* Разрядность. Количество внутренних битовых (двоичных) разрядов является одним из важнейших факторов производительности микропроцессоров.
*Интерфейс с системной шиной. Количество разрядов интерфейса с шиной данных влияет на эффективность обмена данными с внешними устройствами. От разрядности адресного интерфейса напрямую зависит максимальный объем адресуемой оперативной памяти.
* Тактовая частота. Необходима для синхронизации работы устройств компьютера. Влияет на скорость работы микропроцессора. Измеряется в мегагерцах (МГц).
* Адресация памяти. Количество адресуемой памяти равно 2 в степени разрядности адресной шины.
16-разрядный микропроцессор 8086 (1978 год) имел 20-разрядный интерфейс с адресной шиной и поэтому мог адресовать не более 1 Мбайт оперативной памяти компьютера. Intel 8088 (1979 год) отличался 8-разрядным интерфейсом с шиной данных, это было сделано для совместимости с существовавшими тогда в большом количестве 8-битовыми внешними устройствами. Именно 8088 с тактовой частотой 4,77 МГц был использован в начальной модели IBM PC.
Микропроцессор 80286 (1982 год) был в 4 раза эффективнее 8086 и мог адресовать до 16 Мбайт оперативной памяти благодаря 24-разрядному интерфейсу с адресной шиной.
Микропроцессор lntel386 DX (1985 год) был полностью 32-разрядным и потому в пять раз производительнее, чем 80286. Он позволял адресовать до 4 Гбайт оперативной памяти. Его высокая стоимость обусловила появление удешевленной и в два-три раза менее производительной модели Intel386 SX с возможностью адресации всего 16 Мбайт памяти.
Микропроцессор Intel486 OX (1989 год) значительно усовершенствован по сравнению с lntel386. Это первый микропроцессор фирмы Intel, выполняющий основные операции с целыми числами за один такт. Модель Intel486 DX с тактовой частотой 25 МГц выполняет около 20 млн. операций в секунду, alntel386 DX c такой же тактовой частотой - только 9 млн.
Intel486 - первый микропроцессор со встроенным сопроцессором для ускорения математических вычислений, предыдущие модели необходимо было комплектовать отдельным математическим сопроцессором. Были выпущены модели Intel486 DX2 и Intel486 DX4 с “умножением” тактовой частоты, а также удешевленная модель Intel486 SX без встроенного математического сопроцессора.
Микропроцессор Pentium (1993 год) имеет 64 внутренних разряда и на сегодняшний день отличается самым высоким быстродействием среди микропроцессоров Intel. Pentium выполняет две операции за один такт синхронизации.
Несмотря на то, что математический сопроцессор является факультативной (необязательной) частью компьютера, мы описываем его вслед за главным микропроцессором. Эта микросхема предназначена в помощь центральному микропроцессору, она выполняет математические вычисления с числами, содержащими целую и дробную части - иначе говоря, с плавающей запятой (floating point). Это вовсе не значит, что при помощи обычных микропроцессоров делать расчеты с плавающей запятой нельзя. Однако математические сопроцессоры производят такие вычисления в пять и более раз быстрее. Математические сопроцессоры фирмы Intel обрабатывают 80-битовые числа.
Стандартные устройства ввода-вывода
Обычно ввод информации или команд идет с клавиатуры, а результаты работы видны на дисплее. Поэтому стандартным устройством ввода IBM PC считается клавиатура, а стандартным устройством вывода - видеосистема.
Для успешной работы со многими программами необходимо знать, каким видеоадаптером (печатной платой с электроникой для управления дисплеем) и каким типом монитора (дисплеем) оснащен компьютер. Информацию о том, какой графический видеоадаптер устанощзшщвлен в Ваш компьютер, можно найти в соответствующем руководстве пользователя или получить в магазине, где Вы приобрели компьютер. Весь экран для компьютера - поле, на которое он может выводить маленькие точки разных цветов и яркости, формируя из них буквы и иллюстрации. В разрешающей способности адаптера приводятся данные о числе таких точек по вертикали и горизонтали.
На протяжении ряда лет стандартом были видеоадаптер CGA и его преемник: видеоадаптер EGA. В настоящее время в большинстве компьютеров используется видеоадаптер VGA/SшаашаVGA, который стал стандартом де-факто. Слово “стандарт” означает, что коммерческие программы работают без проблем с этими графическими видеоадаптерами и соответствующими мониторами.
CGA (Color Graphics Adapter - видеоадаптер цветной графики). Видеоадаптер дисплея с возможностью отображения графики в цвете с разрешающей способностью (по горизонтали) 320 или 640 на 200 (по вертикали) точек экрана - пикселов (Pixel - Picture Element, элемент изображения).
