Персональные компьютеры (ПК), или Персональные Электронные Вычислительные Машины (ПЭВМ) в ряду компьютеров характеризуются небольшими размерами и массовым производством. Это позволяет делать их широкодоступным товаром, обеспечивающим обработку различной информации. ПК предназначены для обработки текстов, звука и изображений. Под ПК понимается ЭВМ, удовлетворяющая принципам:
общей доступности для массового пользователя
универсальности при решении разнородных задач.
Требования к ПК:
автономность эксплуатации без специальных требований к условиям окружающей среды.
дружественность, обеспечивающая работу неподготовленного пользователя.
надежность, базирующаяся на высоком уровне интеграции компонентов, а также оперативности и качестве обслуживания.
открытость архитектуры, позволяющая производить ее постоянную модернизацию путем введения новых аппаратно-программных средств.
совместимость ПК разных производителей на уровне внешних устройств и информационных носителей.
возможность коллективного использования периферийного оборудования.
Рис.1 Настольный ПК.
В зависимости от области применения ПК подразделяют на 3 основных вида:
настольные ПК. Они сочетают приемлемые внешние показатели и гибкие функциональные возможности, необходимые для построения АРМ различного назначения (см. рис.1).
портативные ПК, ориентированные на применение вне обычных рабочих помещений:
laptop - наколенный компьютер (размер дипломата).
notebook - блокнотный компьютер (размер листа А4, см. рис.2)
subnotebook(в 1,5-2 раза меньше notebook)
pocket или palmtop - карманнный (размер записной книжки)
3.профессиональные рабочие станции (workstation). Обладают большими функциональными возможностями.
Рис.2. Ноутбук.
В России наибольшее распространение получили ПК, совместимые с IBM PC. Одной из основных причин успеха IBM PC является так называемый принцип открытой архитектуры, примененный в конструкции этих машин. Этот принцип, в первую очередь, предусматривает возможность дополнения имеющихся аппаратных средств новыми компонентами без замены старых. Например, можно наращивать оперативную память, подключать дополнительные периферийные устройства и т. д. Кроме того, можно заменять старые компоненты новыми без замены всего компьютера (например, заменить старый видеоадаптер более совершенным). Специалисты часто называют такие операции “upgrade” (расширить, обновить). Пользуясь принципом открытой архитектуры можно собрать ПК из разных частей, покупаемых отдельно друг от друга (монитор, жесткий диск, память и проч.).
Общее свойство семейства IBM PC - совместимость программного обеспечения снизу вверх. Это означает, что все программы, разработанные для младших моделей этих машин, как правило, работают и на старших. Существует и частичная совместимость сверху вниз.
Состав и основные характеристики типичного настольного персонального компьютера.
Базовая конфигурация (состав оборудования) ПК в настоящее время, содержит 4 основных устройства:
системный блок
дисплей
клавиатура
мышь.
Рис.3. Структурная схема ПК.
Системный блок содержит всю электронную начинку ПК и специальные устройства для постоянного хранения информации на внешних магнитных носителях, а также блок питания. От типа корпуса системного блока зависят, в частности, размеры и размещение используемой системной платы, минимальная мощность блока питания и максимальное количество устанавливаемых приводов накопителей. Корпуса компьютеров бывают горизонтального(desktop) и вертикального(tower) исполнения. Корпуса типа tower различают по габаритам:
maxi tower(полноразмерный),
midi tower(среднеразмерный),
Mini tower (малоразмерный).
Кроме размера для корпуса системного блока важен параметр, называемый форм-фактором. От него зависят требования к устройствам, размещаемым внутри системного блока. В основном используются корпуса двух форм-факторов: AT и ATX.
Электронные модули размещаются внутри системного блока на отдельных печатных платах. Одна из них – базовая, системная (см. Рис.4) или материнская (motherboard)- содержит основные компоненты и специальные разъемы, в которые устанавливаются дополнительные платы - адаптеры внешних устройств. Эти разъемы называют слотами. Количество слотов на платах различно. Системная плата является основой компьютера и представляет собой плоский лист фольгированного стекстолита, на котором находятся основные электронные элементы: базовый микропроцессор, оперативная память, кварцевый резонатор и другие вспомогательные микросхемы.
Рис.4. Материнская плата.
