Введение
Человеческое общество помере своего развития прошло этапы овладения веществом, затем энергией и,наконец, информацией.
С самого началачеловеческой истории возникла потребность передачи и хранения информации. Дляпередачи информации сначала использовался язык жестов, а затем человеческая речь.
Для хранения информациистали использоваться наскальные рисунки, а в IV тысячелетии до нашей эры появилась письменность и первыеносители информации (шумерские глиняные таблички и египетские папирусы).
Начиная примерно с XVII века в процессе становлениямашинного производства на первый план выходит проблема овладения энергией.
Сначаласовершенствовались способы овладения энергией ветра и воды (ветряные мельницы иводяные колеса), а затем человечество овладело тепловой энергией (в середине XVIII века была изобретена паровая машина,а в конце XIX века — двигатель внутреннегосгорания).
В конце XIX века началось овладениеэлектрической энергией, были изобретены электрогенератор и электродвигатель. Инаконец, в середине XX векачеловечество овладело атомной энергией.
Овладение энергиейпозволило перейти к массовому машинному производству потребительских товаров,было создано индустриальное общество.
В информационномобществе главным ресурсом является информация, именно на основе владенияинформацией о самых различных процессах и явлениях можно эффективно иоптимально строить любую деятельность.
В настоящее времяразвитые страны мира (США, Япония, страны Западной Европы) фактически ужевступили в информационное общество, другие же, в том числе и Россия, находятсяна ближних подступах к нему.
В качестве критериевразвитости информационного общества можно выбрать три:
• наличиекомпьютеров,
• уровеньразвития компьютерных сетей,
• количествонаселения, занятого в информационной сфере, а также использующего информационные икоммуникационные технологии в своей повседневной деятельности.
Таким образом, компьютери компьютерные технологии являются основой повседневной жизни. А значит каждыйчеловек, заинтересованный в своём успехе и карьерном росте, должен иметьпредставление о том, что такое компьютер и как с ним работать.
Именно этому и посвященамоя работа.
1. Что такое компьютер
1.1 Что такоекомпьютер
Слово «компьютер»означает «вычислитель», т.е. устройство для вычислений. Это связано с тем, чтопервые компьютеры создавались как устройства для вычислений, грубо говоря, какусовершенствованные, автоматические арифмометры. Принципиальное отличиекомпьютеров от арифмометров и других счетных устройств (счет, логарифмическихлинеек и т.д.) состояло в том, что арифмометры могли выполнять лишь отдельныевычислительные операции (сложение, вычитание, умножение, деление и др.), акомпьютеры позволяют проводить без участия человека сложные последовательностивычислительных операций по заранее заданной инструкции — программе. Кроме того,для хранения данных, промежуточных и итоговых результатов вычислений компьютерысодержат память.
Хотя компьютерысоздавались для численных расчетов, скоро оказалось, что они могут обрабатыватьи другие виды информации — ведь практически все они могут быть представлены вчисловой форме. Для обработки различной информации на компьютере надо иметьсредства для преобразования нужного вида информации в числовую форму и обратно.Сейчас с помощью компьютеров не только проводятся числовые расчеты, но иподготавливаются к печати книги, создаются рисунки, кинофильмы, музыка,осуществляется управление заводами и космическими кораблями и т.д. Компьютерыпревратились в универсальные средства для обработки всех видов информации,используемых человеком.
1.2 Представлениеинформации в компьютере
Числовая форма. Как говорилось выше, компьютер может обрабатывать толькоинформацию, представленную в числовой форме. Вся другая информация (звуки,изображения, показания приборов и т.д.) для обработки на компьютере должна бытьпреобразована в числовую форму. Скажем, чтобы перевести в цифровую форму звук,можно через небольшие промежутки времени измерять интенсивность звука,представляя результаты каждого измерения в числовой форме. С помощью программдля компьютера можно выполнить преобразования полученной информации, например«наложить» друг на друга звуки от разных источников. После этого результатможно преобразовать обратно в звуковую форму.
Кодировки символов. Для обработки на компьютеретекстовой информации обычно при вводе в компьютер каждая буква кодируетсяопределенным числом, а при выводе на внешние устройства (экран или печать) длявосприятия человеком по этим числам строятся соответствующие изображения букв.Соответствие между набором букв и числами называется кодировкой символов.Наиболее часто используемые на IВМ РС кодировки символов описаны в главах 10 и32.
Двоичная системасчисления. Какправило, все числа внутри компьютера представляются с помощью нулей и единиц, ане десяти цифр, как это привычно для людей. Иными словами, компьютеры обычноработают в двоичной системе счисления, поскольку при этом их устройствополучается значительно более простым. Ввод чисел в компьютер и вывод их длячтения человеком может осуществляться в привычной для людей десятичной форме — все необходимые преобразования могут выполнить программы, работающие накомпьютере.
Биты и байты. Единицей информации в компьютереявляется одни бит, т.е. двоичный разряд, который может принимать значение 0 или1. Как правило, команды компьютеров работают не с отдельными битами, а свосемью битами сразу. Восемь последовательных битов составляют байт. В одномбайте можно закодировать значение одного символа из 256 возможных (256 = 2).Более крупными единицами информации являются килобайт (сокращенно обозначаемыйКбайт), равный 1024 байтам (1024=2), мегабайт (сокращенно обозначаемый Мбайт),равный 1024 Кбайтам и гигабайт (Гбайт), равный 1024 Мбайтам. Для ориентировкискажем, что если на странице текста помещается в среднем 2500 знаков, то 1Мбайт- это примерно 400 страниц, а 1 Гбайт — 400 тыс. страниц.
1.3 Как работаеткомпьютер
Еще при создании первыхкомпьютеров в 1945 г. знаменитый математик Джон фон Нейман описал, как долженбыть устроен компьютер, чтобы он был универсальным и эффективным устройствомдля обработки информации. Эти основы конструкции компьютера называютсяпринципами фон Неймана. Сейчас подавляющее большинство компьютеров в основныхчертах соответствует принципам фон Неймана.
Устройства компьютера. Прежде всего, компьютер, согласнопринципам фон Неймана, должен иметь следующие устройства:
· арифмепгическо-логическое устройство, выполняющееарифметические и логические операции;
· устройствоуправления, котороеорганизует процесс выполнения программ;
· запоминающееустройство, илипамять для хранения про
· грамм и данных;
· внешниеустройства дляввода-вывода информации.
Память компьютера должнасостоять из некоторого количества пронумерованных ячеек, в каждой из которыхмогут находиться или обрабатываемые данные, или инструкции программ. Все ячейкипамяти должны быть одинаково легко доступны для других устройств компьютера.
Вот каковы должны бытьсвязи между устройствами компьютера (одинарные линии показывают управляющиесвязи, двойные — информационные).
/>
Принципы работыкомпьютера. В общихчертах работу компьютера можно описать так. Вначале с помощью какого-либовнешнего устройства в память компьютера вводится программа. Устройство управлениясчитывает содержимое ячейки памяти, где находится первая инструкция (команда)программы, и организует ее выполнение. Эта команда может задавать выполнениеарифметических или логических операций, чтение из памяти данных для выполненияарифметических или логических операций или запись их результатов в память, вводданных из внешнего устройства в память или вывод данных из памяти на внешнееустройство.
Как правило, послевыполнения одной команды устройство управления начинает выполнять команду изячейки памяти, которая находится непосредственно за только что выполненнойкомандой. Однако этот порядок может быть изменен с помощью команд передачиуправления (перехода). Эти команды указывают устройству управления, что емуследует продолжить выполнение программы, начиная с команды, содержащейся внекоторой другой ячейке памяти. Такой «скачок», или переход, в программе можетвыполняться не всегда, а только при выполнении некоторых условий, например,если некоторые числа равны, если в результате предыдущей арифметическойоперации получился нуль и т.д. Это позволяет использовать одни и те жепоследовательности команд в программе много раз (т.е. организовывать циклы),выполнять различные последовательности команд в зависимости от выполненияопределенных условий и т.д., т.е. создавать сложные программы.
Таким образом,управляющее устройство выполняет инструкции программы автоматически, т.е. безвмешательства человека. Оно может обмениваться информацией с оперативнойпамятью и внешними устройствами компьютера. Поскольку внешние устройства, какправило, работают значительно медленнее, чем остальные части компьютера,управляющее устройство может приостанавливать выполнение программы дозавершения операции ввода-вывода с внешним устройством. Все результаты выполненнойпрограммы должны быть ею выведены на внешние устройства компьютера, после чегокомпьютер переходит к ожиданию каких-либо сигналов внешних устройств.
Особенностисовременных компьютеров. Следует заметить, что схема устройства современных компьютеров несколькоотличается от приведенной выше. В частности, арифметическо-логическоеустройство и устройство управления, как правило, объединены в единое устройство- центральный процессор. Кроме того, процесс выполнения программ можетпрерываться для выполнения неотложных действий, связанных с поступившимисигналами от внешних устройств компьютера — прерываний. Многиебыстродействующие компьютеры осуществляют параллельную обработку данных нанескольких процессорах.
1.4 Программы длякомпьютеров
Компьютер — это универсальныйприбор для переработки информации. Но сам по себе компьютер является простоящиком с набором электронных схем. Он не обладает знаниями ни в одной областисвоего применения. Все эти знания сосредоточены в выполняемых на компьютерепрограммах. Это аналогично тому, как для воспроизведения музыки недостаточноодного магнитофона, нужны еще и кассеты с записями.