EGA (Enhanced Graphics Adapter - улучшенный графический видеоадаптер)
В течение долгого времени он являлся стандартным графическим видеоадаптером с расширенными возможностями цветности и разрешающей способностью 640 на 350 точек изображения.
VGA ( Video Graphics Arraнгшааешy - графический видеомассив). Графический видеоадаптер, который совместим с видеоадаптером EGA и обладает улучшенной цветопередачей при разрешающей способности 640 на 480 точек экрана. С этим видеоадаптером работают в настоящее время все программы, которые могут работать с видеоадаптером EGA.
Клавиатура
В настоящее время на IBM РС-совместимых компьютерах наиболее широко распространен так называемый “улучшенный” (enhanced) вариант 101-клавишной клавиатуры IBM PC.
Клавиши на алфавитно-цифровой части клавиатуры типичны для пишущей машинки. Клавиша, которая называеншаншается Enter (ввод, она же Return - возврат, или СR - carriage return, возврат каретки), аналогична рычагу перевода строки с возвратом каретки: Shift (клавиша сдвига) - аналог клавиши смены регистра вводимого символа: клавиша Caps Lock (фиксировать заглавные) соотвестствует фиксатору прописных букв; ТаЬ - табулятор.
Имеются также клавиши-мод7агшнификаторы: Аlt (alternative, альтернативная) и Ctrl (control, контрольная). Как и Shift, они применяются только в комбинации с другими клавишами. Этих клавиш по две на 101 -клавишной клавиатуре и по одной на 89-клавишной.
Клавиша Backspace (возврат) обычно используется для возврата на одну позицию с удалением предыдущего символа. Впрочем, следует помнить, что применение клавиатуры в той или иной программе бывает совершенно индивидуальным. Та же клавиша Backspace может вовсе не применяться в графической программе, а в игровой программе означать, скажем, очередь из пулемета. Поэтому не имеет смысла нгшсав7епытаться объяснять значение всех клавиш.
Функциональные клавиши (F1, F2, F3 и так далее) имеют наиболее широкий диапазон применения, ибо они введены именно для того, чтобы в каждой программе выполнять произвольные функции. На 101- клавишной клавиатуре 12 функциональных клавиш, а на 89-клавишной клавиатуре - 10, и расположены они не в верхней, а в левой части клавиатуры.
Клавиша Esc (escape - побег, спасение) обычно применяется для отмены некоторого режима или для завершения программы.
Клавиши управления курсором, как правило, служат для перемещения по рабочему полю программы. Переводить названия клавиш ¬, , ®, ¯ не нужно. Клавиши Ноmе (домой) и End (в ноенгонконец) перемещают курсор соответственно в начало и в конец документа или строки; клавиши PgUp (page up, на страницу вверх) и PgDn (page down, на страницу вниз) применяются для постраничного или поэкранного перелистывания назад и вперед.
Среди клавиш управления курсором имеются также клавиши Ins (insert, вставлять, помещать) и Del (delete - вычергггггггггголпгнлкивать, стирать). В режиме ввода текста Ins обычно переключает клавиатуру между режимами вставки и замены символов, Del удаляет символ, находящийся над курсором.
Цифровая клавиатура устроена по образцу панели арифметического калькулятора, но при выключенном режиме Num Lock (number lock - фиксировать цифры) работает как клавиатура управления курсором. Это “удобство” сохранилось от 89-клавишной молллллллпгнолдели, на которой отсутствуют специальные клавиши перемещения курсора и пролистывания.
Клавиша PrtScr (prim screen - распечатать зкран) должна (иногда - в комбинации с Shift) распечатывать на принтере содержимое экрана, но некоторые программы это отменяют. Клавиша Scroll Lock (фиксировать прокрутку) нужна для того, чтобы фиксировать на экране курсор, так чтобы относительно него перемещалось все содержимое эксмпнгооснннннрана. В некоторых программах это даже выполняется, хотя чаще Scroll Lock либо бездействует, либо используется, например, для переключения клавиатуры между английским и русским режимами. Клавиша Pause (пауза, остановка) обычно останавливает работу компьютера до нажатия любой клавиши.
Компьютеры IBM PC и IBM PC ХТ работают с 89-клавишной клавиатурой, а более новые модели - со 101-клавишной. 101-клавишная модель, установленная на компьютере ХТ, работает как 89-клавишная. Некоторые клавиатуры сами переходят в необходимый режим, другие оборудованы соответствующим переключателем.
Работая с клавиатурой, не старайтесь бить по клавишам как можно сильнее, не следует также подолгу давить на клавишу - достаточно одного быстрого нажатия. При вводе комбинации клавиш не пытайтесь нажать две, три или четыре одновременно - прижмите первую (обычно это клавиша-модификатор) и не отпускайте, пока не нажмете как обычно вторую.
