна, а другого — горизонтальна. На оси роликов установлены датчики, представляющие собой диски с прорезями, по разные стороны которых располагаются оптопары «светодиод-фотодиод». Порядок, в котором освещаются фоточувствительные элементы одной оси, определяет направление перемещения мыши, а частота приходящих от них импульсов — скорость.

Другой популярной конструкцией мыши является полностью оптическая конструкция. С помощью светодиода и системы линз, фокусирующих его свет, под мышью подсвечивается участок поверхности. Отраженный от этой поверхности свет, в свою очередь, собирается другой линзой и попадает на приемный сенсор микросхемы процессора обработки изображений. Этот чип делает снимки поверхности под мышью с высокой частотой и обрабатывает их. На основании анализа череды последовательных снимков, представляющих собой квадратную матрицу из пикселей разной яркости, интегрированный DSP-процессор высчитывает результирующие показатели, свидетельствующие о направлении перемещения мыши вдоль осей Х и Y, и передает результаты своей работы на периферийный интерфейс. Основные характеристики, обеспечивающие надежность работы оптических мышей, определяются техническими параметрами применяемых сенсоров.

Монитор (дисплей) — устройство визуализации текстовой или графической информации без ее долговременной фиксации. По типу отображаемой информации мониторы делят на алфавитно-цифровые (в настоящее время не используются) и графические. По способу формирования изображения графические дисплеи делят на векторные (не используются в ПК) и растровые. В векторном дисплее изображение строится из элементарных отрезков векторов (в случае ЭЛТ — электронный луч непрерывно «вырисовывает» контур изображения, собирая его из этих векторов). В растровых дисплеях изображение получают с помощью матрицы точек (в случае ЭЛТ — электронные лучи пробегают по строкам экрана, подсвечивая требуемые точки своим цветом). Наиболее широкое распространение получили мониторы на базе электронно-лучевых трубок (ЭЛТ) и на основе жидких кристаллов (ЖК).

Работа ЖК-мониторов основана на свойстве некоторых веществ проявлять анизотропию в текучем («жидком») состоянии. Первый ЖК-монитор был продемонстрирован американской фирмой RCA в 1966 году. Для изготовления ЖК-мониторов используют так называемые нематические кристаллы, молекулы которых имеют форму палочек или вытянутых пластинок. В отсутствии электрического поля молекулы этого вещества образуют скрученные спирали (обычно 90 ). В результате такой ориентации молекул плоскость поляризации проходящего света поворачивается. Если же к прозрачным электродам приложено напряжение, спираль молекул распрямляется (они ориентируются вдоль поля), при этом поворота плоскости поляризации проходящего света не происходит. Используя подходящим образом ориентированный пленочный поляризатор, можно добиться, чтобы в первом случае ЖК-элемент пропускал проходящий свет, а во втором — нет.

Таким образом, каждая точка изображения на ЖК-мониторе представляет из себя соответствующий TSTN8 -элемент, а весь экран — матрицу этих элементов. Для адресации ЖК-элементов можно использовать два метода: прямой (пассивный) и косвенный (активный). При прямой адресации элементов каждая выбираемая точка изображения активируется подачей напряжения на соответствующий проводник-электрод для строки (общий для целой строки) и на проводник-электрод для столбца (общий для всего столбца). Матрицы с пассивным управлением («пассивные матрицы») имеют недостаточный контраст изображения, т.к. электрическое поле возникает не только в точке пересечения адресных проводников, но и на всем пути распространения тока. Эта проблема решается при использовании так называемых активных матриц, когда каждой точкой изображения управляет свой независимый электронный переключатель (как правило, TFT ).

При применении активных матриц большое значение имеют такие параметры, как малое время отклика (типичное значение — 10-25 мкс) и большой угол зрения (75 -120 ).

Накопители с магнитным носителем. В настоящее время распространены три типа накопителей с магнитной записью информации: на жестких (несъемных) магнитных дисках (НЖМД или » винчестеры «), на гибких магнитных дисках (НГМД или флоппи-дисководы) и на магнитной ленте (НМЛ или стримеры).

НЖМД содержит один или несколько жестких алюминиевых или стеклянных дисков, покрытых слоем ферромагнитного материала, которые смонтированы на оси-шпинделе. Считывающие головки в рабочем режиме не касаются поверхности пластин благодаря тонкой прослойке воздуха (доли микрон), образуемой при быстром вращении дисков. Скорость вращения современных винчестеров составляет 5400-15000 об/мин. Информация записывается на диск в результате изменения ориентации магнитных доменов на участке поверхности диска под записывающей головкой.

Поверхность магнитного носителя в ее первозданном виде — это всего лишь магнитное покрытие, которое не готово к работе. Структура диска, включающая в себя дорожки (концентрические полоски, но которые разделена каждая сторона пластины), цилиндры (дорожки на обеих сторонах пластины, расположенные на окружностях с одинаковым радиусом) и сектора (участки дорожки, представляющие собой наименьший размер порции данных, которая может быть изменена в результате перезаписи), формируется при физическом (низкоуровневом) форматировании. В ходе этой операции контроллер накопителя записывает на носитель служебную информацию: байты синхронизации, указывающие на начало каждого сектора, идентификационные заголовки, состоящие из номеров головки, сектора и цилиндра, байты контрольной суммы CRC (Cyclic Redundancy Check) и коды обнаружения ошибок ECC (Error Correction Code); при этом происходит также маркировка дефектных секторов для исключения обращения к ним в процессе эксплуатации диска.

Все современные винчестеры поддерживают технологию SMART (Self-Monitoring, Analysis and Reporting Technology), которая предполагает выполнение внутренней диагностики винчестера, определяющей состояние двигателя, магнитных головок, рабочих поверхностей носителя и контроллера.

Тем самым можно сказать, что чем современнее и качественнее изготовлено периферийное устройство ввода и вывода тем быстрее и четче будет связь между пользователем и компьютером. Если, к примеру, для офисного работника быстродействие клавиатуры или мыши особой роли не играет, то для, так называемого «геймера», игрока в видео-игры эти показатели важны, ведь быстрее среагирует ПУ на команду пользователя и передаст её на компьютер, тем лучше будет результат игры.