При­строї ко­манд­но­го ке­ру­ван­ня. Спе­ці­аль­ні ма­ні­пу­ля­то­ри. Крім ми­ші іс­ну­ють і ін­ші ти­пи ма­ні­пу­ля­то­рів: трек­бо­ли, пен­мау­си, ін­фра­чер­во­ні ми­ші

Енер­го­за­леж­на пам'ять CMOS. Ця пам'ять пос­тій­но одер­жує жив­лен­ня від не­ве­ли­кої ба­та­рей­ки, роз­та­шо­ва­ної на ма­те­рин­ській пла­ті. У мік­ро­схе­мі CMOS збе­рі­га­ю­ть­ся да­ні про гнуч­кі й жор­ст­кі дис­ки, про про­це­сор, про дея­кі ін­ші при­строї ма­те­рин­ської пла­ти. По­ка­зан­ня сис­тем­них го­дин та­кож збе­рі­га­ю­ть­ся в пам'яті CMOS. Да­ні в цю пам'ять мож­на за­но­си­ти й змі­ню­ва­ти са­мо­стій­но, від­по­від­но до то­го, яке встат­ку­ван­ня вхо­дить до скла­ду сис­те­ми. Та­ким чи­ном, про­гра­ми, за­пи­са­ні в BIOS, зчи­ту­ють да­ні про па­ра­мет­ри й со­став ус­тат­ку­ван­ня комп'ютера з мік­ро­схе­ми CMOS, пі­сля чо­го во­ни мо­жуть ви­ко­на­ти - звер­тан­ня до жор­ст­ко­го дис­ка або гнуч­ко­му, і пе­ре­да­ти ке­ру­ван­ня тим про­гра­мам, які там за­пи­са­ні.

Мік­ро­схе­ма ПЗУ й сис­те­ма BIOS. У мо­мент вклю­чен­ня да­них у йо­го опе­ра­тив­ній пам'яті не­має ні­чо­го - ні про­грам, ні да­них, ос­кіль­ки опе­ра­тив­на пам'ять не мо­же ні­чо­го збе­рі­га­ти без під­за­ряд­ки осе­ред­ків біль­ше со­тих час­ток се­кун­ди, але про­це­со­ру пот­ріб­ні ко­ман­ди, у то­му чис­лі й у пер­ший мо­мент пі­сля вклю­чен­ня. То­му від­ра­зу пі­сля вклю­чен­ня на ад­рес­ній ши­ні про­це­со­ра ви­став­ля­є­ть­ся стар­то­ва ад­ре­са. Це від­бу­ва­є­ть­ся апа­рат­но, без уча­сті про­грам. Про­це­сор звер­та­є­ть­ся за сво­єю пер­шою ко­ман­дою й да­лі по­чи­нає пра­цю­ва­ти по про­гра­мі.

Базові зовнішні пристрої. Монітор – пристрій візуального подання інформації. Основні споживчі параметри: розмір і крок маски екрана для електронно – вакуумних моніторів, максимальна частота регенерації зображення, розв'язна здатність, клас захисту.

Системний блок. Системний блок являє собою основний вузол, усередині якого встановлені найбільш важливі компоненти. По зовнішньому вигляді системні блоки розрізняють формою корпуса. Корпуса персональних комп'ютерів випускаються в горизонтальному (desktop) і вертикальному (tower) виконанні. Корпуса, що мають вертикальне виконання, розрізняють по габаритах: повнорозмірний (big tower), середньорозмірний (midi tower), малорозмірний (mini tower).

Рисунок 1. Спрощена архітектура ПК базової конфігурації

У системному блоці, як правило, знаходиться й зовнішня пам'ять (відносно материнської плати). Це накопичувачі на магнітних і оптичних дисках. Пристрої, які розміщені в системному блоці, називаються внутрішніми. Всі пристрої уведення - виводу базової конфігурації (монітор, клавіатура, миша) відносяться до зовнішніх пристроїв. Зовнішні додаткові пристрої, призначені для уведення, виводу й тривалого зберігання даних, називають периферійними.

Центральний мікропроцесор - основна мікросхема комп'ютера, у якій і виробляються всі обчислення.

Внутрішня пам'ять складається з оперативної пам'яті, для зберігання програм і даних під час роботи з комп'ютером і постійної для зберіганняпрограм і даних для первісної роботи з комп'ютером при його включенні. Програми знаходяться в ПЗУ й тоді коли комп'ютер виключений. Комплект програм, що знаходяться у ПЗУ утворять систему вводу-виводу (BIOS). Зв'язок між всіма власними пристроями материнської плати й що підключаються виконують її шини й логічні пристрої, розташовувані в мікросхемах мікропроцесорного комплекту (чипсета). До шин можуть підключатися різні пристрої, що розширюють функції комп'ютера: відеоадаптер, плати для робіт засобів мультимедіа, мережна плата для роботи в мережі Інтернет і ін.

Порти - спеціальні апаратно - логічні пристрої, відповідальні за зв'язок процесора із пристроями уведення - виводу. Порти також розміщені на материнській платі в мікросхемах мікропроцесорного комплекту (чипсета).

Крім форми, для корпуса важливий параметр, який називають форм -фактором. Від нього залежать вимоги до розташовуваних пристроїв. У цей час в основному використають корпуси двох форм - факторів: АТ і АТХ. Форм - фактор корпуса повинен бути погоджений з форм - фактором материнської плати.

Монітори бувають: CRT (Cathode Ray Tub) на електронно – вакуумній трубці, LCD (Liquid Crystal Display) на рідких кристалах, PDP (Plasma Display Panels) – плазмені.

Розмір монітора виміряється між протилежними кутами екрана по діагоналі (у дюймах). Стандартні розміри: 14”; 15”; 17”; 19”; 20”; 21”.

Крок маски - відстань між отворами (або щілинами) на панелі з регулярно розташованими отворами або щілинами, що встановлюється усередині променевої трубки перед люмінофором (0,25-0,27 мм). Маска необхідна для того, щоб три промені (червоний, зелений, синій) сходилися строго в одну точку.

Частота регенерації зображення показує, скільки разів у плині секунди монітор може повністю перемінити зображення (тому її також називають частотою кадрів: 75-100 Гц). Розв'язна здатність - кількість крапок по горизонталі й вертикалі.

