Технические и программные средства реализации информационных процессов

Общепринятой классификацией компьютеров является классификация по поколениям ЭВМ, в основе которой лежит элементная база.

Первое поколение - электронные вакуумные лампы (1946-до середины 50-х годов ХХ века);

Второе поколение - полупроводниковые приборы, транзисторы (до середины 60-х годов ХХ века);

Третье поколение - интегральные схемы на полупроводниковых элементах (до конца 70-х годов);

Четвертое поколение - сверхбольшие интегральные схемы (с начала 80-х годов по настоящее время).

Пятое поколение отличительными чертами ЭВМ этого поколения являются новые технологии производства, переход к новым многопроцессорным архитектурам, новые способы ввода-вывода, искусственный интеллект и т.д.

Классификация компьютеров по назначению. Специализированные - предназначены для решения узкого круга специальных задач, например по управлению конкретными техническими устройствами, технологическими процессами (станками с числовым программным управлением, роботами и т.д.).

Универсальные - используются в различных сферах человеческой деятельности для решения самых разнообразных задач: инженерно-технических, экономических, математических, информационно-поисковых и других.

Традиционная классификация производится по:

производительности, функциональному назначению и размерам, которая позволяет условно выделить два класса ЭВМ: большие ЭВМ (мэйнфреймы) и персональные компьютеры (мини-ЭВМ). Для каждого класса ЭВМ отличительными признаками также являются области применения, размерность решаемых задач, организационные формы использования, особенности технической архитектуры.

Современные большие ЭВМ. Современные большие ЭВМ называются мэйнфреймами или суперкомпьютерами. Эти ЭВМ характеризуются наивысшим уровнем производительности и надежности, рассчитанные на практически любые уровни нагрузки, обладающие высокой устойчивостью к сбоям и авариям. Они обеспечивают решение любых задач, требующих больших вычислительных ресурсов: от метеорологических прогнозов и изучения управляемого термоядерного синтеза до исследований генома человека и разведки нефти и газодобычи.

Название (mainframe) происходит от названия корпусов центрального процессора ЭВМ IBM System/360. Именно компьютеры первых моделей семейства ЭВМSystem/360, о создании которых фирма IBM объявила в 1964 году, являются родоначальниками мэйнфреймов и первыми компьютерами третьего поколения. В России аналогичная серия машин носит название машин серии ЕС.

При разработке мэйнфреймов особое внимание уделяется техническим и технологическим решениям, которые обеспечивают принцип параллельного (одновременного) выполнения двух или более процессов (программ). Именно возможность параллельной работы различных устройств больших ЭВМ является основой ускорения выполнения вычислительных операций. Создаваемые в настоящее время мэйнфрейм (или суперЭВМ) относятся мощные многопроцессорные вычислительные машины с быстродействием сотни миллионов - десятки миллиардов операций в секунду.

Создать такую высокопроизводительную ЭВМ по современной технологии на одном микропроцессоре не представляется возможным ввиду ограничения, обусловленного конечным значением скорости распространения электромагнитных волн (300 000 км/с), ибо время распространения сигнала на расстояние несколько миллиметров (линейный размер стороны МП) при быстродействии 100 млрд. оп/с становится соизмеримым с временем выполнения одной операции. Поэтому мэйнфрейм создается в виде высокопараллельных многопроцессорных вычислительных систем (МПВС).

Высокопараллельные МПВС имеют несколько разновидностей:

- магистральные(конвейерные) МПВС, в которых процессоры одновременно выполняют разные операции над последовательным потоком обрабатываемых данных; по принятой классификации такие МПВС относятся к системам с многократным потоком команд и однократным потоком данных (МКОД или MISD - Multiple Instruction Single Data);

- векторные МПВС, в которых все процессоры одновременно выполняют одну команду над различными данными - однократный поток команд с многократным потоком данных (ОКМД или SIMD - Single Instruction Multiple Data);

- матричные МПВС, в которых МП одновременно выполняют разные операции над несколькими последовательными потоками обрабатываемых данных - многократный поток команд с многократным потоком данных (МКМД или MIMD - Multiple Instruction Multiple Data).

