Преподаватель который помогает студентам и школьникам в учёбе.

Устройство персонального компьютера (Физическое устройство персонального компьютера)

Содержание:

ВВЕДЕНИЕ

Человечество на протяжении всего своего существования неизменно развивается, прогрессируя и создавая все новые средства упрощения жизнедеятельности. Так, относительно недавно случился новый переворот – четвертая информационная революция, которая в корне изменила не только способ обработки данных, но и дальнейшее направление развития человечества. Таким образом, создание первой электронно-вычислительной машины можно смело назвать одним из самых значительных изобретений ХХ века.

Со временем развитие технологий привело к изобретению персонального компьютера, а позже – к распространению персональных компьютеров в частные дома по всему миру. Персональный компьютер выполняет множество разнообразных функций, среди которых: создание, хранение и обработка текстовых документов, изображений, работа с электронной почтой, обучение, бухгалтерский и материальный учет, создание презентаций, верстка сайтов, игры, развлечения и многое другое.

Благодаря такому широкому функционалу, несмотря на широкое распространение карманных гаджетов, персональные компьютеры продолжают быть наиболее распространенным видом электронных вычислительных машин. Несмотря на широчайшее распространение персональных компьютеров, их устройство до сих пор является загадкой для большинства пользователей. Тем не менее, от составляющих компьютера, их качества и характеристик, зависит оперативность и многие другие показатели работы самого компьютера.

Таким образом, определяется цель настоящей работы – изучение устройства персонального компьютера.

Для достижения цели необходимо выполнить следующие задачи:

рассмотреть строение системного блока и входящие в него составляющие;
охарактеризовать периферию компьютера – устройства ввода и вывода;
проанализировать системное программное обеспечение персонального компьютера;
изучить прикладное и инструментальное программное обеспечение персонального компьютера;
подвести итоги исследования.

Объектом исследования выступает персональный компьютер, а предметом – устройство персонального компьютера.

Методологической основой исследования выступили научные труды таких отечественных и зарубежных исследователей проблемы, как Авдеев В., Глушаков С., Гук М., Уваров А. и др.

Структура работы содержит две главы, каждая из которых, в свою очередь, включает два параграфа. В исследование также включены такие структурные элементы, как введение, заключение и список использованных источников.

Глава 1. Физическое устройство персонального компьютера

1.1 Системный блок

Системный блок является основным компонентом персонального компьютера, представляя фундамент его физической архитектуры. Внешней оболочкой системного блока является корпус – он вмещает в себя внутренние составляющие персонального компьютера.

В стандартной комплектации системный блок включает следующие элементы:

материнская плата;
процессор;
оперативная память;
жёсткий диск (винчестер);
блок питания;
видеокарта, звуковая карта;
дисковод;
при необходимости – дисковод FDD (для гибких дисков)^[1].

Материнская плата, также называемая системной платой, выполняет функцию обеспечения связи между всеми элементами системного блока. К материнской плате происходит подключение жесткого диска, процессора, дисководов, видеокарты, периферии и т.д.

Для корректного подключения элементов компьютера на материнской плате расположены разъемы, также известные как слоты, некоторые из которых обладают выходом наружу, некоторые – нет. Наиболее важной деталью, подключаемой к плате, является процессор.

Центральный процессор является центральным устройством компьютера, выполняющим операции по обработке информации и управляющим периферийными устройствами компьютера. Компьютеры четвертого поколения и старше обладают микропроцессором, содержащим несколько миллионов элементов, который создан на полупроводниковом кристалле посредством применения сложной микроэлектронной технологии.

В состав центрального процессора входят:

устройство управления;
арифметико–логическое устройство;
запоминающее устройство на основе регистров процессорной памяти и кэш–памяти процессора;
генератор тактовой частоты^[2].

Устройство управления представляет собой организатор процесса выполнения программ и координатор взаимодействия всех деталей персонального компьютера во время его работы.

Авифметико-логическое устройство реализует выполнение арифметических и логических операций над информацией, в том числе сложение, умножение, сравнение, умножение и т.д.

Запоминающее устройство в процессоре представляет собой его внутреннюю память. В запоминающем устройстве используются специальные регистры, которые служат промежуточной быстрой памятью, которые применяются для выполнения расчетов процессором и сохранения промежуточных результатов.

Генератор тактовой частоты является генератором электрических импульсов, которые синхронизируют работу всех узлов компьютера.

Основные характеристики процессора следующие:

Быстродействие (вычислительная мощность) – это среднее число операций процессора в секунду.

Тактовая частота в МГц. Тактовая равна количеству тактов в секунду. Такт – это промежуток времени между началом подачи текущего импульса генератором тактовой частоты и началом подачи следующего. Тактовая частота отражает уровень промышленной технологии, по которой изготавливался данный процессор.

Разрядность процессора – это максимальное количество бит информации, которые могут обрабатываться и передаваться процессором одновременно. Разрядность процессора определяется разрядностью регистров, в которые помещаются обрабатываемые данные. Например, если регистр имеет разрядность 2 байта, то разрядность процессора равна 16 (2x8); если 4 байта, то 32; если 8 байтов, то 64^[3].

