Компьютер (англ. computer — вычислитель) — программируемое электронно-вычислительное устройство для обработки данных, передачи и хранения информации. То есть, компьютер — это комплекс программно-управляемых электронный устройств.

Термин «компьютер» (или «персональный компьютер») является синонимом аббревиатуры «ЭВМ» (электронной вычислительной машины) или «ПЭВМ» (персональной ЭВМ). После появления персональных компьютеров (от англ. personal computer, PC ), термин ЭВМ впоследствии практически вытеснен из употребления и заменен заимствованным термином «компьютер», «ПК» или «PC». Дело в том, что если обозначения «ПК» и «ПЭВМ» характеризуют компьютер как «однопользовательскую универсальную ЭВМ», то термин «PC» означает именно IBM PC-совместимый компьютер.

При помощи вычислений компьютер способен обрабатывать информацию по заранее определённому алгоритму. Кроме того, компьютер при помощи программного обеспечения способен принимать, хранить и осуществлять поиск информации, выводить информацию на различные виды устройств вывода. Своё название компьютеры получили по своей основной функции - проведению вычислений. В настоящее время кроме непосредственно функций вычислений, компьютеры используются для обработки и управления информацией, а также игр.

Схему устройства компьютера предложил знаменитый математик Джон фон Нейман в 1946 г., её принципы работы во многом сохранились в современных компьютерах.

Прежде всего, компьютер, согласно принципам фон Неймана, должен иметь следующие устройства :

• арифметическо-логическое устройство (АЛУ), выполняющее арифметические и логические операции;
• устройство управления (УУ), которое организует процесс выполнения программ;
• запоминающее устройство (ЗУ), или память для хранения про-грамм и данных;
• внешние устройства для ввода-вывода информации.

Память компьютера должна состоять из некоторого количества 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 компью-тера.

Кроме архитектуры ЭВМ Нейман предложил основополагающие принципы логического устройства ЭВМ .

Принципы Джона фон Неймана:

1. Принцип программного управления (программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором друг за другом в определенной последовательности);

2. Принцип однородности памяти (программы и данные хранятся в одной и той же памяти);

3. Принцип адресности (основная память состоит из пронумерованных ячеек, и процессору в любой момент времени доступна любая ячейка).

Компьютеры, построенные на этих принципах, относят к типу «фон-нейманских». На сегодняшний день это подавляющие большинство компьютеров, в том числе и IBM PC-совместимые. Но есть и компьютерные системы с иной архитектурой — например системы для параллельных вычислений.

Обычно компьютер проектируется на основе принципа открытой архитектуры:

• Описание принципа действия ПК и его конфигурации, что позволяет собирать ПК из отдельных узлов и деталей;
• Наличие в ПК внутренних расширительных гнезд, в которые пользователь может вставлять различные устройства, удовлетворяющие заданному стандарт.

В большинстве современных компьютеров проблема сначала описывается в понятном им виде, при этом вся необходимая информация представляется в двоичной форме (в виде единиц и нулей), после чего действия по её обработке сводятся к применению простой алгебры логики. Поскольку практически вся математика может быть сведена к выполнению булевых операций, достаточно быстрый электронный компьютер может быть применим для решения большинства математических задач (а также и большинства задач по обработке информации, которые могут быть легко сведены к математическим).

Результат выполненной задачи может быть представлен пользователю при помощи различных устройств вывода информации, таких, как ламповые индикаторы, мониторы, принтеры, проекторы и т.п.

Было обнаружено, что компьютеры всё-таки не могут решить любую математическую задачу. Впервые задачи, которые не могут быть решены при помощи компьютеров, были описаны английским математиком Аланом Тьюрингом.

Применение компьютеров

Первые компьютеры создавались непосредственно для вычислений (что отражено в названиях «компьютер» и «ЭВМ»). Не случайно первым высокоуровневым языком программирования был Фортран, предназначенный исключительно для выполнения математических расчётов.

Вторым крупным применением были базы данных . Прежде всего, они были нужны правительствам и банкам. Базы данных требуют уже более сложных компьютеров с развитыми системами ввода-вывода и хранения информации. Для этих целей был разработан язык Кобол. Позже появились СУБД (системы управления базами данных) со своими собственными языками программирования.

Третьим применением было управление всевозможными устройствами. Здесь развитие шло от узкоспециализированных устройств (часто аналоговых) к постепенному внедрению стандартных компьютерных систем, на которых запускаются управляющие программы. Кроме того, всё большая часть техники начинает включать в себя управляющий компьютер.