Условные структуры однопроцессорной (SISD - Single Instruction Single Data) и названных многопроцессорных вычислительных систем показаны на рисунке ниже.

Крупнейшими российскими проектами в области создания суперкомпьютеров являются российский проект МВС и российско-белорусский СКИФ. Крупнейший суперкомпьютер МВС-15000ВМ отечественной разработки включает 924 процессора Power PC и имеет пиковую производительность 8100 Gflops. Суперкомпьютер установлен в Межведомственном Суперкомпьютерном центре РАН (МСЦ). Основными заказчиками машинного времени на суперкомпьютерах выступают атомная, автомобильная, судостроительная, авиационная и нефтегазовая промышленность.

Суперпараллельные компьютеры (massively parallel computers) включают в себя сложнейшие цепи процессоров.

Вместо методов параллельной обработки, где небольшое количество мощных, но дорогих специализированных процессоров связаны между собой, суперпараллельные компьютеры содержат сотни и тысячи недорогих обычных процессоров.

Такие ЭВМ достигают производительности суперкомпьютеров. Например, Wal-Mart Stores использует суперпараллельную машину для учета товаров и продаж, обслуживая базу данных размером 1.8 триллионов байт.

Компьютерная архитектура. Сравнение последовательной, параллельной и суперпараллельной обработки данных.

5. Назначение, особенности и классификация персональных компьютеров

Персональные компьютеры представляют наиболее многочисленный и разнообразный по составу класс ЭВМ. Они используются при решении самых разных задач не только профессиональными программистами, но и специалистами других областей знаний и деятельности.

К ПК (или ПЭВМ) относится ЭВМ, управляемая одним пользователем и предоставляющая пользователю в каждом сеансе работы все свои ресурсы. К особенностям, отличающим ПК от других ЭВМ, следует отнести:

1.Универсальный характер использования, в соответствии с которым на ПК могут решаться экономические, научные, производственно-технические, конструкторско-технологические и другие задачи в различных сферах человеческой деятельности.

2.Модульный характер построения архитектуры ПК, позволяющий формировать техническую конфигурацию, определять состав внутренних и внешних устройств ПК в зависимости от характера решаемых задач, требований пользователя и финансовых возможностей.

3.Развитость и разнообразие программного обеспечения (ПО), направленные на решение задач из различных областей знаний и деятельности человека.

4.Небольшие габариты, высокая надежность работы, отсутствие специальных требований к условиям эксплуатации и наличие <дружественного> человеко-машинного интерфейса, дающие возможность устанавливать ПК на рабочие места пользователя.

Первоначально основным признаком ПК служило наличие в нем микропроцессора (МП), выполненного в виде одной микросхемы. В настоящее этот признак перестал быть определяющим, так как МП используются во всех классах ЭВМ.

ПК классифицируются по следующим признакам:

1.По размеру ПК делятся на стационарные (Desktop) и переносные ПК. В состав переносных ПК включаются портативные (Laptop), блокнотного типа (Notebook) икарманные (Palmtop) ПК.

2.По типу используемыхМПразличают ПК,построенныена процессорах с расширенной системой команд - CISC-процессорах (CISC - Complete Instruction Set Computer), и ПК, основанные на процессорах с сокращенным набором команд - RISC-процессорах (RISC - Reduce Instruction Set Computer).

К первой группе ПК относятся ПК с Intel-совместимой архитектурой. Во вторую группу входят ПК Macintosh на МП Power PC (более ранние модели ПК Macintosh выпускались на базе МП Motorola 680х0), компьютеры SUN с процессорами SPARC-архитектуры, компьютеры DEC c МП Alpha и другие менее распространенные ПК.

Необходимо обратить внимание, что приведенные ПК представляют не отдельные модели, а программно совместимые <сверху-вниз> семейства поколений компьютеров.

3. Классификация ПК по поколениям МП включает для Intel-совместимых ПК следующие поколения: 8086/8088, 80286, 80386, 80486, Pentium, Pentium II, Pentium III, Pentium IV. В каждом поколении имеются различные модификации моделей МП, различающиеся структурой, техническими характеристиками и ценой.