Памятью компьютера называется совокупность устройств для хранения программ, вводимой информации, промежуточных результатов и выходных данных.

Внутренняя память предназначена для хранения относительно небольших объемов информации при ее обработке микропроцессором.

Внешняя память предназначена для длительного хранения больших объемов информации независимо от того включен или выключен компьютер.

Энергозависимой называется память, которая стирается при выключении компьютера.

Энергонезависимой называется память, которая не стирается при выключении компьютера^[4].

К энергонезависимой внутренней памяти относится постоянное запоминающее устройство. Содержимое постоянное запоминающее устройство устанавливается на заводе–изготовителе и в дальнейшем не меняется. Эта память составлена из микросхем, как правило, небольшого объема. Обычно в постоянном запоминающем устройстве записываются программы, обеспечивающие минимальный базовый набор функций управления устройствами компьютера. При включении компьютера первоначально управление передается программе из постоянного запоминающего устройства, которая тестирует компоненты компьютера и запускает программу–загрузчик операционной системы.

К энергозависимой внутренней памяти относятся оперативное запоминающее устройство, видеопамять и кэш–память. В оперативном запоминающем устройстве в двоичном виде запоминается обрабатываемая информация, программа ее обработки, промежуточные данные и результаты работы. Оперативное запоминающее устройство обеспечивает режимы записи, считывания и хранения информации, причём в любой момент времени возможен доступ к любой произвольно выбранной ячейке памяти. Доступ к этой информации в оперативном запоминающем устройстве осуществляется очень быстро.

Эта память составлена из сложных электронных микросхем и расположена внутри корпуса компьютера. Часть оперативной памяти отводится для хранения изображений, получаемых на экране монитора, и называется видеопамять. Чем больше видеопамять, тем более сложные и качественные картинки может выводить компьютер. Высокоскоростная кэш–память служит для увеличения скорости выполнения операций компьютером и используется при обмене данными между микропроцессором и RAM. Кэш–память является промежуточным запоминающим устройством (буфером)^[5].

Существует два вида кэш–памяти: внутренняя, размещаемая внутри процессора и внешняя, размещаемая на материнской плате.

Внешняя память может быть с произвольным доступом и последовательным доступом. Устройства памяти с произвольным доступом позволяют получить доступ к произвольному блоку данных примерно за одно и то же время доступа.

Выделяют следующие основные типы устройств памяти с произвольным доступом:

Накопители на жёстких магнитных дисках (винчестеры) – несъемные жесткие магнитные диски. Ёмкость современных винчестеров от сотен мегабайт до нескольких сотен гигабайт. На современных компьютерах это основной вид внешней памяти.
Накопители на гибких магнитных дисках (флоппи–дисководы) – устройства для записи и считывания информации с небольших съемных магнитных дисков (дискет), упакованные в пластиковый конверт. Максимальная ёмкость 5,25 дюймовой дискеты – 1,2Мбайт; 3,5 дюймовой дискеты – 1,44Мбайт. В настоящее время 5,25 дюймовые дискеты морально устарели и не используются.
Оптические диски (СD–ROM) – компьютерные устройства для чтения с компакт–дисков. CD–ROM диски получили распространение вслед за аудио–компакт дисками. Это пластиковые диски с напылением тонкого слоя светоотражающего материала, на поверхности которых информация записана с помощью лазерного луча. Лазерные диски являются наиболее популярными съемными носителями информации^[6].

Кратко рассмотрим принцип работы оперативной памяти. Минимальный элемент памяти – бит или разряд способен хранить минимально возможный объем информации – одну двоичную цифру. Бит очень маленькая информационная единица, поэтому биты в памяти объединяются в байты – восьмерки битов, являющиеся ячейками памяти. Все ячейки памяти пронумерованы. Номер ячейки называют ее адресом. Зная адрес ячейки можно совершать две основные операции:

прочитать информацию из ячейки с определенным адресом;
записать информацию в байт с определенным адресом.

Чтобы выполнить одну из этих операций необходимо, чтобы от процессора к памяти поступил адрес ячейки, и чтобы байт информации был передан от процессора к памяти при записи, или от памяти к процессору при чтении. Все сигналы должны передаваться по проводникам, которые объединены в шины.

По шине адреса передается адрес ячейки памяти, по шине данных – передаваемая информация. Как правило, эти процессы проходят одновременно.

Для работы оперативного запоминающего устройства используются еще 3 сигнала и соответственно 3 проводника. Первый сигнал называется запрос чтения, его получение означает указание памяти прочесть байт. Второй сигнал называется запрос записи, его получение означает указание памяти записать байт. Передача сразу обоих сигналов запрещена. Третий сигнал – сигнал готовности, используемый для того, чтобы память могла сообщить процессору, что она выполнила запрос и готова к приему следующего запроса.

Блок питания в компьютере, в том числе и в домашнем компьютере, является одним из основных компонентов из составляющих узлов персонального компьютера. От него напрямую зависит правильность и стабильность работы всего компьютера.

