Эволюция персональных компьютеров. Архитектура ЭВМ

1. Эволюция персональных компьютеров Архитектура ЭВМ

Лекция 3

2. Счет на пальцах

Эволюция персональных
компьютеров
Счет на
пальцах
Пальцы человека были не
только первыми счетным
прибором, но и первой
вычислительной машиной.
С помощью пальцев рук
можно изучить таблицу
умножения на 9.

3. Квипу

Эволюция персональных
компьютеров
Квипу
Аборигены Южной Америки
считали и вычисляли с
помощью узлов,
завязанных на веревках и
ремнях.
Такие приспособления для
веревочно - узлового счета
назывались
квипу.

4. Абак

Эволюция персональных
компьютеров
Абак
Абак –вычислительная
машина античного мира.
На нем представлено число:
2390298 +10/12 +1/24+1/48

5. Счеты

Эволюция персональных
компьютеров
Счеты
На Руси во времена
Ивана III были
изобретены счеты.
Первичная их форма –
дощаный счетпредставляла собой
доску или рамку с
шариками,
нанизанными на
шнурки.

6. Эволюция персональных компьютеров

В XVII веке положение
меняется.
В 1641-1642 гг.
девятнадцатилетний Блез
Паскаль (1623-1662), тогда
еще мало кому известный
французский ученый,
создает действующую
суммирующую машину
("паскалину"). В
последующие четыре года
им были созданы более
совершенные образцы
машины.
«Паскалина»

7. Эволюция персональных компьютеров

В 1673 г. другой великий европеец, немецкий
ученый Вильгельм Готфрид Лейбниц (1646-1716),
создает счетную машину для сложения и
умножения двенадцатиразрядных десятичных
чисел. К зубчатым колесам он добавил
ступенчатый валик, позволяющий осуществлять
умножение и деление. "...Моя машина дает
возможность совершать умножение и деление
над огромными числами мгновенно, притом не
прибегая к последовательному сложению и
вычитанию", – писал В. Лейбниц одному из своих
друзей.

8. Цифровые вычислительные устройства, с программным управлением

Чарльз Беббидж
Английский ученый Чарльз Беббидж (1791-1871),
блестящий
математик,
великолепно
владеющий
численными методами вычислений, увидел в технологии
вычислений возможность дальнейшего развития своих
работ. Аналитическая машина (так назвал ее Беббидж),
проект которой он разработал в 1836-1848 годах, явилась
механическим прототипом появившихся спустя столетие
ЭВМ. В ней предполагалось иметь те же, что и в ЭВМ, пять
основных устройств: арифметическое, памяти, управления,
ввода, вывода.
Программа выполнения вычислений записывалась
на перфокартах (пробивками), на них же
записывались исходные данные и результаты
вычислений.

9. Эволюция персональных компьютеров

Программы вычислений на машине
Беббиджа, составленные дочерью Байрона
Адой
Августой
Лавлейс
(1815-1852),
поразительно
схожи
с
программами,
составленными впоследствии для первых
ЭВМ. Не случайно замечательную женщину
назвали первым программистом мира.
Несмотря на все старания Ч. Беббиджа и
А. Лавлейс, машину построить не удалось...
Современники, не видя конкретного
результата, разочаровались в работе
ученого.
Ада А. Лавлейс

10. Арифмометр «Феликс»

В.Т.Однер
В 1874 году петербургским
механиком Вильгордом
Однером была создана новая
конструкция арифмометра.
Арифмометр «Феликс»
является модификацией
арифмометра Однера
выпускался у нас в стране
вплоть до 50-х годов.

11. Эволюция персональных компьютеров

Конрад Цузе
Через 63 года после смерти Ч. Беббиджа нашелся "некто", взявший на
себя задачу создать машину, подобную по принципу действия той, которой
отдал жизнь Ч. Беббидж.
Им оказался немецкий студент Конрад Цузе (1910-1985). Работу по
созданию машины он начал в 1934 г., за год до получения инженерного
диплома. В 1937г. машина Z1 (что означало "Цузе 1") была готова и
заработала! Она была, подобно машине Беббиджа, чисто механической.
Использование двоичной системы сотворило чудо – машина занимала
всего два квадратных метра на столе в квартире изобретателя! Числа и
программа вводилась вручную.
К. Цузе установил несколько вех в истории развития компьютеров:
первым в мире использовал при построении вычислительной машины
двоичную систему исчисления (1937 г.), создал первую в мире релейную
вычислительную машину с программным управлением (1941 г.) и
цифровую специализированную управляющую вычислительную машину
(1943 г.).

12. Эволюция персональных компьютеров

Марк -1
В 1944 г. ученый Гарвардского университета Говард Айкен
(1900-1973) создает первую в США (тогда считалось первую
в мире!) релейно-механическую цифровую вычислительную
машину
МАРК-1.
По
своим
характеристикам
(производительность, объем памяти) она была близка к Z3,
но существенно отличалась размерами (длина 17 м, высота
2,5 м, вес 5 тонн, 500 тысяч механических деталей). В
машине использовалась десятичная система счисления.
Г. Айкен первым в мире начал чтение лекций по новому
предмету, получившему сейчас название Computer
Science – наука о компьютерах; он же одним из первых
предложил использовать машины в деловых расчетах и
бизнесе.

13.

Первое поколение ЭВМ
1946-1960
В апреле 1943 г. был заключен контракт между
полигоном и Пенсильванским университетом на создание
вычислительной
машины,
названной
электронным
цифровым интегратором и компьютером (ЭНИАК). На
это отпускалось 400 тыс. долларов. К работе было
привлечено около 200 человек, в том числе несколько
десятков математиков и инженеров. Руководителями
работы стали Джон Мочли (1907-1986), и талантливый
инженер-электронщик Преспер Эккерт (1919-1995). Именно
он предложил использовать для машины электронные
лампы.
Напряженная работа завершилась в конце 1945 года.
ЭНИАК был предъявлен на испытания и успешно их
выдержал. В начале 1946 г. машина начала считать
реальные задачи. По размерам она была более
впечатляющей, чем МАРК-1: 26 м в длину, 6 м в высоту, вес
35 тонн. Но поражали не размеры, а производительность –
она в 1000 раз превышала производительность МАРК 1!
Эниак
Электронная лампа

14.

Вклад русских ученых в развитие ЭВМ
В 1947-1948 г. - начало работ по
созданию
в
Институте
электроники
Академии наук Украины под руководством
академика Сергея Алексеевича Лебедева
первой
отечественной
универсальной
ламповой
ЭВМ
МЭСМ
(малой
электронной счетной машины).
В 1950 г. - вступает в действие
первая
в
СССР
вычислительная
электронная цифровая машина МЭСМ,
самая быстродействующая тогда в Европе,
а в 1951 году она официально вводится в
эксплуатацию

15. Первое поколение ЭВМ 1946-1960

В 1953 г. - в Академии наук СССР
(Москва), вводится в эксплуатацию БЭСМ
(большая
электронная
счетная
вычислительная
машина),
разработанная в Институте точной
механики и вычислительной техники АН
СССР, под руководством С.А.Лебедева.
БЭСМ относится к классу цифровых
вычислительных
машин
общего
назначения,
ориентированных
на
решение сложных задач науки и техники.
В 1959 г. - в СССР была введена в
эксплуатацию
первая
ламповая
специализированная стационарная ЭВМ
СПЕКТР-4,
предназначенная
для
наведения истребителей-перехватчиков.