4. Классификация ПК по назначению устанавливает четыре группы ПК:

- массовые ПК, к категории которого также относятся рабочие станции клиентов вычислительных сетей;

- специализированные ПК, ориентированные на работу в конкретных предметных областях, например в области медицины, дизайнерской работе и т.д.

- мультимедийные ПК;

– компьютеры, выполняющие функции серверов в вычислительных сетях.

6. Состав и характеристика основных устройств, образующих внутреннюю конфигурацию ПК

Структуру ПК рассмотрим на примере обобщенной схемы технической конфигурации ПК. Устройства, составляющие внутреннюю конфигурацию ПК, располагаются на системной плате.

К основным устройствам внутренней конфигурации относят: микропроцессор (МП), оперативную память, основной набор микросхем (ChipSets, чипсет), КЭШ-память, а также интерфейсные шины, используемые для связи устройств между собой: системную шину, шины ISA (Industry Standart Architecture - архитектура промышленного стандарта), PCI(Peripheral Component Interconnect - соединение внешних устройств), USB (Universal Serial Bus - универсальная последовательная шина), AGP (Advanced Graphic Port - расширенный графический порт), генератор тактовых импульсов (ГТИ), адаптеры и порты ввода-вывода. Внешние или периферийные устройства ПК подключаются к интерфейсным шинам через адаптеры (или контроллеры) и предназначены для организации интерфейса ПК с пользователем, осуществления операций ввода-вывода и хранения данных. Во многом, благодаря разнообразным внешним устройствам, обеспечивается универсальность использования ПК в различных областях деятельности человека. В зависимости от типа устройства,

Внешние устройства ПК.

Внешние устройства делятся на три группы:

-устройства ввода данных;

-устройства вывода данных;

-устройства хранения данных.

К устройствам ввода данных относят: клавиатуру, сканер, графический планшет, специальные манипуляторы: мышь, джойстик, трекбол, татчпад.

Устройства вывода включают: монитор, принтер, графопостроитель.

Внешние устройства хранения данных составляют накопители на: жестком диске, компакт-диске, DVD, гибких дисках, магнитооптических устройствах. К этой же группе устройств относятся внешняя флэш-память и стример.

7. Состав и функции микропроцессора ПК

Микропроцессор - самостоятельное или входящее в состав микроЭВМ устройство обработки информации, выполненное в виде одной или нескольких больших интегральных схем. Микропроцессор и средства вычислительной техники и автоматики на их основе применяются в системах автоматического управления, технологического и контрольно-испытательного оборудования, транспортных средств, бытовых приборов и др.

Микропроцессор - это интегральная схема, смонтированная кремниевой пластине. Процессор содержит тысячи, или даже миллионы транзисторов, связанных между собой сверхтонкими алюминиевыми соединительными каналами, обеспечивающими их взаимодействие при записи и обработке данных, позволяя микропроцессору выполнять множество полезных функций. Конкретные задачи микропроцессора определяются программным обеспечением.

Микропроцессоры используются, прежде всего, в качестве "мозга" персональных компьютеров, но благодаря им становятся "разумными" и многие другие устройства. Например, оснащенный микропроцессором телефонный аппарат имеет возможность ускоренного и повторного набора номера, домашний термостат автоматически отключается по ночам, автомобиль становится безопаснее и потребляет меньше горючего.

Технологии, связанные с компьютерными микросхемами, используется сейчас повсеместно - от космических кораблей и компьютеров до светофоров и кофемолок. Если устройству можно "приказать" сделать что-нибудь, или запрограммировать его свойства, то в него наверняка встроена компьютерная микросхема.

Назначение и сложность микросхем может сильно отличаться. Один из самых совершенных типов микросхем - это микропроцессоры. Встроенные в них схемы могут выполнять сотни миллионов команд в секунду.

