Преподаватель который помогает студентам и школьникам в учёбе.

Устройство персонального компьютера

Содержание:

ВВЕДЕНИЕ

Во второй половине XX века человечество вступило в новый этап своего развития: начался переход от индустриального общества к информационному. Процесс, обеспечивающий этот переход, получил название информатизации. При этом информация становится важнейшим стратегическим ресурсом общества и занимает ключевое место в мировой экономике, образовании и культуре.

Неизбежность информатизации объясняется резким возрастанием роли и значения информации. Информационное общество характеризуется высокоразвитой информационной сферой, которая включает деятельность человека по созданию, передаче, переработке, хранению и накоплению информации. Именно поэтому не последнюю роль играет развитие техническое обеспечение, ресурсы которого способно удовлетворять всё нарастающий спрос.

Объем информации с каждым днем увеличивается, а принятие правильного решения зависит, прежде всего, от полноты, достоверности, оперативности предоставления необходимых информационных ресурсов и вместе с этим их доступности для максимально широкого круга заинтересованных лиц. Сегодня информацию рассматривают как один из основных ресурсов развития общества, а информационные системы и технологии как средство повышения производительности и эффективности работы современного специалиста.

Персональный компьютер (ПК) - это не один электронный аппарат, а целый комплекс взаимосвязанных между собой устройств, каждое из которых выполняет определенные функции. Часто употребляемый термин “конфигурация ПК” означает, что компьютер обладает конкретными техническими характеристиками и ресурсами, а также может работать с разным набором внешних (или периферийных) устройств, например, с принтером, модемом, сканером и т.д.

Эффективность в использования ПК в большой степени зависит от характеристик и типов внешних устройств, которые могут применяться в его составе. Широкая номенклатура внешних устройств, разнообразие их технико-эксплуатационных и экономических характеристик дают возможность пользователю выбрать необходимые конфигурации ПК. Которые соответствуют в наибольший степени его потребностям и обеспечивают решение поставленных требованиям к устройству.

Актуальность темы работы состоит в том, что информационные технологии прочно вошли в нашу жизнь, они представляют весь накопленный опыт в форматизированном виде, пригодным для прикладного использования, а персональный компьютер выступает в роли удобного инструмента, который заметно упрощает жизнь. Подавляющее большинство пользователей имеют смутное понимание в устройстве компьютеров, конечно совсем не обязательно знать все технические аспекты ПК, однако стоит разбираться в основных принципах работы устройств.

Объектом исследования являются персональные компьютеры.

Предметом работы являются устройство персонального компьютера.

Целью работы является рассмотрение устройства ПК и описание основных технические характеристик персональных компьютеров

Задачи работы:

Изучить историю развития ПК;
Исследовать устройство ПК;
Рассмотрение основных принципов работы ПК;
Ознакомление с техническими характеристиками.

Целью данной работы является рассмотрение устройства и описание основных технические характеристик персональных компьютеров.

Для этого были поставлены следующие задачи: изучение истории развития персональных компьютеров, рассмотрение основных принципов работы и устройства персональных компьютеров, ознакомление с техническими характеристиками.

В работе были использованы учебные пособия, статьи, учебники для вузов по информатике, а также технические статьи по информатике из сети интернет.

1. История развития и основные принципы

1.1 История развития персональных компьютеров

В 40-е и 50-е года компьютеры представляли собой громоздкие устройства. Для одного компьютера требовалась целая комната, заставленная шкафами с электронным оборудованием. В те времена подобные устройства были доступны только крупным компаниям и учреждениям.

В 1945 г. знаменитый математик Джон фон Нейман, подготовил доклад, в котором ясно и просто сформулировал общие принципы архитектуры компьютеров. Для того, чтобы быть универсальным и эффективным устройством обработки информации, компьютер должен соответствовать следующим требованиям:

Арифметическо-логическое устройство, выполняющее арифметические и логические операции. Центральный процессор (central processing unit) – микропроцессор компьютера, представляющий собой микросхему, которая управляет всеми процессами, происходящими в компьютере;
Устройство управления, которое организует процесс выполнения программ. В современных компьютерах арифметическо-логическое устройство и устройство управления объединены в центральный процессор;
Запоминающее устройство (память) для хранения программ и данных;
Внешние устройства для ввода-вывода информации;
Память компьютера представляет собой некоторое количество пронумерованных ячеек, в каждой из которых могут находиться или обрабатываемые данные, или инструкции программ. Все ячейки памяти должны быть одинаково легко доступны для других устройств компьютера.

Принцип работы:

С помощью внешнего устройства в память компьютера вводится программа.
Устройство управления считывает содержимое ячейки памяти, где находится первая инструкция (команда) программы и организует ее выполнение.

Команда может задавать:

выполнение логических или арифметических операций;
чтение из памяти данных для выполнения арифметических или логических операций;

запись результатов в память;
ввод данных из внешнего устройства в память;
вывод данных из памяти на внешнее устройство.

Устройство управления начинает выполнение команды из ячейки памяти, которая находится непосредственно за только что выполненной командой. Однако этот порядок может быть изменен с помощью команд передачи управления (перехода). Эти команды указывают устройству управления, что ему необходимо продолжить выполнение программы, начиная с команды, содержащейся в иной ячейки памяти.

Результаты выполнения программы выводятся на внешнее устройство компьютера. Далее компьютер переходит в режим ожидания сигнала от внешнего устройства.

Один из принципов "Архитектуры фон Неймана" гласит: в компьютере не придется изменять подключения проводов, если все инструкции будут храниться в его памяти. И как только эта идею в рамках “архитектуры фон Неймана» обрела своих сторонников и воплотилась на практике, родился современный компьютер. С тех пор компьютеры сильно претерпели изменения, но они всё также соответствуют тем принципам.

С изобретением в 1948 г. транзисторов — миниатюрных электронных запчастей, которые смогли заменить в компьютерах электронные лампы, появилась возможность конструировать устройства значительно меньших размеров. С тех пор, как в середине 50-х годов были найдены дешевые способы производства транзисторов, появились компьютеры, основанные на их принципе работы. Они были значительно меньше ламповых компьютеров и такой же производительности. Единственная часть компьютера, где транзисторы не смогли заменить электронные лампы, —блоки памяти, но вместо ламп стали использовать схемы памяти на магнитных сердечниках.

Производство транзисторов было трудозатратным предприятием. Они изготавливались по отдельности, и при сборке схем их приходилось соединять и спаивать вручную. В 1958 г. Джек Килби придумал как на одной пластине полупроводника получить несколько транзисторов. В 1959 г. Роберт Нойс изобрел более совершенный метод, позволивший создавать на одной пластине и транзисторы, и все необходимые соединения между ними. Такие электронные схемы стали называться интегральными схемами или чипами.

Главным шагом на пути к миниатюризации компьютеров стало изобретение интегральных схем. В дальнейшем количество транзисторов, которое удавалось разместить на единицу площади интегральной схемы, увеличивалось приблизительно вдвое каждый год.

В 1968 г. был выпущен первый компьютер на интегральных схемах, а уже в 1970 г. фирма «Intel» начала продавать интегральные схемы памяти.