16. Второе поколение ЭВМ 1950-1964

Второе
поколение
компьютерной
техники — машины, сконструированные
примерно в 1955—65гг. Характеризуются
использованием в них как электронных
ламп, так и дискретных транзисторных
логических элементов. Их оперативная
память была построена на магнитных
сердечниках. В это время стал расширяться
диапазон
применяемого
оборудования
ввода-вывода,
появились
высокопроизводительные устройства для
работы
с
магнитными
лентами,
магнитные
барабаны
и
первые
магнитные диски.
Типичная отечественная машина (серий
"Минск", "Урал") содержала около 25 тысяч
Транзистор

17. Второе поколение ЭВМ 1950-1964

Первые компьютеры на основе транзисторов появились в конце 50-х годов, а к
середине 60-х годов были созданы более компактные внешние устройства, что
позволило фирме Digital Equipment выпустить в 1965 г. первый мини-компьютер
PDP-8 размером с холодильник (!!) и стоимостью всего 20 тыс. долларов (!!).
Их оперативная память была построена на магнитных сердечниках.
Одновременно совершенствовались методы хранения информации. В это время
стал расширяться диапазон применяемого оборудования ввода-вывода,
появились высокопроизводительные устройства для работы с магнитными
лентами, магнитные барабаны и первые магнитные диски. Быстродействие
увеличилось до сотен тысяч операций в секунду, емкость памяти возросла до
нескольких десятков тысяч слов. Увеличился объем памяти, а магнитную ленту
начали использовать как для ввода, так и для вывода информации.
В середине 60-х годов получило распространение хранение информации на
дисках. Большие достижения в архитектуре компьютеров позволило достичь
быстродействия в миллион операций в секунду!
Появились языки высокого уровня. При решении математических задач
широкое применение получил набор библиотечных программ. Режимом
трансляции и исполнения программ стали управлять мониторные системы. На
основе мониторных систем в дальнейшем были созданы операционные системы.

18.

Третье поколение ЭВМ
1964-1970
В 1958-1959 Джек Килби и Роберт Нойс
создали уникальную цепь логических элементов
на
поверхности
кремниевого
кристалла,
соединенного алюминиевыми контактами первый
прототип
микропроцессора,
интегральную микросхему.
В конце 60-х годов XX века появились ЭВМ
третьего поколения, работавшие на малых
интегральных схемах. В этих машинах в качестве
средств общения с ЭВМ стали использоваться
видеотерминальные устройства – дисплеи.
Наиболее типичные представители машин
третьего поколения – IBM – 360 и IBM – 370,
созданные в США.
Интегральные
схемы

19. Третье поколение компьютеров (1964 - 1970)

Замечательное отличие такой схемы
заключается в том, что все ее элементы и
соединения между ними создаются на
небольшой пластинке кристалла площадью
около 1 кв. см. Микросхемы позволили
повысить быстродействие и надежность
ЭВМ,
снизить
габариты,
массу
и
потребляемую мощность. Первоначально
интегральные микросхемы состояли только
из нескольких транзисторов каждая, но
техника развивалась столь стремительно,
что сначала десятки, а потом сотни
транзисторов
стали
помещаться
на
микросхеме (БИС).
В СССР большие ЭВМ третьего
поколения серии ЕС (Единая система
ЭВМ), СМ ЭВМ (Семейство малых ЭВМ) и
др. выпускались вместе со странами СЭВ с

20. Третье поколение компьютеров (1964 - 1970)

Машины третьего поколения - это семейства
машин с единой архитектурой (программно
совместимых).
Машины третьего поколения имеют развитые
операционные системы. Они обладают возможностями
мультипрограммирования
Достоинством ЭВМ третьего поколения является
еще и то, что их производство оказалось дешевле, чем
производство машин второго поколения. А это, в свою
очередь, привело к росту спроса на универсальные
ЭВМ, предназначенные для решения самых различных
задач. Большинство созданных до этого ЭВМ являлись
специализированными машинами, на которых можно
было решать задачи какого-то одного типа.

21. Четвертое поколение компьютеров (1970 - настоящее время)

Четвёртое поколение — это теперешнее поколение компьютерной
техники, разработанное после 1970 года.
Наиболее важный в концептуальном отношении критерий, по
которому эти компьютеры можно отделить от машин третьего
поколения, состоит в том, что машины четвёртого поколения
проектировались в расчете на эффективное использование
современных высокоуровневых языков и упрощение процесса
программирования для конечного пользователя.
В аппаратурном отношении для них характерно широкое
использование сверхбольших интегральных схем (СБИС) в качестве
элементной
базы,
а
также
наличие
быстродействующих
запоминающих устройств с произвольной выборкой ёмкостью в
десятки мегабайт.

22. Четвертое поколение компьютеров (1970 - настоящее время)

Для машин четвертого поколения характерной чертой является
также наличие быстродействующих запоминающих устройств.
Впервые
.компьютеры
стали
представлять
собой
многопроцессорные
и
многомашинные
комплексы,
работающие на общую память и общее поле внешних устройств.
Для компьютеров четвертого поколения характерны:
применение персональных компьютеров;
телекоммуникационная обработка данных;
объединение в компьютерные сети;
широкое использование систем управления базами данных;
элементы интеллектуального поведения систем обработки
данных устройств.

23. Поколения ЭВМ

Характеристика
Годы
Основной
элемент
Количество ЭВМ
в мире, шт
Размеры
Быстродействие
Носитель
информации
Поколения
Первое
Второе
Третье
Четвертое
1946-1960
1950-1964
1964-1970
1970-…
Электронная
лампа
Транзистор
Интегральная
схема
Большая
интегральная
схема
Сотни
Тысячи
Сотни тысяч
Десятки
миллионов
Очень большие
(ENIAC,
UNIVAC,
EDSAC)
Значительно
меньшие
Миникомпьютеры
Микрокомпьютеры
1 (условно)
10
1 000
100 000
Перфорирован
ная лента
Магнитный диск,
м. лента
Диск
Гибкий диск

24. Современные ЭВМ

ЭВМ пятого поколения
Это ЭВМ недалекого будущего и
настоящего. Основное их качество -высокий интеллектуальный уровень. В
них возможно ввод с голоса, общение
на человеческом языке, машинное
«зрение», машинное «осязание» и
прочее. Уже очень многое сделано в
этом направлении.

25. Архитектура компьютера

26. Компьютер (англ. computer — вычислитель) представляет собой программируемое электронное устройство, способное обрабатывать

данные и производить вычисления, а также
выполнять другие задачи манипулирования символами .
Существует два основных класса компьютеров:
цифровые компьютеры, обрабатывающие данные в виде
числовых двоичных кодов;
аналоговые
компьютеры, обрабатывающие непрерывно
меняющиеся
физические
величины
(электрическое
напряжение, время и т.д.), которые являются аналогами
вычисляемых величин.
Основу
компьютеров
образует
аппаратура
(HardWare),
построенная, в основном, с использованием электронных и
электромеханических элементов и устройств. Принцип
действия компьютеров состоит в выполнении программ
(SoftWare) — заранее заданных, четко определённых
последовательностей арифметических, логических и других
операций.

27. Архитектура ЭВМ - это многоуровневая иерархия аппаратно-программных средств, из которых строится ЭВМ.

Наиболее распространены следующие архитектурные решения:

28. 1. Классическая архитектура (архитектура фон Неймана)

Классическая архитектура (архитектура фон Неймана) — одно
арифметико-логическое устройство (АЛУ), через которое проходит
поток данных, и одно устройство управления (УУ), через которое
проходит поток команд — программа. Это однопроцессорный
компьютер.
К этому типу архитектуры относится и архитектура персонального
компьютера с общей шиной. Все функциональные блоки здесь связаны
между собой общей шиной, называемой также системной магистралью.
Физически магистраль представляет собой многопроводную линию с
гнездами для подключения электронных схем. Совокупность проводов
магистрали разделяется на отдельные группы: шину адреса, шину
данных и шину управления.
Периферийные устройства подключаются к аппаратуре компьютера
через специальные контроллеры — устройства управления
периферийными устройствами. Контроллер — устройство, которое
связывает периферийное оборудование или каналы связи с
центральным процессором, освобождая процессор от непосредственного
управления функционированием данного оборудования.

