2.3. Структура и состав персонального компьютера

Структура персонального компьютера изображена на схеме. В ней не учтены многие детали, однако это не мешает иллюстра­ции ос­нов­ных особенно­стей ПК.

Структурно ПК состоят из следующих устройств:

· системная шина;

· микропроцессор;

· оперативная память;

· периферийные устройства;

· порты ввода/вывода;

· адаптеры периферийных устройств;

Главная отличительная черта ПК - в наличии системной шины, по­сред­ством которой взаимодействуют и обмениваются информацией его ос­новные устройства. Структура с общей шиной обеспечивает простоту и де­шевизну компьютера. Одновременно общая шина является узким ме­стом, ограничивающим потенциаль­ную производительность персональ­ных ком­пьютеров.

Микропроцессор (МП) - это "сердце" компьютера. Он осуществ­ляет вычисления по хранящейся в оперативной памяти программе и обеспе­чи­вает общее управление компьютером. Основными компонен­тами МП яв­ляются:

· арифметически-логическое устройство, предназначенное для вы­пол­нения арифметических и логических операций, т.е. собственно вы­числи­тель;

· устройство управления, обеспечивающее общее управление вычис­ли­тельным процессом по программе и координацию работы всех уст­ройств компьютера.

Оперативная память (ОП) - это микросхемное запоминающее уст­ройство, на­прямую связанное с процессором и предназначенное для хране­ния вы­полняемых программ и данных, непосредственно участвую­щих в опера­циях. Логически ОП можно представить в виде некоторого количе­ства последовательно пронумерованных ячеек емкостью в 1 байт. ОП имеет высокое быстродействие, но ограни­ченный объем (от 1 мега­байта и выше). ОП делится на различные виды. Основные из них - опе­ратив­ное запоми­нающее устройство (ОЗУ) и постоянное запоми­нающее уст­рой­ство (ПЗУ).

· ОЗУ служит для приема, хранения и выдачи информации. Является энер­гозависимым устройством - при отключении питания хранимая в ОЗУ информация исчезает. В ОЗУ содержатся программы и данные, проме­жуточные и окончательные результаты вычислений.

· ПЗУ служит для хранения и выдачи информации. Содержимое ПЗУ не может быть изменено. Является энергонезависимым устройством - со­держимое ПЗУ не исчезает с выключением питания. Предназначено для хранения часто используемых и неизменяемых программ и данных.

Для долговременного хранения информации и для связи с пользова­те­лями в ПК служат периферийные устройства. Под пе­риферийным уст­ройством понимают любое устройство, способное выполнять за­просы МП; конструктивно отделенное от центральных устройств (МП и ОП); имеющее собственное управление. Периферийные устройства де­лятся на две основные группы:

· внешние запоминающие устройства (ВЗУ). Служат как дополни­тель­ные энергонезависимые устройства для приема, хранения и выдачи дан­ных. Медленны в работе по сравнению с ОП, но имеют большие объ­е­мы (от 1 гигабайта и выше);

· устройства ввода/вывода (УВВ). Обеспечивают общение с пользова­телем.

В качестве внешних запоминающих устройств в ПК используют:

· НГМД - накопитель на гибких магнитных дисках, предназначен­ный для чтения и записи на переносные гибкие магнитные диски (дискеты);

· НЖМД - накопитель на жестких магнитных дисках, предна­значен­ный для чтения и записи на несъемный пакет из жестких магнитных дисков боль­ших объемов информации. Именуется также винчесте­ром;

· НМЛ - накопитель на магнитных лентах, предназначен­ный для чте­ния и записи информации на кассетные магнитные ленты. Рабо­тает медлен­нее в сравнении с НЖМД. Именуется также стримером;

· НОД - накопитель на оптических дисках. В основном применяются, так называемые, CD-ROM устройства, предна­значенные для чтения по­сто­ян­ной информации, хранимой на компакт-дисках. Более мед­лен­ные в срав­нению с НЖМД.

Устройства ввода/вывода составляют вторую группу периферий­ных устройств и включают в себя:

· дисплеи;

· клавиатуры, различные манипуляторы - типа "мышь", джойстики и др.;

· печатающие устройства (принтеры);

· устройства ввода и вывода графической информации - сканеры и гра­фопостроители;

· устройства ввода и вывода звуковой информации;

· устройства связи с другими компьютерами - модемы и т.п.

Следующий вид устройств, входящих в состав ПК, это адаптеры пе­риферийных устройств. Иначе говоря контроллеры. Адаптеры пред­на­значены для освобождения МП от детального управления перифе­рий­ными устройствами. Кроме того, большинство из периферийных уст­ройств рас­считаны на работу и в составе ПК и в составе других типов компьюте­ров. Стандарты передачи информации при этом могут отли­чаться от ис­пользуе­мых в ПК. Поэтому важной функцией адаптеров яв­ляется согла­сование между собой способов передачи информации между системной шиной и периферийным устройством. Некоторые из адапте­ров сами по себе яв­ляют­ся специализированными компьютерами, содер­жащими свой МП, свою ОП.

Два типа адаптеров являются универсальными, т.к. могут управлять разно­типными устройствами ввода/вывода. Это адаптер, называемый по­следователь­ным портом, и адаптер, назы­ваемый параллельным пор­том. Обычно ПК содержит два последова­тельных и один параллельный порт. Например, к последователь­ному пор­ту могут подключаться моде­мы, ма­нипу­ляторы типа "мышь", принтеры, сканеры и т.п. К параллель­ному порту подсоединяются принтеры, магнитооптические накопители, раз­лич­ные электронные ключи защиты.

Следующий вид устройств, используемый в ПК - так называемые порты ввода/вывода - являются устройствами для непосредствен­но­го подсоединения адаптеров к системной шине. Необходимы для крат­ко­вре­менного накопления данных и команд, передаваемых из МП в пе­ри­фе­рий­ные устройства и обратно. Рассмотренные выше последова­тельные и па­раллельные порты являются адаптерами и для их подключения к систем­ной шине также нужны свои порты ввода/вывода.

В зависимости от назначения компьютера, его компонентный состав может быть разным. Типичный ПК, предназначенный для офис­ных прило­жений, состоит из четырех отдельных элементов. Ядром сис­те­мы яв­ляет­ся системный блок, содержащий: мик­ропроцессор; оператив­ную па­мять; один или два накопителя на гибких магнитных дисках; от одного до четырех накопителей на жестких магнитных дис­ках и все адаптеры используемых периферийных устройств.

Обязательными элементами являются также дисплей (мо­нито­р) - для визуального отображения информации и клавиатура - для ввода сим­волов в компьютер. В настоящее время обязательным является четвертый эле­мент - манипулятор типа "мышь".

Минимальная конфигурация ПК может быть расширена подключе­ни­ем к системному блоку различных устройств ввода-вы­вода информа­ции. Например, принтера, модема, графопостроителя. Некоторые из до­полни­тельных периферийных устройств вместе с их адаптерами могут под­ключаться непосредственно вовнутрь системного блока.