2.2 Состав

Процессор включает в себя, в большинстве случаев, одно или несколько операционных (или арифметическо-логических) устройств, устройство управления, локальную память, средства контроля и диагностики. Арифметически-логическое устройство (АЛУ) выполняет операции преобразования данных. Оно включает в себя один или несколько сумматоров и регистры для хранения промежуточных данных и результатов преобразований. Арифметическо-логическое устройство может быть расширено специализированными операционными устройствами: сдвигателем, быстрым умножителем, десятичным сумматором, конвертером и др. Устройство управления (УУ) - автомат, управляющий процессами передачи и обработки информации в процессоре. Это устройство принимает команды и формирует последовательность управляющих сигналов, проверяет и т.п. Оно входит в работы функциональных узлов путем выдачи синхронизирующих и управляющего сигналов. В составе процессора может находится локальная память различного функционального назначения: рабочие регистры, РОН, регистры указатели, управляющие регистры, регистры служебных слов и т.п. Служебная память может использоваться для буферизации данных и команд, хранения таблиц преобразования адреса, ключей защиты и др. Процессор может включать в себя набор специальных системных средств: службу времени (суточные часы, таймер и т.п.), средства межпроцессорной связи, пульт управления системой и др. Средства контроля и диагностики позволяют обнаруживать и устранять неисправности без потери производительности процессора.

Компьютеры, использующие процессор l80286 с 24-разрядными адресными шинами, физически могут адресовать 16 Мбайт, а в случае процессоров i80386/486 - 4 Гбайта памяти. Такая возможность имеется только для защищенного режима работы процессора, который операционная система MS-DOS не поддерживает. Расширенная память (extended) располагается выше области адресов 1 Мбайт (не надо путать 1 Мбайт ОЗУ и 1 Мбайт адресного пространства). Для работы с расширенной памятью микропроцессор должен переходить из реального в защищенный режим и обратно. В отличие от l80286 микропроцессоры i80386/486 выполняют эту операцию достаточно просто, именно поэтому для них в составе MS-DOS имеется специальный драйвер - менеджер памяти ЕММ386. Кстати, при наличии соответствующего драйвера расширенную память можно эмулировать как дополнительную. Аппаратную поддержку в этом случае должен обеспечивать микропроцессор не ниже i80386 или вспомогательный набор специальных микросхем (например, наборы NEAT фирмы Chips and Technologies). Следует заметить, что многие платы памяти, поддерживающие стандарт LIM/EMS, могут использоваться также и в качестве расширенной памяти.

3.4 Кэш-память

Кэш-память предназначена для согласования скорости работы сравнительно медленных устройств, таких, например как динамическая память с быстрым микропроцессором. Использование кэш-памяти позволяет избежать циклов ожидания в его работе, которые снижают производительность всей системы.

С помощью кэш-памяти обычно делается попытка согласовать также работу внешних устройств, например, различных накопителей, и микропроцессора. Соответствующий контролер кэш-памяти должен заботиться о том, чтобы команды и данные, которые будут необходимы микропроцессору в определенный момент времени, именно к этому моменту оказывались в кэш-памяти.

4. Классификация и технические характеристики внешних устройств

Любой компьютер оснащен так называемыми устройствами внешней памяти. К этим устройствам относятся в первую очередь накопители на гибких магнитных дисках (НГМД) и накопители на жестких магнитных дисках (НМД).

Устройства внешней памяти, предназначены для долговременного хранения информации. НГМД и НМД относятся к дисковым магнитным устройствам памяти, так как информация в этих устройствах записывается на вращающихся дисках, покрытых магнитным материалом, напоминающем покрытие лент обычных аудио- и видеокассет. И хотя по своему составу магнитное покрытие, используемое в дисковых накопителях, отличается от покрытия обычных бытовых магнитных лент, в них используется аналогичный принцип записи информации.

В обычных бытовых магнитофонах на магнитную ленту записывается аналоговый сигнал непосредственно с микрофона, проигрывателя пластинок, компакт-дисков или другого источника. Компьютер записывает на магнитные диски биты информации. Если надо записать несколько байт данных, все биты этих байтов записываются последовательно на одну дорожку.

Дорожки образуют на магнитных дисках концентрические круги. Блок специальных магнитных головок перемещается по радиальной оси к центру или от центра диска, прочерчивая по поверхности диска воображаемые круги. Эти круги и называются дорожками или цилиндрами.

Компьютер может произвольно устанавливать блок магнитных головок на любую дорожку диска, однако сами данные на дорожке просматриваются компьютером последовательно по мере вращения диска.