Клас захисту визначається обмеженістю рівня електромагнітного випромінювання межами, безпечними для людини. Клас захисту визначається міжнародними стандартами: MPR-I, TCO -92, TCO – 95, TCO – 99.

Клавіатура - клавішний пристрій керування персональним комп'ютером. Служить для уведення алфавітно-цифрових даних, а також команд керування. Комбінація монітора й клавіатури забезпечує найпростіший інтерфейс користувача. За допомогою клавіатури управляють комп'ютерною системою, а за допомогою монітора одержують від її відгук. Клавіатура відноситься до стандарт­них засобів персонального комп'ютера. Її основні функції не мають потреби в підтримці спеціальними системними програмами (драйверами). Необхідне програмне забезпечення для початку роботи з комп'ютером уже є в мікросхемі ПЗУ в складі базової системи уведення - виводу (BIOS), і тому комп'ютер реагує на натискання клавіш відразу після включення.

Мишка - це пристрій управління маніпуляторного типу. Переміщення мишки по плоскій поверхні синхронізовано з переміщенням графічного об'єкта (покажчика мишки) на екрані монітора.

На відміну від розглянутої раніше клавіатури, мишка не є стандартним органом керування, і персональний комп'ютер не має для неї виділеного порту (в сучасних комп’ютерах мишка підключається до розняття PS/2, як і клавіатура). Для мишки немає й постійного виділеного переривання, а базові засоби уведення й виводу (BIOS) комп'ютера, розміщені в постійному запам'ятовувальному пристрою (ПЗУ), не містять програмних засобів для обробки переривань мишки. Так - як програмних засобів для мишки не передбачені в BIOS то в перший момент після включення комп'ютера вона не працює. Для її роботи необхідно запустити в роботу системну програму - драйвера мишки. Драйвер установлюється при установці операційної системи Windows. Для роботи з материнською платою для мишки використається один зі стандартних портів, засобу для роботи з яким є в складі BIOS. Драйвер мишки призначений для інтерпретації сигналів, що надходять через порт. Крім того, він забезпечує механізм передачі інформації про положення й стан мишки операційній системі й працюючим програмам.

Комп'ютером управляють переміщенням мишки по площині й короткочасним натисканням правої й лівої кнопок Натискання кнопок називаються клацаннями. Мишка не використається для уведення знакової інформації - її принцип керування є подіями. Переміщення мишки й клацання її кнопок є подіями для драйвера мишки. Аналізуючи ці події, драйвер установлює, коли відбулася подія, і в якому місці екрана в цей момент перебував покажчик. Ці дані передаються в прикладну програму, з якої працює користувач. По них програма може визначити команду, що мав на увазі користувач, і приступити до її виконання.

Комбінація монітора й мишки забезпечують графічний інтерфейс. Користувач спостерігає на екрані графічні об'єкти й елементи керування, за допомогою мишки він змінює властивості об'єктів і маніпулює елементи керування комп'ютерної системи, а за допомогою монітора одержує від неї відгук у графічному виді.

Дисковід гнучких дисків конструктивно находиться в системному блоці але він відноситься до зовнішніх пристроїв. Він необхідний для запису й зчитування невеликого обсягу, даних на гнучкий магнітний диск.

Нині стандартними вважають диски розміром 3,5 дюйми високої щільності. Вони мають ємність 1440 Кбайт. Нову дискету перед використанням необхідно підготувати до роботи, тобто відформатувати. Форматування дискети - це процес розмітки її поверхні засобами операційної системи на сектори й доріжки. Кількість секторів і доріжок може задавати сам користувач. Так якщо на одній поверхні 18 секторів і 80 доріжок, то кількість сегментів складе 18*80 = 1440 сегментів. У кожному сегменті розміщається 512 байт інформації. Неважко підрахувати, що на одній поверхні дискети можна розмістити 720 Кбайт інформації, а на двох 1.44 Мбайт. Якщо при форматуванні переноситься операційна система, тоді на нульову доріжку й нульовий сектор (який називається BOOT сектор) переноситься програма запуску операційної системи. Далі записується FAT таблиця, у якій вказується місце розташування даних файлу на дискеті. Після FAT таблиці розташований сектор DIR (Каталог), у якому вказується структура файлової системи. Після цих трьох секторів розташована область даних.

Організація файлової системи на дисках. Файлова система - це спосіб зберігання файлів і папок на дисках комп'ютера. Всі сучасні дискові операційні системи забезпечують створення (організацію) файлової системи,призначеної для зберігання даних на дисках і забезпечення доступу до них. Принцип організації файлової системи - табличний. Дані про те, у якому місці диска записаний той або інший файл, зберігаються в системній області диска в спеціальних таблицях розміщення файлів, FAT - таблицях. Оскільки порушення FAT - таблиці приводять до неможливості скористатися даними, записаними на диску, до неї пред'являються особливі вимоги надійності, і вона існує у двох екземплярах, ідентичність яких регулярно контролюється засобами операційної системи.

Найменшою фізичною одиницею зберігання даних є сектор. Розмір сектора дорівнює 512 байт. Оскільки розмір FAT - таблиці обмежений, то для дисків, розмір яких перевищує 32 Мбайт, забезпечити адресацію до кожного окремого сектора (при розмірі диска 32 Мбайт (33554432 байт кількість адресних секторів 32 Мбайт: 512 байт = 65536) не представляється можливим (фізично складно). У зв'язку із цим групи секторів умовно поєднуються в кластери. Кластер є найменшою одиницею адресації до даних. Розмір кластера, на відміну від розміру сектора, не фіксований і залежить від ємності диска.

Інформація про розміщення файлів у пронумерованих кластерах зберігається в таблицях розміщення файлів, записаних на диску (як зміст зі списком сторінок у книгах).

Операційні системи MS – DOS, OS/2, Windows 95 реалізують 16 - розрядні поля в таблицях розміщення файлів. Така файлова система називається FAT 16. Вона дозволяє розмістити в FAT - таблицях не більше 65536 записів (2¹⁶) про місце розташування одиниць зберігання даних і, відповідно, для дисків обсягів 2 Гбайт (2097152 Кбайт) довжина кластера складе 32 Кбайт (2Гбайт: 65536 = 32 Кбайт - 64 сектора). Це не раціональна витрата робочого дискового простору, оскільки будь-який файл, навіть дуже маленький (наприклад 512 байт), повністю окупує весь кластер, якому відповідає тільки один адресний запис у таблиці розміщення файлів. Навіть якщо файл досить великий і розташовується в декількох кластерах, однаково в його кінці утвориться якийсь залишок дискового простору, що нераціонально витрачає цілий кластер.