Для того, чтобы компьютермог осуществить определенные действия, необходимо составить для компьютерапрограмму, то есть точную и подробную последовательность инструкций на понятномкомпьютеру языке, как надо обрабатывать информацию. Часто употребляемоевыражение «компьютер сделал» (подсчитал, нарисовал) означает ровно то, что накомпьютере была выполнена программа, которая позволила совершитьсоответствующее действие. Меняя программы для компьютера, можно превратить егов рабочее место бухгалтера или конструктора, статистика или агронома,редактировать на нем документы или играть в какую-нибудь игру. Поэтому дляэффективного использования компьютера необходимо знать назначение и свойстванеобходимых при работе с ним программ.
Виды программ. Программы, работающие накомпьютере, можно разделить на три категории:
· прикладныепрограммы,непосредственно обеспечивающие выполнение необходимых пользователям работ:редактирование текстов, рисование картинок, обработку информационных массивов ит.д.;
· системныепрограммы,выполняющие различные вспомогательные
· функции, напримерсоздание копий используемой информации, проверку работоспособности устройствкомпьютера и т.д. Особую роль среди
· всех системныхпрограмм играет операционная система — программа, управляющая компьютером,запускающая все другие программы и выполняющая для них различные сервисныефункции;
· инструментальныесистемы (системыпрограммирования), обеспечивающие создание новых программ для компьютера.
Большинство программявляется коммерчески распространяемыми — они продаются в магазинах, по почте идругими способам. Имеются и бесплатно распространяемые программы, а также такназываемые условно-бесплатные программы (по-английски — shareware), их можно получить для опробованиябесплатно, но при систематическом использовании этих программ следует выслатьопределенную сумму разработчикам.
При первом чтении этотпараграф можно пропустить.
1.5 История развитиякомпьютеров
Аналитическая машинаБэббиджа. Еще впервой половине XIX в. английский математик Чарльз Бэббидж попытался построитьуниверсальное вычислительное устройство, то есть компьютер (Бэббидж называл егоАналитической машиной). Именно Бэббидж впервые додумался до того, что компьютердолжен содержать память и управляться с помощью программы. Бэббидж хотелпостроить свой компьютер как механическое устройство, а программы собиралсязадавать посредством перфокарт — карт из плотной бумаги с информацией,наносимой с помощью отверстий (они в то время уже широко употреблялись вткацких станках). Однако довести до конца эту работу Бэббидя не смог — онаоказалась слишком сложной для техники того времени.
Первые компьютеры. В 40-ходах XX в. сразу несколькогрупп исследователей повторили попытку Бэббиджа на основе техники XX в. -электромеханическихреле. Некоторые из этих исследователей ничего не знали о работах Бэббиджа ипереоткрыли его идеи заново. Первым из них был немецкий инженер Конрад Цузе,который в 1941 г. построил небольшой компьютер на основе несколькихэлектромеханических реле. Но из-за войны работы Цузе не были опубликованы. А вСША в 1943 г. на одном из предприятий фирмы IBM американец Говард Эйкен создалболее мощный компьютер под названием «Марк-1». Он уже позволял проводитьвычисления в сотни раз быстрее, чем вручную (с помощью арифмометра), и реальноиспользовался для военных расчетов.
Однакоэлектромеханические реле работают весьма медленно и недостаточно надежно. Поэтому,начиная с 1943 г. в США группа специалистов под руководством Джона Мочли иПреспера Экерта начала конструировать компьютер ENIAK на основе электронныхламп. Созданный ими компьютер работал в тысячу раз быстрее, чем Марк-1, Однакообнаружилось, что большую часть времени этот компьютер простаивал — ведь длязадания метода расчетов (программы) в этом компьютере приходилось в течениенескольких часов или даже нескольких дней подсоединять нужным образом провода. Асам расчет после этого мог занять всего лишь несколько минут или даже секунд.
Компьютеры с хранимойв памяти программой.Чтобы упростить и убыстрить процесс задания программ, Мочли и Экерт сталиконструировать новый компьютер, который мог бы хранить программу, а седейпамяти. В 1945 г. к работе был привлечён знаменитый математик Джои фон Нейман,который подготовил доклад об этом компьютере. Доклад был разослан многим учеными получил широкую известность, поскольку в нем фон Нейман ясно и простосформулировал общие принципы функционирования компьютеров, т.е. универсальныхвычислительных устройств. И до сих пор подавляющее большинство компьютеровсделано в соответствии с теми принципами, которые изложил в своем докладе в 1945 г. Джон фон Нейман. Первый компьютер, в котором были воплощены принципы фон Неймана, былпостроен в 1949 г. английским исследователем Морисом Уилксом. Мы расскажем опринципах фон Неймана в следующем параграфе.
Развитие элементнойбазы компьютеров. В40-х и 50-х годах компьютеры создавались на основе электронных ламп. Поэтомукомпьютеры были очень большими (они занимали огромные залы), дорогими иненадежными — ведь электронные лампы, как и обычные лампочки, часто перегорают.Но в 1948 г. были изобретены транзисторы — миниатюрные и недорогие электронныеприборы, которые смогли заменить электронные лампы. Это привело к уменьшениюразмеров компьютеров в сотни раз и повышению их надежности. Первые компьютерына основе транзисторов появились в конце 50-х годов, а к середине 60-х годовбыл созданы и значительно более компактные внешние устройства для компьютеров,что позволило фирме Digital Equiment выпустить в 1965 г. первый мини-компьютер РDР-8 размером с холодильники стоимостью всего 20 тыс. дол. (компьютеры40-х и 50-х годов обычно стоили миллионы дол).
После появлениятранзисторов наиболее трудоемкой операцией при производстве компьютеров былосоединение и спайка транзисторов для создания электронных схем. Но в 1959 г. Роберт Нойс (будущий основатель фирмы Intе1) изобрел способ, позволяющий создавать на однойпластине кремния транзисторы и все необходимые соединения между ними.Полученные электронные схемы стали называться интегральными схемами, иличипами. В 1968 г. фирма Burroughs выпустила первый компьютер на интегральныхсхемах, а в 1970 г. фирма Intel начала продавать интегральные схемы памяти. Вдальнейшем количество транзисторов, которое удавалось разместить на единицуплощади интегральной схемы, увеличивалось приблизительно вдвое каждый год, чтои обеспечивает постоянное уменьшение стоимости компьютеров и повышениебыстродействия.
Микропроцессоры. В 1970 г. был сделан еще один важный шаг на пути к персональному компьютеру — Маршиан Эдвард Хофф изфирмы Intel сконструировал интегральную схему, аналогичную по своим функциямцентральному процессору большого компьютера. Так появился первый микропроцессорIntel-4004 (см. рис. справа), который был выпущен в продажу в 1971 г. Это был настоящий прорыв, ибо микропроцессор Intel — 4004 размером менее 3 см был производительнее гигантской машины ENIAC. Правда, возможности Intel-4004 были куда скромнее,чем у центрального процессора больших компьютеров того времени, — он работалгораздо медленнее и мог обрабатывать одновременно только 4 бита информации(процессоры больших компьютеров обрабатывали 16 или 32 бита одновременно), но истоил он в десятки тысяч раз дешевле. Но рост производительностимикропроцессоров не заставил себя ждать. В 1973 г. фирма Intel выпустила 8-битовый микропроцессор Intel-8080, которая до конца 70-х годов сталастандартом для микрокомпьютерной индустрии.
Появление персональныхкомпьютеров. Вначалемикропроцессоры использовались в различных специализированных устройствах,например, в калькуляторах. Но в 1974 г. несколько фирм объявили о создании наоснове микропроцессора Intel-8008 персонального компьютера, т.е. устройства,выполняющего те же функции, что и большой компьютер, но рассчитанного на одногопользователя. В начале 1975 г. появился первый коммерчески распространяемыйперсональный компьютер Альтаир-8800 на основе микропроцессора Intel-8080. Этоткомпьютер продавался по цене около 500 дол. И хотя возможности его были весьмаограничены (оперативная память составляла всего 256 байт, клавиатура и экранотсутствовали), его появление было встречено с большим энтузиазмом: в первые жемесяцы было продано несколько тысяч комплектов машины. Покупатели снабжали этоткомпьютер дополнительными устройствами: монитором для вывода информации,клавиатурой, блоками расширения памяти и т.д. Вскоре эти устройства сталивыпускаться другими фирмами. В конце 1975 г. Пол Аллен и Билл Гейтс (будущие основатели фирмы Microsoft) создали для компьютера «Альтаир» интерпретатор языкаBasic, что позволило пользователям достаточно просто общаться с компьютером илегко писать для него программы. Это также способствовало популярности персональныхкомпьютеров.
Успех Альтаир-8800заставил многие фирмы также заняться производством персональных компьютеров.Персональные компьютеры стали продаваться уже в полной комплектации, склавиатурой и монитором, спрос на них составил десятки, а затем и сотни тысячштук в год. Появилось несколько журналов, посвященных персональным компьютерам.Росту объема продаж весьма способствовали многочисленные полезные программы,разработанные для деловых применений. Появились и коммерчески распространяемыепрограммы, например, программа для редактирования текстов WordStar и табличныйпроцессор VisiCalc (соответственно 1978 и 1979 гг.). Эти (и многие другие)программы сделали покупку персональных компьютеров весьма выгодным для бизнеса:с их помощью стало возможно выполнять бухгалтерские расчеты, составлятьдокументы и т.д. Использование же больших компьютеров для этих целей былослишком дорого.