Блок питания это преобразователь электрической энергии поступающей из сети переменного тока в энергию, которая предназначена для питания всей аппаратной части компьютера. Основной качественный параметр блока питания – потребляемая из электрической сети пиковая мощность. На сегодняшний день она лежит в диапазоне от 350 до 1000 Вт^[7].

Видеокарта служит для расчета (рендеринга) изображения и вывода его на экран монитора. Другими словами, видеоадаптер занимается формированием всего, что вы видите на своем мониторе. Это его основные функции, но помимо этого сейчас есть тенденция использовать его большие вычислительные возможности в задачах не связанных напрямую с формированием и выводом изображения на дисплей.

Все видеокарты можно разделить на две большие группы: интегрированные и дискретные. Интегрированные или по–другому встроенные видеокарты, как уже понятно из названия, являются неотъемлемой частью материнской платы или центрального процессора, то есть встроены в них. Часто используются следующие выражения: встроенное видео, интегрированная графика, встроенный графический контролер, видеоадаптер интегрированный в чипсет и другие. Наличие интегрированного видео уменьшает стоимость и энергопотребление компьютера, однако они имеют ограниченную производительность (часто не имеют собственной видеопамяти и используют оперативную память компьютера) и используются в основном в нижнем и среднем сегментах рынка компьютерных систем.

Дискретная видеокарта, представляет собой отдельную плату расширения, устанавливаемую в специальный слот на материнской плате. Она имеет в себе все необходимое для полноценной работы. Благодаря этому, она может иметь высокую производительность, позволяющую использовать ее в «тяжелых» 3D–играх и серьезных графических приложениях. Главными минусами является высокая стоимость и энергопотребление, что особенно важно для ноутбуков.

В свою очередь их можно разделить на два класса, игровые и профессиональные. Первые в основном используются обычными людьми для игр, а профессиональные видеокарты нацелены на использование в различных «тяжелых» графических приложениях 3D–моделирования и тому подобное, где они способны дать значительный прирост производительности^[8].

Звуковая карта – это плата расширения или интегрированный чипсет (кодек) для создания звука на компьютере, который можно услышать через громкоговорители или наушники, или записи при помощи микрофона.

К альтернативным названиям относятся: устройство вывода звука, звуковая плата, аудиоплата или аудиоустройство и другие, реже встречающиеся названия.

Большинство звуковых карт используют цифро-аналоговый преобразователь для преобразования цифровых аудиосигналов в аналоговые. Сигнал выводится на привычные наушники и другие акустические устройства. Более продвинутые карты, могут включать более одного звукового чипа для поддержки высоких скоростей данных и выполнения нескольких одновременно выполняемых функций^[9].

1.2 Периферия, устройства ввода–вывода

Для взаимодействия пользователя с компьютером применяются периферийные устройства. Посредством периферии пользователь может успешно взаимодействовать не только с самим компьютером, но и со всеми его элементами. Подключенные периферийные устройства могут находиться в состоянии покоя или выполнять определенное действие, переданное через компьютер. Эффективность и оперативность работы пользователя с компьютером в значительной степени зависит от скорости работы периферийных устройств.

Периферийные устройства делятся на устройства ввода и устройства вывода. Устройства ввода занимаются преобразованием данных в тот вид, в котором они будут понятны компьютеру. Устройства вывода, соответственно, занимаются преобразованием данных в тот вид, в котором они будут понятны пользователю.

Клавиатура представляет собой стандартное устройство ввода, предназначенное для ручного ввода данных в компьютер. Клавиатура управляется контроллером клавиатуры, который расположен на системной плате. К системной плате клавиатура подключается посредством слота на задней панели системного блока. Контроллер клавиатуры действует при нажатии клавиши на клавиатуре – преобразует код клавиши в определенную последовательность битов, понятную для компьютера. Современные клавиатуры, как правило, содержат от 101 до 104 клавиш, в которые включены алфавитно-цифровые клавиши, клавиши управления курсором, а также клавиши управления. Клавиатуры бывают проводные и беспроводные, в беспроводных клавиатурах связь с персональным компьютером обеспечивается благодаря излучению инфракрасных лучей.

Среди основных характеристик клавиатуры выделяют чувствительность клавиш к нажатию, мягкость хода клавиш и расстояние между ними. Также значительна такая характеристика, как долговечность, которая определяется количеством нажатий, на выдержку которых клавиатура рассчитана. Приблизительно современные клавиатуры проектируются с расчетом от 30 до 50 миллионов нажатий на каждую клавишу^[10].

К манипуляторам относят устройства, преобразующие движения руки пользователя в управляющую информацию для компьютера. Среди манипуляторов выделяют мыши, трекболы, джойстики.

Мышь предназначена для выбора и перемещения графических объектов экрана монитора компьютера. Для этого используется указатель, перемещением которого по экрану управляет мышь. Мышь позволяет существенно сократить работу человека с клавиатурой при управлении курсором и вводе команд. Особенно эффективно мышь используется при работе графическими редакторами, издательскими системами, играми. Современные операционные системы также активно используют мышь для управляющих команд.