Для сучасних жорстких дисків втрати робочого простору диска, пов'язані з неефективністю файлової системи, досить значні й можуть становити від 25% до 40% повної ємності диска, залежно від середнього розміру файлів, що зберігаються. З дисками розмірами більше 2 Гбайт система FAT 16 взагалі працювати не може.

У сучасних операційних системах починаючи з Windows 98 використається більш ефективна організація файлової системи - FAT 32 з 32 розрядними полями в таблиці розміщення файлів. Для адресації до одиниць зберігання даних (до кластерів) приділяється 21 розряд (2²¹ = 2097152 запису). Для дисків розмірами до 8 Гбайт (8388608 Кбайт) ця система забезпечує розмір кластера 4 Кбайт (8 Гбайт: 2²¹ = 4 Кбайт - 8 секторів).

Жорсткий диск (вінчестер) - основний пристрій довгострокового зберігання більших обсягів даних і програм. Контролер жорсткого диска входить до складу чипсета. Теоретична межа ємності однієї пластини вінчестера становить 20 Гбайт. Швидкість обертання може бути до 12000 об/мин. Кожна поверхня кожного з дисків розбивається на окремі доріжки. Доріжки на одній вертикалі на всіх поверхнях утворять, циліндр. Поверхня жорсткого диска розглядається як тривимірна матриця, вимірами якої є номера поверхні, циліндра, сектора. Під циліндром розуміється сукупність всіх доріжок, що належать різним поверхням і перебувають на рівному видаленні від осі обертання. Доріжка розбивається на сектори. Диск розбивається на зони, у межах яких кількість секторів постійно. Чим зона далі від центра, тим більше вона містить секторів. Доступ до необхідної інформації здійснюється по номеру доріжки, номеру циліндра, номеру сектору.

Основні параметри вінчестера: середній час доступу до сектору (яке визначається часом позиціонуванням магнітних головок на доріжці та часом очікування сектору), швидкістю обміном даних. Середній час доступу в сучасних вінчестерах 5-6 мкс. В залежності от типу інтерфейсу швидкість обміну даних може бути до 13- 16 Мбай/с для інтерфейсу типа EIDE, до 80 Мбайт/с для інтерфейсу типа SCSI і від 50Мбайт/с і більше для сучасних інтерфейсів типа IEEE 1394.

Дисковід компакт - дисків CD – ROM. У період з 1994-1995 роки в базову конфігурацію персональних комп'ютерів перестали включати дисководи гнучких дисків діаметрів 5,25 дюйма, але замість них стандартної стала вважатися установка дисководу CD - ROM - Compact Disk Read - Only Memory, що має такі ж зовнішні розміри.

Принцип дії цього пристрою складається в зчитуванні числових даних за допомогою лазерного променя, що відбивається від поверхні диска. Поле диска складається з безлічі поглиблень. Чергування поглиблень це і є числові дані. Обсяг даних на компакт диску становить 700 Мбайт. Більші обсяги даних характерні для мультимедійної інформації (графіка, музика, відео), тому дисководи CD - ROM відносять до апаратних засобів мультимедіа. Програмні продукти, розповсюджувані на лазерних дисках, називають мультимедійними виданнями. На диски CD - ROM користувач не може здійснити запис. Основним параметром дисководів CD - ROM є швидкість читання даних. Вона виміряється в кратних частках. За одиницю виміру прийнята швидкість читання в перших серійних зразках, що становив 150 Кбайт/с. Таким чином, дисковід з учетверенною швидкістю забезпечує продуктивність 600 Кбайт/с. У цей час найбільше поширення одержали пристрої читання компакт-дисків CD - ROM 52х швидкісні.

Сучасні пристрої компакт-дисків з однократним записом мають від 4х до 8х швидкостей, а з багаторазової до 4х.

Накопичувачі CD – R (Compact Disk Recorder) дозволяє однократно записувати інформацію на диски діаметром 120 і 80 мм. Промінь лазера пропалює плівку на поверхні диска, міняючи його відбивну здатність. Перезапис неможливий. Такі диски читаються на будь-якому приводі CD-ROM.

Накопичувачі CD- RW дозволяють робити багаторазовий запис на диск. Тут використається властивість робочого шару переходити під дією лазерного променя в кристалічний або аморфний стан, що мають різну відбивну здатність. Такі диски можуть не читатись на застарілих приводах CD - ROM.

Накопичувачі DVD (Digital Versatile Disc) – цифровий багатосторонній (універсальний) диск. Призначений для зберігання відео, ау­діо ви­со­кої яко­сті, комп'ютерної ін­фор­ма­ції ве­ли­ко­го об­ся­гу. Од­но­біч­ні од­но­ша­ро­ві DVD ма­ють єм­ність 4,7 Гбайт ін­фор­ма­ції, дво­ша­ро­ві – 8,5 Гбайт, дво­сто­рон­ні од­но­ша­ро­ві 9,4 Гбайт, дво­ша­ро­ві – 17 Гбайт. Щіль­ність за­пи­су ви­ще, ніж у зви­чай­них CD-ROM. На­ко­пи­чу­ва­чі DVD мо­жуть чи­та­ти зви­чай­ні CD-ROM – дис­ки. Двош­вид­кіс­ні на­ко­пи­чу­ва­чі DVD мо­жуть чи­та­ти й CD- RW – дис­ки.

На­ко­пи­чу­ва­чі DVD – RAM до­зво­ля­ють за­пи­су­ва­ти й пе­ре­за­пи­су­ва­ти ін­фор­ма­цію. На од­но­біч­но­му од­но­ша­ро­во­му дис­ку 2,58 Гбайт да­них, на дво­сто­рон­ньо­му 5,2 Гбайт. На­ко­пи­чу­ва­чі на змін­них жор­ст­ких дис­ках на­бли­жа­ю­ть­ся до па­ра­мет­рів при­стро­їв із твер­ди­ми не­знім­ни­ми дис­ка­ми. На­ко­пи­чу­ва­чі з форм – фак­то­ром 3,5^’’ ма­ють єм­ність 230 Мбайт- 2 Гбайт.