Появление IBM PC. В конце 70-х годов распространениеперсональных компьютеров даже привело к некоторому снижению спроса на большиекомпьютеры и мини-компьютеры (мини-ЭВМ). Это стало предметом серьезногобеспокойства фирмы IBM (International Business Machines Corporation) — ведущейкомпании по производству больших компьютеров, и в 1979 г. фирма IBM решила попробовать свои силы на рынке персональных компьютеров. Однако руководствофирмы недооценило будущую важность этого рынка и рассматривало созданиеперсонального компьютера всего лишь как мелкий эксперимент — что-то вроде однойиз десятков проводившихся в фирме работ по созданию нового оборудования. Чтобыне тратить на этот эксперимент слишком много денег, руководство фирмыпредоставило подразделению, ответственному за данный проект, невиданную в фирмесвободу. В частности, ему было разрешено не конструировать персональныйкомпьютер «с нуля», а использовать блоки, изготовленные другими фирмами. И этоподразделение сполна использовало предоставленный шанс.
Прежде всего, в качествеосновного микропроцессора компьютера был выбран новейший тогда 16-разрядныймикропроцессор Intel — 8088. Его использование позволило значительно увеличитьпотенциальные возможности компьютера, так как новый микропроцессор позволялработать с 1 Мбайтом памяти, а все имевшиеся тогда компьютеры были ограничены64 Кбайтами. В компьютере были использованы и другие комплектующие различныхфирм, а его программное обеспечение было поручено разработать небольшой фирмеMicrosoft.
В августе 1981 г. новый компьютер под названием IBM PC (читается — Ай-Би-Эм Пи-Си) был официально представленпублике и вскоре после этого он приобрел большую популярность у пользователей.Через один — два года компьютер IBM PC занял ведущее место на рынке, вытеснивмодели 8-битовых компьютеров.
Открытая архитектура ипоявление клонов.Если бы IBM PC был сделан так же, как другие существовавшие во время егопоявления компьютеры, он бы устарел через два-три года, и мы давно бы уже о немзабыли. Действительно, кто сейчас помнит о самых замечательных моделяхтелевизоров, телефонов или даже автомобилей пятнадцатилетней давности!
Однако с компьютерами IBMPC получилось по-другому. Фирма IBM не сделала свой компьютер единымнеразъемным устройством и не стала защищать его конструкцию патентами.Наоборот, она собрала компьютер из независимо изготовленных частей и не сталадержать спецификации этих частей и способы их соединения в секрете. Напротив,принципы конструкции IBM PC были доступны всем желающим. Этот подход,называемый принципом открытой архитектуры, обеспечил потрясающий успех компьютеруIBM PC, хотя и лишил фирму IBM возможности единолично пользоваться плодамиэтого успеха. Вот как открытость архитектуры IBM PC повлияла на развитиеперсональных компьютеров:
1. Перспективность ипопулярность IBM PC сделала весьма привлекательным производство различныхкомплектующих и дополнительных устройств для IBM PC. Конкуренция междупроизводителями привела к удешевлению комплектующих и устройств.
2. Очень скоро многиефирмы перестали довольствоваться ролью производителей комплектующих для IBM PCи начали сами собирать компьютеры, совместимые с IBM PC. Поскольку этим фирмамне требовалось нести огромные издержки фирмы IBM на исследования и поддержаниеструктуры громадной фирмы, они смогли продавать свои компьютеры значительнодешевле (иногда в 2-3 раза) аналогичных компьютеров фирмы IBM. Совместимые сIBM PC компьютеры вначале стали презрительно называли «клонами», но эта кличкане прижилась, так как многие фирмы-производители IBM PC-совместимых компьютеровстали реализовывать технические достижения быстрее, чем сама IBM.
3. Пользователи получиливозможность самостоятельно модернизировать свои компьютеры и оснащать ихдополнительными устройствами сотен различных производителей.
Все это привело кудешевлению IBM PC-совместимых компьютеров и стремительному улучшению иххарактеристик, а значит, к росту их популярности.
2. Как устроенкомпьютер
2.1 Основные блоки IВМРС
Обычно персональныекомпьютеры IВМ РС состоят из трех частей (блоков):
· системного блока;
· клавиатуры,позволяющей вводить символы в компьютер;
· монитора (илидисплея) — для изображения текстовой и графи
· ческойинформации.
Компьютеры выпускаются ив портативном варианте — обычно в «блокнотном» (ноутбук) исполнении.
Здесь системный блок, монитор и клавиатура заключены в один корпус: системный блокспрятан под клавиатурой, а монитор сделан как крышка к клавиатуре.
Системный блок. Хотя из этих частей компьютерасистемный блок выглядит наименее эффектно, именно он является в компьютере«главным». В нем располагаются все основные узлы компьютера:
· электронные схемы,управляющие работой компьютера
· (микропроцессор,оперативная память, контроллеры устройств и
· т.д., см. п. 2.4и 2.5 ниже);
· блок питания,который преобразует электропитание сети в постоянный ток низкого напряжения,подаваемый на электронные
· схемы компьютера;
· накопители (илидисководы) для гибких магнитных дисков, используемые для чтения и записи нагибкие магнитные диски (дискеты);
· накопитель нажестком магнитном диске, предназначенный для
· чтения и записина несъемный жесткий магнитный диск (винчестер);
· другие устройства(см. ниже).
2.2 Дополнительныеустройства
К системному блокукомпьютера IBM PC можно подключать различные устройства ввода-выводаинформации, расширяя тем самым его функциональные возможности.
Внешние устройства. Многие устройства располагаются внесистемного блока компьютера и подсоединяются к нему через специальные гнезда(разъемы), находящиеся обычно на задней стенке системного блока. Такиеустройства обычно называются внешними. Кроме монитора и клавиатуры, такимиустройствами являются:
· принтер — длявывода на печать текстовой и графической ин
· формации;
· мышь —устройство, облегчающее ввод информации в компьютер
· джойстик —манипулятор в виде укрепленной на шарнире ручки с кнопкой, употребляется восновном для компьютерных игр;
· а также другиеустройства.
Внутренние устройства. Некоторые устройства могутвставляться внутрь системного блока компьютера (поэтому они часто называютсявнутренними), например:
· модем илифакс-модем — для обмена информацией с другими
· компьютерамичерез телефонную сеть (факс-модем может также
· получать ипринимать факсы);
· дисковод длякомпакт-дисков, он обеспечивает возможность
· чтения данных скомпьютерных компакт-дисков и проигрывания
· аудиокомпакт-дисков;
· стример — дляхранения данных на магнитной ленте;
· звуковая карта —для воспроизведения и записи звуков
· (музыки, голоса ит.д.).
Впрочем, модемы,факс-модемы, стримеры, дисководы для компакт-дисков и другие устройства могутвыпускаться и во внешнем исполнении. Как правило, устройства во внутреннемисполнении стоят дешевле — для них не надо изготавливать корпус и их не надоснабжать своим блоком питания.
Контроллеры иустройства. Дляуправления работой устройств в IBM PC-совместимых компьютерах используютсяэлектронные схемы — контроллеры. Различные устройства используют разные способыподключения к контроллерам:
· некоторыеустройства (дисковод для дискет, клавиатура и т.д.)
· подключаются кимеющимся в составе компьютера стандартным
· контроллерам;
· некоторыеустройства (звуковые карты, многие факс-модемы и
· т.д.) выполненыкак электронные платы, то есть смонтированы на одной плате со своимконтроллером;
· остальныеустройства используют следующий способ подключения: в системный блок компьютеравставляется электронная
· плата(контроллер), управляющая работой устройства, а само
· устройствоподсоединяется к этой плате кабелем.
2.3 Микропроцессор исопроцессор
Микропроцессор. Самым главным элементом вкомпьютере, его «мозгом», является микропроцессор — небольшая (в несколькосантиметров) электронная схема, выполняющая все вычисления и обработкуинформации. Микропроцессор умеет выполнять сотни различных операций и делаетэто со скоростью в несколько десятков или даже сотен миллионов операций в секунду.В компьютерах типа IBM PC используются микропроцессоры фирмы Intel, а такжесовместимые с ними микропроцессоры других фирм (AMD, Cyrix, IBM и др.).Микропроцессоры фирмы Intel, применяемые в IBM PC-совместимых компьютерах,таковы: Intel-8088, 80286, 80386 (модификации SX и DX), 80486 (модификации SX,SX2, DX, DX2 и DX4), Pentium и Pentium Pro, они приведены в порядке возрастанияпроизводительности и цены. Разница в производительности этих микропроцессоровочень велика. Так, новейший микропроцессор Pentium Pro быстрее микропроцессораIntel— 8088 (на котором были основаны исходный вариант компьютера IBM PC имодель IBM PC XT) в несколько тысяч раз!
