Общие сведения о ПЭВМ и их классификация

 

Успехи в развитии микропроцессоров и микро-ЭВМ привели к появлению персональных ЭВМ (ПЭВМ), предназначенных для индивидуального обслуживания пользователя и ориентированных на решение различных задач неспециалистами в области вычислительной техники. Все оборудование персональной ЭВМ размещается в пределах стола.

Появление в 1975 г. в США первого серийного персонального компьютера (персональной ЭВМ – ПЭВМ) вызвало революционный переворот во всех областях человеческой деятельности.

Первые персональные компьютеры создавались в виде электронных блоков, обеспечивающих возможность конструировать различные ЭВМ из отдельных узлов. Такие наборы пользовались большим успехом у любителей-электронщиков. Однако уже в 1981 г. стали выпускаться ПЭВМ, имеющие блочно-модульную конструкцию. Эти машины, простые в эксплуатации и сравнительно дешевые, предназначались для потребителей, не обладающих знаниями в области вычислительной техники и программирования.

ПЭВМ относится к классу микроЭВМ и является машиной индивидуального пользования. Это общедоступный и универсальный инструмент, многократно повышающий производительность интеллектуального труда специалистов различного профиля. ПЭВМ предназначена для автономной работы в диалоговом режиме с пользователем. Общедоступность ПЭВМ определяется сравнительно низкой стоимостью, компактностью, отсутствием специальных требований как к условиям эксплуатации, так и степени подготовленности пользователя.

Основой ПЭВМ является микропроцессор (МП). Развитие техники и технологии микропроцессоров определило смену поколений ПЭВМ:

 

Таблица 5.1. Поколения ПЭВМ
Поколение	Годы разработки	Разрядность МП
	1975-1980	на базе 8-разрядного МП
	1981-1985	на базе 16-разрядного МП
	1986-1992	на базе 32-разрядного МП
	1993 – по настоящее время	на базе 64-разрядного МП

 

Большую роль в развитии ПЭВМ сыграло появление компьютера IBM PC, произведенного корпорацией IBM (США) на базе микропроцессора Intel-8086 в 1981 г. Этот персональный компьютер занял ведущее место на рынке ПЭВМ. Его основное преимущество – так называемая "открытая архитектура", благодаря которой пользователи могут расширять возможности приобретенной ПЭВМ, добавляя различные периферийные устройства и модернизируя компьютер.

В дальнейшем другие фирмы начали создавать компьютеры, совместимые с IBM PC и, таким образом, компьютер IBM PC стал как бы стандартом класса ПЭВМ. В наши дни около 85% всех продаваемых ПЭВМ базируется на архитектуре IBM PC.

Бытовые ПЭВМ предназначены для массового потребителя и используются в домашних условиях для развлечений (видеоигры), для обучения и тренировки, управления бытовой техникой.

Персональные ПЭВМ общего назначения применяются для решения задач научно-технического и экономического характера, а также для обучения и тренировки. Они размещаются на рабочих местах пользователей: на предприятиях, в учреждениях, в магазинах, на складах и т.п. Этот класс ПЭВМ получил наибольшее распространение на рынке.

Профессиональные ПЭВМ используются в научной сфере, для решения сложных информационных и производственных задач, где требуется высокое быстродействие, эффективная передача больших массивов информации, достаточно большая емкость оперативной памяти.

В LAPTOP-компьютере ("наколенный" компьютер) клавиатура и системный блок выполнены в одном корпусе, закрываемом сверху, как крышкой, жидкокристаллическим дисплеем, неразъемно соединенным со своим электронным основанием.

NOTEBOOK (компьютеры-блокноты) имеют размеры одного листа бумаги стандарта А4 (297х210), обладают неполной клавиатурой (около 80 клавиш). В них используются НЖМД и НГМД. Могут использоваться в деловых поездках, не требуют места на рабочем столе, могут храниться в ящике для бумаг, в портфеле.

ПЭВМ HANDHELD – ПЭВМ, размер которой меньше листа бумаги стандарта А4, поэтому они всегда под рукой (в кармане) в готовом к работе состоянии. Эти модели могут работать независимо от электросети. Программы при автономной работе вводятся с помощью твердой карточки (ROM CARD). Для хранения результатов расчета, введенного текста, составленных электронных таблиц и других результатов пользователь применяет ROM CARD со встроенной батарейкой.