29. Классическая архитектура ЭВМ фон Неймана

Устройства ввода
Память
(ОЗУ, ПЗУ)
Процессор
(АЛУ, УУ)
Устройства вывода
Внешняя память

30. Процессор — центральная часть ЭВМ, организующая ее работу по заданной программе.

Процессор объединяет в себе АЛУ и ЦУУ, с помощью которых
рабочая программа интерпретируется в вычислительный
процесс. Структура процессора зависит от принятой в ЭВМ
системы счисления, формата данных и команд, системы
команд, способов адресации и организации вычислительного
процесса и принципа управления им, а также метода контроля
и диагностики работы ЭВМ.
Арифметическо-логическое
устройство
(АЛУ)
—
совокупность блоков и узлов процессора, обеспечивающая
выполнение арифметических и логических операций над
операндами.
Характер
операции
задается
командой
программы.
Центральное устройство управления (УУ) - совокупность
блоков и узлов процессора, обеспечивающая координирование
работы всех устройств ЭВМ и управление ими для всех
принятых в данной ЭВМ режимов работы.

31. Процесс взаимодействия устройств ПК с помощью шины

Процессор
(АЛУ, УУ)
Внутренняя память
Видео ОЗУ
шина адреса
шина данных
шина управления
Системная шина
К
Устройства ввода
К
Внешняя память
К
Устройства вывода

32. Принципы работы компьютера (принципы Неймана).

1.Принцип программного управления
Из него следует, что программа состоит из набора команд,
которые выполняются процессором автоматически друг за другом
в определенной последовательности. Выборка программы из
памяти осуществляется с помощью счетчика команд. Этот регистр
процессора последовательно увеличивает хранимый в нем адрес
очередной команды на длину команды. А так как команды
программы расположены в памяти друг за другом, то тем самым
организуется выборка цепочки команд из последовательно
расположенных ячеек памяти.
Если же нужно после выполнения команды перейти не к
следующей, а к какой-то другой, используются команды условного
или безусловного переходов, которые заносят в счетчик команд
номер ячейки памяти, содержащей следующую команду. Выборка
команд из памяти прекращается после достижения и выполнения
команды “стоп”. Таким образом, процессор исполняет программу
автоматически, без вмешательства человека.

33. Принципы работы компьютера (принципы Неймана).

2.Принцип однородности памяти
Программы и данные хранятся в одной и той же памяти.
Поэтому компьютер не различает, что хранится в данной ячейке
памяти — число, текст или команда. Над командами можно
выполнять такие же действия, как и над данными.
Это открывает целый ряд возможностей. Например, программа
в процессе своего выполнения также может подвергаться
переработке, что позволяет задавать в самой программе правила
получения некоторых ее частей (так в программе организуется
выполнение циклов и подпрограмм).
Более того, команды одной программы могут быть получены
как результаты исполнения другой программы. На этом принципе
основаны методы трансляции — перевода текста программы с
языка программирования высокого уровня на язык конкретной
машины.

34. Принципы работы компьютера (принципы Неймана).

3.Принцип адресности
Структурно основная память состоит из перенумерованных ячеек;
процессору в произвольный момент времени доступна любая ячейка.
Отсюда следует возможность давать имена областям памяти, так, чтобы
к запомненным в них значениям можно было впоследствии обращаться
или менять их в процессе выполнения программ с использованием
присвоенных имен.
Компьютеры, построенные на этих принципах, относятся к типу фоннеймановских.
Но существуют компьютеры, принципиально отличающиеся от фоннеймановских. Для них, например, может не выполняться принцип
программного управления, т.е. они могут работать без “счетчика команд”,
указывающего текущую выполняемую команду программы. Для
обращения к какой-либо переменной, хранящейся в памяти, этим
компьютерам не обязательно давать ей имя. Такие компьютеры
называются не-фон-неймановскими. Примером такого компьютера
является нейрокомпьютер

35. 2. Многопроцессорная архитектура

Наличие в компьютере нескольких процессоров означает, что
параллельно может быть организовано много потоков
данных и много потоков команд. Таким образом,
параллельно могут выполняться несколько фрагментов одной
задачи.

36. 3. Многомашинная вычислительная система

Здесь несколько процессоров, входящих в вычислительную
систему, не имеют общей оперативной памяти, а имеют
каждый
свою
(локальную).
Каждый
компьютер
в
многомашинной системе имеет классическую архитектуру, и такая
система применяется достаточно широко. Однако эффект от
применения такой вычислительной системы может быть получен
только при решении задач, имеющих очень специальную
структуру: она должна разбиваться на столько слабо
связанных подзадач, сколько компьютеров в системе.
Преимущество в быстродействии многопроцессорных и
многомашинных
вычислительных
систем
перед
однопроцессорными очевидно.

37. 4. Архитектура с параллельными процессорами

Здесь
несколько
АЛУ
работают
под
управлением
одного УУ. Это означает, что
множество
данных
может
обрабатываться
по
одной
программе — то есть по одному
потоку команд.
Высокое быстродействие такой
архитектуры
можно
получить
только на задачах, в которых
одинаковые
вычислительные
операции
выполняются
одновременно
на
различных
однотипных наборах данных.

38. Аппаратное обеспечение ПК (Hardware)

1.
2.
3.
4.
5.
Системный блок
Монитор
Клавиатура
Мышь
Соединительные кабели

39. Структура компьютера — это совокупность его функциональных элементов и связей между ними.

Устройства компьютера бывают внутренние и внешние. К
внешним устройствам относятся:
Системный блок - в нем хранятся внутренние устройства;
Монитор - предназначен для вывода на экран графической или
текстовой информации;
Клавиатура - устройство, с помощью которого осуществляется
ввод данных и команд в компьютер.
Для выполнения специальных задач к компьютеру подключают
дополнительное оборудование. Оно тоже может быть
внутренним (его вставляют в системный блок) или внешним
(подключается с помощью разъемов). Дополнительное
внешнее
оборудование
называется
периферийным
оборудованием.

40.

41. Структура современного ПК

1) материнская плата (Motherboard), называемая ещё
главной (Mainboard) или системной платой;
2)
CPU (Central Processing Unit) - центральный
процессор; FPU (Floating Point Processing Unit) —
сопроцессор;
3) винчестер или накопитель на жёстком магнитном
диске, обозначенный в документации как HDD (Hard
Disk Drive);
4) дисковод — для гибких магнитных дисков, FDD
(Floppy Disk Drive);
5) RAM (Random Access Memory) — оперативное
запоминающее устройство (ОЗУ);

42. Структура ПК

ROM (Read Only Memory) — постоянное
запоминающее устройство (ПЗУ);
7)
графический
контроллер
—
устройство,
выполняющее графические операции и обработку
видеоданных;
акселератор
—процессор,
ускоряющий обработку видео изображений ;
8) элементы электрических соединений узлов и блоков
переходные контакты, плоские кабели и монтажные
провода;
9) корпус (case) — защищает компоненты PC от
внешнего воздействия и содержит блок питания;
6)

43. Структура ПК

10) UPS — источник бесперебойного питания;
11) устройства ввода — клавиатура, мышь, трекбол,
джойстик, дигитайзер, сканер;
12) устройства вывода — монитор, принтер, плоттер;
13) мультимедиа компоненты — звуковая карта, CDROM, DVD-ROM, карты видео ввода-вывода;
14) устройства коммуникаций — модем, сетевая карта.

44. Интерфейс — это средство сопряжения двух устройств, в котором все физические и логические параметры согласуются между собой

Для согласования интерфейсов периферийные устройства
подключаются к шине не напрямую, а через свои контроллеры
(адаптеры) и порты примерно по такой схеме:
Контроллеры и адаптеры представляют собой наборы
электронных цепей, которыми снабжаются устройства
компьютера с целью совместимости их интерфейсов.
Контроллеры, кроме этого, осуществляют непосредственное
управление периферийными устройствами по запросам
микропроцессора.