У мыши могут быть одна, две или три клавиши. Между двумя крайними клавишами современных мышей часто располагают скрол. Это дополнительное устройство в виде колесика, которое позволяет осуществлять прокрутку документов вверх–вниз и другие дополнительные функции.

Мышь состоит из пластикового корпуса, cверху находятся кнопки, соединенные с микропереключателями. Внутри корпуса находится обрезиненный металлический шарик, нижняя часть которого соприкасается с поверхностью стола или специального коврика для мыши, который увеличивает сцепление шарика с поверхностью. При движении манипулятора шарик вращается и переедает движение на соединенные с ним датчики продольного и поперечного перемещения. Датчики преобразуют движения шарика в соответствующие импульсы, которые передаются по проводам мыши в системный блок на управляющий контроллер. Контроллер передает обработанные сигналы операционной системе, которая перемещает графический указатель по экрану. В беспроводной мыши данные передаются с помощью инфракрасных лучей. Существуют оптические мыши, в них функции датчика движения выполняют приемники лазерных лучей, отраженных от поверхности стола.

Трекбол по функциям близок мыши, но шарик в нем больших размеров, и перемещение указателя осуществляется вращением этого шарика руками. Трекбол удобен тем, что его не требуется перемещать по поверхности стола, которого может не быть в наличии. Поэтому, по сравнению с мышью, он занимает на столе меньше места. Большинство переносных компьютеров оснащаются встроенным трекболом^[11].

Джойстик представляет собой основание с подвижной рукояткой, которая может наклоняться в продольном и поперечном направлениях. Рукоятка и основание снабжаются кнопками. Внутри джойстика расположены датчики, преобразующие угол и направление наклона рукоятки в соответствующие сигналы, передаваемые операционной системе. В соответствии с этими сигналами осуществляется перемещение и управление графических объектов на экране.

Дигитайзер – это устройство для ввода графических данных, таких как чертежи, схемы, планы и т. п. Он состоит из планшета, соединенного с ним визира или специального карандаша. Перемещая карандаш по планшету, пользователь рисует изображение, которое выводится на экран^[12].

Сканер – устройство ввода графических изображений в компьютер. В сканер закладывается лист бумаги с изображением. Устройство считывает его и пересылает компьютеру в цифровом виде. Во время сканирования вдоль листа с изображением плавно перемещается мощная лампа и линейка с множеством расположенных на ней в ряд светочувствительных элементов. Обычно в качестве светочувствительных элементов используют фотодиоды. Каждый светочувствительный элемент вырабатывает сигнал, пропорциональный яркости отраженного света от участка бумаги, расположенного напротив него. Яркость отраженного луча меняется из–за того, что светлые места сканируемого изображения отражают гораздо лучше, чем темные, покрытые краской. В цветных сканерах расположено три группы светочувствительных элементов, обрабатывающих соответственно красные, зеленые и синие цвета. Таким образом, каждая точка изображения кодируется как сочетание сигналов, вырабатываемых светочувствительными элементами красной, зеленой и синей групп. Закодированный таким образом сигнал передается на контроллер сканера в системный блок.

Различают сканеры ручные, протягивающие и планшетные. В ручных сканерах пользователь сам ведет сканер по поверхности изображения или текста. Протягивающие сканеры предназначены для сканирования изображений на листах только определенного формата. Протягивающее устройство таких сканеров последовательно перемещает все участки сканируемого листа над неподвижной светочувствительной матрицей. Наибольшее распространение получили планшетные сканеры, которые позволяют сканировать листы бумаги, книги и другие объекты, содержащие изображения. Такие сканеры состоят из пластикового корпуса, закрываемого крышкой. Верхняя поверхность корпуса выполняется из оптически прозрачного материала, на который кладется сканируемое изображение. После этого изображение закрывается крышкой и производится сканирование. В процессе сканирования под стеклом перемещается лампа со светочувствительной матрицей.

Главные характеристики сканеров – это скорость считывания, которая выражается количеством сканируемых станиц в минуту, и разрешающая способность, выражаемая числом точек получаемого изображения на дюйм оригинала^[13].

После ввода пользователем исходных данных компьютер должен их обработать в соответствии с заданной программой и вывести результаты в форме, удобной для восприятия пользователем или для использования другими автоматическими устройствам посредством устройств вывода.

Выводимая информация может отображаться в графическом виде, для этого используются мониторы, принтеры или плоттеры. Информация может также воспроизводиться в виде звуков с помощью акустических колонок или головных телефонов, регистрироваться в виде тактильных ощущений в технологии виртуальной реальности, распространяться в виде управляющих сигналов устройства автоматики, передаваться в виде электрических сигналов по сети.