Тогда же был сделан еще один важный шаг на пути к персональному компьютеру — Маршиан Эдвард Хофф сконструировал интегральную схему, аналогичную по своим функциям центральному процессору большой ЭВМ. Так появился первый микропроцессор «Intel-4004», который был выпущен в продажу в конце 1970 г. Конечно, возможности «Intel-4004» были куда скромнее, чем у центрального процессора большой ЭВМ, он работал гораздо медленнее и мог обрабатывать одновременно только 4 бита информации. Но он продолжал совершенствоваться, и в 1973 г. фирма Intel уже выпустила 8-битовый микропроцессор «Intel-8008», а в 1974 г. — его усовершенствованную версию «Intel-8080», которая до конца 70-х годов стала стандартом для микрокомпьютерной индустрии.

Первоначально эти микропроцессоры использовались только радиолюбителями, а также в различных специализированных устройствах. Но в 1974 г. несколько фирм объявили о создании на основе микропроцессора «Intel-8008» компьютера, т. е. устройства, выполняющего те же функции, что и большая ЭВМ. В начале 1975 г. появился первый коммерчески распространяемый компьютер «Альтаир-8800», построенный на основе микропроцессора «Intel-8080». Несмотря на такие недостатки, как маленькая оперативная память (всего 256 байт), отсутствие клавиатуры и экрана, его появление было встречено с большим энтузиазмом. В первые же месяцы было продано несколько тысяч комплектов машины. Покупатели снабжали его дополнительными устройствами: монитором для вывода информации, клавиатурой, блоками расширения памяти и т. д. Вскоре эти устройства стали выпускаться и другими фирмами.

В конце 1975 г. Пол Аллен и Билл Гейтс создали для компьютера «Альтаир» интерпретатор языка Basic, что позволило пользователям легко взаимодействовать с компьютером и писать для него программы. Это облегчило обращение с компьютером и стало еще одной вехой на пути к популярности ПК.

Множество фирм занялись разработкой и производством персональных компьютеров. Они стали продаваться с клавиатурой и монитором, спрос на них составил сотни тысяч штук в год. Начали издаваться периодические издания, посвященные вычислительным машинам и технике. Росту объема продаж весьма способствовали многочисленные полезные программы, разработанные для деловых применений. Стали появляться коммерчески распространяемые программы, например, в 1978 г. появилась программа для редактирования текстов «WordStar».

Бурный рост спроса на персональные компьютеры к концу 70-х годов привел к некоторому снижению спроса на большие ЭВМ и мини-ЭВМ. Это стало предметом серьезного беспокойства фирмы «IBM», которая решила выпустить свой собственный персональный компьютер.

На тот момент руководство фирмы не рассматривало это как серьезный проект, и поэтому выделило небольшое финансирование: руководство фирмы позволило ответственному за данный проект подразделению не конструировать персональный компьютер с нуля, а использовать готовые блоки, изготовленные другими фирмами производителями.

В качестве основного микропроцессора компьютера был выбран новейший тогда 16-разрядный микропроцессор «Intel-8088». Его использование позволило увеличить потенциальные возможности компьютера. Новый микропроцессор позволял работать с 1 Мбайтом памяти, в отличие от всех имевшихся тогда компьютеров, которые были ограничены 64 Кбайтами, а его программное обеспечение было поручено разработать малоизвестной фирме «Microsoft».

В августе 1981 г. новый компьютер под названием «IBM PC» был официально представлен широкой публике. Проблема состояла в том, что рынок потребителей настольных компьютеров отличался большим диапазоном запросов, и производство первых «IBM PC» не давало никакой уверенности в том, что компьютеры будут востребованы на рынке.

К удивлению многих, персональные компьютеры продавались так быстро, что компания не могла удовлетворить нарастающий спрос. Фактически «IBM PC» стал стандартом персонального компьютера.

За счёт своих характеристик персональные компьютеры стали повсеместно пользоваться огромным успехом. Логические и практические решения, используемые в машине, дали начало новой индустрии. Дюжины производителей, начиная от отдельных лиц и заканчивая огромными корпорациями с многомиллиардным оборотом, создавали свои собственные версии персональных компьютеров, стараясь превзойти своих конкурентов.

1.2 Языки программирования

Программы для первых компьютеров приходилось писать на машинном языке, т. е. в виде кода, непосредственно воспринимаемых компьютером. Это было очень тяжелой и кропотливой работой, в ходе которой можно было легко допустить ошибку в расчётах. Для облегчения процесса программирования в начале 50-х годов были разработаны системы, позволяющие писать программы не на машинном языке, а с использованием мнемонических обозначений машинных команд, имен, точек программы и т. д. Такой язык для написания программ называется автокодом, или языком ассемблера.

Программы на ассемблере очень просто переводятся в машинный код. Это делается с помощью программы-компилятора. Ассемблер часто используется в тех случаях, когда требуется достичь максимального быстродействия и минимального размера программ, либо наиболее полно учесть в программе особенности компьютера.

Однако написание программ на языке ассемблера достаточно сложный процесс. Для этого программист должен очень хорошо знать систему команд соответствующего компьютера. В ходе работы ему приходится бороться не столько со сложностями решаемой задачи, сколько с переводом необходимых задач в машинные команды. Поэтому и после появления ассемблеров многие исследователи пытаются облегчить процесс программирования, «научив» компьютеры понимать более удобные для восприятия языки составления программ. Такие языки стали называть языками программирования высокого уровня, а языки ассемблера и другие машинно-ориентированные языки — языками низкого уровня. Программы на языках высокого уровня либо преобразуются в программы, состоящие из машинных команд (с помощью специальных программ, называемых трансляторами или компиляторами), либо интерпретируются с помощью программ-интерпретаторов.

Языки высокого уровня значительно упростили процесс написания программ, так как были ориентированы на удобство описания решаемых с их помощью задач, а не на особенности какого-то конкретного компьютера. Разумеется, для каждой программы высокого уровня искусный программист может написать на языке ассемблера более компактную и быстродействующую программу для выполнения тех же функций. Но она имеет смысл только в особых случаях.

Первый коммерчески используемый язык программирования высокого уровня Фортран был разработан в 1958 г. в фирме «IBM» под руководством Джона Бэкуса. Этот язык был предназначен, прежде всего, для научных вычислений, и он (в усовершенствованном варианте) до сих пор широко используется в данной области. Для других применений было разработано множество различных языков высокого уровня, но широкое распространение получили лишь немногие из них, в частности Си и Си++, Паскаль, Бейсик, Фортран, и другие. С появлением и развитием интернета стал популярен html, Java и прочие средства, позволяющие работать с документами в электронном виде.

Основные принципы

Со времен появления первого компьютера прошло чуть больше 20 лет, а компьютерная индустрия уже стала одной из основных отраслей экономики многих стран. Сейчас нам невозможно представить современную жизнь без компьютера. Он служит для множества целей — начиная с воспитания и обучения детей и заканчивая контролем над важнейшими военными объектами. Трудно переоценить роль, которую ЭВМ играет в нашей жизни. И этот процесс с каждым днем только набирает свои обороты.