Конструктивно НГМД выполнен таким образом, что установленные в нем магнитные диски можно менять. Такие сменные магнитные диски называются гибкими магнитными дисками или флоппи-дисками (их также называют дискетами) и расположены в специальном картонном конверте, защищающем их от повреждения

В настоящее время используются флоппи-диски двух типов - диаметром 5,25. В зависимости от конструкции диска и материала магнитного покрытия вы можете записать на флоппи-диск от 360 Кбайт до 2,88 Мбайт данных. Больше всего распространены флоппи-диски диаметром 3,5" и емкостью 1,44 Мбайт, диаметром 5,25" и емкостью 1,2 Мбайт, а также диаметром 5,25" и емкостью 360 Кбайт.

Емкость флоппи-дисков можно определить из обозначения на коробке. Приведем обозначение для встречающихся чаще всего дискет:

Дискеты диаметром 5,25" и разной плотностью внешне практически ничем не отличаются друг от друга, за исключением того, что у дискет емкостью 360 Кбайт отверстие для вращающегося вала имеет окантовку по краям. У дискет емкостью 1200 Кбайт (или как принято говорить, емкостью 1,2 Мбайт) такой окантовки нет.

Флоппи-диск диаметром 5,25" Флоппи-диск диаметром 3,5".

Емкость дискет диаметром 3,5" легко определить по внешнему виду, так как у дискет емкостью 1,44 Мбайт (1440 Кбайт) есть специальное отверстие для обозначения емкости. Дискеты емкостью 720 Кбайт такого отверстия не имеют.

Данные, записанные на дискете, можно защитить от случайного стирания или перезаписи. В дискете диаметром 5,25" для этого надо заклеить отверстие защиты от записи при помощи специальной полоски. Набор таких полосок продается вместе с дискетами. В дискете диаметром 3,5" для защиты от записи есть специальная крышечка.

В накопителях НМД используется сразу несколько дисков с магнитным покрытием, вращающихся на общем валу. Так же как и в НГМД, для записи данных на диски используется блок магнитных головок, причем данные записываются на обе поверхности дисков. Однако в НГМД магнитные головки касаются поверхности флоппи-дисков, а в НМД парят очень близко над поверхностью. Поэтому, в частности, а также потому что сами диски более жесткие механически, емкость НМД существенно выше и составляет сотни, а то и тысячи Мбайт.

По сравнению с НГМД время доступа к данным в НМД существенно меньше. Это связано с тем, что скорость вращения дисков в НМД выше, чем скорость вращения флоппи-диска в НГМД. Накопители НМД есть практически в каждом персональном компьютере. В настоящее время это самое распространенное устройство, предназначенное для долговременного хранения данных.

4.2 Лазерные диски

Все шире используются лазерные дисковые накопители. Лазерные накопители отличаются значительной емкостью (650 Мбайт и более), однако обычно обладают худшим быстродействием по сравнению с НМД. Так же как и в НГМД вы можете менять диски с информацией, однако емкость такого "флоппи-диска" значительно больше, не говоря уже о значительно большей надежности хранения данных. Размеры лазерного и флоппи-диска примерно одинаковы.

Не вдаваясь в детали отметим, что существуют три разных типа лазерных накопителей.

Первый тип позволяет только читать лазерные диски, похожие на обычные компакт-диски CD. Эти накопители работают как сменное ПЗУ и называются CD-ROM. Компакт-диски для накопителей CD-ROM готовятся с помощью специального оборудования стоимостью в тысячи долларов, однако стоимость самих компакт-дисков (без учета стоимости информации, записанной на диске) ничтожна. Они обеспечат доступ к значительным объемам данных, не говоря уже о том, что такие накопители позволяют проигрывать обычные звуковые компакт-диски через звуковое оборудование, подключенное к компьютеру.

Второй тип лазерных накопителей позволяет записывать информацию на лазерный диск только один раз. Это так называемые WORM-накопители. Их удобно использовать для работы с большими объемами редко изменяющейся, но пополняющейся информации, такой как, например, каталоги больших библиотек.

Самый удобный, но и самый дорогой тип лазерных накопителей - накопители с перезаписью. При емкости порядка 600 Мбайт и быстродействии, сравнимом с быстродействием НМД, стоимость таких накопителей несколько больше, чем у обычных дисков. Однако высокая надежность и возможность смены дисков с данными делают их весьма привлекательными, если необходимо работать с очень большими объемами данных.

Позже появились лазерные диски, на которых информация хранится с двух сторон рабочей поверхности, также диски с возможностью записи в два слоя, правда для них требуется специальное устройство, позволяющее делать эти записи. Увеличилась и ёмкость: на современных DVD дисках можно хранить до 4,7 Гбайт, а на двухслойных - и того больше.