 

Структурная схема ПЭВМ

 

ПЭВМ включает три основных устройства: системный блок, клавиатуру и дисплей (монитор). Однако для расширения функциональных возможностей ПЭВМ можно подключить различные дополнительные периферийные устройства, в частности: печатающие устройства (принтеры), накопители на магнитной ленте (стримеры), различные манипуляторы (мышь, джойстик, трекбол, световое перо), устройства оптического считывания изображений (сканеры), графопостроители (плоттеры) и др.

Системная магистраль выполняется в виде совокупности шин (кабелей), используемых для передачи данных, адресов и управляющих сигналов.

Системный блок является главным в ПЭВМ и включает в состав центральный микропроцессор, сопроцессор, модули оперативной и постоянной памяти, контроллеры, накопители на магнитных дисках и другие функциональные модули. Набор модулей определяется типом ПЭВМ. Пользователи могут по своему желанию изменять конфигурацию ПЭВМ, подключая дополнительные периферийные устройства.

Контроллеры служат для управления внешними устройствами.

Микропроцессор (МП) является ядром любой ПЭВМ и выполняет функции обработки информации и управления работой всех блоков ПЭВМ.

Конструктивно микропроцессор, как правило, выполнен на одном кристалле (на одной СБИС). В состав МП входят:

· центральное устройство управления;

· арифметико-логическое устройство;

· внутренняя регистровая память;

· КЭШ-память;

· схема формирования действительных адресов операндов для обращения к оперативной памяти;

· схемы управления системной шиной и др.

 

5.3. Структурная схема ПЭВМ

 

 

Внешние устройства ПЭВМ

 

Клавиатура (клавишное устройство) реализует диалоговое общение пользователя с ПЭВМ:

· ввод команд пользователя, обеспечивающих доступ к ресурсам ПЭВМ;

· запись, корректировку и отладку программ;

· ввод данных и команд в процессе решения задач.

Дисплей (монитор) – основное устройство для отображения информации, выводимой во время работы программ на ПЭВМ. Дисплеи могут существенно различаться, от их характеристик зависят возможности машин и используемого программного обеспечения. Различают дисплеи, пригодные лишь для вывода алфавитно-цифровой информации, и графические дисплеи. Другой важный признак – возможность поддержки цветного или только монохромного изображения. Важными техническими параметрами являются текстовый формат (число символов в строке и число строк на экране) и разрешающая способность изображения (число точек по горизонтали и число точечных строк по вертикали). Не менее важными параметрами являются количество поддерживаемых уровней яркости и размер экрана.

В профессиональных ПЭВМ широко применяются цветные мониторы с очень высоким разрешением (1024х1024 и 2048х2048 точек) и возможностью получения изображений из 4096 базовых цветов, что обеспечивает до 16 млн. оттенков.

Для вывода информации на твердый носитель (бумагу) в ПЭВМ используются матричные, лепестковые, струйные и лазерные принтеры.

В последнее время наиболее распространены лазерные и струйные принтеры. Лазерные принтеры имеют собственный расширяемый блок памяти. Они позволяют масштабировать шрифты, широко использовать "загружаемые" шрифты. "Паспортная" скорость печати у различных моделей лазерных принтеров, как правило, колеблется от 4 до 64 страниц в минуту. Вместе с тем эта скорость зависит от объема собственной памяти принтера (и может заметно сократиться при ее недостатке для конкретной печатаемой информации) и сложности выводимого изображения.

Лазерные принтеры используют исключительно листовую бумагу (форматов А4, А3 и др.), в связи с чем существенное значение приобретает емкость подающего бумагу лотка, так как от нее зависит скорость работы принтера: бумагу периодически приходится подкладывать в лоток вручную. Недостатком лазерных принтеров являются довольно жесткие требования к качеству бумаги – она должна быть достаточно плотной (80 г/см²) и должна быть рыхлой; недопустима печать на бумаге с пластиковым покрытием и т.д. Лазерные принтеры не пригодны для изготовления значительных тиражей, поскольку печать одного листа обходится существенно дороже ксерокопии.

В последние годы появилась целая гамма лазерных принтеров, обеспечивающих не только черно-белую, но и многокрасочную цветную печать.

Струйные принтеры в последние годы получают все более широкое распространение среди пользователей ПЭВМ. Этот тип принтера занимает промежуточное положение между матричными и лазерными принтерами. Качество печати струйных принтеров приближается к качеству печати лазерных принтеров. Они просты в эксплуатации и работаю практически бесшумно. Струйные принтеры применяются во всех случаях, когда скорость печати и качество не являются главными факторами. Красящая жидкость ("чернила") для струйных принтеров помещается в специальных компактных картриджах. Она производится нескольких цветов. Ряд моделей струйных принтеров допускают одновременную многоцветную печать.