Дисплей (монитор) - основное устройство для визуального представления информации, выводимой во время работы программ. На экране отображается некоторая часть внутренней памяти, называемой экранной или видеопамятью. В настольных ПК используются дисплеи на базе электронно-лучевой трубки(ЭЛТ), в портативных ПК – на жидкокристаллическом(ЖК) плоском экране. Отображение информации на экране монитора ПК обеспечивается видеоадаптером. Информация может отображаться в двух основных режимах: текстовом и графическом. В стандартном текстовом режиме экран обычно разбивается на 25 строк по 80 символов в строке (возможны нестандартные режимы отображения информации: 25х40, 43х80; 50х80). В каждую позицию экрана может быть выведен один из 256 символов, который вырисовывает на экране специальная электронная схема - знакакогенератор дисплея, запрограммированная на прорисовку всевозможных символов: цифр, букв (больших и малых, русских и латинских), различных управляющих символов и т. д. При этом каждому знакоместу могут соответствовать свои атрибуты – цвет символа, цвет фона.
При работе в графическом режиме изображение на экране моделируется наборами точек(pixel-picture element) по вертикали и горизонтали. Для стандарта SVGA(Super Video Graphic Array) возможны расширения 640х480, 800х600, 1024х768, 1152х864, 1280х1024 или 1600х1280 точек. Чем больше точек на экране, тем четче изображение и более точно передаются цветовые оттенки. Особую роль играет объем памяти видеоадаптера, поскольку в ней моделируется полное графическое поточечное изображение экрана. Например, чтобы представить графический экран с разрешением 1024х768 точек с использованием 65536 цветовых оттенков(High Color), требуется 1500 Кбайт видеопамяти.
Класс защиты монитора определяется стандартом, которому соответствует монитор с точки зрения техники безопасности. В настоящее время действуют следующие международные стандарты: MPR-II (ограничил уровень электромагнитного излучения пределами, безопасными для человека), в стандартах TCO-95 и TCO-99 эти нормы были ужесточены, в них также появились эргономические и экологические нормы. Стандарт TCO-99 установил самые жесткие нормы по параметрам, определяющим качество изображения (яркость, контрастность, мерцание, антибликовые свойства покрытия).
Клавиатура. Основным устройством ввода данных в персональный компьютер является клавиатура (keyboard). Внутри корпуса клавиатуры расположены датчики клавиш, схемы дешифрации и микроконтроллер клавиатуры. Каждая клавиша имеет свой порядковый номер (скэн-код). При нажатии на клавишу происходит передача микропроцессору ее кода, который интерпретируется специальной программой – драйвером. Клавиатура имеет несколько групп клавиш:
алфавитно-цифровые для ввода чисел и текстов;
функциональные для переключения с одного вида работ на другой;
клавиши со стрелками для перемещения курсора по экрану;
специальные управляющие клавиши для смены регистров и режимов ввода.
Рис.5.Клавиатура
Клавиатура имеет стандартную105 клавишную раскладку русских и латинских символов. Она может работать со всеми IBM PC - совместимыми компьютерами и полностью отвечает требованиям эргономики и безопасности.
Мышь. Базовый комплект ПК включает в себя двух- или трехкнопочный манипулятор типа “мышь”(mouse), поддерживаемый всеми прикладными программами и операционными системами за редким исключением.
Мышь - устройство позиционирования, предназначенное для указания координат на экране. Благодаря мыши пользователь указывает на экране символ, команду, в том числе - пиктограмму, которые ему необходимо использовать при выполнении прикладного процесса. Существует несколько конструкций мыши, различающихся формой, внешним видом и принципом действия. В портативных компьютерах вместо мыши используют трекбол или пойнтер. Трекбол – шар, встроенный в клавиатуру. Трекбол можно вращать, добиваясь перемещения курсора на экране в нужную позицию. Пойнтер, также как и трекбол, размещается на клавиатуре и представляет собой рычаг, при помощи которого можно изменять положение курсора.
Рис.6. Мышь.
Наиболее распространена мышь, выполненная в виде небольшой коробки с шаром, которая проводом ("хвостом") связана с портом процессора. Мышь рукой пользователя перемещается в разные стороны по плоской поверхности. Передвижению мыши соответствует синхронное перемещение курсора на экране. Есть и "бесхвостые" мыши, использующие связь с компьютером при помощи инфракрасного излучения.