До внут­ріш­ніх при­стро­їв пер­со­наль­но­го комп'ютера ба­зо­вої кон­фі­гу­ра­ції від­но­сять­ся на­ступ­ні при­строї: ма­те­рин­ська пла­та, ві­део­кар­та, зву­ко­ва карт. Ві­део­кар­та та зву­ко­ва кар­та мо­жуть бу­ти ін­тег­ро­ва­ні в ма­те­рин­ську пла­ту то­му їх мож­на від­не­сти до внут­ріш­ніх при­стро­їв комп’ютера. При­строї які роз­мі­щу­ю­ть­ся в сис­тем­но­му бло­ці але є зов­ніш­ні­ми по від­но­шен­ню до ма­те­рин­ської пла­ти: дис­ко­від гнуч­ко­го дис­ка, він­че­стер, дис­ко­від ком­пакт - дис­ків

Ма­те­рин­ська пла­та - ос­нов­на пла­та пер­со­наль­но­го комп'ютера. На ній роз­мі­ща­ю­ть­ся:

· про­це­сор - ос­нов­на мік­ро­схе­ма, що ви­ко­нує біль­шість ма­те­ма­тич­них і ло­гіч­них опе­ра­цій;

· мік­ро­про­це­сор­ний ком­плект (чип­сет)- на­бір мік­ро­схем, ке­рую­чих ро­бо­тою внут­ріш­ніх при­стро­їв комп'ютера й ви­зна­чає функ­ціо­наль­ні ос­нов­ні мож­ли­во­сті ма­те­рин­ської пла­ти;

· ши­ни - на­бо­ри про­від­ни­ків, по яких від­бу­ва­є­ть­ся об­мін сиг­на­ла­ми між внут­ріш­ні­ми при­строя­ми комп'ютера;

· опе­ра­тив­на пам'ять (ОЗУ) - на­бір мік­ро­схем, при­зна­че­них для тим­ча­со­во­го збе­рі­ган­ня да­них, ко­ли комп'ютер вклю­че­ний;

· пос­тій­но за­пам'ятовувальний при­стрій (ПЗУ) - мік­ро­схе­ма, при­зна­че­на для три­ва­ло­го збе­рі­ган­ня да­них, у то­му чис­лі й ко­ли комп'ютер ви­клю­че­ний;

· роз­ні­ман­ня (сло­ти ) для під­клю­чен­ня до­дат­ко­вих при­стро­їв до ма­те­рин­ської пла­ти.

Про­це­сор кон­ст­рук­тив­но скла­да­є­ть­ся з ко­мі­рок, схо­жих на ко­мір­ки опе­ра­тив­ної пам'яті, але в цих ко­мір­ках да­ні мо­жуть, не тіль­ки збе­рі­га­є­ть­ся, але й змі­ню­ва­ти­ся. Внут­ріш­ні ко­мір­ки про­це­со­ра на­зи­ва­ють ре­гі­ст­ра­ми. Важ­ли­во та­кож від­зна­чи­ти, що да­ні, що пот­ра­пи­ли в дея­кі ре­гі­ст­ри, роз­гля­да­ю­ть­ся не як да­ні, а як ко­ман­ди, що управ­ля­ють об­роб­кою да­них в ін­ших ре­гі­ст­рах. Се­ред ре­гі­ст­рів про­це­со­ра є й та­кі, які за­леж­но від сво­го змі­сту здат­ні мо­ди­фі­ку­ва­ти ви­ко­нан­ня ко­манд. Та­ким чи­ном, управ­ляю­чи за­си­лан­ням да­них у різ­ні ре­гі­ст­ри про­це­со­ра, мож­на управ­ля­ти об­роб­кою да­них. На цьо­му й за­сно­ва­не ви­ко­нан­ня ко­манд про­грам.

Про­це­сор пов'язаний із ба­гать­ма при­строя­ми й у пер­шу чер­гу з опе­ра­тив­ною пам'яттю за до­по­мо­гою шин - це гру­па про­від­ни­ків. Ос­нов­них шин три: ши­ни да­них, ад­рес­на ши­на й ко­манд­на ши­на.

У про­це­со­рів Intel Pentium ад­рес­на ши­на 32 роз­ряд­на. На ад­рес­ній ши­ні вста­нов­лю­є­ть­ся двій­ко­вий 32 роз­ряд­на ад­ре­са ко­мі­рок опе­ра­тив­ної пам'яті.

По ши­ні да­них від­бу­ва­є­ть­ся ко­пію­ван­ня да­них з опе­ра­тив­ної пам'яті в ре­гі­ст­ри про­це­со­ра й на­зад. У комп'ютерах на ба­зі про­це­со­ра In­tel Pen­tium ши­на да­них 64 роз­ряд­на.

Ко­ман­ди з опе­ра­тив­ної пам'яті, де збе­рі­га­ю­ть­ся про­гра­ми, над­хо­дять у про­це­сор (у ре­гі­ст­ри) по 32 (або 64, 128) роз­ряд­ній ши­ні ко­манд. Та­ким чи­ном, про­це­сор об­роб­ляє та­кі да­ні: да­ні зав­дань, ад­рес­ні да­ні, ко­ман­ди. Су­куп­ність ко­манд, що мо­же ви­ко­ну­ва­ти про­це­сор над да­ни­ми, на­зи­ва­ють сис­те­мою ко­манд. Так, на­прик­лад, сис­те­ма ко­манд про­це­со­рів In­tel Pen­tium на­ра­хо­вує біль­ше ти­ся­чі різ­них ко­манд. Та­кі про­це­со­ри на­зи­ва­ють із роз­ши­ре­ною сис­те­мою ко­манд. Це про­це­со­ри CISC. Іс­ну­ють і про­це­со­ри зі ско­ро­че­ною сис­те­мою ко­манд RISC, у яких кіль­кість ко­манд на­ба­га­то мен­ше й склад­ні опе­ра­ції до­во­дить­ся ему­лю­ва­ти за до­по­мо­гою про­стих, що не зав­жди це ефек­тив­но, але час ви­ко­нан­ня ко­манд тро­хи ви­ще (про­це­со­ри фір­ми AMD).

