3.3 Типы и классификация процессоров

Процессор компьютера – это устройство, которое выполняет обработку данных, хранящихся в основной памяти, в соответствии с программой, также находящейся в основной памяти. Любые действия, выполняемые компьютером, определяются соответствующими программами. Любая программа состоит из отдельных команд (инструкций), реализующих набор основных элементарных операций, таких как сложение двух чисел, выбор необходимого числа из памяти, запись числа в память, сравнение двух чисел и так далее. Все команды закодированы и понятны процессору. Процессор выполняет одну команду за одной и тем самым реализует необходимую обработку данных.

Основной характеристикой процессора является его быстродействие, то есть количество выполняемых в секунду операций. Процессоры, используемые в ПК семейства IBM, обеспечивают выполнение сотен и тысяч миллионов операций в секунду, причем этот показатель постоянно растет. Довольно часто быстродействие оценивается с помощью косвенного показателя – так называемой тактовой частоты процессора. Она измеряется в мегагерцах и в настоящее время имеет для массовых ПК значение в диапазоне 1-4 ГГц.

Значение процессора как важнейшего компонента компьютера привело к тому, что тип компьютера определяется типом лежащего в его основе процессора.

В частности, IBM-совместимые ПК используют процессоры фирмы Intel, которая является крупнейшим производителем процессоров в мире. Эти процессоры образуют целое семейство со все большей производительностью. Последними типами процессоров в этом семействе являются Intel Pentium (с различными модификациями).

Компьютеры Maсintosh фирмы Apple основаны на процессорах фирмы Motorola.

Многие компьютеры кроме основного имеют дополнительные процессоры, выполняющие специальные функции. Например – математический сопроцессор для обработки вещественных чисел, графический сопроцессор для повышения эффективности обработки изображений, особенно реалистичных трехмерных.

Мощные суперкомпьютеры включают в себя сотни и тысячи взаимодействующих процессоров, что позволяет им решать невероятно сложные задачи.

3.4 Устройства ввода и вывода

Основные устройства – клавиатура, манипулятор «мышь» и сканер. Клавиатура используется для ввода текстовой информации и управления работой программ. Стандартная клавиатура для ПК имеет 102 клавиши, которые можно разбить на несколько групп:

• клавиши для ввода изображаемых символов;

• функциональные клавиши;

• управляющие клавиши.

Клавиши первой группы используются для ввода символьной информации (буквы, цифры, знаки пунктуации, скобки, знаки арифметических операций, специальные символы).

Клавиши второй группы используются для управления вводом информации или управления работой программы. Они включают в себя следующие основные клавиши:

• Enter (Ввод) (Ввод) используется для завершения ввода строки или фиксации выбора элемента меню;

• ««используется для удаления символа слева от курсора;

• Delete (Удалить)используется для удаления символа, отмеченного курсором;

• F1, F2, ..., F12 используются для выбора одного из возможных в данный момент действий;

• Home (Домой) возврат курсора в начало строки;

• End (Конец) возврат курсора в конец строки;

• PageUp (Вверх страницы), PageDown (Вниз страницы), стрелки вверх-вниз-влево-вправо используются для перемещения курсора;

• Esc (Убежать) часто используется для отмены какого-либо действия.

Клавиши третьей группы предназначены для совместного использования с другими клавишами. К ним относятся клавиши Ctrl, Alt, Shift. Нажатие одной из этих клавиш вместе с какой-либо клавишей из первой или второй группы изменяет стандартное действие последней.

Манипулятор «мышь» используется для быстрого позиционирования курсора на экране дисплея. Перемещение «мыши» по какой-либо ровной поверхности приводит к изменению положения курсора на экране. «Мышь» имеет 2 или 3 кнопки, нажатие которых приводит к выполнению некоторого действия.

Манипулятор «мышь» часто используется для организации диалога с пользователем в прикладных программах. Типичная последовательность действий при этом включает в себя:

1. вывод на экран управляющих элементов (меню, световые кнопки), определяющих набор возможных действий;

2. перемещение курсора с помощью «мыши» к необходимому элементу меню;

3. выбор указанного элемента меню путем нажатия кнопки «мыши».