Монитор (дисплей) является основным устройством вывода графической информации. По размеру диагонали экрана выделяют мониторы 14–дюймовые, 15–дюймовые, 17–дюймовые, 19–дюймовые, 21–дюймовые. Чем больше диагональ монитора, тем он дороже. По цветности мониторы бывают монохромные и цветные. Любое изображение на экране монитора образуется из светящихся разными цветами точек, называемых пикселями (это название происходит от PICture CELL – элемент картинки). Пиксель – это самый мелкий элемент, который может быть отображен на экране. Чем качественнее монитор, тем меньше размер пикселей, тем четче и контрастнее изображение, тем легче прочесть самый мелкий текст, а значит, и меньше напряжение глаз. По принципу действия мониторы подразделяются на мониторы с электронно–лучевой трубкой (Catode Ray Tube – CRT) и жидкокристаллические – (Liquid Crystal Display – LCD).

В мониторах с электронно–лучевой трубкой изображение формируется с помощью зерен люминофора – вещества, которое светится под воздействием электронного луча. Различают три типа люминофоров в соответствии с цветами их свечения: красный, зеленый и синий. Цвет каждой точки экрана определяется смешением свечения трех разноцветных точек (триады), отвечающих за данный пиксель. Яркость соответствующего цвета меняется в зависимости от мощности электронного пучка, попавшего в соответствующую точку. Электронный пучок формируется с помощью электронной пушки. Электронная пушка состоит из нагреваемого при прохождении электрического тока проводника с высоким удельным электрическим сопротивлением, эмитирующего электроны покрытия, фокусирующей и отклоняющей системы.

Современные мониторы с электронно–лучевой трубкой имеют специальное антибликовое покрытие, уменьшающее отраженный свет окон и осветительных приборов. Кроме того, монитор покрывают антистатическим покрытием и пленкой, защищающей от электромагнитного излучения. Дополнительно на монитор можно установить защитный экран, который необходимо подсоединить к заземляющему проводу, что также защитит от электромагнитного излучения и бликов. Уровни излучения мониторов нормируются в соответствии со стандартами LR, MPR и MPR–II.

Жидкокристаллические мониторы имеют меньшие размеры, потребляют меньше электроэнергии, обеспечивают более четкое статическое изображение. В них отсутствуют типичные для мониторов с электронно–лучевой трубкой искажения. Принцип отображения на жидкокристаллических мониторах основан на поляризации света. Источником излучения здесь служат лампы подсветки, расположенные по краям жидкокристаллической матрицы. Свет от источника света однородным потоком проходит через слой жидких кристаллов. В зависимости от того, в каком состоянии находится кристалл, проходящий луч света либо поляризуется, либо не поляризуется. Далее свет проходит через специальное покрытие, которое пропускает свет только определенной поляризации. Там же происходит окраска лучей в нужную цветовую палитру. Жидкокристаллические мониторы практически не производят вредного для человека излучения^[14].

Для получения копий изображения на бумаге применяют принтеры, которые классифицируются:

по способу получения изображения: литерные, матричные, струйные, лазерные и термические;
по способу формирования изображения: последовательные, строчные, страничные;
по способу печати: ударные, безударные;
по цветности: чёрно–белые, цветные.

Наиболее распространены принтеры матричные, лазерные и струйные принтеры. Матричные принтеры схожи по принципу действия с печатной машинкой. Печатающая головка перемещается в поперечном направлении и формирует изображение из множества точек, ударяя иголками по красящей ленте. Красящая лента перемещается через печатающую головку с помощью микроэлектродвигателя. Соответствующие точки в месте удара иголок отпечатываются на бумаге, расположенной под красящей лентой. Бумага перемещается в продольном направлении после формирования каждой строчки изображения. Полиграфическое качество изображения, получаемого с помощью матричных принтеров низкое и они шумны во время работы. Основное достоинство матричных принтеров – низкая цена расходных материалов и невысокие требования к качеству бумаги.

Струйный принтер относится к безударным принтерам. Изображение в нем формируется с помощью чернил, которые распыляются через капилляры печатающей головки.

Лазерный принтер также относится к безударным принтерам. Он формирует изображение постранично. Первоначально изображение создается на фотобарабане, который предварительно электризуется статическим электричеством. Луч лазера в соответствии с изображением снимает статический заряд на белых участках рисунка. Затем на барабан наносится специальное красящее вещество – тонер, который прилипает к фотобарабану на участках с неснятым статическим зарядом. Затем тонер переносится на бумагу и нагревается. Частицы тонера плавятся и прилипают к бумаге.

Для ускорения работы, принтеры имеют собственную память, в которой они хранят образ информации, подготовленной к печати.

К основным характеристикам принтеров можно относятся:

ширина каретки, которая обычно соответствую бумажному формату А3 или А4;
скорость печати, измеряемая количеством листов, печатаемы в минуту
качество печати, определяемое разрешающей способностью принтера – количеством точек на дюйм линейного изображения. Чем разрешение выше, тем лучше качество печати.
расход материалов: лазерным принтером – порошка, струйным принтером – чернил, матричным принтером – красящих лент^[15].