Су­міс­ність про­це­со­рів. Як­що про­це­со­ри ма­ють од­на­ко­ву сис­те­му ко­манд, то во­ни пов­ні­стю су­міс­ні на про­грам­но­му рів­ні. Це оз­на­чає, що про­гра­ма, на­пи­са­на для од­но­го про­це­со­ра, мо­же ви­ко­ну­ва­ти­ся й ін­ши­ми про­це­со­ра­ми. Про­це­со­ри, що ма­ють різ­ні сис­те­ми ко­манд, як пра­ви­ло, не­су­міс­ні або об­ме­же­но су­міс­ні на про­грам­но­му рів­ні.

Опе­ра­тив­на пам'ять (RAM -Ran­dom Ac­cess Mem­ory) - це ма­сив кри­ста­ліч­них ко­мі­рок, здат­них збе­рі­га­ти да­ні.

Ко­мір­ка­ми мо­жуть бу­ти, на­прик­лад, мік­ро­кон­ден­са­то­ри (ди­на­міч­на пам'ять DRAM) або три­ге­ри (ста­тич­на пам'ять SRAM). Ди­на­міч­на пам'ять ви­ма­гає пос­тій­ної під­за­ряд­ки, то­му що во­ни пос­тій­но роз­ря­джа­ю­ть­ся. Та­ка пам'ять де­шев­ше ста­тич­ної пам'яті, але ста­тич­на пам'ять має ви­со­ку швид­ко­дію. Ди­на­міч­на пам'ять ви­ко­ри­ста­є­ть­ся в ОЗУ а ста­тич­на в кеш - пам'яті (до­по­між­на пам'ять). Кож­на ко­мір­ка пам'яті має свою ад­ре­су, що ви­ра­жа­є­ть­ся чис­лом. У цей час при­йня­та 32 роз­ряд­на ад­ре­са­ція, а це оз­на­чає, що всьо­го не­за­леж­них ад­рес мо­же бу­ти 2³². Та­ким чи­ном, тео­ре­тич­но опе­ра­тив­на пам'ять мо­же бу­ти 2³² = 4,3 Гбайт. На прак­ти­ці во­на ста­но­вить кіль­ка со­тень Мбайт.

Од­на ко­мір­ка міс­тить ві­сім двій­ко­вих осе­ред­ків, у яких мож­на збе­рі­га­ти 8 біт, тоб­то один байт да­них. То­ді ад­ре­са будь-якої ко­мір­ки пам'яті мож­на ви­ра­зи­ти чо­тир­ма бай­та­ми. Опе­ра­тив­на пам'ять у комп'ютері роз­мі­ща­є­ть­ся на стан­дарт­них па­не­лях, на­зи­ва­них мо­ду­ля­ми. Мо­ду­лі опе­ра­тив­ної пам'яті встав­ля­ють у від­по­від­ні сло­ти на ма­те­рин­ській пла­ті. Мо­ду­лі пам'яті ма­ють 2 ви­ко­нан­ня - од­но­ряд­ні (SIMM) і дво­ряд­ні (DIMM). Од­но­ряд­ні вста­нов­лю­ю­ть­ся па­ра­ми а дво­ряд­ні мож­на вста­нов­лю­ва­ти по од­но­му. Ком­бі­ну­ва­ти мо­ду­лі на од­ній пла­ті різ­них ти­пів не мож­на. Час дос­ту­пу до опе­ра­тив­ної пам'яті для мо­ду­лів SIMM ста­но­вить 50-70 нс. а для DIMM 7-10 нс.

Обіг від­бу­ва­є­ть­ся до пам'яті, що на­зи­ва­є­ть­ся пос­тій­ний за­пам'ятову­ва­ль­ний при­стрій (ПЗУ). Мік­ро­схе­ма ПЗУ здат­на збе­рі­га­ти три­ва­лий час ін­фор­ма­цію й при ви­клю­че­но­му комп'ютері. Про­гра­ми, які пе­ре­бу­ва­ють у ПЗУ, є «за­ши­ти­ми».

Ком­плект про­грам, що пе­ре­бу­ває в ПЗУ, утво­рить ба­зо­ву сис­те­му уве­ден­ня - ви­во­ду (BIOS- Ba­sic In­put Out­put Sys­tem). Ос­нов­не при­зна­чен­ня про­грам ПЗУ по­ля­гає в то­му, щоб пе­ре­ві­ри­ти склад і пра­це­здат­ність комп'ютерної сис­те­ми й за­без­пе­чи­ти взає­мо­дію із кла­віа­ту­рою, мо­ні­то­ром, жор­ст­ким дис­ком і дис­ко­во­дом гнуч­ких дис­ків.

Про­гра­ми, BIOS до­зво­ля­ють втру­ча­ти­ся в хід за­пус­ку за до­по­мо­гою кла­віа­ту­ри.

Шин­ні ін­тер­фей­си ма­те­рин­ської пла­ти для під­клю­чен­ня зов­ніш­ніх при­стро­їв. Зв'язок між всі­ма при­строя­ми ма­те­рин­ської пла­ти ви­ко­ну­ють її ши­ни й ло­гіч­ні при­строї, роз­мі­ще­ні в мік­ро­схе­мах мік­ро­про­це­сор­но­го ком­плек­ту (чип­се­та). Від ар­хі­тек­ту­ри цих еле­мен­тів ба­га­то в чо­му за­ле­жить про­дук­тив­ність комп'ютера. Роз­різ­ня­ють на­ступ­ні ти­пи шин: ISA, EISA, VLB, PCI, AGP FSB, USB. Ши­на ISA (In­dus­try Stan­dard Ar­chi­tec­ture) бу­ла пер­шою ши­ною в пер­со­наль­но­му комп'ютері, що зв'язала всі при­строї сис­тем­но­го бло­ку між со­бою й за­без­пе­чи­ла про­сте під­клю­чен­ня но­вих при­стро­їв че­рез стан­дарт­ні роз­ні­ман­ня (сло­ти). Про­пу­ск­на здат­ність ши­ни 5, 5 Мбайт/с.

Ши­на EISA (Extended ISA) як і ши­на ISA є за­ста­рі­лою й ви­пуск ма­те­рин­ських плат із ци­ми ши­на­ми й при­стро­їв для під­клю­чен­ня до них в 2000 ро­ці при­пи­не­ний, про­пу­ск­на здат­ність до 32 Мбайт/с.