Тактовая частота. Одинаковые модели микропроцессоровмогут иметь разную тактовую частоту — чем выше тактовая частота, тем вышепроизводительность и цена микропроцессора. Тактовая частота измеряется вмегагерцах (МГц). Например, микропроцессоры Pentium выпускаются с тактовойчастотой от 75 до 200 МГц (то есть они отличаются по производительностипримерно в два с половиной раза). Часто тактовая частота указывается вслед замоделью микропроцессора, например Pentium/75 МГц.
Сопроцессор. В тех случаях, когда на компьютереприходится выполнять много математических вычислений (например, в инженерныхрасчетах, обработке трехмерных изображений и т.д.), желательно, чтобыматематические операции над вещественными числами поддерживались аппаратно, тоесть самим- микропроцессором. Но микропроцессоры Intel-8088, 80286, 80386 и80486SX не обеспечивают такую поддержку, поэтому к ним для этого требуетсядобавить математический сопроцессор (Intel-8087, 80287, 80387 и 80487SXсоответственно), который помогает основному микропроцессору выполнятьматематические операции над вещественными числами. Новейшие микропроцессорыфирмы Intel (80486DX, Pentium и Pentium Pro) и почти все их аналоги других фирмсами умеют выполнять операции над вещественными числами, поэтому для нихсопроцессоры не требуются.
2.4 Память
В этом параграфе мырасскажем о различных видах памяти, применяющихся в IBM PC-совместимыхкомпьютерах.
Оперативная память. Очень важным элементом компьютераявляется оперативная память. Именно из нее процессор берет программы и исходныеданные для обработки, в нее он записывает полученные результаты. Название«оперативная» эта память получила потому, что она работает очень быстро, такчто процессору практически не приходится ждать при чтении данных из памяти илизаписи в память. Однако содержащиеся в ней данные сохраняются только покакомпьютер включен. При выключении компьютера содержимое оперативной памятистирается (за некоторыми исключениями, о которых говорится ниже). Часто дляоперативной памяти используют обозначениеRAM (random access memory, тоесть память с произвольным доступом).
Количество памяти ивозможности компьютера. От количества установленной в компьютере оперативной памяти напрямуюзависит, с какими программами Вы сможете на нем работать. При недостаточномколичестве оперативной памяти многие программы либо вовсе не будут работать,либо станут работать крайне медленно. Можно привести следующую приблизительнуюклассификацию возможностей компьютера в зависимости от объема оперативнойпамяти:
1 Мбайт и менее — на компьютере возможна работатолько в среде DOS. Такие компьютеры можно использовать для корректировкитекстов или ввода данных;
4 Мбайта — на компьютере возможна работа всреде DOS, Windows 3.1 и Windows for Workgroups. Работа в DOS вполне комфортна,а в Windows — нет: некоторые Windows-программы при таком объеме памяти неработают (скажем, Corel Draw 5), а некоторые позволяют обрабатывать лишьнебольшие и несложные документы. Одновременный запуск несколькихWindows-программ также может быть затруднен;
8 Мбайт — обеспечивается комфортная работа всреде Windows 3.1, Windows for Workgroups, при этом дальнейшее увеличениеобъема оперативной памяти уже практически не повышает быстродействие длябольшинства офисных приложений. Использование более новых операционных систем,как Windows 95 и OS/2 Warp, в принципе возможно, но работать они будут явномедленно;
16 Мбайт — обеспечивается комфортная работа воперационных системах Windows 95 и OS/2, причем дальнейшее увеличение объемаоперативной памяти уже практически не повышает быстродействие при выполнениибольшинства офисных приложений. Возможно использование Windows NT, хотя ей непомешает добавить еще 8-16 Мбайт;
32 Мбайта и более — такой объем оперативной памятиможет требоваться для серверов локальных сетей, компьютеров, используемых дляобработки фотоизображений или видеофильмов, и в некоторых других приложениях.Полезен он может быть и для компьютеров, работающих под управлением ОС WindowsNT.
Стоимость оперативнойпамяти в последнее время резко упала (с лета 1995 до лета 1996 г. — более чем в четыре раза), поэтому большие запросы многих программ и операционных систем коперативной памяти стали с финансовой точки зрения гораздо менееобременительными.
Кэш-память. Для ускорения доступа к оперативнойпамяти на быстродействующих компьютерах используется специальнаясверхбыстродействующая кэш-память, которая располагается как бы «между»микропроцессором и оперативной памятью и хранит копии наиболее частоиспользуемых участков оперативной памяти. При обращении микропроцессора кпамяти сначала производится поиск нужных данных в кэш-памяти. Поскольку времядоступа к кэш-памяти в несколько раз меньше, чем к обычной памяти, а вбольшинстве случаев необходимые микропроцессору данные уже содержатся вкэш-памяти, среднее время доступа к памяти уменьшается.
Другие виды памяти. Расскажем также о других видахпамяти, содержащихся в компьютере. При первом чтении окончание этого параграфаможно пропустить.
BIOS (постояннаяпамять). В IBM PC-совместимом компьютереимеется также и постоянная память, в которую данные занесены при ееизготовлении. Как правило, эти данные не могут быть изменены, выполняемые накомпьютере программы могут только их считывать. Такой вид памяти обычноназывается ROM (read only memory, или память только для чтения), или ПЗУ(постоянное запоминающее устройство).
В IBM PC-совместимомкомпьютере в постоянной памяти хранятся программы для проверки оборудованиякомпьютера, инициирования загрузки операционной системы (ОС) и выполнениябазовых функций по обслуживанию устройств компьютера. Поскольку большая частьэтих программ связана с обслуживанием ввода-вывода, часто содержимое постояннойпамяти называется BIOS (Basic Input-Output System, или базовая системаввода-вывода).
В BIOS содержится такжепрограмма настройки конфигурации компьютера (SETUP). Она позволяет установитьнекоторые характеристики устройств компьютера (типы видеоконтроллера, жесткихдисков и дисководов для дис кет, часто также режимы работы с оперативнойпамятью, запрос пароля при начальной загрузке и т.д.). Как правило, программанастройки конфигурации вызывается, если пользователь во время начальнойзагрузки нажмет определенную клавишу или комбинацию клавиш (чаще всего клавишу[Del)).
CMOS(полупостоянная память). Кроме обычной оперативной памяти и постоянной памяти, вкомпьютере имеется также небольшой участок памяти для хранения параметровконфигурации компьютера. Его часто называют CMOS-памятью, поскольку эта памятьобычно выполняется по технологии CMOS (complementary metal-oxidesemiconductor), обладающей низким энергопотреблением. Содержимое CMOS-памяти неизменяется при выключении электропитания компьютера, поскольку для ееэлектропитания используется специальный аккумулятор. Для изменения параметровконфигурации компьютера в BIOS содержится программа настройки конфигурациикомпьютера — SETUP (см. выше).
Видеопамять. Еще один вид памяти в IBMPC-совместимых компьютерах — это видеопамять, то есть память, используемая дляхранения изображения, выводимого на экран монитора. Эта память обычно входит всостав видеоконтроллера — электронной схемы, управляющей выводом изображения наэкран. Мы расскажем о видеоконтроллерах и видеопамяти в следующей главе.
2.5 Электронные платы,контроллеры и шины
Электронные платы. Электронная начинка IBM PC, какправило, выполняется из нескольких модулей — электронных плат. Каждая платапредставляет собой плоский кусок пластика, на котором укреплены электронныекомпоненты (микросхемы, конденсаторы и т.д.) и различные разъемы. Внутриэлектронной платы проложены проводники для соединения смонтированных на платекомпонент между собой.
Материнская плата. Самой большой электронной платой вкомпьютере является системная, или материнская, плата (см. рис). На ней обычнорасполагаются основной микропроцессор, оперативная память, кэш-память, шина(или шины) и BIOS. Кроме того, там находятся электронные схемы (контроллеры),управляющие некоторыми устройствами компьютера. Так, контроллер клавиатурывсегда находится на материнской плате. Часто там же находятся и контроллеры длядругих устройств (жестких дисков, дисководов для дискет и т.д.).
Контроллеры. Электронные схемы, управляющиеразличными устройствами компьютера, называются контроллерами. Во всехкомпьютерах IBM PC имеются контроллеры для управления клавиатурой, монитором,дисководами для дискет, жестким диском и т.д.
Интегрированныеконтроллеры. Всовременных компьютерах многие контроллеры входят в состав материнской платы.Такие контроллеры называются встроенными или интегрированными (в материнскуюплату). Так, контроллер клавиатуры всегда является встроенным. На современныхматеринских платах обычно имеются встроенные контроллеры дискет, портовввода-вывода, контроллер жестких дисков, иногда — видеоконтроллер.
Платы контроллеров. Разным пользователям в компьютеренужен разный набор контроллеров. Поэтому все контроллеры компьютеравстраиваются в материнскую плату только в некоторых специальных компьютерах. Вбольшинстве компьютеров некоторые контроллеры располагаются на отдельныхэлектронных платах — платах контроллеров (см. рис. справа). Эти платывставляются в специальные разъемы (слоты) на материнской плате компьютера.
С помощью добавления изамены плат контроллеров пользователь может модифицировать компьютер, расширяяего возможности и настраивая его по своим потребностям. Например, пользовательможет добавить в компьютер факс-модем, звуковую карту, плату приема телепередачи т.д.
