Устройство компьютера и организация ввода вывода информации (стр. 3 из 9)
5. Выполнение вычислений, предписанных алгоритмом, сводится к последовательному выполнению команд в порядке, однозначно определяемом программой.
Первой выполняется команда, заданная пусковым адресом программы. Обычно это адрес первой команды программы. Адрес следующей команды однозначно определяется в процессе выполнения текущей команды и может быть либо адресом следующей по порядку команды, либо адресом любой другой команды.
Процесс вычислений продолжается до тех пор, пока не будет выполнена команда, предписывающая прекращение вычислений. Необходимо подчеркнуть, что вычисления, производимые машиной, определяются программой. Именно программа «настраивает» ЭВМ на получение требуемых результатов. Замена программы приводит к изменению функций, реализуемых ЭВМ. Следовательно, многообразие программ, которые могут быть выполнены ЭВМ, определяет класс функций, который способна реализовать данная ЭВМ.
Перечисленные принципы функционирования ЭВМ предполагают, что компьютер должен иметь следующие устройства:
• арифметико-логическое устройство (АЛУ), выполняющее
арифметические и логические операции;
• устройство управления (УУ), которое организует процесс
выполнения программы;
• запоминающее устройство (ЗУ), или память для хранения
программ и данных;
• внешние устройства для ввода (устройства ввода) и вывода
(устройства вывода) информации.
При рассмотрении компьютерных устройств приняторазличать их архитектуру и структуру.
Под архитектурой ЭВМ понимают ее логическую организацию, состав и назначение ее функциональных средств, принципы кодирования и т. п., т. е. все то, что однозначно определяет процесс обработки информации на данной ЭВМ.
ЭВМ, построенные в соответствии с принципами фон Неймана, называют фон-неймановскими, или компьютерами фон-неймановской (классической) архитектуры.
Структура ЭВМ — совокупность элементов компьютера и связей между ними.
Ввиду большой сложности современных ЭВМ принято представлять их структуру иерархически, т. е. понятие «элемент» жестко не фиксируется. Так, на самом высоком уровне сама ЭВМ может считаться элементом. На следующем (программном) уровне иерархии элементами структуры ЭВМ являются память, процессор, устройства ввода-вывода и т. д. На более низком уровне (микропрограммном) элементами служат узлы и блоки, из которых строятся память, процессор и т. д. Наконец, на самых низких уровнях элементами выступают интегральные логические микросхемы и электронные приборы.
Несмотря на разнообразие современных компьютеров, обобщенная структурная схема подавляющего большинства из них может быть представлена схемой, изображенной на рисунке.
| ГТИ |
| Устройства ввода | Устройствавывода |
Условные обозначения:
Управляющие сигналы; 
Потоки информацииВсе устройства ЭВМ соединены линиями связи, по которым передаются информационные и управляющие сигналы, а синхронизация процессов передачи осуществляется при помощи тактовых импульсов, вырабатываемых генератором тактовых импульсов (ГТИ).
Устройство управления и арифметико-логическое устройство в современных компьютерах объединены в один блок – процессор, предназначенный для обработки данных по заданной программе путем выполнения арифметических и логических операций и программного управления работой устройств компьютера.
Внешние устройства и внутренние устройства компьютера. Организация ввода-вывода информации в ЭВМ
Системный блок
Наиболее «весомой» частью любого компьютера является системный блок.
Корпуса системных блоков компьютера выпускаются в различных модификациях - настольный, низкопрофильный настольный, мини-башня, башня, моноблок и т.д. Эти модификации отличаются количеством и размерами отсеков для внутренних устройств, легкостью модификации и т.д.
Внутри системного блока расположены: (приложение 1) блок питания- преобразующий электропитание сети в постоянный ток низкого напряжения, подаваемый на материнскую плату, встроенные в компьютер устройства, а также на охлаждающие электронные схемы вентиляторы; материнская плата, на которой установлены микросхемы процессора и памяти, сюда же подходят шлейфы от других частей компьютера; жесткий диск, предназначенный для постоянного хранения информации в компьютере; процессор, осуществляющий выполнение программ, работающих на компьютере, и управляет работой остальных устройств ПК; память - для временного хранения информации в компьютере; видеокарта (графический адаптер), дисковод, также могут размещаться средства мультимедиа: звуковая плата, сетевая карта и устройство чтения оптических дисков – CD-ROM, CD-RW, DVD. Кроме того, в понятие «компьютер» входит клавиатура, мышь и монитор.