Ши­на VLB спо­чат­ку ба­ла ло­каль­ною ши­ною, що зв'язувала про­це­сор і опе­ра­тив­ну пам'ять і пра­цю­ва­ла на так­то­вій час­то­ті до 50 МГцма­ла пі­ко­ву про­пу­ск­ну здат­ність до 130Мбайт / с.

Ши­на PCI (Peripheral Component Interconnect) - стан­дарт під­клю­чен­ня зов­ніш­ніх при­стро­їв). Спо­чат­ку це був ін­тер­фейс ло­каль­ної ши­ни, що зв'язує про­це­сор з опе­ра­тив­ною пам'яттю. В су­час­них комп’ютерах ін­тер­фейс ви­ко­ри­сто­ву­є­ть­ся як ши­на для під­клю­чен­ня зов­ніш­ніх при­стро­їв. Ос­тан­ні вер­сії ін­тер­фей­су під­три­му­ють час­то­ту до 66 МГц і за­без­пе­чує про­дук­тив­ність 264 Мбайт/с для 32 роз­ряд­них да­них і 528 Мбайт/с для 64 роз­ряд­них да­них. Важ­ли­вим но­во­вве­ден­ням, реа­лі­зо­ва­ним цим стан­дар­том, ста­ла під­трим­ка так зва­но­го ре­жи­му plug and play. Цей ре­жим став стан­дар­том для при­стро­їв, що на­зи­ва­ю­ть­ся са­мо­ус­та­нов­лю­валь­ні при­строї. Йо­го суть по­ля­гає в то­му, що пі­сля фі­зич­но­го під­клю­чен­ня зо­вніш­ньо­го при­строю до сло­ту ши­ни PCI від­бу­ва­є­ть­ся об­мін да­ни­ми між при­строя­ми й ма­те­рин­ською пла­тою, у ре­зуль­та­ті, яко­го при­стрій ав­то­ма­тич­но одер­жує но­мер ви­ко­ри­сто­ву­ва­но­го пе­ре­ри­ван­ня, ад­ре­са пор­ту під­клю­чен­ня й но­мер ка­на­лу пря­мо­го дос­ту­пу до пам'яті. Та­ким чи­ном, бу­ла ви­рі­ше­на про­бле­ма во­ло­дін­ня різ­ни­ми при­строя­ми ти­ми са­ми­ми ре­сур­са­ми.

Ши­на FSB (Front Side Bas) ви­ко­ри­сто­ву­є­ть­ся для зв'язку про­це­со­ра з опе­ра­тив­ною пам'яттю, а для зов­ніш­ніх при­стро­їв ви­ко­ри­ста­є­ть­ся ши­на PCI. Ши­на FSB пра­цює на час­то­ті 100 - 133 МГц і ве­дуть­ся роз­роб­ки плат із час­то­тою 200 Мгц. Про­пу­ск­на здат­ність ши­ни 800 Мбайт/с при час­то­ті 100 Мгц.

Ши­на AGP (Ad­vanced Graphic Port) у су­час­них комп'ютерах ви­ко­ри­ста­є­ть­ся для під­клю­чен­ня ві­део­адап­те­ра. Має про­пу­ск­ну здат­ність 1066 Мбайт/з а пра­цює на час­то­ті ши­ни PCI.

Ши­на USB (Uni­ver­sal se­rial Bus) - пос­лі­дов­на уні­вер­саль­на ма­гі­ст­раль. Ши­на за­сто­со­ву­є­ть­ся для взає­мо­дії комп'ютера з пе­ри­фе­рій­ним ус­тат­ку­ван­ням. Ця ши­на до­зво­ляє під­клю­чи­ти до 256 різ­них при­стро­їв. При­строї під­клю­ча­ю­ть­ся лан­цюж­ка­ми, кож­ний на­ступ­ний при­стрій під­клю­ча­є­ть­ся до по­пе­ред­ньо­го. Про­дук­тив­ність ши­ни від­нос­но не­ве­ли­ка й ста­но­вить до 1,5 Мбит/с, але для та­ких при­стро­їв, як кла­віа­ту­ра, ми­ша, мо­дем, джой­стик і т.п., цьо­го до­сить. Її мож­на ви­ко­ри­ста­ти для об'єднання комп'ютерів у най­про­сті­шу ме­ре­жу без за­сто­су­ван­ня спе­ці­аль­но­го ус­тат­ку­ван­ня й про­грам­но­го за­без­пе­чен­ня.

Функ­ції мік­ро­про­це­сор­но­го ком­плек­ту (чип­се­та). У су­час­них ПК чип­сет (мік­ро­про­це­сор­ний ком­плект ма­те­рин­ської пла­ти) ви­ко­ну­є­ть­ся на ба­зі двох мік­ро­схем, що одер­жа­ли на­зву «пів­ніч­ний міст» і «пів­ден­ний міст».

«Пів­ніч­ний міст» управ­ляє взає­мозв'язком чо­ти­рьох при­стро­їв: про­це­со­ра, опе­ра­тив­ної пам'яті, пор­ту AGP і ши­ни PCI. То­му цю мік­ро­схе­му на­зи­ва­ють чо­ти­рьох­пор­то­вим кон­тро­ле­ром.

«Пів­ден­ний міст» на­зи­ва­ють та­кож функ­ціо­наль­ним кон­тро­ле­ром. Він ви­ко­нує функ­ції кон­тро­ле­ра твер­дих і гнуч­ких дис­ків, функ­ції мос­ту ши­ни PCI, кон­тро­ле­ра кла­віа­ту­ри, ми­ші, ши­ни USB і т.п.

Ві­део­кар­та (ві­део­адап­тер). Ра­зом з мо­ні­то­ром ві­део­кар­та утво­рить ві­део­під­сис­те­му пер­со­наль­но­го комп'ютера. Ві­део­адап­тер взяв на се­бе функ­ції ві­део­кон­тро­ле­ра (зчи­тує да­ні про яс­к­ра­вість кож­ної крап­ки зоб­ра­жен­ня з пам'яті й управ­ляє роз­гор­нен­ням го­ри­зон­таль­но­го про­ме­ня елек­трон­ної гар­ма­ти мо­ні­то­ра), ві­део­про­це­со­ра (здій­снює ма­те­ма­тич­ні об­чис­лен­ня по по­бу­до­ві зоб­ра­жень) і ві­део­пам'яті (міс­тить да­ні про зоб­ра­жен­ня).

