Какие свойства пк обеспечили ему современное распространение

Современные персональные компьютеры

§7 Современные персональные компьютеры

Современные персональные компьютеры (ПК или РС в английской транскрипции) в соответствии с
принятой классификацией надо отнести к ЭВМ четвертого поколения. Но с учетом быстро
развивающегося программного обеспечения, многие авторы публикаций относят их к 5-му поколению.


Персональные компьютеры появились на рубеже 60 – 70-х годов.
Американская фирма Intel разработала первый 4-разрядный микропроцессор (МП) 4004
для калькулятора. Он содержал около тысячи транзисторов и мог
выполнять 8000 операций в секунду. Вскоре была выпущена 8-битная
версия данного МП, получившая название 8008. Оба МП всерьез
восприняты не были, поскольку рассчитывались для конкретных
применений. Они относятся к МП первого поколения.


В конце 1973 г. Intel разработала однокристальный 8-разрядный МП 8080,
рассчитанный для многоцелевых применений. Он был сразу замечен
компьютерной промышленностью и быстро стал «стандартным». По
стоимости он был доступен даже для любителей. Одни фирмы начали
выпускать МП 8080 по лицензиям, другие — предложили его улучшенные
варианты. Так, группа инженеров фирмы Intel, образовав собственную
фирму Zilog, в 1976 г. выпустила МП Z80, сохраняющий базовую архитектуру
8080. Фирма Motorola разработала собственный 8-разрядный МП М6800,
нашедший впоследствии широкое применение.


Стив Возняк (будущий «отец» компьютеров Apple) собрал свой первый
компьютер в 1972 году из деталей, забракованных местным
производителем полупроводников в городе Беркли, штат Калифорния.
Стив назвал свое изобретение Cream Soda Computer, поскольку пил именно этот
напиток во время сборки аппарата.

В начале 1976 года Стив Возняк, работая в Hewlett-Packard, предложил свой компьютер
Apple руководству HP, но не нашел поддержки. В Hewlett-Packard победил
другой проект – HP-85, основанный на идее совмещения компьютера и
калькулятора. Тогда 1 апреля 1976 года два Стива – Возняк и Джобс –
полушутя-полусерьезно зарегистрировали Apple Computer Company. И
уже в июле предложили магазинам компьютер Apple-1 по цене $666,66.


Apple-1 стал пользоваться спросом. Его успех был вызван простотой
операционной системы. Прежде ПК управлялись через «командную
строку», и пользователь, для того чтобы ставить задачи компьютеру,
должен был быть хоть немного программистом. Создание же «мышки»
и графически удобного интерфейса сделало ПК доступным для
«чайников» и во многом определило успех Apple-1.


Фирма IBM обратила внимание на персональные компьютеры, когда
рынок «вырос из пеленок». К 1980 году только в США уже было продано более
миллиона ПК, и маркетологи предсказывали взрывообразный рост
спроса. Свои модели представили десятки компаний. Компьютеры при
всей внешней схожести отличались большим разнообразием и были
несовместимы друг с другом. Каждый производитель разрабатывал
собственную архитектуру ПК. Считалось, что наиболее перспективной
архитектурой обладает компьютер PDP-11, разработанный компанией DEC.
Технические решения этой компании легли в основу первых
отечественных компьютеров «Электроника».


Однако, в конце 1980 года совет директоров IBM принял
решение создать «машину, которая нужна людям». Стратегическим
партнером в качестве поставщика процессоров была выбрана Intel.
Команда разработчиков IBM PC заключила союз и с недоучившимся
студентом Гарвардского университета Биллом Гейтсом. На существовавшие тогда ПК
ставилась популярная операционная система CP/M, созданная компанией
Digital Research, или система UCSD компании Softech. Однако эти операционные
системы стоили $450 и $550 соответственно, а Гейтс за свою PC-DOS
брал всего лишь $40. IBM сделала выбор в пользу дешевизны.


12 августа 1981 года IBM представила свой ПК, который
был спроектирован не хуже, чем изделия тогдашних лидеров рынка –
Commodore PET, Atari, Radio Shack и Apple.


IBM пошла на неожиданный шаг. Решив утвердить
свою архитектуру в качестве стандарта, она открыла техническую
документацию. Теперь каждый производитель ПК мог приобрести
лицензию у IBM и собирать подобные компьютеры, а производители
микропроцессоров – изготавливать элементы для них. IBM рассчитывала
«перетянуть одеяло» на себя, уничтожив стандарты конкурентов.
Так и произошло. Сохранить собственную архитектуру смогла
только Apple: она нашла свою нишу в сферах графического дизайна и
образования. Все остальные производители либо
разорились, либо приняли стандарт IBM.