Микропроцессор характеризуется:

- тактовой частотой, определяющей максимальное время выполнения переключения элементов в ЭВМ;

- разрядностью, т.е. максимальным числом одновременно обрабатываемых двоичных разрядов

Разрядность МП обозначается m/n/k/ и включает:

m - Разрядность внутренних регистров, определяет принадлежность к тому или иному классу процессоров;

n - Разрядность шины данных, определяет скорость передачи информации;

k - Разрядность шины адреса, определяет размер адресного пространства. Например, МП i8088 характеризуется значениями m/n/k=16/8/20;

- архитектурой. Понятие архитектуры микропроцессора включает в себя систему команд и способы адресации, возможность совмещения выполнения команд во времени, наличие дополнительных устройств в составе микропроцессора, принципы и режимы его работы выделяют понятия микроархитектуры и макроархитектуры.

Архитектура типового микропроцессора. Микропроцессор или микрокомпьютер является практически законченной системой управления. Он имеет сложную архитектуру и представляет собой сверхбольшую интегральную схему, выполненную, как правило, на одном полупроводниковом кристалле. Различные типы микропроцессоров отличаются типом и размером памяти, набором команд, скоростью обработки данных, количеством входных и выходных линий, разрядностью данных. В самом общем виде структурная схема микропроцессора может иметь следующий вид рисунке ниже.

Структурная схема микропроцессора. Центральный процессор (CPU) является обязательным узлом любого микропроцессорного устройства, его ядром. В его состав входит: арифметико-логическое устройство (АЛУ); регистр-аккумулятор; логические устройства управления и синхронизации; внутренняя шина.

Арифметико-логическое устройство выполняет арифметические или логические операции над данными, представленными в двоичном или двоично-десятичном коде. Результат выполнения операции сохраняется в так называемом регистре-аккумуляторе. Регистр-аккумулятор представляет собой ячейки оперативной памяти, но, в отличие от ОЗУ, обмен информацией производится более короткими командами, т.е. регистр-аккумулятор является наиболее быстродействующим устройством памяти микропроцессора.

Устройство управления и синхронизации применяется для управления другими узлами микропроцессора, обеспечивая выполнение необходимых задач в соответствии с программой, хранимой в ПЗУ. Узел синхронизации обеспечивает синхронную работу всех узлов с помощью импульсов синхронизации и других управляющих сигналов. В состав устройства управления и синхронизации входит такто-вый генератор и формирователь тактовых импульсов. Для генерации импульсов синхронизации используется кварцевый генератор, имеющий внешний кварцевый резонатор. Частота тактового генератора определяет быстродействие микропроцессора.

Связь между различными элементами микропроцессора осуществляется с помощью внутренней шины. Шина - это группа проводников, используемых в качестве линии связи для передачи цифровой информации. В микропроцессоре имеется три основных вида шин: это шина данных, адресная шина и шина управления.

Шина данных обеспечивает передачу данных между узлами процессора. Адресная шина используется для передачи адреса ячейки памяти с целью получить данные из постоянного запоминающего устройства или оперативного запоминающего устройства. Шина управления используется для передачи управляющих сигналов от микропроцессора к другим элементам системы.

Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) используется для хранения постоянной информации, которая вводится в него на этапе производства микропроцессора и не может быть изменена. Это значит, что записанные на заводе-изготовителе данные сохраняются неизменными при выключении питания микропроцессора. ПЗУ расположено на кристалле микропроцессора и состоит из большого количества ячеек. Каждая ячейка памяти имеет свой порядковый номер, называемый адресом. В этих ячейках хранятся коды команд - это и есть управляющая программа, исполняемая микропроцессором во время его работы. Информация вводится в ПЗУ на этапе изготов-ления микропроцессора, а процедура введения этой информации называется масочным программированием.

Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) используется для временного хранения промежуточных данных. Микропроцессор в процессе работы может изменять эти данные. При выключении питания информация, хранимая временно в ОЗУ, не сохраняется.

Устройство ввода/вывода (интерфейс ввода/вывода) обеспечивает связь с периферийными устройствами - микросхемами, клавиатурой и др. Подключение к внешним устройствам производится через специальные устройства, называемые портами. Они выполнены в виде набора двунаправленных линий. На структурной схеме показан параллельный 8-разрядный порт (выводы 0...7), который можно конфигурировать различным образом. Последовательный порт можно реализовать, используя две линии параллельного порта - одну для передачи, другую для приема необходимых данных. Количество портов может быть любое и зависит от выполняемых микропроцессором задач.