Мышь
Манипуляторы типа “мышь” представляют собой устройства ввода размером с пачку сигарет, которые преобразуют перемещения по столу в перемещения курсора на экране дисплея и обычно гншщпаниспользуются в дополнение к клавиатуре как устройства ввода или целеуказания.
Особенно незаменимым вспомогательным средством мышь становится при использовании графически-ориентированных программ или оболочек, таких как DOS-Shell, Windows и др.
Различают мыши с двумя и тремя кнопками (большее число кнопок тоже встречается, но это уже большая редкость). Мыши с двумя кнопками, совместимые с мышью фирмы Microsoft, в настоящее время стали стандартом де-факто, в основном благодаря умелой маркетинговой политике фирмы Microsoft. Многие программы фирмы Microsoft лишь в ограниченном объеме обеспечивают поддержку других мышей или же вообще их не поддерживают. Однако часто используются мыши типа “Logimouscнгшпнг” или же “Mouse Systems”. И если Вы приобретаете трехкнопочную мышь, она должна быть совместимой с одной из этих последних.
Модем и акустический адаптер
Связь между персональным компьютером и телефонной линией еще относительно мало стандартизована. Большинство устройств используют для связи широко распространенный стандарт Hayпгшщпes. Модемы (МОдулятор/ДЕМодулятор) служат для того, чтобы превращать цифровые данные (биты) компьютера в звуки и, наоборот, звуки - в цифровые данные.
Акустические адаптеры пока в основном используются любителями игр для озвучивания последних. Кроме того, появился ряд учебных программ и справочных систем, которые используют акустический адаптер для выдачи речевой и музыкальной информации. А системы multimedia просто не могут работать без специального акустического адаптера, т.к. использование встроенного динамика компьютера (speaker) дает очень невысокое качество воспроизведения.
Модемы различаются между собой по формату передаваемых данных и быстродействию. По исполнению модемы бывают встроенные и внешние. Внешние модемы размещаются в собственном корпусе, а встроенные - на печатных платах, которые вставляются в свободноепгшщщ посадочное место компьютера.
Память
Объем памяти, которым обладает компьютер, является очень важным параметром для работы многих программ. Под ОЗУ - оперативным запоминающимустройством (по-английски RAM -нгщапгщщщщ Random Access Memory - память с произвольным доступом) понимают ту зону памяти, которая может быть использована программами внутри компьютера для записи и считывания информации. В оперативную память загружаются программы и сюда же заносятся все данные, которые необходимы компьютеру для работы.
При работе на компьютере и при использовании MS-DOS, начиная с версии 4.0, необходимо учитывать следующее:
* для большинства программ требуется объем ОЗУ не менее 640 Кбайт; рекомендуется иметь 1 Мбайт;
* для нормальной работы больших программ, в особенности графических или издательских (DTP - Desktop Publishing - настольная издательская система), а также графической оболочки Microsoft Windows необходимо увеличить объем памяти от 1 до 2 и даже 4 Мбайт.
Дискеты и жесткие диски
Для хранения информациищпппппшд и переноса ее между компьютерами используются дискеты. Считывание информации с дискеты и запись на нее выполняются специальными устройствами - дисководами (накопителями на гибких магнитныхдисках - НГМД). НГМД можно классифицировать по размеру используемых дискет. Наиболее распространены дискеты размером 5,25 и 3,5 дюйма. Для каждого из этих типов дискет имеются разновидности с увеличенной плотностью записи: DD
(Double -Densay - двойная плотность записи) и HD (High Density - высокая плотность записи). В последнее время появились дискеты размером 3,5 дюйма, имеющие обозначение ED (Extra High Density - особо высокая плотность записи) или 2HD, которые по сравнению с дискетами типа НD обладают в два раза большим объемом памяти.
Дискеты и жесткие диски представляют собой “долговременную” (архивную) память персонального компьютера. Данные, которые Вы заносите на дискеты, сохраняются там неограниченно долго, а информация, которая находится в “кратковременной” памяти компьютера, в его оперативном запоминающем устройстве, теряется при выключении компьютера.
В таблице приведены наиболее распространенные форматы дискет (размер сектора для дискет всех форматов составляет 512 байт).
Несмотря на многообразие форматов и размеров, все дискетные накопители работают по одному и тому же принципу.
* Запись данных на дискету осуществляется по концентрическим окружностям (дорожкам или трекам) на намагничиваемом материале подобно тому, как это происходит в магнитофоне. В отличие от грампластинки дорожки расположены параллельно (концентрически), а не по спирали. Расположенные рядом дорожки не касаются друг друга.
* Секторы представляют собой участки окружности. Число этих участков варьируется между 8 и 15 в дискетах размером 5,25 дюйма и между 9 и 18 - в дискетах размером 3,5 дюйма. В каждом таком участке можно записать не более 512 байт (символов).
