1. Вычислительная техника является важнейшим компонентом процесса вычислений и обработки данных. Первыми приспособлениями для вычислений были, вероятно, всем известные счётные палочки, которые и сегодня используются в начальных классах многих школ для обучения счёту. Развиваясь, эти приспособления становились более сложными, например, такими как финикийские глиняные фигурки, также предназначаемые для наглядного представления количества считаемых предметов, однако для удобства помещаемые при этом в специальные контейнеры. Такими приспособлениями, похоже, пользовались торговцы и счетоводы того времени. Постепенно из простейших приспособлений для счёта рождались всё более и более сложные устройства: абак (счёты), логарифмическая линейка, механический арифмометр, электронный компьютер. Несмотря на простоту ранних вычислительных устройств, опытный счетовод может получить результат при помощи простых счёт даже быстрее, чем нерасторопный владелец современного калькулятора. Естественно, сама по себе, производительность и скорость счёта современных вычислительных устройств давно уже превосходят возможности самого выдающегося расчётчика-человека.

1804: появление перфокарт

1835-1900-е: первые программируемые машины

1930-е-1960-е: настольные калькуляторы

1950-е-начало 1960-х: второе поколение

1960-е и далее: третье и последующие поколения

ПОКОЛЕНИЯ ЭВМ

ПОКОЛЕНИЯ ЭВМ	ХАРАКТЕРИСТИКИ I	ХАРАКТЕРИСТИКИ II	ХАРАКТЕРИСТИКИ III	ХАРАКТЕРИСТИКИ IV
Годы применения	1946-1958	1958-1964	1964-1972	1972 – настоящее время
Основной элемент	Эл. Лампа	Транзистор	ИС	БИС
Кол-во ЭВМ в мире(шт.)	Десятки	Тысячи	Десятки тысяч	Миллионы
Быстродействие	10 в 3 степени – 14 в 4 степени	10 в 4 степени – 10 в 6 степени	10 в 5 степени – 10 в 7 степени	10 в 6 степени – 10 в 8 степени
Носитель ин-фы	Перфокарта, Перфолента	Магнитная лента	Диск	Гибкий и лазерный диск
Размеры ЭВМ	Большие	Значительно меньше	Мини - ЭВМ	микроЭВМ

3. Электронная память - это память, основанная на работе эл. тока.

Оперативная память (Main memory), или память с произвольным доступом — это основное место хранения команд и данных текущих задач (программ) в персональных компьютерах.

Кэш-память (Cache Memory) или сверхоперативная память (СОЗУ) — это одна из разновидностей быстродействующей оперативной памяти, для которой используются дорогостоящие микросхемы статической памяти.

Внутренний кэш процессора класса Pentium, он же первичный кэш, или кэш первого уровня (Level I Cache), находится на том же кристалле, что и процессор. Основное назначение этого кэша — хранение команд и данных, которые в текущий момент обрабатываются в процессоре. Главное отличие от всех остальных видов памяти у внутреннего кэша процессора в том, что доступ к ячейкам памяти происходит на тактовой частоте ядра процессора.

Вторичный кэш, или кэш второго уровня (Level 2 Cache) — это или внешний кэш, который устанавливается на системной плате, или кэш-память значительного объема, которая находится на том же кристалле, что и процессор.

Кэш третьего уровня (Level 3 Cache) имеют некоторые процессоры, которые предназначены для серверных приложений.

Внешний кэш

Термин "постоянное запоминающее устройство" (ПЗУ) или Read-Only Memory (ROM) наиболее часто используется для обозначения микросхем, из которых можно только читать данные, но изменить их нельзя.

Карты флэш-памяти. Микросхемы флэш-памяти, которые могут длительное время- сохранять информацию даже тогда, когда отсутствует напряжение питания.

Устройства PenDrive, или Flash Drive снабжены USB-интерфейсом и являются новым вариантом карт флэш-памяти, в которых программно смоделировано дисковое пространство винчестера.

2. Процессором называется устройство, непосредственно осуществляющее процесс обработки данных и программное управление этим процессом. Процессор дешифрирует и выполняет команды программы, организует обращения к оперативной памяти, в нужных случаях инициирует работу периферийных устройств, воспринимает и обрабатывает запросы, поступающие из устройств машины и из внешней среды (“запросы прерывания”).

Процессор занимает центральное место в структуре ЭВМ, так как он осуществляет управление взаимодействием всех устройств, входящих в состав ЭВМ.