Любой персональный компьютер делится на две составляющие:

Аппаратная
Программная.

К программной части относится все, что установлено на компьютере и используется для комфортной работы с ним. Это операционная система (ОС), драйвера и другое программное обеспечение. С помощью ОС и ее удобного интерфейса производится взаимодействие между аппаратной частью и пользователем. Драйвера необходимы для правильной работы подключенных устройств, таких как видеокарта, материнская плата и т.п.

Аппаратная часть подразумевает все реальные устройства, которые подключены в одну систему. Сюда входит монитор, системный блок и его внутренности, а также вспомогательные компоненты: наушники, колонки, мышь, клавиатура, принтер и т.д.

Если разбираться в теме поверхностно, то можно сказать, что принцип работы ПК заключается во взаимодействии между программной и аппаратной частью с помощью привычных для пользователя инструментов. Однако за этим стоит множество самостоятельных систем, представляющих общую картину.
Таким образом, устройство персонального компьютера можно разделить на две главные составляющие, а именно программное обеспечение, призванное обеспечивать взаимодействовать пользователя с машиной и аппаратную часть, включающую в себя комплекс технических решений, позволяющий удовлетворять поставленные перед устройством задачи.

2. Программный принцип

2.1 Программное обеспечение

Программная часть компьютера подразумевает различное программное обеспечение (ПО), которое обладает определенными функциями и устанавливается на компьютер для их выполнения.

Всего можно выделить 3 вида программного обеспечения:

Системное ПО;
Прикладное ПО;
Системы для программирования.

Системное программное обеспечение является самым важным в работе компьютера и без него она невозможна. Главными представителями этой категории являются операционные системы, которые упоминались ранее. С их помощью выстраивается так называемый "диалог компьютера с пользователем", происходит управление устройствами и работа с файлами. Помимо этого, сюда входят различные утилиты и драйвера.
Прикладная часть подразумевает приложения, которые предназначены для выполнения каких-либо определенных задач. Например, это могут быть текстовые редакторы, браузеры, видеоигры и т.п. Прикладное ПО делится на ПО общего назначения и специальное ПО. К последнему относятся математические, бухгалтерские и экспертные пакеты. Общее назначение подразумевает все остальные программы.
Системы программирования в него входят различные среды разработки, которые позволяют создавать новые программы на языках программирования. Это языки программирования, системы трансляции и сервисные средства.

2.2 Системное программное обеспечение

Системное программное обеспечение – совокупность программ и программных комплексов для обеспечения работы компьютера и сетей ЭВМ. Данный класс программных продуктов тесно связан с типом компьютера и является его неотъемлемой частью, а также они ориентированы в основном на квалифицированных пользователей.

Системное программное обеспечение направлено:

На создание операционной среды функционирования других программ;
На обеспечение надежной и эффективной работы самого компьютера и вычислительной сети;
На проведение диагностики и профилактики аппаратуры компьютера и вычислительных сетей;
Га выполнение вспомогательных технологических процессов (копирование, архивирование, восстановление файлов программ и баз данных и т.д.)

Системное программное обеспечение делится :

Базовое программное обеспечение – это минимальный набор программных средств, обеспечивающих работу компьютера;
Сервисное программное обеспечение – это программы и программные комплексы, которые расширяют возможности базового программного обеспечения и организуют более удобную среду работы пользователя.

В базовое программное обеспечение входят:

операционная система;
операционные оболочки (текстовые и графические);
сетевая операционная система.

Операционная система предназначена для управления выполнением пользовательских программ, планирования и управления вычислительными ресурсами ЭВМ. Существуют следующие виды операционных систем: Windows 98, Windows XP Professional, Windows Home Edition, Linux, Unix и др.

Операционные системы для персональных компьютеров делятся :

В зависимости от числа параллельно выполняемых прикладных процессов;
В зависимости от числа пользователей, одновременно работающих с операционной системой;
непереносимые и переносимые на другие типы компьютеров;
несетевые и сетевые, обеспечивающие работу в локальной вычислительной сети ЭВМ.

Сетевые операционные системы – это комплекс программ, обеспечивающий обработку, передачу и хранение данных в сети. Сетевая ОС предоставляет пользователям различные виды сетевых служб (управление файлами, электронная почта, процесс управления сетью и др.), поддерживает работу в абонентских системах. Наибольшее распространение имеют LAN Server, NetWare, VINES.

Они оцениваются по комплексу критериев:

Производительность;
Разнообразие возможностей связи пользователей;
возможности администрирования.

Операционные оболочки – это специальные программы, предназначенные для облегчения общения пользователя с командами операционной системы. Операционные оболочки имеют текстовый и графический варианты интерфейса конечного пользователя. Эти программы существенно упрощают задание управляющей информации для выполнения команд операционной системы, уменьшают напряженность и сложность работы конечного пользователя.

Графические оболочки позволяют изменить среду взаимодействия пользователя с компьютером, расширяют набор основных (диспетчер файлов, графический редактор, текстовый редактор, картотека и т.п.) и сервисных функций, обеспечивающих пользователю интегрированную информационную технологию.

Расширением базового программного обеспечения компьютера является набор сервисных, дополнительно устанавливаемых программ, которые можно классифицировать по функциональному признаку следующим:

Программы диагностики работоспособности компьютера;
Антивирусные программы, обеспечивающие защиту компьютера, обнаружение и восстановление зараженных файлов;
Программы обслуживания дисков, обеспечивающие проверку качества поверхности магнитного диска, контроль сохранности файловой системы на логическом и физическом уровнях, сжатие дисков, создание страховых копий дисков, резервирование данных на внешних носителях и др.;
Программы архивирования данных, которые обеспечивают процесс сжатия информации в файлах с целью уменьшения объема памяти для ее хранения;
Программы обслуживания сети.

Эти программы часто называются утилитами.

Утилиты – это программы, служащие для выполнения вспомогательных операций обработки данных или обслуживания компьютеров (диагностики, тестирования аппаратных и программных средств, оптимизации использования дискового пространства, восстановления разрушенной на магнитном диске информации и т.п.).

2.3 Прикладное программное обеспечение

Программное обеспечение, предназначенное для эффективной разработки и выполнения конкретных, как правило, сложных комплексов задач пользователя, называется прикладным программным обеспечением (application software). Оно работает под управлением операционной системы и состоит из пакетов программ фирменного изготовления и прикладных программ пользователя. Оно представляет собой набор программ на машинных носителях и соответствующей документации, прежде всего руководств для пользователей, содержащих сведения о корректной работе с конкретными программами, которые применяются для решения задач определенной проблемной области.

К программным средствам общего назначения относятся следующие программные продукты.