45. Порты

Порты устройств представляют собой некие электронные схемы, содержащие
один или несколько регистров ввода-вывода и позволяющие подключать
периферийные устройства компьютера к внешним шинам микропроцессора.
Последовательный порт (обозначается COM1 - COM3) обменивается
данными с процессором побайтно, а с внешними устройствами — побитно. К
последовательному порту обычно подсоединяют медленно действующие или
достаточно удалённые устройства, такие, как мышь и модем.
Параллельный порт (обозначается LPT1-LPT4), получает и посылает данные
побайтно. К параллельному порту подсоединяют более "быстрые" устройства —
принтер и сканер.
Через игровой порт подсоединяется джойстик. Клавиатура и монитор
подключаются к своим специализированным портам, которые представляют собой
просто разъёмы.
Разъемы шины USB. В новых компьютерах имеются разъемы универсальной
последовательной шины USB. Разъемы и кабели шиной USB очень похожи на
телефонные. К каждому устройству, подключенному к шине USB, можно
подключить другие USB-устройства (всего может быть подключено до 127
устройств). USB-устройство можно подсоединять и отсоединять при работающем
компьютере.

46. Системный блок

47. Материнская плата (Motherboard)

Это
сердце компьютера,
самое
большое
и
сложное
устройство.
Именно
к
"маме"
подключаются
все
другие
устройства,
входящие
в
состав
системного блока.
Функция: платы
обеспечивает
между
всеми
поверхности
материнской
имеетсясвязь
большое
количество
устройствамидля ПК,
посредством
разъемов предназначенных
установки
других передачи
устройств:
сигнала от
одного
устройства к другому. slots –
sockets – гнезда
для
процессоров;
разъемы под оперативную память и
платы расширения; контроллеры портов
ввода/ вывода.
На

48. Процессор (CPU)

Процессор - мозг компьютера
Основными характеристиками центральных процессоров
являются:
тип архитектуры или серия (Intel x86, Intel Pentium, Pentium
overdrive, RISC …),
система поддерживаемых команд (standard 86/88, 286, 386,
486, Pentium, MMX) и адресации (real mode, protected mode,
virtual mode, EMS, paging),
разрядность (бит),
тактовая частота (МГц).
Основные производители: Intel, Cyrix, AMD
Cooler – вентилятор для охлаждения процессора.

49. Поколения процессоров

За
20
лет
сменилось
7
поколений
процессоров
фирмы Intel: 8088, 286, 386, 486, Pentium,
Pentium ll, Pentium lll, Pentium IV.
MHz
Поколения процессоров Intel
3500
3200
3000
2500
2000
1500
1500
1000
833
500
0
20
286
1992 год
40
386
100
486
333
166
Pentium
Pentium II
Тактовая частота, MHz
Pentium III
Pentium IV
Pentium IV
2005 год

50. Процессор

Тип
архитектуры
определяется
фирмой
производителем
оборудования.
С
типом
архитектуры
тесно
связан
набор
поддерживаемых команд или инструкций, и их расширений. Эти два
параметра,
в
основном,
определяют
качественный
уровень
возможностей персонального компьютера и в большой степени уровень
его производительности.
Разрядность центрального процессора определяет его поколение и
принципиально влияет на скорость передачи информации между
другими устройствами и процессором. Обычно используются
следующие типы данных: бит (один разряд), полубайт (4 бита), байт (8
бит), слово (16 бит), двойное слово (32 бита).
Тактовая частота процессора определяет минимальный квант времени
за который процессор выполняет некоторую условную элементарную
инструкцию. Тактовые частоты измеряются в мегагерцах и определяют
количественные характеристики производительности компьютерных
систем в целом.

51. Процессор

По способу организации передачи и обработки
информации
различают
процессоры
последовательного, параллельного и параллельнопоследовательного
действия,
по
организации
вычислительного процесса — на однопрограммные и
мультипрограммные.
Cache (запас) - обозначает быстродействующую
буферную память между процессором и основной
памятью (буфер данных, буфер адреса). Кэш служит для
частичной компенсации разницы в скорости процессора
и основной памяти - туда попадают наиболее часто
используемые данные.

52. Функциональный состав микропроцессора

устройство
управления (УУ) – формирует и подает во все блоки машины в нужные
моменты времени определенные сигналы управления (управляющие импульсы),
обусловленные спецификой выполняемой операции; формирует адреса ячеек памяти,
используемых выполняемой операцией, и передает эти адреса в соответствующие
блоки ЭВМ; опорную последовательность импульсов УУ получает от генератора
тактовых импульсов;
арифметико-логическое устройство (АЛУ) – предназначено для выполнения всех
арифметических и логических операций над числовой и символьной информацией (в
некоторых моделях ПК для ускорения выполнения операций к АЛУ подключается
дополнительный математический сопроцессор);
микропроцессорная память (МПП) – служит для кратковременного хранения, записи и
выдачи информации, непосредственно используемой в вычислениях в ближайшие
такты работы машины. МПП строится на регистрах и используется для обеспечения
высокого быстродействия машины, ибо основная память (ОП) не всегда обеспечивает
эффективную скорость записи, поиска и считывания информации, необходимую для
эффективной
работы,
быстродействующего
микропроцессора.
Регистры
быстродействующие ячейки памяти различной длины (в отличии от ячеек ОП, имеющих
стандартную длину 1 байт и более низкое быстродействие);
интерфейсная система микропроцессора - реализует сопряжение и связь с другими
устройствами ПК; включает в себя внутренний интерфейс МП, буферные
запоминающие регистры и схемы управления портами ввода-вывода (ПВВ) и системной
шиной.

53. Функциональная схема устройства управления микропроцессора

54. Устройство управления

Регистр команд - запоминающий регистр, в котором хранится код
команды: код выполняемой операции и адреса операндов,
участвующих в операции. Регистр команд расположен в
интерфейсной чисти МП, в блоке регистров команд.
Дешифратор операций - логический блок, выбирающий в
соответствии с поступающим из регистра команд операций (КОП)
один из множества имеющихся у него выходов.
Постоянное запоминающее устройство микропрограмм - хранит в
своих ячейках управляющие сигналы (импульсы), необходимые для
выполнения в блоках ПК операций обработки информации. Импульс
по выбранному дешифратором операций в соответствии с кодом
операции считывает из ПЗУ микропрограмм необходимую
последовательность управляющих сигналов.
Узел формирования адреса (находится в интерфейсной части МП) устройство, вычисляющее полный адрес ячейки памяти (регистра) по
реквизитам, поступающим из регистра команд и регистров МПП.
Кодовые шины данных, адреса и инструкций - часть внутренней
интерфейсной шины микропроцессора.

55. Функциональная схема АЛУ

56. Арифметическое - логическое устройство

Сумматор - вычислительная схема, выполняющая процедуру сложения
поступающих на ее вход двоичных кодов; сумматор имеет
разрядность двойного машинного слова.
Регистры - быстродействующие ячейки памяти различной длины:
регистр 1 (Pr1) имеет разрядность двойного слова, а регистр 2 (Pr2) разрядность слова.
Схемы управления принимают по кодовым шинам инструкций
управляющие сигналы от устройства управления и преобразуют их в
сигналы для управления работой регистров и сумматора АЛУ.
АЛУ выполняет арифметические операции только над двоичной
информацией с запятой, фиксированной после последнего разряда,
т.е. только над целыми двоичными числами. Выполнение операций
над двоичными числами с плавающей запятой и над двоичнозакодированными десятичными числами осуществляется или с
привлечением математического сопроцессора, или по специально
составленным программам.