Весной 1983 г. фирма IBM выпускает модель PC XT с жестким диском,
а также объявляет о создании нового поколения микропроцессоров — 80286.
Новый компьютер IBM PC AT (Advanced Technologies), построенный на
основе МП 80286, быстро завоевал весь мир и несколько лет оставался наиболее популярным.


Первые 32-разрядные микропроцессоры появились на мировом рынке в
1983-1984 гг., но их широкое использование в высокопроизводительных
ПК началось с 1985 г. после выпуска фирмами Intel и Motorola микропроцессоров
80386 и М68020 соответственно. Эти БИС открыли новое микропроцессорное поколение,
реализующее обработку данных на уровне «больших» ЭВМ.


В 1989 г. был начат выпуск более мощного МП 80486 с быстродействием более 50 млн.
операций в секунду. В марте 1993 г. фирма Intel продолжает ряд 80х86 выпуском
микропроцессора Р5 «Pentium» с 64-разрядной архитектурой. Потом были «Pentium 2»,
«Pentium 3». Появились «Pentium 4» с технологией НТ,
позволяющей обрабатывать информацию по 2-м параллельным потокам. Т.е. получать
как бы два процессора. Сейчас, в основном, в ПК применяются многоядерные МП.

Тактовые частоты современных ПК превышают 3 ГГц, объмы ОЗУ свыше 4 ГБ. Емкость
накопителей на жестких дисках измеряется уже в террабайтах. Вычислительные мощности ПК
просто колоссальны (хотя и остаются еще недостаточными для решения многих
прикладных задач).

Кроме стационарных (так называемых, настольных) ПК широкое распространение получили сегодня
переносные ПК — nootbook, netbook. Большую популярность приобретают планшетные компьютеры и смартфоны, объединяющие
функции ПК и телефона.

В состав современного ПК (настольного) входят:

Системный блок
- материнская плата с адаптерами HDD, FDD, CD/DVD-ROM, шины, порты, микросхема BIOS, таймер
  - центральный процессор
  - линейки ОЗУ
  - видео-карта (может быть интегрированна в материнскую плату)
  - аудиo-карта (может быть интегрированна в материнскую плату)
  - сетевая карта (может быть интегрированна в материнскую плату)
- Накопители на жестких и гибких магнитных дисках
- Приводы CD- и DVD-ROM
- Блок питания
- Корпус
Монитор
Клавиатура
Манипулятор «мышь»
Звуковые колонки
Принтер
Сканер
Устройство для подключения к локальной или всемирной сети (модем, Wi-Fi адаптер и т.д.)

Ну, и конечно же, компьютер нельзя представить
без программного обеспечения. Как архитектура IBM PC стала стандартом
для аппаратной части ПК, так и продукция фирмы MicroSoft (Билл Гейтс)
стала эталоном для программ. Особенно популярны ее операционные системы
Windows и офисные приложения MS-Office.

Источник

Основными характеристиками компьютеров пятого поколения являются:

тип микропроцессора и его тактовая частота;
емкость оперативной памяти (RAM — Random Access Memory);
емкость сверхоперативной памяти (Cache);
емкость жесткого диска (HDD — Hard Disk Drive);
видеопамять;

Обязательной составной компонентой является наличие устройства накопления на гибких магнитных дисках НГМД (Floppy Flexible Drive).

Тип центрального микропроцессора CPU (Central Processing Unit)

Наиболее распространены компьютеры, имеющие микропроцессоры двух известных фирм Intel и Motorolla. В компьютерах, выпускаемых фирмой IBM, установлены микропроцессоры фирмы Intel, фирма Apple выпускает компьютеры Macintosh с микропроцессором фирмы Motorolla.

Марки компьютеров фирмы IBM 4-ого поколения имеют цифровой код: 80286, 80386, 80486 (первые цифры 80, как правило, опускаются); пятого поколения — Pentium.

Одной из важнейших характеристик микропроцессора является тактовая частота, которая отражает количество тактовых импульсов, генерируемых кристаллом кварца строго определенных размеров, в секунду и измеряется в Герцах (Hz). За один такт выполняется как минимум одна элементарная операция, учитывая возможность параллельного выполнения операций, то возможно выполнение нескольких операций. Таким образом, тактовая частота является одной из характеристик быстродействия компьютера. Современных компьютерах 5-ого поколения тактовая частота составляет от 80 до 200 MHz (мегагерц — миллионов герц). Марки наиболее распространенных микропроцессоров представлены в Таблица 3.