Ведущее положение занимает Microsoft Office – офисный пакет приложений, созданных корпорацией Microsoft для операционных систем Microsoft Windows и Apple Mac OS X. В состав этого пакета входит программное обеспечение для работы с различными типами документов: текстами, электронными таблицами, базами данных и др. Microsoft Office является сервером OLE объектов, и его функции могут использоваться другими приложениями, а также самими приложениями Microsoft Office. Поддерживает скрипты и макросы, написанные на языке VBA

Текстовые процессоры предназначены для обработки текстовых файлов;
Табличные процессоры (электронные таблицы ) позволяют проводить вычисления с данными, представленными в виде двумерных массивов, имитирующих бумажные таблицы;
Редакторы презентаций позволяют создавать красочные и впечатляющие электронные презентации пользователя;
Графические редакторы позволяют пользователю рисовать и редактировать изображения на экране компьютера, а также сохранять их в различных растровых форматах, таких как, например, JPEG и TIFF;
Системы компьютерной верстки ("настольное издательство") обеспечивают создание собственных макетов страниц, которые могут содержать текст, рисунки, фотографии и др. с целью последующей печати в типографии или на принтере. Примерами программного обеспечения, специализирующегося на компьютерной верстке, являются программы QuarkXPress, Adobe In Design, Seribus, Microsoft Publisher, Apple Pages;
В пакетах прикладных программ (ППП) каждая прикладная программа этой группы ориентируется па достаточно узкую предметную область, но имеет универсальный характер. ППП в свою очередь можно разделить па программные средства специального назначения и прикладные программные средства профессиональной направленности. К программным средствам специального назначения относятся следующие программные продукты;
Экспертные системы способны частично заменить специалиста-эксперта в разрешении проблемной ситуации;
Мультимедиа-приложения (медиаплейеры, программы для создания/редактирования видео, звука, Text-To-Speech и пр.) Мультимедиа осуществляют взаимодействие визуальных и аудиоэффектов под управлением интерактивного программного обеспечения с использованием современных технических и программных средств, объединяют текст, звук, графику, фото, видео в одном цифровом представлении;
Гипертекстовые системы (электронные словари, энциклопедии, справочные системы) создают текст, сформированный с помощью языка разметки, потенциально содержащий в себе гиперссылки;
Системы управления содержимым дают возможность объединять в единое целое все разнотипные источники знаний и информации, доступные как внутри организации, так и за ее пределами;
Системы для доступа к интернет-сервисам – это электронная почта, веб-браузер, IP-телефония, банк-клиент и др.

К прикладным программным средствам профессиональной направленности можно отнести программные комплексы, являющиеся основой построения различных автоматизированных систем:

системы автоматизированного проектирования САПР) предназначены для автоматизации процесса проектирования;
автоматизированные системы управления (АСУ) предназначены для управления различными процессами в рамках технологического процесса (АСУ ТП), производства, предприятия (АСУП). АСУ применяются в различных отраслях промышленности, энергетике, транспорте и т.п.;
автоматизированные системы научных исследований (АСНИ) "привязаны" к определенной области науки.

Данные программные комплексы реализуются в рамках программного обеспечения так называемых автоматизированных рабочих мест (АРМ) пользователей данных систем. Кроме того, к ППП данного типа относятся программные средства, реализующие конкретные функциональные задачи в определенной профессиональной области.

2.4 Системы программирования

Система программирования - это набор специализированных программных продуктов, которые являются инструментальными средствами разработчика. Программные продукты данного класса поддерживают все этапы процесса программирования, отладки и тестирования создаваемых программ.

Заметим, что любая система программирования может работать только в соответствующей ОС, под которую она и создана, однако при этом она может позволять разрабатывать программное обеспечение и под другие ОС. Например, одна из популярных систем программирования на языке С/С++ от фирмы Watcom для OS/2 позволяет получать программы и для самой OS/2, и для DOS, и для Windows.

Система программирования включает следующие программные компоненты:

редактор текста;
транслятор с соответствующего языка;
компоновщик (редактор связей);
отладчик;
библиотеки подпрограмм.

Редактор текста - это программа для ввода и модификации текста.

Трансляторы предназначены для преобразования программ, написанных на языках программирования, в программы на машинном языке. Программа, подготовленная на каком-либо языке программирования, называется исходным модулем. В качестве входной информации трансляторы применяют исходные модули и формируют в результате своей работы объектные модули, являющиеся входной информацией для редактора связей. Объектный модуль содержит текст программы на машинном языке и дополнительную информацию, обеспечивающую настройку модуля по месту его загрузки и объединение этого модуля с другими независимо оттранслированными модулями в единую программу. Трансляторы делятся на компиляторы и интерпретаторы.

Компиляторы переводят весь исходный модуль на машинный язык. Интерпретатор последовательно переводит на машинный язык и выполнят операторы исходного модуля. (У интерпретаторов два основных недостатка. Первый - низкая скорость работы интерпретируемых программ.)

Преимущество интерпретатора перед компилятором состоит в том, что программа пользователя имеет одно представление - в виде текста. При компиляции одна и та же программа имеет несколько представлений - в виде текста и в виде выполняемого файла.

Компоновщик, или редактор связей - системная обрабатывающая программа, редактирующая и объединяющая объектные (ранее оттраслированные) модули в единые загрузочные, готовые к выполнению программные модули. Загрузочный модуль может быть помещен ОС в основную память и выполнен.

Отладчик позволяет управлять процессом исполнения программы, является инструментом для поиска и исправления ошибок в программе. Базовый набор функций отладчика включает:

пошаговое выполнение программы (режим трассировки) с отображением результатов;
остановка в заранее определенных точках;
возможность остановки в некотором месте программы при выполнении некоторого условия;
изображение и изменение значений переменных.

Загрузчик - системная обрабатывающая программа. Загрузчик помещает объектные и загрузочные модули в оперативную память, объединяет их в единую программу, корректирует перемещаемые адресные константы с учетом фактического адреса загрузки и передает управление в точку входа созданной программы. Данные программные комплексы реализуются в рамках программного обеспечения так называемых автоматизированных рабочих мест (АРМ) пользователей данных систем.

Благодаря комплексу программного обеспечения персонального компьютера, образуется удобная среда, позволяющая пользователю «налаживать диалог» с машиной посредством удобного интерфейса для ввода-вывода информации.

3. Аппаратная среда

Системный блок

Системный блок – основная часть компьютера. Он состоит из металлического корпуса, в котором располагаются основные компоненты компьютера. К нему уже подсоединяются все периферийные устройства ввода-вывода информации.

Внутри системного блока расположены:

Центральный процессор, который выполняет все поступающие команды, производит вычисления и управляет работой всех компонентов компьютера;
Оперативная память, предназначенная для временного хранения программ и данных;
Материнская плата, на которой находятся микропроцессор, системная шина, оперативная память, коммуникационные разъемы, микросхемы управления различными компонентами компьютера, счётчик времени, системы индикации и защиты;
Блок питания, преобразующий электропитание сети в постоянный ток низкого напряжения, подаваемый на электронные схемы компьютера;
Вентиляторы для охлаждения греющихся элементов;
Устройства внешней памяти, к которым относятся накопители на гибких и жестких магнитных дисках, дисковод для компакт-дисков СD-ROM, предназначенные для длительного хранения информации.

3.2 Центральный процессор

Центральный процессор (CPU) – сложная микросхема, являющаяся главной составной частью любого компьютера. Именно это устройство осуществляет обработку информации, выполняет команды пользователя и руководит другими частями компьютера.