57. Микропроцессорная память

Микропроцессорная память - память небольшой емкости, но чрезвычайно
высокого быстродействия. Она предназначена для кратковременного
хранения, записи и выдачи информации, непосредственно в ближайшие
такты работы машины участвующей в вычислениях; МПП используется
для обеспечения высокого быстродействия машины, ибо основная
память не всегда обеспечивает скорость записи, поиска и считывания
информации,
необходимую
для
эффективной
работы
быстродействующего микропроцессора.
Микропроцессорная память состоит из быстродействующих регистров с
разрядностью не менее машинного слова.
Регистры микропроцессора делятся на регистры общего назначения и
специальные.
Специальные регистры применяются для хранения различных адресов
(адреса команды, например), признаков результатов выполнения
операций и режимов работы ПК (регистр флагов, например) и др.
Регистры общего назначения являются универсальными и могут
использоваться для хранения любой информации, но некоторые из них
тоже должны быть обязательно задействованы при выполнении ряда
процедур.

58. Интерфейсная часть микропроцессора

Интерфейсная часть МП предназначена для связи и
согласования МП с системной шиной ПК, а также для приема,
предварительного анализа команд, выполняемой программы и
формирования полных адресов операндов и команд.
Интерфейсная часть включает в свой состав адресные
регистры МПП, узел формирования адреса, блок регистров
команд, являющийся буфером команд в МП, внутреннюю
интерфейсную шину МП и схемы управления шиной и портами
ввода-вывода.
Порты ввода-вывода - это пункты системного интерфейса ПК,
через которые МП обменивается информацией с другими
устройствами. Порт устройства содержит аппаратуру сопряжения
и два регистра памяти - для обмена данными и обмена
управляющей информацией. Схема управления шиной и портами
использует для связи с портами кодовые шины инструкций,
адреса и данных системной шины.

59. Память компьютера

Расположен
а на
материнско
й плате
Памят
ь
Внутре
Внеш
нняя
няя
Операт
ивная
(ОЗУ)
Постоя
нная
(ПЗУ)
256, 512,… Mb
2100 Mb/c
ROM-BIOS
CD-ROM
DVD-ROM
650 Mb
7800 Kb/c
до 17 Gb
7800 Kb/c
Винчес
тер
(НЖМД)
Дисков
од 3,5’’
(НГМД)
80, 120,… Gb
33 Mb/с
1,44 Mb
500 Kb/с

60. Оперативная память (ОЗУ / RAM)

Быстрая
энергозави
симая
память
Оперативная память (оперативное запоминающее устройство, ОЗУ)
– устройство для временного хранения информации, содержащее
данные и программы, с которыми в настоящий момент работает
компьютер.
DRAM - динамическая память в 4-5 раз дешевле статической.
Ее представляют миниатюрные конденсаторы.
SRAM - статическая память является более дорогой, но имеет
высокое
быстродействие.
Реализуется
на
триггерных
микросхемах.

61. Оперативная память (ОЗУ / RAM)

72-пиновые
разъемы SIMM
168-пиновые
разъемы DIMM
Чаще всего используют модули
динамической памяти SDRAM и DDR SDRAM
(SDRAM II) - Double Date Rate SDRAM - удвоенная
скорость передачи данных по -9)
Время доступа
от 70 до 4SDRAM.
нс (нано = 10
сравнению
с обычной
Объем одного модуля 32, 64, 128, 256, 512,… Mb
RAM
быстродействие

62. Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ, ROM, BIOS)

ПЗУ (постоянное запоминающее устройство) - микросхема,
к которой обращается компьютер при включении. ПЗУ
предназначено для длительного хранения данных. Это
энергонезависимая память.
Программы ПЗУ записываются на заводе. Этот комплекс
программ называется BIOS (Basic Input Output System базовая система ввода-вывода). Работа программ,
записанных в микросхеме BIOS, отображается на черном
экране бегущими белыми строчками. В этот момент
компьютер проверяет оперативную память, наличие
жестких дисков и дисководов, клавиатуры и т.д. Если все
в порядке, то BIOS дает команду загрузить с жесткого
диска в оперативную память операционную систему;

63. CMOS-память

Кроме обычной оперативной памяти и постоянной памяти, в
компьютере имеется также небольшой участок памяти для
хранения параметров конфигурации компьютера. Его часто
называют CMOS-памятью, поскольку эта память обычно
выполняется по технологии CMOS, обладающей низким
энергопотреблением.
Содержимое CMOS-памяти не изменяется при выключении
электропитания компьютера, поскольку для ее электропитания
используется специальный аккумулятор. Для изменения
параметров конфигурации компьютера в BIOS содержится
программа
настройки
конфигурации
компьютераSETUP.
Аккумулятор, питающий CMOS-память, снабжен
электроэнергией и встроенные в компьютер часы. Наличие
этих часов позволяет Вам не задавать текущее время при
каждом включении компьютера.

64. Винчестер (НЖМД / HDD)

Жесткий магнитный диск (винчестер) – устройство
для постоянного хранения информации.
НЖМД – накопитель на жестких магнитных дисках
HDD – Hard Disc Drive
Для удобства работы, обеспечения сохранности
информации, по соображениям секретности и
другим причинам жесткие диски делят на части,
которые называются логическими дисками. С
каждой такой частью можно работать как с
отдельным диском. Жесткий диск – это устройство
физическое. Логический диск – это один из
разделов физического диска.

65. Винчестер (НЖМД / HDD)

емкость 80, 120, … Gb
время доступа 8 мс (мили
= 10-6)
скорость передачи
данных от 33 Мбайт/с
скорость вращения 7200,
10000, 12000 об/мин

66. Почему “винчестер”?

В 1973 году фирмой IBM по новой технологии был
разработан жесткий диск, который мог хранить до
16 Кбайт информации.
Поскольку этот диск имел 30 цилиндров (дорожек),
каждая из которых была разбита на 30 секторов,
то ему присвоили название — 30/30.
По аналогии с автоматическими винтовками,
имеющими калибр 30/30, такие жесткие диски
стали называться «винчестерами».

67. Дисковод (НГМД / floppy)

3,5’’
1,44 Mb
300
об/мин.
100 мс
500 Kb/c
1.
2.
3.
4.
5.
Защитный корпус
Фланец привода диска
Защитная шторка
Отверстие запрета записи
Отверстие - признак дискеты
высокой плотности

68. Дисковод CD-ROM

650 Mb
Скорость
воспроизведения
Audio CD - 150 Kb/c
CDx2
- 300 Kb/c
CDx52
- 7800 Kb/c
CD-R (Record) –диск для однократной записи – высокая
надежность
CD-RW – диск для перезаписи (до 1000 раз)

69. Дисковод DVD-ROM

DVD (Digital Versatile Disk)
цифровой
многофункциональный
диск (видео фильмы, игры,
Стандарты
4,7 Gb =133 мин.
энциклопедии…)
•DVD-5 – 1 сторона, 1 слой;. 4,7
Gb
видео
в
•DVD-9 – 1 сторона, 2 слоя; формате
8,5 Gb
MPEG-4
•DVD-10 – 2 стороны, 1 слой; 9,4
Gb
со
•DVD-18 - 2 стороны, 2 слоя; 17,0
звуком
Gb
Dolby Digital
на
VHS
– 320 линий
8 на кадр
языках
и
MPEG4 – 500 линийсубтитрами
на кадр
на 32 языках.

70. Дисковод DVD-ROM

Параме CD-ROM
тр
DVD-ROM
диамет
р
120 мм
120 мм
толщин
а
1,2 мм
1,2 мм
(по 0,6 мм на
слой)
шаг
1,6 мкм
дорожк
и
длина
волны
вмести
0,74 мкм
780 нм
640 нм
инфракр
асный
красный
0,65 Gb
4,7 Gb

71. Flash-память

Флэш-память - особый вид энергонезависимой
перезаписываемой полупроводниковой памяти.
–
–
–
Энергонезависимая - не требующая дополнительной энергии
для хранения данных (только для записи).
Перезаписываемая - допускающая изменение (перезапись)
данных.
Полупроводниковая - не содержащая механически движущихся
частей (как обычные жёсткие диски или CD), построенная на
основе интегральных микросхем.
Флэш-память исторически происходит от ROM памяти, и
функционирует подобно RAM. В отличие от RAM, при
отключении питания данные из флэш-памяти не пропадают.
Ячейка флэш-памяти не содержит конденсаторов, а состоит из
одного транзистора особой архитектуры, который может
хранить несколько бит информации.

