Внутренняя структура персонального компьютера

Внутренняя структура персонального компьютера – шинная структура. Дадим определение информационной шине.

Информационная шина (BUS) – это группа линий связи между устройствами компьютера, обеспечивающая обмен данными между ними.

Как следует из рис. (ДАТЬ ОБЩУЮ СХЕМУ) таких шин в персональном компьютере три: шина данных, шина адреса и шина управления. Дадим определение каждой из них.

Шина данных – это группа проводников, обеспечивающая передачу данных между центральным процессором и другими элементами персонального компьютера.

Шина адреса – это группа проводников, обеспечивающая передачу адресной информации, предназначенной для выделения требуемой ячейке памяти или требуемого внешнего устройства.

Шина управления – это группа проводников обеспечивающих передачу сигналов управления обменом данными между центральным процессором, памятью и внешними устройствами.

Электрические параметры информационных шин и правила передачи и приема информации по этим шинам и реализуют внутренний интерфейс персонального компьютера. Рассмотрим параметры шин подробнее.

Шина данных – элемент компьютера, определяющий один из основных его параметров – разрядность (8 разрядов – IBM PC/XT, 16 разрядов – IBM PC/AT, 32 разряда – Pentium и более).

Шина адреса – элемент компьютера, определяющий максимальный объем памяти персонального компьютера (20 разрядов – IBM PC/XT, 24 разряда – IBM PC/AT, 32 разряда – Pentium).

Чем шире шина адреса, тем больший объем памяти может адресовать вычислительное устройство.

Шина управления – элемент компьютера, посредством которого передаются все основные управляющие сигналы от процессора в память или внешние устройства и наоборот.

Перечислим основные сигналы, передаваемые по шине управления, и опишем их смысл:

• сигнал R/W, определяющий операцию, которая будет выполнена над данными, выставляемыми на шину данных (чтение/запись);

• сигнал M/IO, определяющий выбор между памятью и внешним устройством, которые могут иметь одинаковые адреса, выставляемые на шину адреса;

• сигналы “запрос на прерывание” (IRQ), сообщающий процессору о том, что какое-то внешнее устройство хочет провести обмен данными с процессором. Каждое внешнее устройство подключается к определенной линии запроса на прерывание, поэтому операционная система, работающая в процессоре, может достаточно легко разобраться, какое устройство желает диалога, и вызвать программу, обслуживающую именно это внешнее устройство (драйвер).

Если же (по ошибке оператора или изготовителя аппаратуры) несколько внешних устройств подключается к одной линии запроса на прерывание, возникает так называемый “конфликт по прерываниям”. Этот конфликт заключается в том, что при обработке запроса от одного внешнего устройства может быть вызвана программа, предназначенная для работы с другим внешним устройством. Такое положение дел может привести даже к аварийной ситуации.

Монитор

Монитор – устройство визуального представления данных. Это не единственно возможное, но главное устройство вывода. Его основными потребительскими параметрами являются: размер и шаг маски экрана, максимальная частота регенерации изображения, класс защиты.

Размер монитора измеряется между противоположными углами трубки кинескопа по диагонали. Единица измерения – дюймы. Стандартные размеры: 14″; 15″; 17″; 19″: 20″; 21″. В настоящее время наиболее универсальными являются мониторы размером 15 и 17 дюймов.

Изображение на экране монитора получается в результате облучения люминофорного покрытия остронаправленным пучком электронов, разогнанных в вакуумной колбе. Для получения цветного изображения люминофорное покрытие имеет точки или полоски трех типов, светящиеся красным, зеленым и синим цветом. Чтобы на экране все три луча сходились строго в одну точку и изображение было четким, перед люминофором ставят маcку – панель с регулярно расположенными отверстиями или щелями. Часть мониторов оснащена маской из вертикальных проволочек, что усиливает яркость и насыщенность изображения. Чем меньше шаг между отверстиями или щелями (шаг маски), тем четче и точнее полученное изображение. Шаг маски измеряют в долях миллиметра. В настоящее время наиболее распространены мониторы с шагом маски 0,25 – 0,27 мм.

Частота регенерации (обновления) изображения показывает, сколько раз в течение секунды монитор может полностью сменить изображение (поэтому ее также называют частотой кадров). Этот параметр зависит не только от монитора, но и от свойств и настроек видеоадаптера, хотя предельные возможности определяет все-таки монитор.

Частоту регенерации изображения измеряют в герцах (Гц). Чем она выше, тем четче и устойчивее изображение, тем меньше утомление глаз, тем больше времени можно работать с компьютером непрерывно. При частоте регенерации порядка 60 Гц мелкое мерцание изображения заметно невооруженным глазом. Сегодня такое значение считается недопустимым. Минимальным считается значение 75 Гц, нормативным – 85 Гц и комфортным – 100 Гц и выше.

Класс защиты монитора определяется стандартом, которому соответствует монитор с точки зрения требований техники безопасности. В настоящее время общепризнанными считаются следующие международные стандарты: MPR-II, TCO-92, TCO-95, TCO-99 (приведены в хронологическом порядке). Стандарт MPR-II ограничил уровни электромагнитного излучения пределами, безопасными для человека. В стандарте TCO-92 эти нормы были сохранены, а в стандартах TCO-95 и TCO-99 ужесточены. Эргономические и экологические нормы впервые появились в стандарте TCO-95, а стандарт TCO-99 установил самые жесткие нормы по параметрам, определяющим качество изображения (яркость, контрастность, мерцание, антибликовые свойства покрытия).

Большинством параметров изображения, полученного на экране монитора, можно управлять программно. Программные средства, предназначенные для этой цели, обычно входят в системный комплект программного обеспечения.