Большинство современных прикладных программ ориентировано на совместное использование клавиатуры и «мыши» для организации диалога с пользователем.

Сканер – устройство для автоматического ввода текстовой и графической информации. Сканеры позволяют в несколько раз ускорить ввод в компьютер различных документов по сравнению с использованием клавиатуры. При этом сканируемый документ разбивается на множество мелких точек, то есть представляется фактически в графическом виде. Число таких точек на 1 дюйм изображения определяет основную характеристику сканера – разрешающую способность. Современные сканеры среднего разрешения обеспечивают 8001200 точек на дюйм. Кроме разрешающей способности, сканеры различаются по формату вводимых документов и способности обрабатывать цветные изображения. Необходимо отметить, что обработанный сканером текстовый документ требует дальнейшей обработки специальными программами, которые переводят полученное точечное изображение в текстовое представление.

Кроме отмеченных устройств, есть и другие, более «экзотические», такие как устройства речевого ввода, планшеты для рукописного ввода, устройства для ввода изображений из цифровых фотокамер и видеокамер.

Основными типами устройств вывода являются монитор, принтер и звуковые колонки.

Монитор является основным устройством для вывода информации в процессе использования ПК для решения задач. В мониторах ПК используется растровый способ вывода, когда любое изображение представляется в виде отдельных маленьких точек – пикселов. Количество пикселов определяет разрешающую способность экрана, а в итоге – качество получаемого изображения.

Мониторы могут быть черно-белыми, монохромными (с несколькими оттенками одного цвета) или цветными.

В текстовом режиме весь экран разбивается на отдельные участки – так называемые знакоместа. В каждом знакоместе можно вывести один символ – букву, цифру, знак пунктуации, скобку и так далее Набор выводимых символов определяется специальными кодировочными таблицами и не может быть больше 256. Количество строк на экране обычно равно 25 ( может быть 43 или 50 ). Количество символов в одной строке обычно равно 80. Следовательно, на экран можно одновременно вывести 2000 символов.

В графическом режиме можно выводить любые сколь угодно сложные изображения – рисунки, чертежи, схемы, слайды, графики и так далее Однако, графический режим по сравнению с текстовым требует гораздо более мощной аппаратной поддержки и поэтому качественно может функционировать на ПК, имеющих процессор с высоким быстродействием, достаточно большую оперативную память и специальные электронные схемы управления.

В настоящее время наиболее распространенными являются мониторы, имеющие разрешающую способность 800 на 600 или 1024 на 768 точек, соответственно по горизонтали и вертикали, и поддерживающие 256 или 65536 цветовых оттенков (стандарт SVGA).

Новые поколения мониторов. LCD – мониторы и плазменные мониторы.

Принтеры используются для вывода текстовой и графической информации на бумагу и различаются по способу получения оттиска.

Наиболее дешевыми являются матричные принтеры, в которых каждый символ формируется как набор отдельных точек. Точки выводятся с помощью иголок печатающей головки. Иголки расположены вертикально и их число определяет качество печати. Число иголок может изменяться от 9 до 24. Скорость печати матричных принтеров – от 10 до 60 секунд на страницу.

Струйные принтеры обеспечивают получение более качественного изображения за меньшее время по сравнению с матричными, но являются более дорогими. В них изображение создается за счет напыления на бумагу мельчайших капелек чернил. Струйные принтеры позволяют создавать цветные изображения весьма высокого качества и работают по сравнению с матричными практически бесшумно.

Наиболее дорогими и качественными являются лазерные принтеры. В них изображение создается нанесением порошка на нагретую бумагу. Качество получаемого изображения может превосходить типографское. Лазерные принтеры работают очень быстро и бесшумно.

Вывод звуковой информации требует наличия специальной так называемой звуковой электронной платы, а также – выносных или встроенных звуковых колонок. Их наличие позволяет выводить высококачественную речь и музыку и широко используется в обучающих программах.