Шины. При вставке в разъем материнскойплаты контроллер подключается к шине — магистрали передачи данных междуоперативной памятью и контроллерами. В современных компьютерах обычно имеютсядве шины:
· шина ISA дляконтроллеров низкоскоростных устройств (то есть
· для обменаданными с клавиатурой, мышью, дисководами для
· дискет, модемом,звуковой картой и т.д.)
· шина PCI дляобмена данными с высокоскоростными устройствами -(жесткими дисками,видеоконтроллером и т.д.).
В более старыхкомпьютерах могут быть и другие шины — EISA, VESA (VLB) и др. Впрочем, дляобеспечения совместимости даже современные серверы локальных сетей обычнооснащаются шиной EISA.
Разъемы шин. Каждый контроллер может бытьподключен лишь к той шине, на которую он рассчитан. Поэтому разъемы различныхшин сделаны разными, чтобы их нельзя было перепутать. При покупке контроллеровследует знать, разъемы каких шин имеются в Вашем компьютере, так как иначекупленный контроллер окажется бесполезен.
Контроллеры портов ввода-вывода. Одним из контроллеров, которыеприсутствуют почти в каждом компьютере, является контроллер портовввода-вывода. Часто этот контроллер интегрирован в состав материнской платы.Контроллер портов ввода-вывода соединяется кабелями с разъемами на заднейстенке компьютера, через которые к компьютеру подключаются принтер, мышь инекоторые другие устройства. Порты ввода-вывода бывают следующих типов:
•параллельные(обозначаемые LPT1-LPT4), к соответствующим
разъемам на задней стенкекомпьютера (имеющим 25 гнезд)обыкновенно подключаются принтеры;
•последовательные (обозначаемые СОМ 1-COM3). Ксоответствующим разъемам на задней стенке компьютера (имеющим 9 или 25 штырьков)обычно подсоединяются мышь, модем и другие устройства;
•игровой порт — к егоразъему (имеющему 15 гнезд) подключается джойстик. Игровой порт имеется не увсех компьютеров.
Как правило, контроллерпортов компьютера поддерживает один параллельный и два последовательных порта.
Разъемы шины USB. В некоторых новых компьютерахимеются разъемы универсальной последовательной шины USB. Разъемы и кабели шиныUSB похожи на телефонные (у импортных телефонов). По-видимому/скоро будутвыпущены модели клавиатур, мышей, принтеров, модемов, дисководовкомпакт-дисков, сканеров и т.д., подключаемые к шине USB. При этом к каждомуустройству, подключенному к шине USB, можно подключать другие USB-устройства(всего может быть подключено до 127 устройств). Для этого, по-видимому, каждое(или почти каждое) USB-устройство будет иметь два или три разъема USB. USB-устройстваможно будет подсоединять и отсоединять при работающем компьютере. Возможно, внедалеком будущем в компьютерах вместо разъемов клавиатуры, портов и джойстикабудут иметься только два-три маленьких разъема USB.
2.6 Блок-схемаустройства компьютера
Изобразим изложенныесведения об устройстве компьютера на блок-схеме
/>
Здесь показан вариант,когда на материнской плате, кроме контроллера клавиатуры, имеется толькоконтроллер портов ввода-вывода, а остальные контроллеры выполнены в видеотдельных плат. Заметим, что контроллеры жестких дисков и дискет не всегдарасполагаются на одной плате.
2.7 Мышь и другиеуказательные устройства
Для работы со многимисовременными программами практически обязательным является использование мышиили иного заменяющего ее устройства (трекбола, сенсорной панели и т.д.). Этиустройства называются указательными устройствами, так как они позволяютуказывать на те или иные элементы на экране компьютера.
На настольных компьютерахнаиболее часто используемым указательным устройством является мышь — манипулятор, представляющий собой небольшую коробочку (обычно серого цвета) сдвумя или тремя кнопками, легко умещающуюся в ладони. Вместе с проводом дляподключения к компьютеру это устройство действительно напоминает мышь схвостом. При перемещении мыши по столу или иной поверхности на экранекомпьютера соответственным образом передвигается указатель мыши (обычно — стрелка).Когда необходимо выполнить то или иное действие, например выполнить пункт меню,на который установлен указатель мыши, пользователь нажимает ту или иную кнопкумыши. Некоторые пользователи предпочитают применять не мышь, а трекбол — манипулятор в форме шара на подставке
В портативных компьютерахвместо мыши используют трекбол, сенсорную панель или трекпойнт. Функциональновсе эти устройства эквивалентны мыши, выбор между ними — дело вкуса.
2.8 Мониторы ивидеоконтроллеры
Мониторы. Монитор (дисплей) компьютера IBM.PC предназначен для вывода на экран текстовой и графической информации. Мониторпохож на телевизор, поскольку оба они формируют изображение с помощью кинескопа(электронно-лучевой трубки), но внутренне они сильно отличаются. Мониторы могутпоказывать более четкое и детальное изображение, чем любые телевизоры, затотелевизоры значительно интеллектуальнее — они должны расшифровывать полученныйот антенны сигнал, отфильтровывать помехи и т.д., а монитор получаетвидеосигнал в готовом виде по кабелю от видеоконтроллера.
Мониторы бывают цветные имонохромные, отличаются друг от друга по размеру (обычно диагональ кинескопа — от14 до 21 дюйма). В зависимости от назначения мониторы оснащаются разнымисредствами регулировки, цветокорректировки и т.д. Различные мониторы могутподдерживать разные разрешения, то есть количества точек в выводимомизображении по горизонтали и вертикали — от 640x480 точек до 1600x1280 точек насамых больших профессиональных мониторах. Чем выше разрешение, тем болеедетальным может быть изображение на экране.
Видеоконтроллеры. Электронные схемы компьютера,обеспечивающие формирование видеосигнала и тем самым определяющие изображение,показываемое монитором, называются видеоконтроллером. Видеоконтроллер обычновыполняется в виде специальной платы, вставляемой в разъем системной шиныкомпьютера, но на некоторых компьютерах он входит в состав системной(материнской) платы. Видеоконтроллер получает от микропроцессора компьютеракоманды по формированию изображения, конструирует это изображение в своейслужебной памяти — видеопамяти, и одновременно преобразует содержимоевидеопамяти в сигнал, подаваемый на монитор — видеосигнал.
2.9 Жесткие диски
Назначение. Накопители на жестком диске (они жежесткие диски, они же винчестеры) предназначены для постоянного храненияинформации, используемой при работе с Компьютером: программ операционнойсистемы, часто используемых пакетов программ, редакторов документов,трансляторов с языков программирования и т.д. Из всех устройств хранения данных|(если не считать оперативную память) жесткие диски обеспечивают наиболеебыстрый доступ к данным (обычно 7-20 миллисекунд, мс), высокие скорости чтенияи записи данных (до 5 Мбайт/с).
Жесткий диск имеетсяпрактически во всех современных компьютерах типа IBM PC. Возможна установка инескольких жестких дисков (иногда это увеличивает быстродействие компьютера илиобходится дешевле).
Характеристики. Для пользователя жесткие дискиотличаются друг от друга прежде всего следующими характеристиками:
· емкостью, то есть тем, сколько информациипомещается на диске;
· быстродействием, то есть временем доступа кинформации и
· скоростью чтенияи записи информации;
· интерфейсом, то есть типом контроллера, ккоторому должен
· подсоединятьсяжесткий диск (чаще всего — IDE/EIDE и раз
· личные вариантыSCSI).
Емкость диска. Основная характеристика жесткогодиска — это его емкость, то есть количество информации, размещаемой на диске.Первые жесткие диски для IBM PC имели емкость 5 Мбайт. Сейчас в выпускаемыекомпьютеры чаще всего устанавливаются жесткие диски емкостью от 800 Мбайт до1,6 Гбайт, а диски емкостью 2-4 Гбайта переходят из разряда элитной продукции вразряд ширпотреба. Диски с емкостью до 500 Мбайт считаются устаревшими, они ужепрактически не производятся. Максимальная емкость дисков сейчас — 9,1 Гбайт, ноготовятся к выпуску диски большей емкости (18-27 Гбайт).
Требования кемкости жесткого диска. Емкость жесткого диска (точнее, суммарная емкость установленных вкомпьютере жестких дисков) во многом определяет диапазон применения компьютера:
· емкость жесткогодиска в 20 Мбайт позволяет применять компьютер
· лишь в качестве«электронной пишущей машинки» или «записной
· книжки» в средеDOS;
· емкость жесткогодиска в 40-80 Мбайт пригодна для тех рабочих мест,
· на которых предполагаетсяработа в среде DOS с ограниченным набором программ, не использующих большихобъемов данных;
· емкость жесткогодиска 120-210 Мбайт позволяет эксплуатировать
· операционнуюсистему Windows 3.1, хотя для многих приложений та
· кой емкости дискаможет оказаться явно недостаточно;
· емкость жесткогодиска 340-520 Мбайт будет достаточна для большинства пользователей Windows 3.1(в так называемых офисных применениях);
· емкость жесткогодиска 850 Мбайт-1 Гбайт достаточна для офисных
· применений операционныхсистем Windows 95, Windows NT Workstation, OS/2 Warp, хотя в этих случаях лучшеиметь диск емкостью 2Гбайта.
Для файл-серверов большихсетей, больших издательских систем и во многих других приложениях используютсядиски емкостью от 2 до 9 Гбайт. Есть и такие приложения, где необходимы системыжестких дисков размером в десятки и сотни Гбайт.