8. Классификация и характеристика видов памяти и запоминающих устройств ПК

Жесткий диск. Жесткий диск (накопители на жестких магнитных дисках, НЖМД) - тип постоянной памяти. В отличие от оперативной памяти, данные, хранящиеся на жестком диске, не теряются при выключении компьютера, что делает жесткий диск идеальным для длительного хранения программ и файлов данных, а также самых важных программ операционной системы. Эта его способность (сохранение информации в целостности и сохранности после выключения) позволяет доставать жесткий диск из одного компьютера и вставлять в другой.

Жесткие диски очень надежны для хранения большого объема информации и данных. Внутри запечатанного жесткого диска находятся один или больше несгибающихся дисков, покрытых металлическими частицами. Каждый диск имеет головку (маленький электромагнит), встроенную в шарнирный рычаг, который движется над диском при его вращении. Головка намагничивает металлические частички, заставляя их выстраиваться для представления нулей и единиц двоичных чисел. Моторы, двигающие диск и рычаг, обычно подвергаются износу. Избежать износа удается только головке, поскольку она никогда не соприкасается с поверхностью диска.

Еще одна функция жесткого диска - симуляция оперативной памяти. Используя секции жесткого диска в качестве виртуальной памяти, Windows может запускать больше программ. Недостаток виртуальной памяти в ее медленности по сравнению с обычной памятью. Если поставить больше, работа компьютера замедляется.

Винчестер, или жесткий диск, - самая важная составляющая компьютера. На нем хранится операционная система, программы и данные. Без операционной системы Windows нельзя запустить компьютер, а без программ - ничего сделать, когда он уже загрузился. Без банка данных придется информацию каждый раз вводить вручную.

Жесткий диск- механическое устройство компьютера, и от него может быть больше проблем, чем от электронных устройств. На самом деле оно очень надежно. Диски собирают в чистых комнатах, в которых воздух постоянно фильтруется, и удаляются частички пыли. Собирают винчестеры из магниточувствительного материала. Перед тем как вынести диски из комнаты, их упаковывают и запечатывают. Если вы откроете свой жесткий диск из любопытства, то можете с ним попрощаться. Чтобы этого не случилось, никогда не делайте этого - их вскрывать нельзя.

Перед использованием новые жесткие диски нужно отформатировать. Этот процесс состоит в прокладывании магнитных концентрических дорожек и в их разбивке на маленькие сектора, как куски в торте. Будьте осторожны: если на жестком диске были записаны данные, то его форматирование ведет к полному их уничтожению.

За счет гораздо большего количества дорожек на каждой стороне дисков и большого количества дисков информационная емкость жесткого диска может в сотни тысяч раз превышать информационную емкость дискеты и достигать 150-200 Гбайт. Скорость записи и считывания информации с жестких дисков достаточно велика (может достигать 133 Мбайт/с) за счет быстрого вращения дисков (до 7200 об./мин).

В жестких дисках используются достаточно хрупкие и миниатюрные элементы (пластины носителей, магнитные головки и пр.), поэтому в целях сохранения информации и работоспособности жесткие диски необходимо оберегать от ударов и резких изменений пространственной ориентации в процессе работы.

Дисководы гибких магнитных дисков хранят данные примерно так же, как и жесткие диски - путем изменения магнитной полярности металлических частичек на их поверхности. Здесь сходство заканчивается. Первое отличие состоит в том, что дискеты можно вынимать из дисководов, то есть теоретически они предлагают неограниченное хранилище данных любому желающему. Но ограниченная емкость дискет (1, 44 МВ в отличие тысяч мегабайтов жестких дисков) уменьшает их полезность.

CD-ROM / DVD-ROM. Пишущий CD-ROM может записывать информацию любого типа - музыку, изображение или текст. Есть записываемые диски, на которые можно записать информацию только один раз (CD-R). Но есть и перезаписываемые диски (CD-RW), они стоят дороже, но позволяют стирать информацию и добавлять новую. Однако, если вы записываете музыку на перезаписываемый компакт-диск, вы можете его слушать только на ПК, а записываемый диск - на любом CD-плейере.