Выполнение команды (машинной операции) разделено на более мелкие этапы — микрооперации (микрокоманды), во время которых выполняются определенные элементарные действия. Конкретный состав микроопераций определяется системой команд и логической структурой данной ЭЗМ. Последовательность микроопераций (микрокоманд), реализующих данную операцию (команду), образует микропрограмму операции.

Для определений временных соотношений между различными этапами операции используется понятие машинного такта. Машинный такт определяет интервал времени, в течение которого выполняется одна или одновременно несколько микроопераций. Границы тактов задаются синхросигналами, вырабатываемыми специальной схемой — генератором синхросигналов.

Таким образом, может быть установлена следующая иерархия этапов выполнения программ в процессоре: программа, команда (микропрограмма), микрооперация (микрокоманда).

В процессор входят: арифметическо - логическое устройство АЛУ, управляющее устройство (управляющий автомат) УУ, блок управляющих регистров БУР, блок регистровой памяти (местная память) и блок связи с ОП и некоторым другим, в том числе внешним по отношению к ЭВМ, оборудованием.

В состав процессора могут также входить и некоторые другие блоки, участвующие в организации вычислительного процесса (блок прерывания, блок защиты памяти, блок контроля правильности работы и диагностики процессора и др.). Оперативная (основная) память выполняется в виде отдельного устройства, хотя в небольших ЭВМ может конструктивно объединяться с процессором и использовать частично его оборудование.

Арифметическо-логическое устройство процессора выполняет логические и арифметические операции над данными. В общем случае в АЛУ выполняются логические преобразования над логическими кодами фиксированной и переменной длины (над отдельными битами, группами бит, байтами и их последовательностями) , арифметические операции над числами с фиксированной и плавающей точками, над десятичными числами, обработка алфавитно-цифровых слов переменной длины и др. Характер выполняемой АЛУ операции задается командой программы.

В процессоре может быть одно универсальное АЛУ для выполнения всех основных арифметических и логических преобразований или несколько специализированных для отдельных видов операций. В последнем случае увеличивается количество оборудования процессора, но повышается его быстродействие за счет специализации и упрощения схем выполнения отдельных операций.

Управляющее устройство (управляющий автомат) вырабатывает последовательность управляющих сигналов, инициирующих выполнение соответствующей последовательности микроопераций, обеспечивающей реализацию текущей команды.

Блок управляющих регистров предназначен для временного хранения управляющей информации. Он содержит регистры и счетчики, участвующие в управлении вычислительным процессом: регистры, хранящие информацию о состоянии процессора, регистр-счетчик адреса команды — счетчик команд (СчК), счетчики тактов, регистр запросов прерывания и др. К блоку управляющих регистров следует также отнести управляющие триггеры, фиксирующие режимы работы процессора.

Для повышения быстродействия и логических возможностей процессора и микропроцессора в их состав включают блок регистровой памяти (местную память) небольшой емкости, но более высокого, чем ОП, быстродействия. Регистры этого блока (или ячейки местной памяти) указываются в командах программы путем укороченной регистровой адресации и служат для хранения операндов, в качестве аккумуляторов (регистров результата операций), базовых и индексных регистров, указателя стека.

Местная память выполняется главным образом на быстродействующих полупроводниковых интегральных ЗУ.

Блок связи (интерфейс процессора) организует обмен информацией процессора с оперативной памятью и защиту участков ОП от недозволенных данной программе обращений, а также связь процессора с периферийными устройствами и внешним по отношению к ЭВМ оборудованием (другими ЭВМ и т.д.).

4. Материнская плата - сложная многослойная печатная плата, на которой устанавливаются основные компоненты персонального компьютера либо сервера начального уровня (центральный процессор, контроллер оперативной памяти и собственно ОЗУ, загрузочное ПЗУ, контроллеры базовых интерфейсов ввода-вывода). Именно материнская плата объединяет и координирует работу таких различных по своей сути и функциональности комплектующих, как процессор, оперативная память, платы расширения и всевозможные накопители.

Основные компоненты, устанавливаемые на материнской плате:

• Набор системной логики — набор микросхем, обеспечивающих подключение ЦПУ (центральный процессор) к ОЗУ и контроллерам периферийных устройств. Как правило, современные наборы системной логики строятся на базе двух СБИС: «северного» и «южного мостов».

Северный мост (системный контроллер) — обеспечивает подключение ЦПУ к узлам, использующим высокопроизводительные шины: ОЗУ, графический контроллер.

Для подключения ЦПУ к системному контроллеру могут использоваться такие FSB-шины, как HyperTransport и SCI.