У цей час за­сто­со­ву­ю­ть­ся ві­део­адап­те­ри SVGA, що за­без­пе­чу­ють на ви­бір від­тво­рен­ня до 16,7 міль­йо­нів ко­льо­рів з мож­ли­ві­стю до­віль­но­го ви­бо­ру кіль­ко­сті кра­пок на ек­ра­ні зі стан­дарт­но­го ря­ду зна­чень (640 х 480, 800 х 600, 1024 х 768, 1152 х 864, 1280 х 1024 кра­пок). Для 17” мо­ні­то­ру оп­ти­маль­на кіль­кість кра­пок ек­ра­ну 1024 х 768. Чим ви­ще розв'язна здат­ність ек­ра­на, тим мен­ше зоб­ра­жен­ня (то­му що мен­ші точ­ки ви­ко­ри­сто­ву­ю­ть­ся для зоб­ра­жен­ня), ви­во­дить­ся на ек­ран, але при цьо­му еле­мен­тів на ек­ра­ні роз­та­шо­ву­є­ть­ся біль­ше. Ко­ри­сту­вач по­ви­нен са­мо­стій­но ви­бра­ти оп­ти­маль­ну розв'язну здат­ність ек­ра­на.

Ре­жи­ми ро­бо­ти з ко­льо­ру:

High Color (65 тис. ко­льо­рів);

True Color (16,7 млн. ко­льо­рів).

Зву­ко­ва кар­та під­клю­ча­є­ть­ся че­рез сло­ти до ма­те­рин­ської пла­ти. Зву­ко­ва кар­та ви­ко­нує об­чис­лю­валь­ні опе­ра­ції, пов'язані з об­роб­кою зву­ку, мо­ви, му­зи­ки. Звук від­тво­рю­є­ть­ся че­рез зов­ніш­ні зву­ко­ві ко­лон­ки, що під­клю­ча­ю­ть­ся до ви­хо­ду зву­ко­вої кар­ти. На ній є та­кож роз­ні­ман­ня для під­клю­чен­ня мік­ро­фо­на. що до­зво­ляє за­пи­су­ва­ти мо­ву або му­зи­ку й збе­рі­га­ти їх на жор­ст­ко­му дис­ку для на­ступ­ної об­роб­ки й ви­ко­ри­стан­ня.

Ос­нов­ним па­ра­мет­ром зву­ко­вої кар­ти є роз­ряд­ність, що ви­зна­чає кіль­кість бі­тів, ви­ко­ри­сто­ву­ва­них при пе­ре­тво­рен­ні сиг­на­лів з ана­ло­го­вої в циф­ро­ву фор­му й на­впа­ки. Чим ви­ще роз­ряд­ність, тим мен­ше по­гріш­ність, пов'язана з оциф­ров­кою, тим ви­ще якість зву­чан­ня. Най­біль­ше по­ши­рен­ня ма­ють 32 роз­ряд­ні й 64 - роз­ряд­ні при­строї.

В об­лас­ті від­тво­рен­ня зву­ку склад­ною є спра­ва зі стан­дар­ти­за­ці­єю. Ба­га­то фірм уво­дять свої внут­ріш­ні стан­дар­ти. Так, на­прик­лад, у ба­га­тьох ви­пад­ках стан­дарт­ни­ми вва­жа­ють при­строю, су­міс­ні із при­строя­ми Sound Blaster, Crea­tive Labs.

Стан­дарт­ні пор­ти уве­ден­ня/ви­во­ду. Пор­ти - це при­строї, що реа­лі­зу­ють пос­лі­дов­ні й па­ра­лель­ні ін­тер­фей­си під­клю­чен­ня зов­ніш­ніх при­стро­їв.

Па­ра­лель­ний порт час­ті­ше ви­ко­ри­ста­є­ть­ся для під­клю­чен­ня прин­те­ра. Су­час­ні стан­дар­ти па­ра­лель­них ін­тер­фей­сів під­три­му­ють швид­кість пе­ре­да­чі да­них на рів­ні 2-5 Мбіт/с. При­строї, що під­клю­ча­ю­ть­ся, по­вин­ні роз­та­шо­ву­ва­ти­ся в без­по­се­ред­ній бли­зько­сті від комп'ютера.

Пос­лі­дов­ний порт ви­ко­ри­ста­є­ть­ся для ба­га­тьох при­стро­їв, та­ких як ми­ша, зов­ніш­ній мо­дем, і ін. швид­кість об­мі­ну да­ни­ми не пе­ре­ви­щує 9600 біт/з, але да­ні мо­жуть пе­ре­да­ва­ти­ся на знач­ну від­стань.

Ін­фра­чер­во­ний порт ви­ко­ри­ста­є­ть­ся для під­клю­чен­ня при­стро­їв до пор­та­тив­них комп'ютерів, а та­кож для під­клю­чен­ня прин­те­ра. Стан­дар­ти ін­фра­чер­во­но­го пор­ту ґрун­ту­ю­ть­ся на стан­дар­ті пос­лі­дов­но­го пор­ту. Це без­дро­то­ве з'єднання, за­сно­ва­не на ін­фра­чер­во­но­му ви­про­мі­ню­ван­ні, за­без­пе­чує швид­кість пе­ре­да­чі да­них до 4 Мбіт/с.

Порт USB ус­та­нов­лю­є­ть­ся на кож­ний су­час­ний комп'ютер. Він по­ви­нен за­мі­ни­ти пос­лі­дов­ний і па­ра­лель­ний пор­ти. Порт USB реа­лі­зує пос­лі­дов­ний ін­тер­фейс. Че­рез цей порт мож­на під­клю­ча­ти до 128 при­стро­їв. Швид­кість пе­ре­да­чі да­них до 12 Мбіт/с. Ін­тер­фейс USB під­три­мує ав­то­ви­зна­чен­ня та ав­то­кон­фі­гу­ра­цію при­строю, що під­клю­ча­є­ть­ся, і мож­ли­вість під­клю­чен­ня без пе­ре­ван­та­жен­ня комп'ютера.