72. Flash-память

Преимущества flash-памяти:
–
–
–
–
Способна выдерживать механические нагрузки в 5-10 раз
превышающие предельно допустимые для обычных жёстких
дисков.
Потребляет примерно в 10-20 раз меньше энергии во время
работы, чем жёсткие дискам и носители CD-ROM.
Компактнее большинства других механических носителей.
Информация, записанная на флэш-память, может храниться
от 20 до 100 лет.
Замены памяти RAM флэш-памятью не происходит
потому что флэш-память:
–
–
работает существенно медленнее;
имеет ограничение по количеству циклов перезаписи (от 10000
до 1000000 для разных типов).

73. Flash-память

Flash - короткий кадр, вспышка, мелькание
Впервые Flash-память была разработана
компанией Toshiba в 1984 году. В 1988 году Intel
разработала собственный вариант флэшпамяти.
Название было дано компанией Toshiba во
время разработки первых микросхем флэшпамяти как характеристика скорости стирания
микросхемы флэш-памяти "in a flash" - в
мгновение ока.

74. Стример

Так называют устройство для записи
информации на магнитную ленту, т.е это
магнитофон
со
специальными
возможностями, который записывает
информацию
с
компьютера
на
магнитную кассету с одновременным ее
сжатием.
Назначение: используется в системах
резервного сохранения информации с
жесткого диска. Ценную информацию на
жестком диске необходимо регулярно
сохранять на магнитной ленте.
Кассеты стримера имеют большой объем до нескольких гигабайт. На одной кассете
может поместиться информация со всего
жесткого диска.

75. Графический контроллер (видеокарта/ видеоплата/ графический адаптер)

Первый
IBM
PC
не
предусматривал
возможности
вывода
графических
изображений. Современный
Графический
контроллер обладает
собственной на
позволяет
выводить
оперативной
… Mb
экран памятью:
двух-128,
и256,
трёхмерную
графикуспособность
и полноцветное
Разрешающая
видео.
способность
видеокарты разместить
на экране определенное количество
точек,
из
которых
состоит
изображение. Чем больше точек будет
на экране, тем менее зернистым и
качественным будет изображение, тем
больше
графической
информации

76. Графические режимы

Режим
Разрешение
(гор. x вер.)
VGA
640x480
SVGA
800x600
XGA
1024x768
SXGA
1280x1024
UXGA
1600x1200
А
600
SVGA
800
А
1024
768
XGA

77. Звуковой адаптер (звуковая карта/ плата/ sound card)

•Слоты ISA (8MHz/ 16bit/ устаревшие)
•Слоты РСI (33MHz/ 32bit/ современные)
Разрядность записи
звука и
динамический диапазон –
разница между самым тихим и самым
громким звуком
8 bit
–
256 уровней –
диапазон 48 дБ
Частота дискретизации
16bit
– сигнала
65536 уровней
Частота
оцифровки
должна–
диапазон
дБ
быть
минимум
в
2 96раза
больше
- профессиональныевходного
максимальной 20-22bit
частоты
сигнала. Речь занимает полосу частот
до 3-4 кГц, для ее оцифровки нужна
частота 8 кГц.

78. Звуковой адаптер (звуковая карта/ плата/ sound card/ blaster)

79. Устройства ввода

Периферийные
устройства

80. Устройства ввода информации

клавиатура — устройство для ручного ввода числовой, текстовой и
управляющей информации в ПК;
графические планшеты (дигитайзеры) — для ручного ввода графической
информации, изображений путем перемещения по планшету специального
указателя (пера); при перемещении пера автоматически выполняется
считывание координат его местоположения и ввод этих координат в ПК;
сканеры (читающие автоматы) — для автоматического считывания с
бумажных носителей и ввода в ПК машинописных текстов, графиков,
рисунков, чертежей;
устройства указания (графические манипуляторы) — для ввода
графической информации на экран дисплея путем управления движением
курсора по экрану с последующим кодированием координат курсора и
вводом их в ПК (джойстик — рычаг, «мышь», трекбол — шар в оправе,
световое перо и др.);
сенсорные экраны — для ввода отдельных элементов изображения,
программ или команд с полиэкрана дисплея в ПК:
цифровые фото/видеокамеры — для фото/видео съёмки и перенесения
впоследствии всего этого в память компьютера

81. Манипулятор мышь (mouse)

Левая кнопка: Click = выделение объекта; Double
Click = активизация объекта = <Enter>
Правая кнопка – вызов контекстного меню
Колесо прокрутки (scrolling)

82. Дигитайзер (digitizer/ graphic tablet/ графический планшет)

Это устройство на десять лет старше мыши, однако изза своей дороговизны оно до сих пор не заменило ее.

83. Клавиатура

QWERTY
101 – 103 клавиши
Области
1.
2.
Алфавитно-цифровая
Специальных клавиш <Alt> <Ctrl> <Shift> <Cups Lock>
<Enter> <Delete> <←> <Insert> <Print Screen>
3.
4.
5.
6.
Управления курсором
Переключаемая (цифровая/
управления курсором) <Num Lock>
Функциональная <F1> – <F12>
Индикаторов

84. Сканер

планшетный
устройство для ввода изображений
бумага или пленка
фото/ рисунок
текст
СКАНЕР
растровый рисунок
Разрешен
ие
[dpi (dot per inch)]
300-1200
Формат A4,
A3
HP, Mustek, Epson
программа распознавания
(Fine Reader)
цифровая
(двоичная) среда ПК
двоичный текст

85. Распознавание символов (сравнение с эталоном)

Д
Г
Е
A
В
Б
Д
А
Б
В
Г
Д
Е
Ё
Ж
З
…
а
б
в
г
д
е
ё
ж
з
…
A
B
C
D
E
F
J
H
I
…
a
b
c
d
e
f
j
h
i
…
Д – ошибка минимальная –>
код 196 (Win-1251) =&11000100

86.

Распознавание символов в
системе FineReader
1.
На основе общих признаков система
выдвигает некоторое количество
гипотез о том, что может быть на
изображении. Например, если одна из
гипотез предполагает, что данный
символ - это буква «А», то этот символ
проверяется на наличие признаков,
присущих только букве «А». Если
какой-то признак отсутствует,
проверка этой гипотезы
прекращается.
2.
Для проверки гипотез используются
структурные эталоны четырех типов :
отрезок, дуга, кольцо, точка.

87. Распознавание символов в системе FineReader

Если в окончательный список попало более одной гипотезы, они
попарно сравниваются.
Окончательный результат распознавания осуществляется системой
контекстной проверки. Даже если не все буквы в слове были
распознаны, компьютер может "догадаться", что это за слово.
После система пытается перераспознать неуверенно распознанные
за первый проход символы и слова. К этому моменту адаптивный
классификатор успевает обучиться на материале всей страницы
целиком, поэтому при повторном распознавании может распознать то,
что не далось ему вначале.
Принципы Целостности, Целенаправленности и Адаптивности,
положенные в основу данной системы позволяют машине
приблизится к логике мышления, свойственной человеку.

88. Цифровая фотокамера

В
основном
устройство
цифровой камеры повторяет
конструкцию
аналоговой.
Главное
различие
в
светочувствительном
элементе,
на
котором
формируется изображение: в
аналоговых фотоаппаратах
это пленка, в цифровых –
матрица.
Свет
через
объектив
попадает
на
матрицу, где формируется
картинка,
которая
затем
записывается в память.