Обычно к системному контроллеру подключается ОЗУ. В таком случае он содержит в себе контроллер памяти. Таким образом, от типа применённого системного контроллера обычно зависит максимальный объём ОЗУ, а также пропускная способность шины памяти персонального компьютера. В качестве шины для подключения графического контроллера на современных материнских платах используется PCI Express. Ранее использовались общие шины (ISA, VLB, PCI) и шина AGP.

5. Видеоплата. Назначение, состав, основные характеристики. Принцип работы.

Видеоплата является одной из самых сложных и многофункциональных из всех устройств компьютера. А сама работа с графикой считается у компьютера одной из труднейших задач.

Как известно не все пользователи имеют дело только с текстом, таблицами или работают с Интернетом. Многие люди являются фанатами компьютерных игр или же занимаются профессионально дизайном. Именно для таких людей большую роль играет качество видеоплаты.

На сегодняшний день видеоплаты в плане скорости и качества работы стоят довольно на высоком уровне развития.

RAMDAC - это специальная микросхема, входящая в устройство компьютера, которая отвечает за изображение на экране, она также следит за насыщенностью и правильностью цветов, отвечает за четкость изображения. RAMDAC на видеоплате может быть несколько, имеется возможность установки дополнительного чипа для подключения второго монитора.

От частоты работы RAMDAC зависят три параметра видеорежима:

6. Звуковая карта (звуковая плата) — дополнительное оборудование персонального компьютера, позволяющее обрабатывать звук (выводить на акустические системы и/или записывать). На момент появления звуковые платы представляли собой отдельные карты расширения, устанавливаемые в соответствующий слот. В современных материнских платах представлены в виде интегрированного в материнскую плату аппаратного кодека (согласно спецификации Intel AC’97 или Intel HD Audio).

AC’97 ( audio codec '97) — это стандарт для аудиокодеков, разработанный подразделением Intel Architecture Labs компании Intel в 1997 г. Этот стандарт используется в основном в системных платах, модемах, звуковых картах и корпусах с аудиорешением передней панели. AC’97 поддерживает частоту дискретизации 96 кГц при использовании 20-разрядного стерео-разрешения и 48 кГц при использовании 20-разрядного стерео для многоканальной записи и воспроизведения.

AC’97 состоит из встроенного в южный мост чипсета хост-контроллера и расположенного на плате аудиокодека. Хост-контроллер (он же цифровой контроллер, DC’97; англ. digit controller) отвечает за обмен цифровыми данными между системной шиной и аналоговым кодеком. Аналоговый кодек — это небольшой чип (4×4 мм, корпус TSOP, 48 выводов), который осуществляет аналогоцифровое и цифроаналоговое преобразования в режиме программной передачи или по DMA. Состоит из узла, непосредственно выполняющего преобразования — АЦП/ЦАП (аналоговоцифровой преобразователь / цифроаналоговый преобразователь; англ. analog digital converter / digital analog converter, сокр. ADC/DAC). От качества применяемого АЦП/ЦАП во многом зависит качество оцифровки и декодирования цифрового звука.

(4) Южный мост (периферийный контроллер) — содержит контроллеры периферийных устройств (жёсткого диска, Ethernet, аудио), контроллеры шин для подключения периферийных устройств (шины PCI, PCI Express и USB), а также контроллеры шин, к которым подключаются устройства, не требующие высокой пропускной способности (LPC — используется для подключения загрузочного ПЗУ). Как правило, северный и южный мосты реализуются в виде отдельных СБИС, однако существуют и одночиповые решения. Именно набор системной логики определяет все ключевые особенности материнской платы и то, какие устройства могут подключаться к ней.

• Оперативная память (также оперативное запоминающее устройство, ОЗУ). Каждая ячейка оперативной памяти имеет свой индивидуальный адрес. Оперативная память передаёт процессору данные непосредственно, либо через кеш-память. ОЗУ изготавливается как отдельный блок; также может входить в конструкцию однокристальной ЭВМ или микроконтроллера в виде оперативной памяти.

POST (аппаратное обеспечение)

• Загрузочное ПЗУ. Хранит ПО, которое исполняется сразу после включения питания. Как правило, загрузочное ПЗУ содержит BIOS, однако может содержать и ПО, работающие в рамках EFI.

Форм-фактор материнской платы — стандарт, определяющий размеры материнской платы для персонального компьютера, места её крепления к корпусу; расположение на ней интерфейсов шин, портов ввода/вывода, разъёма центрального процессора (если он есть) и слотов для оперативной памяти, а также тип разъема для подключения блока питания.