Основные характеристики процессора:

Количество вычислительных ядер – главных элементов процессора, обрабатывающих поток команд.
Размер кеша - это очень быстрая внутренняя память процессора, которая используется им как буфер для временного хранения информации, обрабатываемой в конкретный момент времени.
Частота процессора - значение этой характеристики отражает производительность CPU в количестве тактов (операций) в секунду.
Скорость шины процессора (FSB, HyperTransport или QPI). Через эту шину центральный процессор взаимодействует с материнской платой и показывает пропускную способность в целом. Единицы измерения - Мегагерцы (Мгц).
Termal Design Point - показатель, отображающий энергопотребление процессора, а также количество тепла, выделяемого им в процессе работы. Единицы измерения - Ватты (Вт).
Наличие и производительность видеоядра. Такие процессоры, кроме решения своих основных задач, могут выполнять роль видеокарты.
Тип и максимальная скорость поддерживаемой оперативной памяти.
Сокет (socket, разъем центрального процессора) – гнездовой разъём на материнской плате, в который устанавливается процессор.

Каждый процессор можно установить только на материнскую плату с подходящим разъемом, имеющим соответствующие размеры, необходимое количество и структуру контактных элементов.

3.3 Материнская плата

Материнская плата (motherboard)- это основная плата, к которой подсоединяются все части компьютера (процессор, видеокарта, ОЗУ и др.), устанавливается в системном блоке. Её главная задача - соединить и обеспечить совместную работу всех элементов компьютера в целом.

Основой любой современной материнской платы является набор системной логики, который чаще называют чипсетом (от англ. chipset). Чипсет - это совокупность микросхем, обеспечивающих согласованную совместную работу составных частей компьютера и их взаимодействие между собой. Чипсет, как правило, состоит из двух основных микросхем:

Северный мост (North bridge, системный контроллер) - это часть системной логики материнской платы, обеспечивающая работу основных узлов компьютера - центрального процессора, оперативной памяти, видеокарты. Именно он управляет работой шины процессора, контроллера ОЗУ и шины PCI Express, к которой подсоединяется видеокарта. В некоторых случаях северный мост может содержать интегрированный графический процессор.
Южный мост (Southbridge, ICH (I/O controller hub), периферийный контроллер, контроллер ввода-вывода) - обеспечивает подключение к системе менее скоростных устройств, не требующих высокой пропускной способности - жёсткого диска, сетевых плат, аудиоплаты и т.д., а также шин PCI, USB и др., в которые устанавливаются разного рода дополнительные устройства. Клавиатура и мышь также замыкаются на южный мост.

Существуют также схемы, отличающиеся от традиционных. Это касается в первую очередь компьютеров на базе современных процессоров, содержащих в себе элементы, в большей или меньшей степени выполняющие функции северного моста (чаще всего - контроллер оперативной памяти, интегрированное графическое ядро).

Основные разъемы материнской платы:

• Слоты модулей ОЗУ, к которым подсоединяются модули оперативной памяти соответствующего типа;

• PCI (Peripheral component interconnect - взаимосвязь периферийных компонентов) - это шина с небольшой пропускной способностью, которой, однако, достаточно для подключения многих устройств (TV-тюнеров, звуковых карт, карт для захвата видео, сетевых карт, Wi-Fi-модулей и др.);

• РСI-Express - быстрая шина для видеокарты, создана с использованием программной модели PCI. В зависимости от чипсета, таких шин на материнской плате может быть несколько, и они могут иметь разную пропускную способность (x16 или меньше);

• USB - разъем для подключения периферийных устройств. Известен всем в первую очередь как разъем, к которому можно подключить флешку, цифровой фотоаппарат, видеокамеру, телефон и др. Он бывает нескольких спецификаций: USB 1.0 (пропускная способность до 12 Мбит/с), USB 2.0 (до 480 Мбит/с) и самый новый USB 3.0 (до 4800 Мбит/с).

• SATA (Serial Advanced Technology Attachment - цифровое подсоединение по передовой технологии) - служит для подсоединения накопителей информации (жестких дисков или SSD, оптических приводов). Скорость передачи данных зависит от ревизии SATA: 1.x - до 1,5 Гбит/с; 2.x - до 3 Гбит/с; 3.x - до 6 Гбит/с.

• PATA (Parallel ATA) - является предшественником SATA и до его появления назывался IDE (название можно встретить до сих пор). PATA предназначен для подключения старых носителей информации и поскольку последние еще продолжают служить своим владельцам, этот интерфейс сохраняется на новых материнских платах для обеспечения совместимости;

• Разъемы для подключения блока питания. Основной разъем, питающий все компоненты (ATX), имеет 24 контакта. Питание центрального процессора может иметь 4 или 8 контактов (в зависимости от мощности процессора, на который рассчитана материнская плата).

Кроме того, на системной плате имеются различные игольчатые гребенки, предназначенные для подключения передней панели корпуса (кнопки Power, Reset, индикаторы процессора и жестких дисков, наушники, микрофон, USB), куллеров (вентиляторов) процессора, корпуса, жестких дисков и др.
На материнской плате есть также интегрированные разъемы звуковой карты, сетевого адаптера (RJ45) и др. На моделях системных плат с интегрированным графическим процессором или рассчитанных на процессоры, содержащие в себе графическое ядро, есть соответствующие разъемы для подключения мониторов (VGA, DVI, HDMI).

Системная плата включает еще одну важную часть - микросхему BIOS. В этой микросхеме хранится базовая программа управления компьютером, называемая базовой системой ввода-вывода и больше известна как basic input-output system.

Это программное обеспечение заложено заводом изготовителем и определяет порядок взаимодействия составных частей компьютера между собой. В зависимости от чипсета материнской платы и версии BIOS, в его настройках можно установить источник загрузки компьютера, изменить частоту шины процессора, тайминг модулей оперативной памяти, а также настройки многих других устройств, отключить отдельные элементы (сетевую плату, дисковод 3,5 и др.) и многое другое.

Скорость доступа к микросхеме ПЗУ низкая. Чтобы это не влияло на быстродействие компьютера, большинство системных плат создаются таким образом, что при запуске системы, BIOS из микросхемы ПЗУ копируется в специально зарезервированную область оперативной памяти, называемую Shadow Memory (теневая память), скорость доступа к которой значительно выше.

Форм-фактор материнской платы. По размеру системные платы бывают разными. Существует несколько стандартов, которые принято называть форм-фактором материнской платы. Кроме размеров, форм-фактор подразумевает определенную схему расположения мест крепления платы, интерфейсов шин, портов ввода-вывода, сокета процессора, разъема для подключения блока питания и слотов установки модулей ОЗУ. Известны следующие форм-факторы материнских плат: Baby-AT, Mini-ATX, AT, LPX, АТХ, microATX, Flex-АТХ, NLX, WTX, CEB, Mini-ITX, Nano-ITX, Pico-ITX, BTX, MicroBTX, PicoBTX.

Наиболее распространенными являются АТХ (305 x 244 мм.), microATX (244 x 244 мм.) и mini-ITX (150 x 150 мм.). Форм-фактор материнской платы нужно учитывать при выборе корпуса системного блока.