Скорость работы диска. Скорость работы дискахарактеризуется двумя показателями: временем доступа к данным на диске искоростью чтения/записи данных на диске. Эти характеристики соотносятся друг сдругом приблизительно так же, как время разгона и максимальная скоростьавтомобиля. В настоящее время типичное время доступа у современных дисков —около 10-12 мс. Более быстрые диски имеют время доступа около 7-8 мс.
Скорость чтения-записи(пропускная способность ввода-вывода) зависит не только от диска, но и от егоконтроллера, типа шины, быстродействия процессора и т.д. У недорогихсовременных дисков скорость ввода-вывода (ее можно определить с помощьюсоответствующих программ, например, Sysinfo из комплекса Norton Utilities 8.0)составляет 1,5—3 Мбайта/с, у быстрых — 4-5 Мбайт/с и более.
Интерфейсы дисков. Большинство современных дисковимеет интерфейс EIDE, это значит, что данные диски должны подключаться кконтроллерам типа EIDE. Практически все выпускаемые сейчас компьютеры имеют наматеринской плате встроенный контроллер EIDE, EIDE-контроллер обеспечиваетподключение до четырех устройств — жестких дисков, дисководов длякомпакт-дисков, стримеров и др. Для обычных пользователей этого вполнедостаточно.
На серверах локальныхсетей и на других дорогих высокопроизводительных компьютерах применяются дискис интерфейсом SCSI (чаще всего Fast SCSI-2, иногда другие разновидности SCSI —Fast Wide SCSI-2, Ultra SCSI-2 и др.). Для этого в компьютере должен бытьустановлен соответствующий SCSI-контроллер. Он стоит в несколько раз дорожеEIDE-контроллера, но обеспечивает более высокое быстродействие, меньшезагружает процессор компьютера, позволяет подключать не 4, а 7 или болееустройств (15 или даже 31), причем эти устройства могут быть значительно болееразнообразны — не только жесткие диски, дисководы для компакт-дисков истримеры, но и сканеры, дисководы для магнитооптических дисков, CD-рекордеры идр.
3. Другие устройствадля хранения данных
Дисководы длякомпакт-дисков. Спомощью дисководов для компакт-дисков компьютеры могут считывать специальныекомпьютерные компакт-диски, а также (при наличии звуковой карты) проигрыватьаудиокомпакт-диски. Компакт-диски можно использовать только для чтениясодержащейся на них информации. Запись данных на компакт-диски осуществляетсяпри их изготовлении.
Компьютерныекомпакт-диски очень дешевы в производстве и содержат до 640 Мбайт информации,поэтому сейчас большинство программ, в особенности большие программныекомплексы, игры, энциклопедии и т.д., распространяются на компакт-дисках.Дисководы для компакт-дисков сильно упали в цене (сейчас очень приличныйдисковод можно купить за 50-60 дол.) и стали практически обязательным атрибутомсовременного компьютера.
Дисководы длякомпакт-дисков бывают внутренние и внешние (внешние дисководы имеет смыслиспользовать только с портативными компьютерами). Для обозначения скоростидисковода обычно указывают, во сколько раз дисковод вращает диск быстрее, чемдисководы для аудиокомпакт-дисков. Так, дисководы одинарной скоростиобеспечивают скорость чтения 150 Кбайт/с, двойной скорости — около 300 Кбайт/с;четырехкратной скорости — около 600 Кбайт/с и т.д. Дисководы двойной, а темболее одинарной скорости считаются сильно устаревшими. Время доступа кинформации на компакт-диске составляет от 0,6 до 0,1 с, обычно — 0,2-0,3 с.
Наиболее широковыпускаются и дешевле всего стоят дисководы компакт-дисков с IDE-интерфейсом. Впродаже также имеются дисководы со SCSI-интерфейсом и с LPT-интерфейсом (тоесть подключаемые через параллельный порт, это удобно для использования спортативными компьютерами). Раньше выпускались дисководы с нестандартныминтерфейсом типа Sony, Panasonic, Mitsumi и т.д., они должны были подключатьсяк соответствующим разъемам на звуковых платах или к специальному контроллеру.Сейчас такие модели уже не производятся.
Стримеры. Для создания резервных копийинформации, размещенной на жестких дисках компьютера, широко используютсястримеры — устройства для записи информации на кассеты (картриджи) с магнитнойлентой (см. рисунок слева). Стримеры просты в использовании и обеспечиваютсамое дешевое хранение данных. Разные стримеры отличаются по емкости (от 20Мбайт до 40 Гбайт на одной кассете), типу используемых кассет, исполнению(внутреннему или внешнему), интерфейсу, скорости чтения-записи данных (от 100Кбайт/с до 5 Мбайт/с и более), надежности записи на ленту и т.д. В продажеимеются стримеры самого разного назначения — от недорогих моделей, рассчитанныхна потребности индивидуальных пользователей, до очень быстрых и надежныхстримеров с автоматической сменой кассет, используемых для резервированиядесятков и сотен Гбайт данных.
Магнитооптическиесъемные диски.Магнитооптические диски применяются для резервирования данных и для храненияредко используемых данных. Они значительно удобнее кассет стримера, посколькупользователь может работать с такими дисками как с обычными жесткими дисками,только съемными и несколько более медленными. Дисководы для магнитооптическихдисков выпускаются емкостью от 230 Мбайт до 4,6 Гбайт. Наиболее популярныотносительно дешевые модели для дисков размером 3,5 дюйма и емкостью диска 230 или 640 Мбайт. А более дорогие дисководы большой емкости (2,6 и 4,6Гбайта) лишь немного уступают в быстродействии жестким дискам.
Другие съемные диски, Смагнитооптическими дисками конкурируют дисководы для съемных гибких и жесткихдисков фирм Iomega, Syquest и др. Их назначение — то же, что у магнитооптическихдисков, отличие лишь в технологии записи информации. Наиболее популярныдисковод Iomega ZIP емкостью 100 Мбайт (он дешев, но не быстр, так какиспользует гибкие диски) и более дорогой, но и более быстрый дисковод насменных жестких дисках емкостью 270 Мбайт фирмы Syquest.
3.1 Принтеры
Назначение. Принтер(печатающее устройство) предназначен для вывода информации на бумагу. Обычнопринтеры могут выводить не только текстовую информацию, но также рисунки играфики. Одни принтеры позволяют печатать только в одном цвете (черном), другиемогут выводить также и цветные изображения.
Матричные принтеры. Матричные (или точечно-матричные)принтеры ранее были наиболее распространенными принтерами для IBM PC. Сейчасэти принтеры сильно потеснены струйными и лазерными, так как обеспечиваютзначительно худшее качество печати, сильно шумят при работе и малопригодны дляцветной печати. Однако матричные принтеры применяются до сих пор, так как онинедороги, а стоимость отпечатанной страницы у них самая низкая.
Принцип печати матричныхпринтеров таков: печатающая головка принтера содержит вертикальный ряд тонкихметаллических стержней (иголок). Головка движется вдоль печатаемой строки, астержни в нужный момент ударяют по бумаге через красящую ленту. Это и обеспечиваетформирование на бумаге символов и изображений.
Струйные принтеры. Струйные принтеры сейчас являютсяодним из наиболее распространенных типов принтеров для IBM PC. В струйныхпринтерах изображение формируется микрокаплями специальных чернил, выбрасываемыхна бумагу через сопла в печатающей головке. Как и в матричных принтерах,печатающая головка струйного принтера движется по горизонтали, а по окончаниилечати каждой горизонтальной полосы изображения бумага продвигается повертикали. В отличие от матричных принтеров, струйные принтеры работают сгораздо меньшим шумом, обеспечивают лучшее качество печати и самую дешевуюцветную печать приемлемого качества. Однако стоимость отпечатанной страницы наних -выше, чем на матричных принтерах.
Лазерные принтеры. Лазерные принтеры обеспечиваютнаилучшее (близкое к типографскому) качество черно-белой печати, а цветныелазерные принтеры — также и очень высокое качество цветной печати. В лазерныхпринтерах используется принцип ксерографии: изображение переносится на бумагусо специального барабана, к которому электрически притягиваются частички краски(тонера). Отличие от обычного копировального аппарата состоит в том, чтопечатающий барабан электризуется с помощью лазера по командам из компьютера.Лазерные принтеры обеспечивают самую высокую среди всех принтеров скоростьпечати и не требуют специальной бумаги.
Специальные принтерыдля цветной печати.Для получения высококачественных цветных изображений используются специальныевиды принтеров. Наилучшие изображения (практически фотографического качества)получаются на так называемых сублимационных (dye sublimation) принтерах. В нихкрасящие ленты нагреваются до температуры около 400°, при этом красительиспаряется и переносится на специальную бумагу. Однако эти принтеры и расходныематериалы для них стоят очень дорого.
3.2 Модемы ифакс-модемы
Для всех пользователей,желающих использовать глобальные электронные сети типа InterNet, работать сэлектронной почтой, получать извне офиса доступ к локальной сети своей фирмы,посылать и получать факсы с помощью компьютера и т.д., необходим модем илифаксмодем. Модем — это устройство для обмена информацией с другими компьютерамичерез телефонную сеть. Факс-модем — устройство, сочетающее возможности модема исредства для обмена факсимильными изображениями с другими факс-модемами иобычными телефаксными аппаратами. Большинство современных модемов являютсяфакс-модемами. Некоторые модемы обладают голосовыми возможностями и могут,например, использоваться в качестве автоответчика.