Наконец, компьютеры развились настолько, что компьютер стал главным информационным инструментом как в офисе, так и дома. То есть, теперь почти любая работа с информацией осуществляется через компьютер — будь то набор текста или просмотр фильмов. Это относится и к хранению информации, и к её пересылке по каналам связи.

Современные суперкомпьютеры используются для моделирования сложных физических и биологических процессов — например, ядерных реакций или климатических изменений. Некоторые проекты проводятся при помощи распределённых вычислений, когда большое число относительно слабых компьютеров одновременно работает над небольшими частями общей задачи, формируя таким образом очень мощный компьютер.

Наиболее сложным и недостаточно развитым применением компьютеров является искусственный интеллект — применение компьютеров для решения таких задач, где нет чётко определённого более или менее простого алгоритма. Примеры таких задач — игры, машинный перевод текста, экспертные системы.

Источники и дополнительная информация:

• К. Айден, Х. Фибельман, М. Крамер. Аппаратные средства PC / Пер. с нем. — СПб.: BHV — Санкт-Петербург, 1997. — 544 с.;
• ru.wikipedia.org — статья «Компьютер» в Википедии;
• informatika.sch880.ru
• compdaili.net — статья «Что такое компьютер?»;
• seun.ru — классическая архитектура ЭВМ.

Дополнительная информация:

• slovari.yandex.ru — статья «Компьютер»;
• slovopedia.com — статья «Аппаратная часть компьютера» в энциклопедии Кольера;
• leningrad.su/museum — коллекция-музей отечественных компьютеров с фотографиями;
• computer-encyclopedia.ru — классификация компьютеров;
• computer-museum.ru — виртуальный компьютерный музей.

Если я вас спрошу, что такое РС, наверное, вы ответите, что это Персональный Компьютер и будете правы. Большинство считают, что РС ничто иное, как небольшая компьютерная система, используемая одним человеком. К сожалению, это определение не совсем точное. Можно согласиться, что PC - это персональный компьютер, но не все персональные компьютеры можно отнести к типу PC. Возьмем, например, систему Apple Macintosh, она разумеется, является персональным компьютером, но вы хоть раз слышали, чтобы ее называли PC, обычно его называют Мак. Гляньте такой вариант . Елка искусственная. Купить на Новый год. Чтобы разобраться в правильном определении PC, нужно «копнуть» чуть глубже.

Под PC подразумевается что-то более своеобразное, нежели примитивно сочетание слов «персональный компьютер». Естественно, это «что-то» каким-то образом связано с первым компьютером IBM, который появился в 1981 году. Оказывается, именно компания IBM придумала PC.

Однако надо понимать тот факт, что IBM не является изобретателем PC как таковым, так как первый персональный компьютер появился в 1975 году, компания MITS представила новинку Altair. Исходя из этого, правильнее определить PC, как любой персональный компьютер совместимый с IBM-системами. И уже много лет, термин PC используется для обозначения IBM совместимых компьютеров.

На самом деле, несмотря на то, что разработчики IBM в 1981 создали первый PC и занимались совершенствованием это стандарта, в настоящее время, этот стандарт она не контролирует. Контроль она потеряла в 1987 году, когда представила модель компьютеров PS/2. И вскоре IBM стала отказываться от многих стандартов, которые первоначально разработала.

По этой причине, термин «IBM совместимый» теперь не совсем подходит для определения персонального компьютера.

Чтобы в этом разобраться, придется выяснить, кто определяет стандарты в индустрии:

• программного обеспечения
• аппаратных средств

Программное обеспечение для ПК. Кто определяет стандарты?

Как вы думаете, кто задает стандарты для ПК и чья операционная система наиболее популярна в нашей стране? Уверен, что вы безошибочно скажите: «Microsoft!» И я полностью с вами соглашусь.