3.4 Оперативная память

Оперативная память (RAM-Random Access Memory) ОЗУ (оперативное запоминающее устройство) - это рабочая область, которая является временным буфером между дисковыми накопителями и центральным процессором, в ней хранятся временные данные, процессы и вычисления. Когда нужен быстрый доступ к данным, работать напрямую с жестким диском или SSD процессор не может из-за слишком низкой скорости их работы. Для ускорения процесса загрузки и обработки данных процессором, между ним и постоянным запоминающим устройством, промежуточным звеном выступает именно оперативная память, которая во много раз увеличивает скорость передачи данных между этими компонентами компьютера.

Основные характеристики:

Объем - показывает какое количество данных может одновременно хранить в оперативной памяти.
Тип оперативной памяти. Существует пять основных типов оперативной памяти:

SDRAM (Synchronous Dynamic Random Access Memory) - синхронная динамическая память со случайным доступом. Преимуществом, по сравнению с памятью предыдущих поколений, является наличие синхронизации с системным генератором, что позволяет контроллеру памяти точно знать время готовности данных, благодаря чему временные задержки в процессе циклов ожидания уменьшаются, т.к. данные могут быть доступны во время каждого такта таймера. Ранее широко использовалась в компьютерах, но сейчас практически полностью вытеснена DDR, DDR2 и DDR3.
DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM) - синхронная динамическая память со случайным доступом и удвоенной скоростью передачи данных. Основным преимуществом DDR SDRAM перед SDRAM является то, что за один такт системного генератора может осуществляться две операции с данными, что приводит к увеличению вдвое пиковой пропускной способности при работе на той же частоте.
DDR2 SDRAM - поколение памяти, следующее за DDR. Принцип функционирования аналогичен использующемуся в DDR. Отличие состоит в возможности выборки 4-х бит данных за один такт (для DDR осуществляется 2-х битная выборка), а также в более низком энергопотреблении модулей памяти, меньшем тепловыделении и увеличении рабочей частоты.
DDR3 SDRAM - следующее поколение после DDR2 SDRAM, она использует ту же технологию "удвоения частоты". Основные отличия от DDR2 - способность работать на более высокой частоте, и меньшее энергопотребление. В модулях DDR3 используются "ключи" (ориентирующие прорези), отличающиеся от "ключей" DDR2, что делает их несовместимыми со старыми слотами. RDRAM (Rambus DRAM, RIMM ) - синхронная динамическая память, разработанная компанией Rambus. Основными отличиями от DDR-памяти являются увеличение тактовой частоты за счет уменьшения разрядности шины и одновременная передача номера строки и столбца ячейки при обращении к памяти.
DDR4 SDRAM-Основное отличие DDR4 от предыдущего стандарта DDR3 заключается в удвоенном до 16 числе внутренних банков, что позволило увеличить скорость передачи внешней шины. Кроме того, повышена надёжность работы за счёт введения механизма контроля чётности на шинах адреса и команд.

Скорость оперативной памяти определяется частотой ее шины, которая зависит от типа памяти. Сегодня можно встретить оперативную память следующих типов (размещены по хронологии появления):

SDR SDRAM (тактовая частота шины 66 - 133 МГц);
DDR SDRAM(100 – 267 МГц);
DDR2 SDRAM (400 – 1066 МГц);
DDR3 SDRAM (800 – 2400 МГц);
DDR4 SDRAM (1333-3200 МГц).

Пропускная способность, Мб/сек.
Количество контактных площадок, расположенных на модуле памяти. Количество контактов в слоте для оперативной памяти на материнской плате должно совпадать с количеством контактов на модуле.

Принцип работы оперативной памяти указанных типов одинаков. Они обрабатывают поток команд процессора как своеобразный конвейер. Главной особенностью этого конвейера является то, что при поступлении в ОЗУ команды чтения, данные на выходе появляются не сразу, а спустя какое-то время (через некоторое количество тактов шины). Это время называется задержкой или таймингами памяти (англ. - SDRAM latency) и чем оно короче, тем оперативная память компьютера продуктивнее.

3.5 Видеокарта

Современная видеокарта является своего рода специализированным компьютером, состоящим из собственного процессора, оперативной памяти, BIOS и прочих компонентов, по своей структуре и организации взаимодействия приспособленных для максимально эффективного решения одной задачи – обработки и формирования графических данных, а также их вывода на монитор.

Основные характеристики видеокарт:

Тактовая частота видеочипа измеряется в МГц, т. е. миллионах тактов в секунду. Эта характеристика прямо влияет на производительность видеочипа — чем она выше, тем больший объем работы GPU может выполнить в единицу времени, обработать большее количество вершин и пикселей.
Скорость заполнения (филлрейт) показывает, с какой скоростью видеочип способен отображения пиксели. Различают два типа филлрейта: пиксельный (pixel fill rate) и текстурный (texel rate). Пиксельная скорость заполнения показывает скорость отображения пикселей на экране и зависит от рабочей частоты и количества блоков ROP (блоков операций растеризации и блендинга), а текстурная — это скорость выборки текстурных данных, которая зависит от частоты работы и количества текстурных блоков.
Блоки текстурирования (TMU) работают совместно с вычислительными процессорами, ими осуществляется выборка и фильтрация текстурных и прочих данных, необходимых для построения сцены и универсальных вычислений. Число текстурных блоков в видеочипе определяет текстурную производительность — то есть скорость выборки текселей из текстур.
Блоки операций растеризации (ROP) осуществляют операции записи рассчитанных видеокартой пикселей в буферы и операции их смешивания (блендинга). Как мы уже отмечали выше, производительность блоков ROP влияет на филлрейт и это одна из основных характеристик видеокарт всех времён.

Ещё раз отметим, что современные видеочипы нельзя оценивать только числом разнообразных блоков и их частотой. Каждая серия GPU использует новую архитектуру, в которой исполнительные блоки сильно отличаются от старых, да и соотношение количества разных блоков может отличаться.

Объём видеопамяти используется видеочипами для хранения необходимых данных: текстур, вершин, данных буферов и т. п.
Ширина шины памяти является важнейшей характеристикой, влияющей на пропускную способность памяти (ПСП). Большая ширина позволяет передавать большее количество информации из видеопамяти в GPU и обратно в единицу времени, что положительно влияет на производительность в большинстве случаев. Теоретически, по 256-битной шине можно передать в два раза больше данных за такт, чем по 128-битной. На практике разница в скорости рендеринга хоть и не достигает двух раз, но весьма близка к этому во многих случаях с упором в пропускную способность видеопамяти.
Частота видеопамяти является ещё одним параметром, влияющим на ее пропускную способность.
Типы памяти. на современные видеокарты устанавливается сразу несколько различных типов памяти. Старую SDR-память с одинарной скоростью передачи уже нигде не встретишь, но и современные типы памяти DDR и GDDR имеют значительно отличающиеся характеристики. Различные типы DDR и GDDR позволяют передавать в два или четыре раза большее количество данных на той же тактовой частоте за единицу времени, и поэтому цифру рабочей частоты зачастую указывают удвоенной или учетверённой, умножая на 2 или 4.