Плоттер (графопостроитель) – это устройство для отображения векторных изображений на бумаге, кальке, пленке и других подобных материалах. Плоттеры снабжаются сменными пишущими узлами, которые могут перемещаться вдоль бумаги в продольном и поперечном направлениях. В пишущий узел могут вставляться цветные перья или ножи для резки бумаги. Графопостроители могут быть миниатюрными, и могут быть настолько большими, что на них можно вычертить кузов автомобиля или деталь самолета в натуральную величину^[16].

Глава 2. Логическое устройство персонального компьютера

2.1 Системное программное обеспечение

Совокупность программ, предназначенная для решения задач на персональном компьютере, называется программным обеспечением. Состав программного обеспечения персонального компьютера называют программной конфигурацией.

Программное обеспечение, можно условно разделить на три категории:

системное программное обеспечение (программы общего пользования), выполняющие различные вспомогательные функции, например создание копий используемой информации, выдачу справочной информации о компьютере, проверку работоспособности устройств компьютера и т.д.
прикладное программное обеспечение, обеспечивающее выполнение необходимых работ на персональном компьютере: редактирование текстовых документов, создание рисунков или картинок, обработка информационных массивов и т.д.
инструментальное программное обеспечение (системы программирования), обеспечивающее разработку новых программ для компьютера на языке программирования^[17].

Системное программное обеспечение

Это программы общего пользования не связаны с конкретным применением ПК и выполняют традиционные функции: планирование и управление задачами, управления вводом–выводом и т.д.

Другими словами, системные программы выполняют различные вспомогательные функции, например, создание копий используемой информации, выдачу справочной информации о компьютере, проверку работоспособности устройств компьютера и т.п.

К системному программному обеспечению относятся:

операционные системы (эта программа загружается в ОЗУ при включении компьютера);
программы – оболочки (обеспечивают более удобный и наглядный способ общения с компьютером, чем с помощью командной строки DOS, например, Norton Commander);
операционные оболочки – интерфейсные системы, которые используются для создания графических интерфейсов, мультипрограммирования и.т.;
драйверы (программы, предназначенные для управления портами периферийных устройств, обычно загружаются в оперативную память при запуске компьютера);
утилиты (вспомогательные или служебные программы, которые представляют пользователю ряд дополнительных услуг)^[18].

К утилитам относятся:

диспетчеры файлов или файловые менеджеры;
средства динамического сжатия данных (позволяют увеличить количество информации на диске за счет ее динамического сжатия);
средства просмотра и воспроизведения;
средства диагностики; средства контроля позволяют проверить конфигурацию компьютера и проверить работоспособность устройств компьютера, прежде всего жестких дисков;
средства коммуникаций (коммуникационные программы) предназначены для организации обмена информацией между компьютерами;
средства обеспечения компьютерной безопасности (резервное копирование, антивирусное программное обеспечение)^[19].

Необходимо отметить, что часть утилит входит в состав операционной системы, а другая часть функционирует автономно. Большая часть общего (системного) программного обеспечения входит в состав операционной системы. Часть общего программного обеспечения входит в состав самого компьютера (часть программ операционной системы и контролирующих тестов записана в постоянном запоминающем устройстве, установленном на системной плате). Часть общего программного обеспечения относится к автономным программам и поставляется отдельно^[20].

2.2 Прикладное и инструментальное программное обеспечение

Прикладное программное обеспечение предназначено для решения задач пользователя. В его состав входят прикладные программы пользователей и пакеты прикладных программ различного назначения.

Прикладная программа пользователя – это любая программа, способствующая решению какой–либо задачи в пределах данной проблемной области. Прикладные программы могут использоваться либо автономно, либо в составе программных комплексов или пакетов.

Пакеты прикладных программ – это специальным образом организованные программные комплексы, рассчитанные на общее применение в определенной проблемной области и дополненные соответствующей технической документацией^[21].

Различают следующие типы пакетов прикладных программ:

пакеты прикладных программ общего назначения – универсальные программные продукты, предназначенные для автоматизации широкого класса задач пользователя. К ним относятся:

Текстовые редакторы (например, MS Word, Word Perfect, Лексикон);
Табличные процессоры (например, MS Excel, Lotus 1–2–3, Quattro Pro);
Системы динамических презентаций (например, MS Power Point, Freelance Graphics, Harvard Graphics);
Системы управления базами данных (например, MS Access, Oracle, MS SQL Server, Informix);
Графические редакторы (например, Сorel Draw, Adobe Photoshop);
Издательские системы (например, Page Maker, Venture Publisher);
Системы автоматизации проектирования (например, BPWin, ERWin);
Электронные словари и системы перевода (например, Prompt, Сократ, Лингво, Контекст);
Системы распознавания текста (например, Fine Reader, Cunei Form).
Системы общего назначения часто интегрируются в многокомпонентные пакеты для автоматизации офисной деятельности – офисные пакеты – Microsoft Office, StarOffice и др.