Накопители на магнитной ленте (стримеры) и накопители на сменных дисках. Стример (англ. tape streamer) - устройство для резервного копирования больших объёмов информации. В качестве носителя здесь применяются кассеты с магнитной лентой ёмкостью 1 - 2 Гбайта и больше.

Стримеры позволяют записать на небольшую кассету с магнитной лентой огромное количество информации. Встроенные в стример средства аппаратного сжатия позволяют автоматически уплотнять информацию перед её записью и восстанавливать после считывания, что увеличивает объём сохраняемой информации.

Недостатком стримеров является их сравнительно низкая скорость записи, поиска и считывания информации. На данный момент стримеры являются устаревшими и поэтому используются они на практике очень редко.

Накопитель на магнито-оптических компакт-дисках СD-MO(Compact Disk - Magneto Optical). Диски СD-MO можно многократно использовать для записи. Ёмкость от 128 Мбайт до 2,6 Гбайт. Накопитель WARM (Write And Read Many times), позволяет производить многократную запись и считывание.

9. Состав и характеристика основных устройств, образующих внешнюю конфигурацию ПК

Клавиатура. Клавиатура служит для ввода информации. Для подключения клавиатуры имеется специальный порт клавиатуры. Стандартная клавиатура имеет более 100 клавиш. Для удобства пользования клавиши объединены в несколько групп:

Группа алфавитно-цифровых клавиш служит для ввода чисел, букв и знаков препинания.

Группу функциональных клавиш составляют клавиши от F1 и F12. Действие этих клавиш зависит от того, какая программа загружена в компьютер.

Клавиши управления курсором - это четыре клавиши со стрелками указывающими влево, вправо, вверх и вниз .

Группа дополнительных цифровых клавиш используется в некоторых программах. В компьютерных играх эти клавиши могут использоваться вместо курсорных клавиш. Клавиша с эмблемой Windows позволяет открыть Главное меню.

Монитор. Для представления буквенно-цифровой и графической информации служат мониторы. Монитор или дисплей является одним их основных блоков персонального компьютера (и одним из самых дорогих) и от его характеристик в значительной степени зависит эффект использования компьютера. Монитор подключается к компьютеру через плату видеоадаптера, а его нормальную работу обеспечивает набор специальных драйверов, поставляемых вместе с монитором.

В современных компьютерах используются два типа мониторов: на основе электронно-лучевых трубок (ЭЛТ) и жидкокристаллические дисплеи. В последнее время жидкокристаллические дисплеи используются все более широко и не только в портативных компьютерах. Второй важной характеристикой видеомонитора является размер экрана. Обычно приводится размер его диагонали в дюймах. Наиболее распространенным является размер экрана 17 дюймов. Однако для профессионального использования графических пакетов и настольных издательских систем могут использоваться мониторы большей диагонали. В настоящее время в персональных компьютерах используются исключительно цветные мониторы, черно-белые применяются только в специализированных системах. Четкость изображения тем выше, чем меньше размер точек люминофора и соответственно расстояние между ними. В настоящее время наибольшее распространение получили дисплеи с расстоянием между пикселами (dot pitch) 0,  28 мм. До недавнего времени жидкокристаллические (ЖК) дисплеи использовались, в основном, в переносных компьютерах из-за их малых размеров, веса и низкого энергопотребления. Теперь же такие мониторы постепенно заменяют мониторы на ЭЛТ. Существуют две основные разновидности ЖК-дисплеев - с пассивными и активными матрицами. Последние обеспечивают более высокое качество изображения, малое время отклика, которое определяет скорость смены изображения на экране, и большой угол зрения. Наиболее популярный размер плоских дисплеев - 10, 4 дюйма.

Видеоадаптер служит для предварительной обработки информации и подготовки ее для вывода на экран монитора. Физически он представляет собой отдельную плату, которая вставляется в соответствующий слот расширения материнской платы. На задней стороне платы имеется разъем для подключения монитора. В зависимости от объема видеопамяти видеосистема может обеспечить различные параметры разрешающей способности и количества воспроизводимых цветов.