• Разрешение картинки (количество точек по вертикали и горизонтали).

• Частота вертикальной развертки (Гц)

(5) Количество отображаемых цвет Видеоплата для игр нуждается в мощнейших процессорах и большой оперативной памяти. Для этих целей и создаются платы с собственным объемом памяти 256 Мб и более для хранения только текстур. Также для поддержки игровых спецэффектов в видеоплату встраивают специальный блок T&L, который позволяет получить великолепное качество игрового изображения.

Также к задачам видеоплаты еще относится и обработка мультимедиа-информации. Большинство видеоплат, входящих в устройство компьютера, на сегодняшний день имеют способность вывода изображения на телеэкран или его прием с видеокамеры или телевизионной антенны с помощью специального устройства компьютера, именуемого TV-тюнер.

Роль главного "мозгового центра" любой видеоплаты играет специальный графический чип, микросхема (чипсет), объединяющая в себе некоторые устройства компьютера, которые в свою очередь ответственны за работу как с обычной двухмерной, так и с игровой трехмерной графикой.

На сегодняшний день из числа наиболее популярных чипсетов осталось два лидера - это чипсеты NVIDIA (GeForce) и чипсеты AMD/ATI (Radeon).

Вопрос7.

Монитор — аппарат, предназначенный для вывода графической, текстовой или звуковой информации.

- По виду выводимой информации: алфавитно-цифровые и графические;

- По типу экрана

ЭЛТ

ЖК 

Плазменный 

Проектор 

OLED-монитор 

Виртуальный ретинальный монитор 

Лазерный 

- По размерности отображения

двумерный (2D) 

трёхмерный (3D) 

- По типу видеоадаптера

HGC

CGA

EGA

VGA, SVGA

- По типу интерфейсного кабеля

композитный

раздельный

D-Sub

DVI

USB

HDMI

DisplayPort

S-Video

Основные параметры

Соотношение сторон экрана — стандартный (4:3), широкоформатный (16:9, 16:10) или другое соотношение (например 5:4)

Размер экрана — определяется длиной диагонали, чаще всего в дюймах

Разрешение — число пикселей по вертикали и горизонтали

Глубина цвета — количество бит на кодирование одного пикселя (от монохромного до 32-битного)

Размер зерна или пикселя

Частота обновления экрана (Гц)

Время отклика пикселей (не для всех типов мониторов)

Угол обзора

Монитор - принцип работы

1. Монитор на элт (электронно-лучевая трубка)

Именно такие мониторы зачастую используются в настольных компьютерах. Важнейшим элементом таких мониторов является именно электронно–лучевая трубка. Герметичная стеклянная трубка, полость которой наполнена вакуумом, является первоосновой кинескопа. Экран – это один из концов трубки – широкой плоский. Второй конец – горловина – длинный и узкий. Внутренняя часть стекла этой трубки с внутренней стороны покрыта люминофором. Электронная пушка испускает пучок электронов, за счёт чего создаётся изображение. Высокое электрическое напряжение разгоняет этот пучок, вследствие чего он падает внутрь поверхности экрана, то есть конец трубки, которая покрыта люминофором – это вещество, которое светится под воздействием такого пучка электронов. Изображение будет более качественным, если размер точки люминофора будет маленьким – 0,22 миллиметра. Излучения, исходящие из такого оборудования оказывают негативное воздействие на здоровье, но сегодня мониторы соответствуют требованиям стандарта безопасности, так, что они практически не наносят вреда.

2. Жидкокристаллический монитор

В большинстве случаев такой вид монитора используется в ноутбуках, но на сегодняшний день широко применение такого вида и в настольных персональных компьютерах. Такая техника изготавливается из вещества, находящегося в жидком состоянии, которому присущи некоторые свойства кристаллических тел. Воздействие электрического напряжения влияет на изменение ориентации молекул жидких кристаллов, вследствие чего изменяются свойства светового луча, который через низ проходит. Такой вид имеет немалые преимущества – отсутствие электромагнитных излучений, вредных для здоровья и компактность.

3. Сенсорные мониторы

Такой вид в основном используется для оборудования рабочего места диспетчера, оператора,  для информационно – справочных систем и в других случаях оборудования рабочих мест персонала. Также можно наблюдать использование такого вида в современных телефонах, цифровых камерах и другой техники. Работа с таким видом монитора очень проста – на экране выводятся режимы, с помощью которых выбирается необходимое меню – варианты работы с компьютером. Осуществляются такие операции прикосновениями к поверхности экрана без необходимости навести курсор.