4.3 Клавиатура

· ENTER - ввод команд на выполнение процессором;

· ESC - отмена какого-либо действия;

· TAB - перемещение курсора на позицию табуляции;

· INS - переключение режима вставки символа в положении курсора в режим забоя символа в положении курсора;

· DEL - удаление символа в положении курсора;

· BACKSPACE - удаление символа слева от курсора;

· HOME - перемещение курсора в начало текста;

· END - перемещение курсора в конец текста;

· PGUP - перемещение курсора на одну экранную страницу по тексту вверх;

· PGDN - перемещение курсора на одну экранную страницу по тексту вниз;

· ALT и CTRL - при одновременном нажатии этих клавиш с какой-либо другой вызывается изменение действия последней;

· SHIFT - удержание этой клавиши в нажатом состоянии обеспечивает

смену регистра;

· CAPS LOCK - фиксация/расфиксация регистра заглавных букв;

4.4 Мышка

Хотя клавиатура еще вовсе не утратила значения для общения пользователя с компьютером, другое устройство ручного ввода информации -мышка - становится все более весомой и важной. Можно уверено утверждать, что на современном компьютере работать без мышки почти невозможно: вы тут же увязните в графическом интерфейсе Windows и многих прикладных программ, работающих с окнами, меню, иконками и диалоговыми боксами.

Управлять курсором или маркером на экране с помощью одной клавиатуры бывает чудовищно неудобно, медленно и просто нелепо, когда для этого есть специальные устройства-указатели. Мышка и трэкбол, которые принято называть координатными манипуляторами,- это самые распространенные сегодня устройства для дистанционного управления графическими изображениями на экране. В принципе, мышка и трэкбол похожи на джойстик , известный всякому, кто увлекается компьютерными играми. Набирать какие-либо команды не нужно, достаточно при работе в программе указать мышкой нужную операцию меню или иконку в окне на экране, а затем щелкнуть кнопкой. Вот и все, что требуется, а остальное сделает программа. Мышки бывают с двумя и тремя кнопками. Вообще-то практически для всех случаев жизни на мышке достаточно двух кнопок. Делом вкуса является также цвет и дизайн корпуса мышки. Выбор здесь огромный. Над этим старательно работают дизайнеры множества фирм, так что выбрать тут есть из чего. Трэкбол мало чем отличается от мышки. В сущности - это та же самая мышка, но перевернутая " вверх ногами ", точнее - перевернутая вверх шаром. Если мышку надо возить по столу и, катая шарик, управлять перемещением маркера на экране, то в трэкболе надо просто крутить пальцами или ладонью сам шарик в разные стороны. В портативных компьютерах трэкбол нередко встраивается прямо рядом с клавиатурой либо пристегивается сбоку или спереди клавиатуры компьютера. Впрочем, и для настольных компьютеров выпускаются клавиатуры с " встроенным трэкболом ". А в самых портативных компьютерах вместо мышки и трэкбола теперь используют крошечный пойнтер - небольшой цветной штырек, торчащий среди клавиш на клавиатуре, который, словно джойстик, можно нажимать в разные стороны. Самый последний писк мышиной моды в портативных компьютерах - в место пойнтера используется клавиша с буквой J. Это клавиша - или J-пойнтер - как раз и служит таким джойстиком, воспринимающим нажатия в разные стороны, а окружающие клавишу J другие буквенные клавиши выполняют роль кнопок отсутствующей мышки или трэкбола.

Мышки вообще как правило более удобны, чем трэкболы, но трэкболы требуют меньше свободного места на рабочем столе. И если стол завален документами, книгами, чертежами, найти свободное место для мышки порой оказывается непросто. Кстати, шарик мышки катать не по голой поверхности стола, а по специальному резиново-пластиковому коврику. Тогда мышка меньше изнашивается и загрязняется, и указывает значительно точнее, а значит - быстрее работает и меньше утомляет глаза и руки пользователя. Помимо традиционных мышек, подключенных к компьютеру тоненьким кабелем через последовательный порт или через специальный контроллер на плате расширения, некоторыми фирмами выпускаются перспективные беспроводные мышки. Ряд фирм выпускает мышки, передающих информацию с помощью инфракрасных лучей. Есть даже миниатюрные беспроводные мышки, которые надеваются на палец, словно перстень. А швейцарская фирма Logitech, признанный мировой лидер в этой области, выпустила мышку, связанную с компьютером по радио. Впрочем, это довольно дорогие устройства, нужны далеко не каждому пользователю. Самым изысканным эстетическим и техническим требованиям отвечают сегодня мышки и трэкболы фирм Microsoft и Logitech. Фактическим стандартом в мышиной технологии является мышка Microsoft Mouse. Мышки и трэкболы всех остальных фирм ориентируются на этот стандарт.

4.5 Принтеры