методо–ориентированные пакет прикладных программ, в основе которых лежит реализация математических методов решения задач. К ним относятся, например, системы математической обработки данных (Mathematica, MathCad, Maple), системы статистической обработки данных (Statistica, Stat).;
проблемно–ориентированные пакеты прикладных программ предназначены для решения определенной задачи в конкретной предметной области. Например, информационно–правовые системы ЮрЭксперт, ЮрИнформ; пакеты бухгалтерского учета и контроля 1С: Бухгалтерия, Галактика, Анжелика; в области маркетинга – Касатка, Marketing Expert; банковская система СТБанк;
интегрированные пакеты прикладных программ представляют собой набор нескольких программных продуктов, объединенных в единый инструмент. Наиболее развитые из них включают в себя текстовый редактор, персональный менеджер (органайзер), электронную таблицу, систему управления базами данных, средства поддержки электронной почты, программу создания презентационной графики^[22].

Результаты, полученные отдельными подпрограммами, могут быть объединены в окончательный документ, содержащий табличный, графический и текстовый материал. К ним относят, например, MS Works. Интегрированные пакеты, как правило, содержат некоторое ядро, обеспечивающее возможность тесного взаимодействия между составляющими.

Обычно пакеты прикладных программ имеют средства настройки, что позволяет при эксплуатации адаптировать их к специфике предметной области.

К инструментальному программному обеспечению относят: системы программирования – для разработки новых программ, например, Паскаль, Бейсик. Обычно они включают: редактор текстов, обеспечивающий создание и редактирование программ на исходном языке программирования (исходных программ), транслятор, а также библиотеки подпрограмм;инструментальные среды для разработки приложений, например, C++, Delphi, Visual Basic, Java, которые включают средства визуального программирования; системы моделирования, например, система имитационного моделирования MatLab, системы моделирования бизнес–процессов BpWin и баз данных ErWin и другие.

Транслятор – это программа–переводчик, которая преобразует программу с языка высокого уровня в программу, состоящую из машинных команд. Трансляторы реализуются в виде компиляторов или интерпретаторов, которые существенно различаются по принципам работы.

Компилятор читает всю программу целиком, делает ее перевод и создает законченный вариант программы на машинном языке, который затем и выполняется. После компилирования получается исполняемая программа, при выполнении которой не нужна ни исходная программа, ни компилятор.

Интерпретатор переводит и выполняет программу строка за строкой. Программа, обрабатываемая интерпретатором, должна заново переводиться на машинный язык при каждом очередном ее запуске^[23].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе проведения исследования была достигнута цель работы – изучено устройство персонального компьютера.

Для достижения цели были выполнены следующие задачи:

рассмотрено строение системного блока и входящие в него составляющие – материнская плата, процессор, устройства памяти, блок питания и др.;
охарактеризована периферия компьютера – устройства ввода и вывода – мониторы, манипуляторы, принтеры и др.;
проанализировано системное программное обеспечение персонального компьютера – понятие и суть операционной системы и т.д.;
изучено прикладное и инструментальное программное обеспечение персонального компьютера – обеспечение, созданное для пользователя и обеспечение, созданное для проектирования.

Устройство персонального компьютера сложно и многогранно, составляющие его элементы оказывают значительное влияние на функционирование всего компьютера. От того, какие детали будут входить в состав электронно-вычислительной машины, зависит и успех его пользователя – насколько оперативно и точно будут производиться операции.

Помимо всего прочего, в ходе проведения исследования были актуализированы ранее приобретенные теоретические знания об устройстве компьютера, а также получены новые. Полученные знания полезны не только при продолжении обучения и изучения различных дисциплин, но также в личной жизни и профессиональной деятельности.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Абросимов, Л. И. Базисные методы проектирования и анализа сетей ЭВМ. Учебное пособие / Л. И. Абросимов. – М.: Университетская книга, 2015. – 248 c.
Авдеев, В. А. Периферийные устройства. Интерфейсы, схемотехника, программирование. Учебное пособие / В. А. Авдеев. – М.: ДМК Пресс, 2016. – 848 c.
Абросимова, М. А. Информационные технологии в государственном и муниципальном управлении: Учебное пособие / М. А. Абросимова. – М.: КноРус, 2013. – 248 c.
Агальцов, В. П. Информатика для экономистов: Учебник / В. П. Агальцов, В. М. Титов. – М.: ИД ФОРУМ, НИЦ ИНФРА–М, 2013. –448 c.
Антопольский, А. Б. Информационные ресурсы России: Научно–методическое пособие / А. Б. Антопольский. – М.: Либерия, 2014. – 424 c.
Байкулов, Х.Х. Вопросы проектирования и производства запоминающих устройств / Х. Х. Байкулов, Я. М. Беккер, Б. Д. Платонов. – Л.: ЛДНТП, 2016. – 325 c.
Борзенко, А. IBM PC: устройство, ремонт, модернизация / А. Борзенко – М.: Компьютер–пресс, 2015. – 295 c.
Гарет, П. Аналоговые устройства для микропроцессоров и мини–ЭВМ / П. Гарет. – М.: Мир, 2014. – 270 c.
Глушаков, С. В. Ноутбук. Эффективная работа / С. В. Глушаков, А. С. Сурядный. – М.: АСТ, АСТ Москва, Харвест, 2014. – 352 c.
Гук, М. Процессоры Intel: от 8086 до Pentium II / М. Гук. – М.: СПб: Питер, 2015. – 224 c.
Гук, М. Интерфейсы ПК / М. Гук. – СПб: Питер, 2016. – 416 c.
Гущин, В. Н. Основные устройства космических аппаратов / В. Н. Гущин. – М.: АСТ, 2016. – 480 c.
Новиков, Ю. В. Аппаратура локальных сетей: функции, выбор, разработка / Ю. В. Новиков, Д. Г. Карпенко. – М.: Эком, 2014. – 288 c.
Пелегрен, М. Электронные вычислительные машины аналоговые и цифровые / М. Пелегрен. – М.: Машиностроение, 2015. – 408 c.
Рорбоу, Л. Модернизация Вашего ПК / Л. Рорбоу. – М.: Диалектика, 2017. – 384 c.
Токхайм, Р. Микропроцессоры: Курс и упражнения / Р. Токхайм. – М.: Энергоатомиздат, 2017. – 336 c.
Уваров, А. С. P–CAD. Проектирование и конструирование электронных устройств / А. С. Уваров. – М.: Горячая линия – Телеком, 2014. – 760 c.
Фигурнов, В. Э. IBM PC для пользователя / В. Э. Фигурнов. – М.: Финансы и статистика; Издание 4–е, перераб. и доп., 2016. – 350 c.
Холмогоров, В. Карманные компьютеры Pocket PC / В. Холмогоров. – М.: АСТ, 2015. – 351 c.
Шевченко, В. П. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации (для бакалавров) / В. П. Шевченко. – Москва: Огни, 2017. – 980 c