Мышь (трекбол, джойстик). Мышь или графический манипулятор - это удобное средство, с помощью которого можно управлять объектами в графической операционной системе. Мышь имеет шарик и две кнопки. При перемещении мыши шарик вращается, и в компьютер посылаются электрические сигналы. Как правило, мышь имеет две кнопки - основную и дополнительную.Существуют несколько конструкций мышей.

Наиболее распространенной и дешевой является в настоящее время оптико-механическая мышка. Основным элементом является тяжелый обрезиненный шарик, который "катается" по поверхности стола или специального коврика. К шарику внутри корпуса прижаты два ролика с вертикальной и горизонтальной осями вращения. Главные враги мыши - грязь и пыль. Оптико-механические мыши чрезвычайно чувствительны к любым загрязнениям рабочей поверхности и довольно быстро выходят из строя. Оптические мыши лишены этих недостатков. Они практически не имеют механических движущихся частей и потому очень долговечны. Такая мышь может работать только на специальном планшете, который покрыт мелкой сеткой перпендикулярных линий, нанесенных на светоотражающую поверхность. Благодаря своей конструкции оптическая мышь практически безотказна и имеет неопределенно большой срок работы.

Принтер. Принтер является основным устройством вывода информации для получения "твердой копии". В отличие от дисплея принтер обеспечивает получение документа, отпечатанного на бумаге. Наиболее распространенными принтерами являются лазерные и струйные.

Матричные принтеры - первый из изобретенных типов принтеров для персональных компьютеров. Они были относительно дешевы и обеспечивали удовлетворительное качество печати. Принцип их действия достаточно прост: конфигурация любого знака определяется положением стержней в печатающей головке. В настоящее время матричные принтеры не применяются ввиду низкой скорости и невысокого качества печати по сравнению со струйными и лазерными принтерами, изобретенными позднее.

Лазерные принтеры обеспечивают идеальное качество печати, что позволяет их использовать для подготовки полиграфических оригиналов для офсетной печати. Принцип их действия и устройство несколько схожи с ксероксами, однако вместо лампы в них используется маломощный лазерный луч. В отличие от матричных лазерные принтеры практически бесшумные, обеспечивают высокую скорость печати, автоматическую подачу бланков и имеют многоуровневую систему меню, позволяющую изменять широкий спектр параметров печати, начиная от количества экземпляров каждого отпечатка, и кончая автоматическим счетчиком количества отпечатанных оттисков. Лазерные принтеры могут обеспечивать как черно-белую печать, так и полноценную цветопередачу, что совершенно недоступно для матричных принтеров. Однако их стоимость в несколько раз выше матричных. Струйные принтеры весьма популярный тип принтеров для персональных компьютеров. Они сочетают в себе высокое качество печати, достаточно высокое быстродействие при работе в графических средах (Windows-приложения) и невысокую стоимость, сравнимую с матричными принтерами. Принцип их действия основан на управлении тонкой струей специальных чернил, которые выбрасываются из сопла.

Следует, однако, иметь в виду, что качество печати струйных принтеров сильно зависит от качества бумаги, и фирма-изготовитель гарантирует высококачественную печать лишь на специальной бумаге.

10. Критерии выбора ПК

При выборе ПК следует учитывать следующие положения:

1. Важнейшими из факторов, влияющих на выбор архитектуры ПК, являются предполагаемая область использования и прогнозируемая сложность решаемых задач. Параметры выбираемых аппаратных средств должны быть не меньше минимально необходимых.

2. Необходимо добиваться наилучшего соотношения <надежность - производительность - цена>.

3. Как правило, высокую надежность имеют серийные ПК, производимые известными фирмами с хорошей репутацией. Такие устройства носят название <brand name>, имеют высокие и стабильные параметры, хорошо документированы, обеспечиваются надлежащим обслуживанием, но характеризуются повышенной ценой. Следует также учитывать, что изделия <brand name> с трудом поддаются модернизации, требуют соответствующих комплектующих и ремонтируются только в определенных сервисных центрах.