89. Матрица

Матрица состоит из множества светочувствительных ячеек
– пикселей. Ячейка при попадании на нее света
вырабатывает электрический сигнал, пропорциональный
интенсивности светового потока. Т.к. используется
информация только о яркости света, картинка получается
в оттенках серого.
Чтобы картинка была цветной, ячейки покрывают
цветными фильтрами – в большинстве матриц каждый
пиксель покрыт красным, синим или зеленым фильтром.
На матрице фильтры располагаются группами по четыре:
Шаблон Байера
G R
B G
(человеческий глаз наиболее чувствителен к зеленому цвету).
Фильтр пропускает в ячейку лучи только своего цвета.
Полученная картинка состоит только из пикселей красного,
синего и зеленого цвета – именно в таком виде
записываются файлы формата RAW (сырой формат).
Для записи файлов JPEG и TIFF процессор камеры
анализирует цветовые значения соседних ячеек и
рассчитывает цвет пикселей (цветовая интерполяция).
Трехслойная матрица

90. Устройства вывода

Периферийные
устройства

91. Устройства вывода информации

Монитор (дисплей) - предназначен для вывода на экран
графической или текстовой информации. Мониторы
бывают:
ЭЛТ (CRT)
ЖК (LCD) Плазменные панели Сенсорные
графопостроители(плоттеры)—
для
вывода
графической
информации
(графиков,
чертежей,
диаграмм, рисунков) на бумажный носитель;
принтеры — печатающие устройства для вывода
информации на бумажный носитель. Принтеры бывают:
Матричные
Струйные
Лазерные

92. Мониторы ЭЛТ (CRT)

ЭЛТ - электроннолучевая трубка
CRT - Cathode Ray Tube
• Свечение
люминофора
экрана
под
воздействием
электронного
луча,
формируемого электронной пушкой.
• Люминофор - вещество, которое испускает
свет при бомбардировке
заряженными
частицами.
• Люминофорный слой состоит из маленьких
элементов,
которые
воспроизводят
основные цвета RGB (триады).
• Свечение образуется под воздействием
ускоренных
электронов
от
трех
электронных пушек (каждая для своего
элемента триады).

93. Мониторы ЭЛТ (CRT)

Основные характеристики
ЭЛТ –
электроннолучевая трубка
• Видимый размер монитора по диагонали – 15’’,
17’’, 19’’, 21’’
• Разрешения, поддерживаемые монитором –
VGA, SVGA, XGA, SXGA, UXGA
• Шаг зерна – расстояние между точками на
экране (0,21 – 0,28 мм)
• Частота регенерации (смены кадров) – от 72 Hz.
Стандарт VESA от 85 Hz

94. Мониторы ЖК (LCD)

ЖК – жидкокристаллические
LCD – Liquid Crystal
Display
• Управление
светом лампы
подсветки,
проходящим
через слой
жидких
кристаллов за
счёт изменения
ими плоскости
поляризации.

95. Мониторы ЖК (LCD)

TFT LCD – с
активной
матрицей

96. Мониторы ЖК (LCD) +

Преимущества
ЖК – жидкокристаллические
LCD – Liquid
Crystal Display
• При сравнимом размере диагонали видимой
области 14’’ LCD 15’’ ЭЛТ
• Бликов на экране в 3 и более раз меньше (меньше
коэффициент отражения).
• Не создает вредного для здоровья постоянного
электростатического потенциала.
• Напряжение каждого пикселя запоминается
транзистором до следующего обновления,
мерцание практически отсутствует и частоты
регенерации 60 Гц достаточно.
• Малый вес и габариты.
• Потребляет в 3-4 раза меньше электроэнергии.

97. Мониторы ЖК (LCD) -

Недостатки
• Недостатки цветопередачи и невозможность калибровки (не
подходит дизайнерам и художникам).
• Только “родное” разрешение.
• Недостаточные контрастность, быстродействие и стойкость к
механическим повреждениям.
• Ограниченный угол обзора.
• Наличие “битых” пикселей.
• Более высокая цена.

98. Плазменные панели (PDP - Plasma Display Panel )

Как и в CRT-мониторе, в плазменном светится люминофор, но
не под воздействием потока электронов, а под воздействием
плазменного разряда.
Каждая ячейка плазменного дисплея - флуоресцентная минилампа, которая способна излучать только один цвет из схемы
RGB.
К подложкам каждого пикселя плазменного дисплея, между
которыми находится инертный газ (ксенон или неон),
прикладывается высокое напряжение, в результате чего
испускается поток ультрафиолета, который вызывает
свечение люминофора.
97 % ультрафиолетовой составляющей излучения, вредного
для глаз, поглощается наружным стеклом.

99. Плазменные панели (PDP - Plasma Display Panel )

Преимущества
Более сочные цвета в более широком диапазоне.
Широкий угол обзора.
Больше контрастность, чем у LCD, больше яркость,
чем у CRT.
Могут достигать больших размеров (с диагональю от
32" до 50") с минимальной толщиной.

100. Плазменные панели (PDP - Plasma Display Panel )

Недостатки
Достичь размера пикселя меньше 0,5 мм практически невозможно. Поэтому
плазменные телевизоры с диагональю меньше 32" (82 см) не существуют.
Тёмные оттенки страдают от недостатка света - их трудно отличить друг от
друга. Так как пиксель плазмы требует электрического разряда для излучения
света, то он может либо гореть, либо не гореть, но промежуточного состояния
нет. Чтобы пиксель горел ярко, его нужно часто зажигать. Для получения более
тёмного оттенка пиксель зажигают реже.
Общепринято, что человеческий глаз не замечает мерцания с частотой выше 85
Гц. На самом деле, глаз способен воспринимать и более высокие частоты, но
мозг не успевает их обрабатывать. Поэтому 85-Гц картинка может приводить к
утомлению глаз, даже если зритель и не видит мерцание, что и происходит в
случае с плазменными панелями.
Люминофорный слой выгорает. Если на экране отображается один и тот же
канал в режиме 24/7, на нём могут выгореть пиксели логотипа (МТВ, НТВ и т.д.).
Это относится и к рекламным экранам, демонстрирующим одну и ту же
картинку. Синий канал всегда выгорает раньше.
Последствие высоких напряжений - высокое энергопотребление. PDP 42" (107
см) - 250 Вт, а LCD с той же диагональю - 150 Вт.

101. Плазменные панели (PDP - Plasma Display Panel )

Сферы применения
Высококачественные видеосистемы большого формата.
Прекрасно подходят для просмотра DVD или телевидения
высокого разрешения. Позиционируются на high-end сектор
рынка, где проблемы высокой цены, старения люминофора и
высокого энергопотребления вторичны по сравнению с
качеством.
Вполне очевидно, что ЖК будут "отъедать" рынок плазменных
панелей, - их диагональ продолжает увеличиваться.
Эта технология мало подходит для компьютерных мониторов.