Агальцов, В. П. Информатика для экономистов: Учебник / В. П. Агальцов, В. М. Титов. – М.: ИД ФОРУМ, НИЦ ИНФРА–М, 2013. – 121 c ↑
Борзенко, А. IBM PC: устройство, ремонт, модернизация / А. Борзенко – М.: Компьютер–пресс, 2015. – 64 c ↑
Абросимов, Л. И. Базисные методы проектирования и анализа сетей ЭВМ. Учебное пособие / Л. И. Абросимов. – М.: Университетская книга, 2015. – 116c ↑
Гук, М. Интерфейсы ПК / М. Гук. – СПб: Питер, 2016. – 236 c ↑
Пелегрен, М. Электронные вычислительные машины аналоговые и цифровые / М. Пелегрен. – М.: Машиностроение, 2015. – 312 c ↑
Токхайм, Р. Микропроцессоры: Курс и упражнения / Р. Токхайм. – М.: Энергоатомиздат, 2017. – 110 c ↑
Фигурнов, В. Э. IBM PC для пользователя / В. Э. Фигурнов. – М.: Финансы и статистика; Издание 4–е, перераб. и доп., 2016. – 210 c ↑
Фигурнов, В. Э. IBM PC для пользователя / В. Э. Фигурнов. – М.: Финансы и статистика; Издание 4–е, перераб. и доп., 2016. – 216 c ↑
Фигурнов, В. Э. IBM PC для пользователя / В. Э. Фигурнов. – М.: Финансы и статистика; Издание 4–е, перераб. и доп., 2016. – 222 c ↑
Шевченко, В. П. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации (для бакалавров) / В. П. Шевченко. – Москва: Огни, 2017. – 641 c ↑
Уваров, А. С. P–CAD. Проектирование и конструирование электронных устройств / А. С. Уваров. – М.: Горячая линия – Телеком, 2014. – 251 c ↑
Там же, 114 с. ↑
Пелегрен, М. Электронные вычислительные машины аналоговые и цифровые / М. Пелегрен. – М.: Машиностроение, 2015. – 109 c ↑
Новиков, Ю. В. Аппаратура локальных сетей: функции, выбор, разработка / Ю. В. Новиков, Д. Г. Карпенко. – М.: Эком, 2014. – 122 c ↑
Гук, М. Интерфейсы ПК / М. Гук. – СПб: Питер, 2016. – 58 c ↑
Там же, 62 с. ↑
Борзенко, А. IBM PC: устройство, ремонт, модернизация / А. Борзенко – М.: Компьютер–пресс, 2015. – 132 c ↑
Гарет, П. Аналоговые устройства для микропроцессоров и мини–ЭВМ / П. Гарет. – М.: Мир, 2014. – 112 c ↑
Там же, 114 с. ↑
Гущин, В. Н. Основные устройства космических аппаратов / В. Н. Гущин. – М.: АСТ, 2016. – 312 c ↑
Шевченко, В. П. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации (для бакалавров) / В. П. Шевченко. – Москва: Огни, 2017. – 268 c ↑
Токхайм, Р. Микропроцессоры: Курс и упражнения / Р. Токхайм. – М.: Энергоатомиздат, 2017. – 255 c ↑
Абросимов, Л. И. Базисные методы проектирования и анализа сетей ЭВМ. Учебное пособие / Л. И. Абросимов. – М.: Университетская книга, 2015. – 112 c ↑