3.6 Устройства хранения информации

Жесткий диск (HDD - hard disk drive) - данные внутри носителя записываются на жесткие пластины, изготовленные из легкометаллического сплава или стекла, покрытые слоем специального магнитного материала.

В зависимости от конструкции, в жестком диске могут использоваться одна или несколько таких пластин, быстро вращающихся на одной оси.

За счет вращения шпинделя создается своеобразный подпор воздуха, благодаря которому считывающие головки не касаются поверхности пластины, хотя и находятся очень близко к ней (всего несколько нанометров). Это гарантирует надежность записи и считывания данных. При остановке пластин, головки перемещаются за пределы их поверхности, поэтому механический контакт между головками и пластинами практически исключен. В состав жесткого диска входит накопитель, привод, блок управления и передачи данных. Благодаря высокой надежности работы и относительно невысокой стоимости, жесткие диски сегодня являются самым распространенным устройством хранения информации на данный момент.

SSD (solid-state drive) или твердотельный накопитель — запоминающее устройство относительно нового типа, работающее на основе использования микросхем памяти и в отличие от жесткого диска не содержащее движущихся частей.

SSD имеет ряд преимуществ, отсутствие какой-либо вибрации и шума, низкое энергопотребление, более высокая скорость работы при небольших размерах, стойкость к температурным колебаниям и механическому воздействию и т.д.

Основные характеристики жестких дисков и SSD:

Емкость – показатель, определяющий количество данных, которые на нем можно хранить. Сегодня существуют жесткие диски емкостью более 4000 ГБ. Максимальные показатели SSD более низкие.
Интерфейс – совокупность линий связи, которыми запоминающее устройство подсоединяется к материнской плате компьютера. Каждый тип интерфейса имеет свои особенности и скорость передачи данных. Наиболее распространенным на данный момент является интерфейс SATA.
Форм-фактор, а иначе говоря физический размер запоминающего устройства, измеряется в дюймах. Классический жесткий диск имеет форм-фактор 3,5 дюйма. В ноутбуках, нетбуках и других портативных устройствах чаще всего используются запоминающие устройства 2,5 либо 1,8 дюйма, хотя встречаются и другие варианты.
Время произвольного доступа (RAT, random access time) – этот показатель имеет значение только при выборе жестких дисков (для SSD не актуально) и обозначает средний промежуток времени, за который устройство осуществляет позиционирования головки на нужный участок магнитной пластины. Этот параметра в современных устройств варьирует в пределах 2,5 - 16 мс (чем меньше, тем лучше).
Скорость вращения шпинделя – количество оборотов магнитных пластин жесткого диска за 1 минуту (для SSD не актуально). От этого показателя напрямую зависит производительность запоминающего устройства, а также его энергопотребление, степень вибрации и шума. Здесь важен баланс: для стационарных компьютеров лучше выбрать более быстрый носитель, для портативного – более экономичный и тихий. Скорость вращения шпинделя современных жестких дисков может варьировать от 4200 до 15000 оборотов в минуту.
Объём буфера — специальной внутренней быстрой памяти диска, используемой для временного хранения данных с целью сглаживания перебоев при чтении и записи информации на носитель и ее передачи по интерфейсу. В современных запоминающих устройствах буфер может достигать размеров до 64 МБ.

Это основные характеристики жестких дисков и SSD, которые нужно учитывать при их выборе. Стоит учитывать также количество операций ввода-вывода в секунду, уровень потребления электроэнергии, ударостойкость, скорость передачи информации.

3.7 Блок питания

Блок питания (БП) – вторичный источник электропитания, предназначенный для снабжения узлов компьютера электроэнергией постоянного тока путём преобразования сетевого напряжения до требуемых значений.

КПД - это показатель энергоэффективности блока питания, который отображает процент потери им электроэнергии в процессе преобразования переменного тока напряжением 220В или 115В в необходимый компьютер постоянный ток напряжением 12, 5 и 3,3В. КПД почти всех БП находится на уровне выше 70%. Хорошим показателем считается 80% и выше.

Каждый блок питания, являясь нелинейной нагрузкой для электросети 220В, вносит в нее искажения, что вызывает увеличение мощности, рассеиваемой на провода. Как следствие, растет нагрев электрической проводки, увеличиваются требования к ее толщине.

Чтобы минимизировать общий негативный эффект, в каждом блоке питания обязательно устанавливается так называемая система коррекции коэффициента мощности (англ. - Power Factor Correction, сокращенно - PFC). Системы PFC бывают двух типов - пассивные и активные.

Пассивные системы PFC - простые по конструкции, недорогие в производстве, но имеющие низкую эффективность (до 75%). Используются в дешевых блоках питания.
Активные системы PFC - более сложные и дорогостоящие, но с большей эффективность (до 99 %).

Наличие кабелей с необходимыми разъемами. Блок питания должен иметь кабели с разъемами, необходимыми для подачи питания на устройства компьютера, а именно:

Основной разъем, подключаемый к материнской плате. В современных блоках он 24-х контактный. Он предназначен для питания чипсета материнской платы и других устройств, размещенных на ней, а также управления блоком питания со стороны материнской платы (пуск, остановка блока питания при включении и выключении компьютера).
Разъем питания центрального процессора (CPU). В большинстве БП он один, 4-контактный.
Разъем питания PCI-E - как правило, это 6-ти контактный разъем, предназначенный для питания видеокарты. Обычно БП имеет 1 или 2 таких разъема.
MOLEX - 4-контактный разъем, предназначенный для питания старых винчестеров и приводов оптических дисков с интерфейсом IDE, а также других устройств. Это "универсальный" разъем. Через переходники к нему могут подключаться видеокарты, системы охлаждения, новые винчестеры и SSD с интерфейсом SATA, а также другие устройства, напряжение питания которых составляет 12 либо 5 Вольт.
Разъем для устройств SATA - разъем, предназначенный для питания запоминающих устройств (жестких дисков и SSD), подключаемых к материнской плате через интерфейс SATA.

3.8 Группы периферийных устройств

Периферийные устройства ПК обеспечивают возможность обмена информацией между компьютером и пользователем. Их можно разделить на несколько групп по функциональному назначению:

Устройства ввода-вывода – предназначены для ввода информации в ПК, вывода в необходимом для оператора формате или обмена информацией с другими ПК. К такому типу можно отнести внешние накопители, флеш-карты, модемы и т.д.
Устройства вывода – предназначены для вывода информации в необходимом для оператора формате. К этому типу периферийных устройств относятся: принтер, монитор, аудиосистема.
Устройства ввода – Устройствами ввода являются устройства, посредством которых можно ввести информацию в компьютер. Главное их предназначение - реализовывать воздействие на машину. К такому виду периферийных устройств относятся: клавиатура, мышь, сканер, графический планшет и т.д.
Дополнительные устройства – они не несут ярко выраженных функций ввода либо вывода информации; WEB-камеры, способствующие передаче видео и аудио информации в сети интернет, либо между другими ПК. Различные девайсы, работающие от USB портов.