Модемы бывают внутренними(в виде электронной платы, подключаемой к шине ISA компьютера), внешними — в виде отдельного устройства, и в виде PC-карты для подключения кпортативному компьютеру. Модемы отличаются друг от друга максимальной скоростьюпередачи данных (2400, 9600, 14400, 19200, 28800, 33600 бит в секунду) иподдерживаемыми протоколами связи. Большинство современных модемов работает соскоростью 14400-33600 бит /с (выжимая из телефонных линий все возможное) иподдерживает средства исправления ошибок и сжатия данных (стандарты V.42 иV42bis). Для устойчивой работы на отечественных телефонных линиях импортныемодемы должны быть соответствующим образом адаптированы.
4. О программах длякомпьютера
4.1 Разновидностипрограмм для компьютеров
Программы, работающие накомпьютере, можно разделить на три категории:
· прикладныепрограммы,непосредственно обеспечивающие выполнение необходимых пользователям работ:редактирование
· текстов,рисование картинок, обработку информационных массивов и т.д.;
· системныепрограммы,выполняющие различные вспомогательные функции, например создание копийиспользуемой информации, проверку работоспособности устройств компьютера ит.д.;
· инструментальныесистемы (системыпрограммирования),
· обеспечивающиесоздание новых программ для компьютера.
4.2 Операционныесистемы
Назначение. Среди всех системных программ, скоторыми приходится иметь дело пользователям компьютеров, особое место занимаютоперационные системы. Операционная система (далее — ОС) управляет компьютером,запускает программы, обеспечивает защиту данных, выполняет различные сервисныефункции по запросам пользователя и программ. Каждая программа пользуетсяуслугами ОС, а потому может работать только под управлением той ОС, котораяобеспечивает для нее эти услуги. Таким образом, выбор ОС очень важен, так какон определяет, с какими программами Вы сможете работать на своем компьютере. Отвыбора ОС зависят также производительность Вашей работы, степень защиты Вашихданных, необходимые аппаратные средства и т.д.
4.3 Системныепрограммы
Драйверы. Важным классом системных программявляются драйверы. Они расширяют возможности ОС, например, позволяя ей работатьс тем или иным внешним устройством, обучая ее новому протоколу обмена данными ит.д. Так, первоначально попавшие в нашу страну версии DOS, Windows и OS/2 былианглийскими и не поддерживали ввод русских буквы с клавиатуры. Поэтомуразличные программисты создали драйверы, обеспечивающие эти средства.
Большинство ОС содержитнемало драйверов в комплекте своей поставки, и программа установки ОСустанавливает (задействует) те драйверы, которые нужны для поддержки устройстви функций ОС, указанных пользователем. Драйверы для различных ОС частопоставляются и вместе с новыми устройствами или контроллерами.
Программы-оболочки. Весьма популярный класс системныхпрограмм составляют программы-оболочки. Они обеспечивают более удобный инаглядный способ общения с компьютером, чем штатные средства ОС. Многиепользователи настолько привыкли к удобствам, предоставляемым своей любимойпрограммой-оболочкой, что чувствуют себя без нее «не в своей тарелке». Наиболеепопулярными программами-оболочками для DOS являются Norton Commander, XTfee ProGold и др. Имеются весьма удобные программы-оболочки для Windows 3.1 (например,Norton Desktop) и для Windows 95 (Norton Navigator).
Вспомогательныепрограммы (утилиты).К системным программам можно также отнести большое количество так называемыхутилит, т.е. программ вспомогательного назначения. Чаще всего используютсяследующие типы утилит:
· программырезервирования — позволяют быстро скопировать нужную
· для Васинформацию, находящуюся на жестком диске компьютера, на
· дискеты, съемныедиски или кассеты стримера;
· антивирусныепрограммы — предназначены для предотвращения заражения компьютерным вирусом и ликвидациипоследствий заражения;
· программы-упаковщики(архиваторы)позволяют за счет применения
· специальныхметодов «упаковки» информации сжимать информацию на
· дисках, т.е.создавать копии файлов меньшего размера, а также объединять копии несколькихфайлов в один архивный файл;
· программы-русификаторыприспосабливают другиепрограммы
· (обычно ОС) дляработы с русскими буквами (текстами, пользователя
· ми и т.д.);
· программы длядиагностики компьютера позволяют проверить кон
· фигурациюкомпьютера и работоспособность его устройств;
· программы-кэшидля диска убыстряютдоступ к информации на дисках
· путем организациив оперативной памяти кэш-буфера, содержащего наиболее часто используемыеучастки диска;
· программы дляоптимизации дисков позволяютобеспечить более быстрый доступ к информации на диске за счет оптимизацииразмещения
· данных на диске;
· программыдинамического сжатия дисков создают псевдодиски, ин
· формация которыххранится в сжатом виде в виде файлов на обычных
· (настоящих)дисках компьютера, что позволяет хранить на дисках
· больше данных(см. главу 28);
· программыограничения доступа позволяютзащитить хранящиеся на
· компьютере данныеот нежелательных или неквалифицированных пользователей.
4.4 Прикладныепрограммы
Для IBM PC разработаны ииспользуются сотни тысяч различных прикладных программ для различныхприменений. Наиболее широко применяются программы:
· подготовкитекстов (документов) на компьютере — редакторы
· текстов;
· обработкитабличных данных — табличные процессоры;
· подготовкидокументов типографского качества — издательские
· системы;
· обработкимассивов информации — системы управления базами данных;
· подготовкипрезентаций (слайд-шоу);
· программыэкономического назначения — бухгалтерские программы, программы финансовогоанализа, правовые базы данных и т.д.;
· программы длясоздания рисунков, анимационных и видеофильмов;
· системыавтоматизированного проектирования (САПР), то есть программы черчения иконструирования различных предметов и механизмов;
· программы длястатистического анализа данных; компьютерные игры, обучающие программы,электронные справочники т.д.
Редакторы документов. Редакторы документов — это наиболеешироко используемый вид прикладных программ. Они позволяют подготавливать документыгораздо быстрее и удобнее, чем с помощью пишущей машинки. Редакторы документовпозволяют использовать различные шрифты символов, абзацы произвольной формы,автоматически переносят слова на новую строку, позволяют делать сноски,включать рисунки, автоматически нумеруют страницы и сноски и т.д. Наиболеемощные редакторы документов позволяют проверять правописание, набирать тексты внесколько столбцов, создавать таблицы и диаграммы, строить оглавления,предметные указатели и т.д.
При работе в DOS можно порекомендоватьпопулярный в нашей стране несложный редактор ЛЕКСИКОН, а также более мощныередакторы Microsoft Word или WordPerfect фирмы Corel. А при работе в Windows,Windows 95, Windows NT и OS/2 можно использовать очень мощные и удобныередакторы Microsoft Word и Corel WordPerfect. Они могут выводить на экранстраницу точно в том виде, в котором она будет печататься, что очень удобно. Повозможностям эти редакторы лишь немного уступают профессиональным издательскимсистемам. Кроме того, эти редакторы содержат множество средств автоматизацииделопроизводства — рассылку стандартных писем, заполнение бланков по шаблонам ит.д. Имеются и более простые редакторы документов — Word Pro фирмы Lotus, JustWrite фирмы Symantec и др.
Табличные процессоры. При работе с табличным процессоромна экран выводится прямоугольная таблица, в клетках которой могут находитьсячисла, пояснительные тексты и формулы для расчета значения в клетке поимеющимся данным. Все распространенные табличные процессоры позволяют перевычислятьзначения элементов таблиц по заданным формулам, строить по данным в таблицеразличные графики и т.д. Современные табличные процессоры поддерживаюттрехмерные таблицы, позволяют создавать собственные входные и выходные формы(например, печатать платежные поручения или бухгалтерские балансы установленнойформы), включать в таблицы рисунки, использовать средства автоматизации — макрокоманды, работать с базами данных и т.д. Кроме того, имеется множествовозможностей декоративного характера — включение звуковых эффектов, созданиеслайд-шоу и т.д. Наибольшей популярностью пользуются табличные процессорыMicrosoft Excel (для Windows), Lotus 1-2-3 и Quattro Pro (для DOS и Windows).
Издательские системы предназначены для подготовкирекламных буклетов, оформления газет, журналов и книг. Основная их функция — это верстка, т.е. размещение текста по страницам документа, вставка рисунков,использование различных изобразительных эффектов и т.д. Обычно текстыподготавливаемых документов набираются в редакторе типа Microsoft Word, а затемсчитываются издательской системой, где и выполняется их окончательное оформление.Наиболее часто используемые издательские системы — PageMaker фирмы Adobe иQuarkXpress фирмы Quark.
Программы подготовкипрезентаций могутоформлять слайды для презентаций, помещая туда красивые диаграммы, рисунки,надписи и т.д., а также и показывать презентации с помощью компьютера (намониторе большого размера или специальной демонстрационной панели). Примеромтаких программ являются PowerPoint фирмы Microsoft, Freelance Graphics фирмыLotus, Charisma фирмы Micrografx, Harvard Graphics фирмы Software Publishing.