102. Сравнение типов мониторов (1)

Параметр
ЖК / LCD
Плазма PDP
Кинескоп CRT
Управление светом лампы
подсветки, проходящим
через слой жидких
кристаллов за счёт
изменения ими плоскости
поляризации
Свечение
люминофора экрана
под воздействия
ультрафиолетовых
лучей при разряде в
плазме
Свечение
люминофора экрана
под воздействием
электронного луча
формируемого
электронной пушкой
Ресурс
работы
60000 час. лампа
подсветки
250000 час. работа ЖК
25000 час.
25000 час.
Яркость
170 до 500 cd/m2
(кандела/м2)
300 до 1000 cd/m2
80 до 300 cd/m2
150:1 до 600:1
200:1 до 3000:1
350:1 до 750:1
90° до 170°
не ограничен
не ограничен
Принцип
Контр-сть
Угол обзора

103. Сравнение типов мониторов (2)

Параметр
ЖК / LCD
Плазма PDP
Кинескоп CRT
Время реакции
пикселя
от 15 до 50 мс
не заметно глазу
не заметно глазу
Дефекты экрана
допускаются
допускаются
нет
идеальное
идеальное
от удов. до очень хор.
нет
нет
возможны
установленное
установленное
различные
незначительно ярче по
краям
равномерное
незначительно ярче
в центре
нет
нет
да
Качество
фокусировки
Геометрические
искажения
Возможные
разрешения
Однородность
свечения
Влияние
магнитных полей

104. Сравнение типов мониторов (3)

Параметр
ЖК / LCD
Плазма PDP
Кинескоп CRT
Температура
корпуса при
работе
малая
высокая
средняя
Потребляемая
мощность
малая
высокая
средняя
Самая большая
Высокая но меньше
ЖК
Цена для
больших размеров
экрана
Вес и габариты
меньше плазмы и
кинескопа
больше ЖК и
меньше кинескопа
дешевле ЖК и
плазмы
самые большие

105. Матричные (игольчатые) принтеры

Преимущества
• Нетребовательность к качеству бумаги, печать на
нестандартной бумаге
• Наличие оттисков (важно для официальных
документов), возможность печати под копирку
• Простота и надежность
• Дешевизна расходных материалов
Последова
тельные,
ударные.
Головка
принтера
оснащена 9,
18 или 24
иголками
Недостатки
Не печатают графику
Относительно высокий уровень шума
Относительно низкая скорость печати
Относительно низкое качество печати (150 dpi)
Только монохромная печать

106. Струйные принтеры (Ink Jet)

Принцип действия
Изображение формируется из микрокапель ( ~ 50 мкм)
чернил, которые выдуваются из сопел картриджа.
Каждая строка цветного изображения проходится как
минимум 4 раза (CMYK). Количество сопел обычно от
16 до 64, но есть печатающие головки с сотнями сопел.
Преимущества
•Высокое качество графики даже для самых дешевых
моделей.
Последоват •Низкая стоимость принтера (продается ниже
себестоимости).
ельные,
безударные •Наличие принтеров больших форматов (от А4 до А0
(плоттер)).

107. Струйные принтеры (Ink Jet)

Недостатки
Последоват
ельные,
безударные
•Низкая экономичность. Затраты на чернила уже в
первый год как минимум в 5 раз превысят стоимость
устройства, при объемах печати в 10–15 страниц в день.
Непроизводительный расход чернил на прочистку
головок. Низкая емкость картриджей.
•Требователен к бумаге.
•Низкая стойкость отпечатков (быстро выцветают и
смываются).
•Относительно низкая надежность.
•Относительно низкая скорость печати.

108. Плоттеры (графопостроители)

Применяются
для
вывода
длинных
непрерывных
графиков, диаграмм и
больших чертежей.
Форматы: A2, A3, A1, A0
Различные
модели
плоттеров
могут
иметь как одно, так и
несколько
перьев
различного
цвета
(обычно 4-8).

109. Лазерные принтеры

1.
2.
3.
4.
5.
6.
Каждая частица полупроводниковой пленки [2], нанесенной на металлический цилиндр
фотонаборного барабана [1] заряжается отрицательно с помощью коронатора [3].
Луч лазера [4] с помощью отклоняющего зеркала [5] сканирует вдоль одной строки заряженного
барабана, разряжая его в точках своего попадания. После сканирования лазерным лучом одной
строки шаговый двигатель поворачивает барабан на небольшое расстояние для сканирования
следующей. Т. О. на барабане получается "зарядовая фотография".
На фотонаборный барабан наносится тонер - мельчайшие частицы красящего вещества, которые
вытягиваются из картриджа [6] под действием кулоновских сил притяжения.
Сформированное на барабане изображение переносится на бумагу [7], которая протягивается
вплотную к барабану с помощью системы валиков [8]. Перед контактом с барабаном бумаге
сообщается положительный электростатический заряд, благодаря которому заряженные
отрицательно частицы тонера легко переносятся на бумагу.
Для фиксации тонера бумага пропускается между двумя роликами [9], нагретыми до температуры ~
180оС, что приводит к вплавлению тонера в бумагу.
Барабан разряжается и очищается специальным роликом очистки [10] от оставшегося тонера, после
чего готов к печати новой страницы.

110. Лазерные принтеры

Преимущества
• Высокая надежность
• Относительно невысокая цена копии
• Высокая скорость печати (до 12 страниц/
мин.)
• Высокое качество печати 300, 600 и более
dpi.
Недостатки
Странич
ные,
безудар
• Монохромная печать (высокая цена
принтера и копии для качественной
цветной печати)

111. Лазерные принтеры (цветные)

Лазерные цветные принтеры низшего ценового диапазона используют
четырехпроходную технологию. Поэтому их быстродействие при
выводе цветных документов не превышает 8 стр./мин.

112. Сравнительная таблица типов принтеров

Параметр/ тип принтера Матричные
Струйные
Лазерные
Скорость печати
-1
0
+1
Качество ч/б печати
-1
0
+1
(150dpi)
(300 и более dpi)
(300, 600 и
более dpi)
не
предусмотрена
0
практически не
используются
Надежность
+1
+1
-1
-1
0
0
Уровень шума
-1
0
0
Качество цветной
печати
Цена копии

113. Устройства коммуникации

114. Модем (МОдулятор-ДЕМодулятор)

Модем (МОдуляторДЕМодулятор)
внешний
Устройство
для
передачи
сигнала
(двоичного кода) по телефонным линиям.
Модуляция – преобразование дискретного
сигнала компьютера в аналоговый,
передающийся по телефонным линиям
(модулирование
несущей
частоты
телефонной линии).
Коммутируемые - 300 - 28 800 бод (бит/c)
Выделенные - 33600 бод (бит/c)
внутренний

115. Средства мультимедиа

Многие из названных выше устройств относятся к условно выделенной
группе — средствам мультимедиа.
Мультимедиа средства (multimedia – многосредовость) — это
комплекс аппаратных и программных средств, позволяющих человеку
общаться с компьютером, используя самые разные, естественные для себя
среды: звук, видео, графику, тексты, анимацию и др.
К средствам мультимедиа относятся:
устройства речевого ввода и вывода информации;
микрофоны и видеокамеры, акустические и видеовоспроизводящие
системы с усилителями, звуковыми колонками, большими видеоэкранами;
звуковые и видео платы, платы видеозахвата, снимающие изображение
с видеомагнитофона или видеокамеры и вводящие его в ПК;
сканеры (позволяют автоматически вводить в компьютер печатные
тексты и рисунки).
внешние запоминающие устройства большой емкости на оптических
дисках, часто используемые для записи звуковой и видеоинформации.

116. Спецификация ПК

117. Чтение спецификации ПК

Intel Pentium 4 - 3.0GHz / 512Mb / 120Gb / 128Mb
GeForce PCX 6600 / Combo: DVD16x + CDRW52x32х52х / FDD / LAN / AC97 / kbd / M&P
/ 17" Samsung 710V (LCD, 1280x1024)
Тактовая частота процессора: 3,0 GHz
Объем оперативной памяти:
512 Mb
Емкость винчестера:
120 Gb
Объем оперативной памяти видео карты: 128 Mb
Диагональный размер монитора: 17’
’

118. Чтение спецификации ПК

iP-4 Celeron 1,7GHz / 128 Mb DDR / 20 Gb / I-845G int
64Mb / CD-ROM 52-x / kbd/ M&P/ 3,5’’/ 17’’ Samsung/
100TP
Тактовая частота процессора: 1,7 GHz
Объем оперативной памяти:
128 Mb
Емкость винчестера:
20 Gb
Объем оперативной памяти видео карты: 64 Mb
Диагональный размер монитора: 17’
’