Таблица 3 Типы микропроцессоров

Фирма	Марка CPU + тактовая частота MHz	Некоторые сравнительные характеристики
Intel	386SX — 25	Имеет 16-разрядную внешнюю шину данных и обменивается с 32-разрядными данными с оперативной памятью и внешними устройствами в два этапа по 16 разрядов.
Intel	386DX — 33	По сравнению с 386SX за один этап.
Intel	486DX2 — 50	Имеет внутри себя схему удвоения частоты подаваемого на них тактового сигнала. Обмен с периферией происходит на частоте 25 MHz.
Intel	486DX — 50	Обмен с периферией происходит по сравнению с 486DX2 на большей частоте, поэтому обеспечивает производительность примерно на 10% больше.
Intel	486DX4 — 75	Имеет внутри себя схему утроения (но не учетверения) частоты подаваемого на них тактового сигнала. При этом в три раза возрастает скорость обработки информации внутри процессора, но не обмена с памятью и внешними устройствами.
Intel	Pentium — 66	Работает в среднем вдвое быстрее 486DX2 с той же частотой.
Intel	Pentium — 100	Процессоры марки Pentium способны одновременно выполнять две инструкции машинного кода.
Motorolla	68030 — 33	Процессоры фирмы Motorolla производят умножение как одну операцию, а не путем последовательных сложений, что значительно повышает быстродействие на той же частоте, в этом их существенное отличие от процессоров фирмы Intel и ее клонов.
Motorolla	68LC040 — 49
Motorolla	Power Mac — 80

Оперативная память

Оперативная память или ОЗУ или RAM (Random Access Memory) характеризуется емкостью — количеством байт одновременно хранящейся и участвующей в обработке информации. В системных платах раннего производства микросхемы памяти монтировались прямо на плате. В современных компьютерах на системной плате расположены разъемы для установки в них небольших съемных печатных плат с установленными на ней микросхемами памяти, которые называются SIMM — модули (Single In line Memory Module — плата с однорядным расположением микросхем памяти). Максимальный и наиболее распространенный размер памяти в различных микропроцессорах указан в таблице 4.

Стандартное время выборки из ОЗУ сейчас считается равным 70 нс (наносекунд). На него рассчитаны контроллер ОЗУ и кэш-память. Использование моделей памяти со временем выборки 80 нс приведет к появлению дополнительных тактов ожидания, а, следовательно, к снижению быстродействия. В последнее время появились модули со временем выборки 60 нс, но в большинстве системных плат эти модули не дают увеличения быстродействия, т.к. контроллер ОЗУ и кэш-память рассчитаны на 70 нс. Поэтому очень важна согласованность во всех устройствах.

Таблица 4

Тип микропроцессора	RAM (max), MB	RAM (обычный)
640 KB — 1 MB
1 MB-2 MB
4 MB
Pentium	свыше 64	8-16 MB
Макинтош LC 475	4 MB

Бытует мнение, что чем больше объем ОЗУ, тем выше ее производительность. Это верно только отчасти. В результате исследований было установлено, что при работе с большинством деловых приложений: текстовые процессоры, базы данных, ЭТ и т.д., увеличение ОЗУ с 8 до 16 МБ практически не вызывает увеличения производительности. Поэтому, если вы не собираетесь использовать компьютер для компьютерной верстки или анимации, то ОЗУ объемом 8 МБ будет достаточно.

КЭШ память

В системах с быстрыми процессорами на пересылку данных из оперативной памяти в процессор и обратно уходит много времени, зачастую больше, чем на обработку этих данных внутри процессора. В таких системах предусмотрено специальное промежуточное ОЗУ — кэш-память (cache). Кэш-память представляет собой быструю оперативную память со временем выборки 15-20 нс. Однако если считывать данные из обычного ОЗУ в кэш-память заранее, например, пока процессор обрабатывает ранее загруженные данные, то можно значительно повысить производительность. Все процессоры семейства 486 имеют внутреннюю кэш-память 8 КБ, а процессоры 486DX4 и Pentium — 16 КБ. Помимо этого устанавливают дополнительную кэш-память в виде микросхем в специальные гнезда на системной плате, которую обычно называют внешней кэш-памятью или кэш-памятью второго уровня. При выборе объема внешней кэш-памяти необходимо учитывать следующее. Для большинства приложений типа текстовых редакторов, электронных таблиц, баз данных, настольных издательских систем и т.п. применение в процессорах с высокой тактовой частотой встроенной кэш-памяти объемом 8 КБ увеличивает производительность компьютера в среднем в 2.5 — 3 раза. Дополнительное подключение внешней кэш-памяти объемом 64 КБ дает увеличение производительности еще в среднем на 7-10%. Дальнейшее увеличение объема кэш-памяти с 64 до 256 КБ повышает производительность еще на 1-3%. Таким образом основную нагрузку берет на себя внутренняя кэш-память.

Жесткий диск

Жесткий диск (HDD) представляет собой устройство для долговременного хранения больших объемов информации и является внешним запоминающим устройством. Современные программные приложения, особенно под Windows занимают большой объем памяти 10-30 МБ, поэтому и емкость жесткого диска должна быть велика. В современных компьютерах устанавливаются ЖД от 640 МБ до 1.2 22ГБ (гигабайт). ЖД стационарно расположен в корпусе системного блока, т.е. не является средством транспортировки информации.