4. ПК должен иметь достаточное число различных портов ввода-вывода, слотов расширения на системной плате, отсеков в корпусе и т.д. для подключения дополнительных внутренних и внешних устройств.

5. При выборе нового компьютера следует учитывать выбираемую платформу ПК с учетом планируемого использования программного обеспечения, существующие тенденции развития компьютерного рынка, возможности последующей модернизации и расширения функциональных возможностей.

6. Недостаточный уровень параметров одних устройств может быть частично компенсирован другими устройствами. Например, недостаточное быстродействие процессора может быть компенсировано увеличенным объемом оперативной памяти.

7. Существует достаточное число недорогих ПК, не уступающих, а часто и превосходящих по производительности ПК известных моделей. Эти <улучшения> могут быть осуществлены за счет установки и настройки форсированных режимов работы, что приводит к уменьшению надежности и сокращению сроков эксплуатации ПК.

8. При приобретении ПК необходимо оговаривать все условия гарантийного и постгарантийного ремонта, возможность получения консультации, проведения модернизации ПК. Следует особое внимание обратить на наличие качественной документации.

9. В процессе приобретения ПК, в случае недостатка технических знаний и коньюктуры рынка, целесообразно прибегнуть к помощи специалистов

Перспективы и направления развития ПК. Перспективы и направления развития ПК. Специалисты считают, что в начале XXI века в цивилизованных странах произойдет смена основной информационной среды. Удельные объемы информации, получаемой обществом по традиционным информационным каналам (радио, телевидение, печать) и компьютерным сетям, можно проиллюстрировать следующей диаграммой, показанной на  рисунке

Информационная среда в обществе ближайшего будущего. Уже сегодня пользователям глобальной вычислительной сети Internet стала доступной практически любая находящаяся в хранилищах знаний этой сети неконфиденциальная информация.

В связи с этим в процессе рассмотрения этого вопроса иметь ввиду, что в мире производства и использования ПК имеется и усиливается тенденция роста объемов продаж мобильных ПК по отношению к настольным ПК.

В Западной Европе каждый проданный в 2005 году ПК являлся мобильным. В России объемы продаж ноутбуков во 2 квартале 2005 года составили 250 тысяч единиц, ровно столько же, сколько было продано за 1 полугодие 2004 года). В связи с этим одним из направлений развития ПК является тенденция постепенной замены настольных ПК на мобильные ПК.

Другими, уже ставшими традиционными направлениями развития ПК, являются увеличение производительности процессоров, емкости жестких дисков и оперативной памяти, сокращение времени доступа к хранимым данным, увеличение возможностей оптических приводов, флэш-памяти, появление новых носителей информации, например сменных карт памяти, снижение энергопотребления, улучшение эргономичности и безопасности устройств.

Среди других направлений прогресса в области создания МП следует выделить:

- повышение уровня параллелизма вычислений за счет внедрения синхронной многопотоковой технологии Hyper-Threading, которая позволяет одновременно выполнять на одном процессоре множество потоков, создаваемых программными приложениями, или выполнять одним процессом различные части программы на одном процессоре;

- переход от одного монолитного ядра к множеству ядер на одном кристалле, благодаря чему будут созданы возможности многопроцессорной обработки на уровне кристалла. Ядро процессора - это главная часть центрального процессора (CPU), которая определяет большинство его параметров, прежде всего - тип сокета (гнезда, в которое вставляется процессор), диапазон рабочих частот процессора и частоту работы внутренней шины передачи данных (FSB). Ядро процессора характеризуется следующими параметрами: технологический процесс, объем внутреннего кэша первого и второго уровня, напряжение и теплоотдача (насколько сильно будет нагреваться процессор). Прежде чем покупать CPU с тем или иным ядром, необходимо удостовериться, что ваша материнская плата сможет работать с таким процессором. В рамках одной линейки могут существовать процессоры с разными ядрами. Например, в линейке Pentium IV присутствуют процессоры с ядрами Northwood, Prescott, Willamette, Prescott2М.