Некоторые неопытные пользователи считают, что наиболее важными в компьютере являются процессор и оперативная память. Однако все компоненты системного блока взаимосвязаны между собой и при отсутствии или неисправности хотя бы одного элемента работа ПК будет невозможна.

Главным компонентом является материнская плата, на её основе объединяются все остальные устройства: процессор, система охлаждения (кулер и др.), оперативная память, жесткий диск, блок питания. Без этих устройств компьютер невозможно будет включить. Также можно подключить видеокарту, дисководы, дополнительные вентиляторы для охлаждения и сетевой модуль.

Стоит отметить различия между оперативной и долговременной памятью. Последняя хранится на жестком диске до тех пор, пока пользователь самостоятельно не удалит ее. Оперативная память используется только во время работы компьютера и хранит в себе данные, которые необходимы пользователю в данный момент. После выключения ПК эта память полностью очищается. Существует возможность активировать режим гибернации. В этот момент все данные из оперативной памяти переносятся в долговременную. Это позволяет намного быстрее включить компьютер, поскольку не нужно загружать все вновь.

Многие замечали характерный "писк" сразу после включения персонального компьютера. Этот звук оповещает пользователя о том, что все аппаратные устройства компьютера подключены и работают в штатном режиме. Таким образом, когда пользователь нажимает на кнопку "Power", питание подается на микросхему материнской платы, которая максимально оперативно тестирует все подключенные модули.

Далее происходит проверка работоспособности видеокарты. После этого проверяется процессор, жесткий диск, оперативная память и прочие устройства. В BIOS можно выбрать подходящий вариант загрузки системы. Здесь выставляется порядок носителей, которые будут по очереди проверяться на наличие загрузочной записи, которая необходима для запуска операционной системы. ОС Windows может быть установлена на съемный диск, жесткий диск и даже на USB-флешку.

После этого начинается загрузка операционной системы. Досистемный загрузчик, который реализован на аппаратном уровне, передает данные к загрузчикам 1 и 2 уровня. После этого происходит инициализация ядра системы, которое должно быть записано на загрузочном носителе. Если ядро не найдено, то ОС не запустится. Иначе, ядро загружается и управление всеми процессами ПК передается в руки операционной системы и пользователя. Операционная система полностью запущена и функционирует. Теперь начинается использование установленного программного обеспечения.

В первую очередь, за это отвечает центральный процессор и оперативная память. Также задействуются драйвера устройств, которые используются программой. При запуске исполняемого файла через ядро системы в оперативную память переносятся сопутствующие компоненты из ПЗУ. Это могут быть динамические библиотеки, которые обрабатываются для работы приложения. Чем выше количество оперативной памяти, тем больше компонентов можно загрузить в нее. Тем самым увеличивается скорость их обработки и, как следствие, скорость работы всего компьютера и программ.

Таким образом, аппаратная среда представляет собой совокупность объединённых в одно целое между собой устройств.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Ещё не так давно, компьютеры представляли собой громоздки дорогостоящие сооружения, мало кто мог подумать о том, что в ближайшем будущем они будут куда меньше, дешевле, мощнее, а самое главное доступнее. И вот оно наступило.

Персональные компьютеры уверенно вошли во все сферы деятельности человека. Сегодня в мире – около миллиарда персональных компьютеров. Многие люди просто не мыслят хоть одного дня жизни без использования компьютера. Они позволяет совершать различные операции, в зависимости от потребностей человека.

Причиной столь быстрого развития и бурного роста популярности стало уменьшение размера и создание удобного интерфейса, компьютеры стали куда доступнее и проще для использования обычных пользователей. Компьютер

С помощью компьютера решается множество самых различных задач от чисто числовых расчетов до подготовки к печати книг, создания картин, фильмов, музыки, с помощью компьютера осуществляется управление производством и т.д. С помощью компьютеров ведется документация, осуществляется автоматизированное управление сложными и вредными производствами, обеспечивается бесперебойная работа различных агрегатов, выполнение многократно повторяющихся операций, профессиональная переподготовка кадров и многое другое.

То есть компьютер превратился в универсальное средство обработки всех видов информации.

Многообразие предложений рынка компьютерной индустрии способно удовлетворить любые запросы, но также это может ввести в заблуждение. В первую очередь стоит помнить, что персональные компьютеры - это удобный инструмент для работы с информацией, а его эффективность в использовании напрямую зависит от программного обеспечения и технических характеристик устройства.

В представленной курсовой работе подробно рассмотрены история возникновения ПК, понятие ПК, его структура и техническое устройство.

Компьютер представляет собой не одно устройство, а много взаимосвязанных различных устройств, которые могут являться внешними или внутренними, основными или дополнительными.

Во второй главе курсовой работы рассмотрено базовое и прикладное программное обеспечение компьютера, уровни программного обеспечения. Под программным обеспечением ПК понимается совокупность специальных программ, которые облегчают процесс подготовки задач к выполнению, организуют их обработку, а также процедур, описаний, инструкций и правил вместе со всей связанной с этими компонентами документацией, используемых при эксплуатации вычислительной системы.

Обычный набор стационарной компьютерной системы включает следующие основные устройства - системный блок (системный блок содержит основные функциональные элементы компьютера - материнскую плату, процессор, оперативную память, жесткий диск, приводы SD и DVD-дисков, видеокарту, звуковую плату, сетевую плату, порты ввода-вывода (разъемы), блок питания), монитор, CD и DVD дисководы, клавиатуру, мышь, звуковые колонки.

Таким образом, считаю, что цель курсового исследования выполнена, поставленные задачи решены.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Алексеев, А.Г. Архитектура персонального компьютера- М.: АСТ-Пресс,2009. - 230с.

2. Бабушкин, А.Н. Что такое персональный компьютер. -М.:Воронеж: Велби, 2009. - 458с.

3. Можаров, Р.В. Программное обеспечение персональных компьютеров. - М.: Финстатинформ, 2006.-358с.

4. Кузнецов, Е. Ю. Персональные компьютеры. -М.: Высш. шк., 2010.-480с.

5. Жигарев, А. Н. Основы компьютерной грамоты. -М:СпБ Машиностроение.,2005.- 520с

6. Растригин, Л. А. С компьютером наедине-М.: Радио и связь, 2005. -220с.

7. Симонович, С.В. Windwos. Лаборатория мастера. - М.: Аст-Пресс Книга, 2002. - 655с.

8. Хомоненко, А.Д. Основы современных компьютерных технологий.-М.: СпБ Корона, 2008. - 465с.

9. Фигурнов, В.Э. Персональный компьютер для пользователя. - Уфа: Информатика и компьютеры, 2003.-515с.

10. Эд Ботт. Windows XP. - М.: Диалектика, 2007. - 280с.

11. Основы информатики и вычислительной техники: Проб. учеб. пособие для сред. учеб. заведений. В 2-х ч. Ч.1 / А.П. Ершов, В.М. Монахов, С.А. Бешенков и др.; Под ред. А.П. Ершова, В.М. Монахова. - М.: Просвещение, 1985. - 96 с.

12. Скотт Мюллер. Модернизация и ремонт ПК = Upgrading and Repairing PCs. - 17-е изд. - М.: Вильямс, 2007. - 1504 с.