Монитор.
Монитор (дисплей) компьютера предназначен для вывода на экран текстовой и графической информации. Они бывают обычного размера (14-15 дюймов по диагонали), увеличенные (17, 19) и большие, как телевизор (20, 21 и даже 24 дюйма), цветные (от 4-8-16 до нескольких миллиардов цветов) и монохромные (то есть двухцветные, считая и цвет и фона: черно-белые, черно-желтые, черно-зеленые).
Они могут работать в одном из двух режимах: текстовом или графическом.
Текстовой режим. В текстовом режиме экран монитора условно разбивается на отдельные участки-знакоместа, чаще всего на 25 строк по 80 символов (знакомест). В каждое знакоместо может быть введен один из 256 символов. В число этих символов входят большие и малые латинские буквы, цифры, определенные символы, используемые для вывода на экран таблиц и диаграмм, построения рамок вокруг участков экрана и т.д.
В число символов, изображаемых на экране в текстовом режиме, могут входить символы кириллицы. На цветных мониторах каждому знакоместу может соответствовать свой цвет символа и фона, что позволяет выводить красивые цветные надписи на экран.
На монохромных мониторах для выделения отдельных частей текста и участков экрана используется повышенная яркость символов, подчеркивание и т.д.
Графический режим. Графический режим предназначен для вывода на экран графиков, рисунков и так далее. Разумеется, в этом режиме можно выводить и текстовую информацию в виде различных надписей, причем эти надписи могут иметь произвольный шрифт, размер и т.др. В графическом режиме экран состоит из точек, каждая из которых может быть темной или светлой на монохромных мониторах и одного или нескольких цветов - на цветном.
Делятся мониторы в зависимости от своей разрешающей способности, то есть насколько они вам разрешают наслаждаться высоким качеством изображения на них: чем больше точек на экране может нарисовать ваш компьютер, тем тоньше и точнее будут рисунки, изящнее шрифт и разборчивее текст. Отличаются экраны также по размеру зерна, то есть расстоянием между центрами точек люминофора (святящегося вещества) одного цвета. Размер зерна во многом определяет качество монитора и четкость показываемого им изображения (чем зерно мельче, тем выше качество изображения), по степени защиты от электромагнитного излучения.
Особенно хороши плоские мониторы. Они меньше искажают форму изображения на краях и в углах, а кроме того, гораздо меньше бликуют, не так сильно устают глаза.
Важнейшим параметром монитора является комфорт для глаз: четкость и устойчивость изображения, нормальная яркость и контраст.
В дешевых моделях мониторов электронно-лучевая трубка быстрее теряет электронную эмиссию, отчего падают яркость и контраст.
Отдельная группа – мониторы на жидких кристаллах (LCD), используемые в основном в портативных компьютерах, совершенно плоские. Но для постоянной многочасовой работы они не очень подходят: у них слишком низкая яркость, глаза быстро устают. А при изменении угла зрения цвета - «плывут». Правда, это относится в основном к дешевым ЖК - мониторам, которые стоят на большинстве старых ноутбуков. У новых моделей эти недостатки уже практически сведены на нет. Зато остался другой – высокая цена.
Выпускаются также большие (18-19 дюймов и выше) жидкокристаллические мониторы, в том числе и для настольных компьютеров, лишенные большинства описанных выше недостатков. Но такой монитор стоит дорого. Очень неплохи ( и тоже весьма дороги ) плоские плазменные дисплей.
Клавиатура.
Клавиатура является устройством ввода информации в компьютер. На клавиатуре имеется обычно около сотни клавиш и 3-4 лампочки (светодиода). У ноутбуков клавиатура несколько иного вида и клавиш меньше, а у карманных компьютеров может и вовсе не быть клавиатуры.
Каждая клавиша клавиатуры представляет собой крышку для миниатюрного переключателя. Содержащийся в клавиатуре небольшой микропроцессор отслеживает (сканирует) состояние этих переключателей, и при нажатии или отпускании каждой клавиши посылает в компьютер сообщение, состоящее из номера (так называемого скан-кода) клавиши и признака, была ли эта клавиша нажата или отпущена. Эти сообщения принимаются и обрабатываются подпрограммами операционной системы или BIOS компьютера.