Графические редакторы. Графические редакторы позволяютсоздавать и редактировать рисунки. В простейших редакторах предоставляютсявозможности рисования линий, кривых, раскраски областей экрана, созданиянадписей различными шрифтами и т.д. Такие редакторы входят в Windows(Paintbrush) и в Windows 95 (Brush), а для DOS есть даже более мощный редакторPaintbrush фирмы ZSoft. В редакторах, ориентированных на обработкуфотоизображении (например, Aldus Pnotostyler) можно обрабатывать изображениябольшого размера и имеются средства для настойки яркости и контрастностиизображения или отдельных его частей, применения несложных цветовых эффектов ит.д. В профессиональных редакторах типа Adobe Photoshop, рассчитанных насоздание художественных растровых изображений, имеются и множество другихизобразительных средств.
Весьма популярны такжередакторы объектной (векторной) графики типа Corel Draw, они работают с изображением,состоящим не из цветных точек, а из различных объектов — линий, букв и т.д. Сих помощью можно достаточно просто и удобно создавать весьма сложные и красивыеизображения. Правда, эти изображения неизбежно носят несколько искусственныйхарактер, но при создании рекламных объявлений, технических иллюстраций и вомногих других областях фотореалистичность изображений и не требуется.
Программы для анимации позволяют создавать двумерные итрехмерные движущиеся модели объектов и, управляя ими и комбинируя их, получать
несложные анимационныефильмы. Примерами таких программ являются 3D Studio фирмы Autodesk, CrystalTopas Prof фирмы CrystalGraphics, Lightwave 3D, Elastic Reality и др.
Программы для созданиякомпьютерного видеопозволяют при наличии соответствующего оборудования производить на компьютеремонтаж видеофильмов, наложение титров, видеоэффектов и т.д. Примером такихпрограмм является Adobe Premiere.
Бухгалтерскиепрограммы.Бухгалтерские программы предназначены для ведения бухгалтерского учета,подготовки финансовой отчетности и, иногда, финансового анализа деятельностипредприятий. Из-за несовместимости отечественного бухгалтерского учета сзарубежным в нашей стране используются почти исключительно отечественныебухгалтерские программы. Для предприятий, совершающих небольшое количествохозяйственных операций, может оказаться достаточным применение простейших инедорогих программ бухгалтерского учета типа «1С: Бухгалтерии», Инфо-Бухгалтерфирмы Информатик, Турбо-Бухгалтер фирмы «ДИЦ» и др. Для предприятий с большимобъемом хозяйственных операций требуются более продвинутые возможности учета,многие из которых уже не относятся к бухгалтерскому учету: складской учет, учетторговых операций, контроль за выполнением договоров, управленческий учет, финансовыйанализ деятельности предприятия и т.д. Для таких предприятий целесообразноприменение программных комплексов фирм Парус, Инфософт, Инфин, Атлант-Информ,КомТех+ и др.
Правовые базы данных содержат тексты нормативныхдокументов и предоставляют возможности поиска, распечатки и т.д.Распространяются правовые базы данных общего назначения и специализированныебазы данных по хозяйственному, банковскому, таможенному законодательству,региональному законодательству и т.д. Недорогие базы данных обычно продаются накомпакт-дисках и стоят около 20 дол., более дорогие обычно устанавливаются накомпьютер заказчика дилером и регулярно обновляются по электронной почте илирассылкой дискет (примеры таких баз — Гарант, Кодекс, Консультант-Плюс,Юрисконсульт и т.д.).
Персональныеинформационные менеджеры позволяют назначать разовые и повторяющиеся мероприятия, напоминать оделах, которые необходимо выполнять регулярно, облегчают звонки по телефону ит.д. Примеры таких программ — Lotus Organizer и Sidekick фирмы StarfishSoftware.
Программы планирования позволяют составлять планы работ,требующие координации многих людей и ресурсов (пример — планирование работ попостройке дома). Примеры таких программ — Microsoft Project, TimeLine фирмыSymantec и др.
Программы распознаваниясимволов (FineReaderфирмы Бит, Cunie-form фирмы Cognitive Technologies и др.) позволяют вводить спомощью сканера напечатанные тексты (машинописные, тексты книг, газет, журналови т.д.), делая ненужным утомительный и трудоемкий ручной ввод текстов склавиатуры. Однако качество распознавания сильно зависит от качества текста.
Программы-переводчики (Stylus фирмы ПроМТ, Сократ фирмыАрсеналъ и др.) позволяют переводить с более или менее пристойным качествомтексты с русского языка на английский и обратно. Некоторые программыподдерживают переводы с немецкого, французского, и других языков на русский иобратно.
Программы-словари (Мультилекс фирмы МедиаЛингва,Контекст фирмы Информатик, Лингво фирмы Бит и др.) — это электронные версииобычных словарей с некоторыми весьма удобными дополнительными возможностями.
Системы управлениябазами данных (СУБД)позволяют управлять большими информационными массивами — базами данных.Простейшие СУБД позволяют обрабатывать на компьютере один массив информации,например персональную картотеку. Более сложные СУБД поддерживают несколькомассивов информации и связи между ними, то есть могут использоваться для задач,в которых участвует много различных видов объектов, связанных друг с другомразличными соотношениями. Обычно эти СУБД включают средства программирования,но многие из них удобны и для интерактивного применения. Так, весьма мощны идовольно легки в использовании СУБД Lotus Approach, DataEase, Paradox. Принеобходимости разработки небольших информационных систем часто применяютсяMicrosoft Access, FoxPro, Clarion и др. Для создания большихмногопользовательских информационных систем лучше подходят СУБД типаклиент-сервер. В них сама база данных располагается на мощном компьютере — сервере, который принимает от программ, выполняемых на других компьютерах — клиентов, — запросы на получение той или иной информации из базы данных илиосуществление тех или иных манипуляций с данными. Среди таких СУБД широкоиспользуются Oracle, Microsoft SQL Server, Sybase SQL Server, Informix и др.
Системыавтоматизированного проектирования (САПР) позволяют осуществлять черчение и конструированиеразличных предметов и механизмов с помощью компьютера. Среди систем малого исреднего класса в мире наиболее популярна система AutoCad фирмы AutoDesk.Системы более высокого класса включают средства трехмерного твердотельногомоделирования, проектирования процессов механообработки, трехмерноготвердотельного моделирования, программирования оборудования с числовымпрограммным управлением и тд. Имеются как отечественные, так и зарубежныесистемы такого класса. Среди отечественных можно отметить «Компас» фирмы Аскони T-Flex CAD фирмы Топсистемы).
4.5 Системыпрограммирования
Даже при наличии десятковтысяч программ для IBM PC пользователям может потребоваться что-то такое, чегоне делают (или делают, но не так) имеющиеся программы. В этих случаях следуетиспользовать системы программирования, т.е. системы для разработки новыхпрограмм. Эти системы обычно включают компилятор, осуществляющий преобразованиепрограмм на языке программирования в программу в машинных кодах, илиинтерпретатор, осуществляющий непосредственное выполнение программы на языкепрограммирования высокого уровня, редактор текстов программ, библиотекиполезных подпрограмм, отладчики, а иногда и различные вспомогательныепрограммы.
Для популярных языковпрограммирования IBM PC-совместимых компьютерах (Си, Си++, Паскаль, Бейсик,Фортран и др.) имеется множество систем программирования, позволяющих создаватьпрограммы, работающие в среде DOS, Windows, Windows 95. Windows NT и др. Впоследнее время стали появляться системы программирования на языке Java(Symantec Cafe, Microsoft
J++ и др.), они позволяютсоздавать программы, вызываемые при просмотре Web-страниц в глобальнойэлектронной сети Internet.
Особым классом системпрограммирования являются системы для создания приложений типа клиент-сервер.Эти системы позволяют быстро создавать информационные системы для подразделенийи даже крупных предприятий. В них содержатся средства для созданияпользовательского интерфейса, описания процедур обработки данных, заготовки длявыполнения типовых действий по обработке данных и т.д. Эти системы, какправило, позволяют работать с самыми различными СУБД — Oracle, Sybase,Microsoft SQL Server и др. Среди наиболее' популярных систем такого рода можноназвать PowerBuilder фирмы Sybase, Delphi фирмы Borland, Visual Basic фирмыMicrosoft, SQLWindows фирмы Gupta (ныне Centura). Разумеется, средства длясоздания приложений типа клиент-сервер имеются и в составе СУБД типаклиент-сервер (Oracle, Sybase и др.), но они ориентированы только на даннуюСУБД.
Заключение
В настоящее время я имеюкомпьютер, на базе процессора Intel Pentium 4, соследующими характеристиками:
· процессор Intel(R) Pentium(R) 4 CPU2.00 GHz
· оперативнаяпамять 256 МБ
· видео карта 128Мб
a) RADEON9200
b) RADEON9200 – Secondary
· система Microsoft Windows XPProfessional
· дисковод гибкихдисков
· дисковод ASUS DVD – E 616P
· дисковод PLEXTOR DVDR PX-750A
· звуковые и видеоустройства:
а) ATI WDM Rage Theater Video
б) Realtek AC`97 Audio
· клавиатура PS/2 Microsoft Natural
· монитор Samsung SyncMaster 753DFX
· мышь PS/2 – совместимая
· Интернет порт (LPT1)
· модем ZyXEL OMNI 56K PCPlus