Порт Fire Ware ви­ко­ри­ста­є­ть­ся для ви­со­ко­швид­кіс­них при­стро­їв, для яких не­дос­тат­ня швид­кість пор­ту USB. Ін­тер­фейс під­три­мує син­хрон­ну й асин­хрон­ну пе­ре­да­чу да­них зі швид­кі­стю до 400 Мбіт/с. Швид­кість об­мі­ну да­них мо­же мі­ня­ти­ся для різ­них при­стро­їв. На один порт мо­жуть під­клю­ча­ти­ся до 63 при­стро­їв. Стан­дарт під­три­мує ав­то­ви­зна­чен­ня при­стро­їв і «га­ря­че» під­клю­чен­ня. Ін­тер­фейс мо­же об­роб­ля­ти ба­га­то опе­ра­цій уве­ден­ня/ви­во­ду, не за­ймаю­чи ре­сур­сів цен­траль­но­го мік­ро­про­це­со­ра.

Пе­ри­фе­рій­ні при­строї пер­со­наль­но­го комп'ютера. Пе­ри­фе­рій­ні при­строї пер­со­наль­но­го комп'ютера під­клю­ча­ю­ть­ся до шин і ви­ко­ну­ють до­по­між­ні опе­ра­ції. По при­зна­чен­ню їх мож­на роз­ді­ли­ти на:

· при­строї уве­ден­ня да­них;

· при­строї ви­во­ду да­них;

· при­строї збе­рі­ган­ня да­них;

· при­строї об­мі­ну да­ни­ми.

При­строї уве­ден­ня да­них:При­строї уве­ден­ня зна­ко­вих да­них. До таких пристроїв належить спе­ці­аль­на кла­віа­ту­ри. Кла­віа­ту­ри, що ма­ють спе­ці­аль­ну фор­му, роз­ра­хо­ва­ну з ура­ху­ван­ням ви­мог ер­го­но­мі­ки, на­зи­ва­ють ер­го­но­міч­ни­ми кла­віа­ту­ра­ми (кла­віа­ту­ра Дво­ра­ка). Та­ка кла­віа­ту­ра має оп­ти­мі­зо­ва­ну роз­клад­ку кла­віш. Ро­бо­ті із кла­віа­ту­рою тре­ба спе­ці­аль­но вчить­ся.

По ме­то­ду під­клю­чен­ня до сис­тем­но­го бло­ку роз­різ­ня­ють про­від­ні й без­дро­то­ві кла­віа­ту­ри. Пе­ре­да­ча ін­фор­ма­ції в без­дро­то­вих сис­те­мах здій­сню­є­ть­ся ін­фра­чер­во­ним про­ме­нем.

Трек­бо­ли за­сто­со­ву­ю­ть­ся в пор­та­тив­них комп'ютерах. Трекболы на від­мі­ну від ми­ші вста­нов­лю­є­ть­ся ста­ціо­нар­но, і йо­го куль­ка при­во­дить­ся в рух до­ло­нею ру­ки.

Пен­ма­ус яв­ляє со­бою ана­лог куль­ко­вої ав­то­руч­ки, на кін­ці якої за­мість пи­шу­чо­го вуз­ла вста­нов­ле­ний ву­зол, що реє­ст­рує ве­ли­чи­ну пе­ре­мі­щен­ня.

Ін­фра­чер­во­на ми­ша від­різ­ня­є­ть­ся від зви­чай­ної на­яв­ні­стю при­строю без­дро­то­во­го зв'язку із сис­тем­ним бло­ком.

Для комп'ютерних ігор і в дея­ких спе­ціа­лі­зо­ва­них імі­та­то­рах за­сто­со­ву­ють та­кож ма­ні­пу­ля­то­ри ва­жіль­но-на­ти­ск­но­го ти­пу (джой­сти­ки) і ана­ло­гіч­ні їм джой­па­ди, гейм­па­ди й штур­валь­но-пе­даль­ні при­строї. Та­кі при­строї під­клю­ча­ю­ть­ся до ши­ни USB або до зву­ко­вої кар­ти.

· При­строї уве­ден­ня гра­фіч­них да­них. Для уве­ден­ня гра­фіч­ної ін­фор­ма­ції ви­ко­ри­ста­ють ска­не­ри, гра­фіч­ні план­ше­ти (ди­ги­тай­зе­ри) і циф­ро­ві фо­то­ка­ме­ри. За до­по­мо­гою ска­не­рів мож­на вво­ди­ти й зна­ко­ву ін­фор­ма­цію. У цьо­му ви­пад­ку ви­хід­ний ма­те­рі­ал уво­дить­ся в гра­фіч­но­му ви­ді, пі­сля чо­го він об­роб­ля­є­ть­ся спе­ці­аль­ни­ми про­грам­ни­ми за­со­ба­ми (про­гра­ми роз­пі­зна­ван­ня об­ра­зів).

Роз­різ­ня­ють на­ступ­ні ска­не­ри: план­шет­ні, руч­ні, ба­ра­бан­ні, ска­не­ри форм (для уве­ден­ня да­них зі стан­дарт­них форм, за­пов­не­них від ру­ки ), штрих ска­не­ри.

Гра­фіч­ні план­ше­ти при­зна­че­ні для уве­ден­ня ху­дож­ньої гра­фіч­ної ін­фор­ма­ції.

Циф­ро­ві фо­то­ка­ме­ри при­зна­че­ні для фо­то­зйо­мок.

Ос­нов­ний па­ра­метр цих при­стро­їв є розв'язна здат­ність - це кіль­кість кра­пок на дюйм. Для про­фе­сій­но­го за­сто­су­ван­ня ха­рак­тер­ні по­каз­ни­ки 1200 - 3000 dpi (dots per inch). Для офіс­но­го за­сто­су­ван­ня 600-1200 dpi. Дру­гим па­ра­мет­ром є ди­на­міч­ний діа­па­зон - це ло­га­рифм від­но­си­ни яс­к­ра­во­сті най­більш світ­лих ді­ля­нок зоб­ра­жен­ня до яс­к­ра­во­сті най­більш тем­них ді­ля­нок. Ти­по­вий по­каз­ник для ска­не­рів офіс­но­го за­сто­су­ван­ня ста­но­вить 1,8 - 2. для про­фе­сій­но­го за­сто­су­ван­ня 2,5.-3,5.