Дата добавления: 2016-10-22; просмотров: 5929 | Нарушение авторских прав | Изречения для студентов

Читайте также:

Рекомендуемый контект:

Поиск на сайте:

Источник

Персональный компьютер (ПК) – это устройство или средство, предназначенное для обработки информации. Компьютер может обрабатывать только информацию, представленную в числовой форме. Информацию в иной форме представления для ввода в компьютер необходимо преобразовать в числовую форму.

В основу классификации заложена элементная база, на которой строятся ЭВМ по
— производительности и быстродействию,
— назначению,
— уровню специализации,
— типу используемого процессора,
— особенностям архитектуры,
— размерам,
Обязательный набор устройств: персональный компьютер — универсальная техническая система. Его конфигурацию (состав оборудования) можно гибко изменять по мере необходимости. Тем не менее, существует понятие базовой конфигурации, которую считают типовой. В таком комплекте компьютер обычно поставляется. Понятие базовой конфигурации может меняться. В настоящее время в базовой конфигурации рассматривают четыре устройства:
— системный блок;
— монитор;
— клавиатуру;
— мышь.

Монитор — устройство вывода текстовой и графической информации. 2. Клавиатура — устройство для ввода текстовой информации. 3. Системный блок — объединение большого количества различных компьютерных устройств.

В системном блоке находится вся электронная начинка компьютера. Основными деталями системного блока являются:

4. Процессор — главное компьютерное устройство управления и проведения вычислений.

5. Материнская плата — устройство для крепления на ней других внутренних компьютерных устройств.

6. Оперативная память (ОЗУ) — устройство для хранения программы и данных во время ее работы в компьютере.

7. Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) — устройство для постоянного хранения некоторых специальных программ и данных.

8. Кэш память — сверхбыстрая память для хранения особо важной информации.

9. Сопроцессор — устройство для выполнения операций с плавающей запятой.

10. Видеокарта — устройство, обеспечивающее вывод информации на монитор.

11. Флоппи дисковод — устройство для хранения и переноса информации между ПК.

12. Винчестер — основное устройство для хранения информации на компьютере.

13. Блок питания — устройство для распределения электрической энергии между другими компьютерными устройствами.

14. Контроллеры и шина — предназначены для передачи информации между внутренними устройствами ПК.

15. Последовательные и параллельные порты — предназначены для подключения внешних дополнительных устройств к компьютеру.

16. Корпус — предназначен для защиты материнской платы и внутренних устройств компьютера от повреждений.

Дополнительные устройства, которые можно подключать к компьютеру:

17. Принтер — предназначен для вывода текстовой и графической информации на бумагу.

18. Дисковод для компакт дисков (CD ROM) — для работы с компакт дисками.

19. Дисководы DVD — современные устройства для работы с носителями данных объемом до 17 Гбайт.

20. Звуковая карта — устройство для работы со звуковой информацией.

21. Мышь — манипулятор для ввода информации в компьютер.

24. TV тюнер является устройством, позволяющим ПК принимать и показывать программы телевидения.

25. Колонки — внешние устройства для воспроизведения звуков. 28. Сканер — для ввода графических изображений в компьютер.

30. Источник бесперебойного питания — устройство защиты компьютера от перебоев в электроснабжении.

31. Накопители на съемных дисках — устройства, в будущем заменяющие флоппи дисководы.

Способ подключения к РС внешних устройств зависит от аппаратной, и программной части сопрягаемых устройств, а также от требуемой скорости передачи данных — чем большей должна быть скорость передачи данных, тем сложнее будут схемы подключения устройств.

Одним из самых распространенных интерфейсов считается последовательный асинхронный порт, одновременно являющийся самым простым способов подключения внешних устройств. Главными его преимуществами является интеграция в ОС, благодаря чему для подсоединения устройств потребуется подключить 3-и провода, а также простота протоколов обмена. Дополнительным преимуществом, облегчающим использования данного типа соединения, стало наличие огромного количества программных элементов, упрощающих использование последовательных USB портов.

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

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

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

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

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

Разрядность связана с размером специальных ячеек памяти – регистрами. Регистр в 1байт (8бит) называют восьмиразрядным, в 2байта – 16-разрядным и тд. Высокопроизводительные компьютеры имеют 8-байтовые регистры (64разряда)

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

Объем памяти (ёмкость)– max объем информации, который может храниться в ней.

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

Скорость обмена информации– скорость записи/считывания на носитель, которая определяется скоростью вращения и перемещения этого носителя в устройстве

Билет 21.

Устройство памяти персонального компьютера. Носители информации
(гибкие диски, жесткие диски, CD, ROM, RW, DWD др.) Способы
подключения внешних устройств.

Источник