* Сокращение ТРI соответствует английскому tracks per inch (число дорожек на дюйм, дюйм = 2,54 см). Легко можно подсчитать, что запись на HD-дискете с плотностью 96 ТРI осуществляется лишь на кольце шириной 2,12 см (для дискет размером 5,25 дюйма), остальная зона кольца не используется.
* Различают дискеты с односторонней и двусторонней записью (односторонние дискеты применялись только в MS-DOS версии 1.0).
* Сокращение SS (1S) соответствует английскому Single Sided (односторонняя), DS (2S) -английскому Double Sided (двусторонняя), DD - Double Density (двойная плотность записи), HD - High Density (высокая плотность записи, для форматов свыше 1 Мбайт) ED - Еxtra High Density (особо высокая плотность записи).
* Объем дискеты вычисляют следующим образом: Объем = Стороны * Дорожки * Секторы * Символы/Сектор
Пример: 2 Стороны * 80 Дорожек * 15 Секторов * 512 Символов/Сектор = 1 228 800 байт. Так как 1 Кбайт соответствует 1024 байт, то объем равен 1,2 Мбайт (1 228 800 / 1 024).
* Дискеты различаются качеством и толщиной магнитного слоя на пластмассовом диске. Между односторонними и двусторонними дискетами размером 5,25 дюйма (с двойной плотностью) с технической точки зрения нет никаких различий. Отличие лишь в том, что на заводе-изготовителе односторонние дискеты проверяют на отсутствие дефектов лишь с одной стороны.
Накопители на жестких-магнитных дисках типа винчестер для операционной системы представляют собой не что иное, как очень большие (по емкости!) дискеты. Для пользователя важен объем данных, которые могут быть записаны на жесткий магнитный диск, и быстродействие такого накопителя. Объем памяти винчестера составляет от 20 до 1000 и более Мбайт. С точки зрения быстродействия время обращения ниже 20 мс считается хорошим. В продаже есть винчестеры с быстродействием 12 мс и ниже.
Кроме времени обращения, важным параметром является еще одна характеристика, которая часто не сообщается - это так называемая скорость обмена данными, которая показывает, сколько времени понадобится для передачи считанных или записываемых данных.
Рассмотрим кратко различные виды винчестеров и соответствующих модулей управления (контроллеров винчестеров).
* Винчестеры типа AT-Bus
Их часто называют винчестерами типа IDE. Они работают на основе еще одной модернизации способа записи RLL, основанной на переменном числе секторов на каждую дорожку. Обычно это число колеблется от 32 до 45. В винчестерах типа AT-Bus логика управления (контроллер) встроена в винчестер, вследствие чего изготовители могут настроить контроллер для каждого конкретного винчестера. (Наряду с механикой контроллер винчестера оказывает решающее влияние на быстродействие накопителя). Плата, через которую винчестеры типа
AT-Bus подключаются к компьютеру, представляет собой не что иное, как простой коммутатор. О быстродействии винчестеров типа AT-Bus нельзя сказать ничего определенного. Имея большее число секторов и удовлетворительные прочие технические характеристики, их быстродействие должно быть равно.
Принтер
Наиболее распространены следующие разновидности принтеров.
* Матричные принтеры (принтеры с игольчатой печатающей головкой) формируют печатаемые символы из точек. Эти точки отпечатываются на бумаге в момент прижатия к ней красящей ленты иголками печатающей головки в процессе ее движения вдоль строки. Иголок в головке может быть 9 - 24 и даже 48. Принтеры этого класса работают относительно громко и вряд ли могут рассматриваться как идеальное средство для получения качественной печати. Но благодаря умеренной цене они широко применяются для “домашних нужд”: для печати черновиков, некоторых категорий документов и т.п. С точки зрения управления для них стандартом являются наборы команд, реализованные в графических принтерах фирмы IBM или принтерах серий EPSON-FX/LQ.
* Лазерные принтеры (принтеры постраничной печати). Они используют ту же технологию, что и копировальные аппараты. Стандартом де-факто в этой категории является принтер LaserJet фирмы Hewlett Packard (HP). Существует целый ряд лазерных принтеров, управляемых языком программирования PostScript. Этот язык предназначен для описания изображений, т.е. принтер получает от компьютера программу, которая управляет печатью, и интерпретирует ее. Язык PostScript используется также в профессиональных фотонаборных машинах и позволяет значительно улучшить качество печати.
* Кроме перечисленных, все большее распространение получают струйные принтеры, которые при близком к матричным качестве печати работают тише. С точки зрения затрат на эксплуатацию, они лучше, чем лазерные принтеры. Однако для них требуется бумага высокого качества, так как на обычной чернила легко расплываются.