Бесспорно, сегодня корпорация Microsoft продолжает контролировать разработку операционных систем, используемых на ПК. Так получилось, что первоначально на большинстве персональных компьютеров были установлены и использовались продукты Microsoft: MS-DOS и Windows 3.1/95/98/NT/2000, а теперь Windows XP/Vista/7 и новая Windows 8. Контролируя разработку операционных систем, Microsoft, могла контролировать разработку других типов программного обеспечения для ПК, например утилиты, почтовый клиент и др. Поэтому, многие программы, такие как, работа с графикой, почтой, записные книжки, утилиты дефрагментации и сжатия, которые предлагались независимыми фирмами, были включены в Windows. Конкурировать с такими возможностями на «борту» операционной системы становилось практически невозможно, и это главным образом способствовало популярности Microsoft. К тому же, компания Microsoft даже встроила в операционную систему браузер Internet Explorer, текстовый редактор, блокнот, медиа проигрыватель Windows Media Player, что вызвало панику у конкурентов, создающих аналогичные программы. На этом Microsoft не остановилась. Разрабатывая программное обеспечение для работы с сетями, интегрируя их в Windows, это усилило контроль над операционными системами, по сравнению с другими компаниями.

Именно по этим причинам компания Microsoft теперь доминирует на рынке программного обеспечения для персональных компьютеров, предлагая широкий спектр программ, начиная от текстового редактора Office и заканчивая серверными операционными системами.

Когда-то IBM привлекла Microsoft для разработки программной части для своего первого компьютера. Сама же IBM занималась разработкой аппаратной части. Однако то, что произошло позже, привело к тому, что IBM потеря контроль над стандартом PC, и дорого поплатилась за это. IBM не сумела обеспечить себе исключительные права на разработанную Microsoft операционную систему DOS, предоставив последней право продавать код MS-DOS, разработанный для IBM, другим компаниям.

В результате, некоторые компании, лицензировали код операционной системы, и по сути дублировали ее архитектуру. Все это привело к тому, что конечный пользователь, покупал ту же самую MS-DOS, только под другим названием или в другой упаковке.

Именно эта ошибка, которую допустила IBM при составлении договора, превратила Microsoft, в громадную, доминирующую корпорацию на рынке программного обеспечения, и привела IBM к потере контроля над тем стандартом PC, который она сама же создала.

Главная причина, по которой IBM потеряла контроль над своим же стандартом, состоит в том, что аппаратные средства, которыми занималась IBM защитить авторским правом можно только в соответствии с патентами, а это для IBM было трудно, в силу того, что она в своих разработках опиралась на уже разработанные элементы от Intel. Для получения патента, разработанная аппаратура должна быть уникальной. По большому счету, любой радиолюбитель мог приобрести подобные элементы и заниматься разработкой аппаратной части. Первым была компания IBM, но получить авторские права она не могла, и это привело к тому, что проект первого компьютера (его аппаратная часть) могла дублировать любая компания. Нужно лишь было купить те же микросхемы, что и IBM, у тех же поставщиков и разработать новую системную плату с аналогичной схемой.

Но нашлись такие компании (Phoenix Technologies), которые взяв в команду хороших инженеров, разработали аналогичный BIOS. По функциональности такой BIOS практически ничем не отличался от BIOS IBM, так как, по сути, он его копировал, но по программному коду – это была уникальная разработка.

Система BIOS представляет собой набор управляющих программных компонентов, которые непосредственно вправляют аппаратными устройствами компьютера. Эти компоненты называются драйверами устройств, поэтому BIOS является набором основных драйверов устройств, необходимых для управления системным аппаратным обеспечением и его контроля. Операционная система (DOS или Windows) использует драйверы BIOS для взаимодействия с аппаратными и периферийными устройствами.

После того, как удалось дублировать систему ввода-вывода IBM, оставалась последняя задача – клонировать операционную систему DOS, чтобы получить работоспособную систему, совместимую с системой IBM.

Однако проектировать DOS с нуля, была непосильной задачей, в отличие от BIOS, чьи размеры были значительно меньше. Помимо этого, операционная система постоянно дорабатывалась и видоизменялась.

Чтобы заполучить DOS для IBM совместимого компьютера оставался только один путь – получить права на ее использование. Вот тут-то на сцену и вышла компания Microsoft. А как я уже говорил ранее, IBM допустила большую ошибку, когда заключала договор с Microsoft, она не потребовала от нее подписать эксклюзивное лицензионное соглашение, по которому бы Microsoft могла предоставлять право использования их программной части только IBM.

Microsoft воспользовалась этим и стала продавать DOS любому пользователю. Благодаря лицензии на копирование MS-DOS, компания IBM окончательно потеряла контроль над персональным компьютером, ибо его теперь могли производить другие компании в не зависимости от желаний IBM.

Как вы думаете, почему нет никаких аналогов системы Macintosh Apple, несмотря на то, что аппаратные средства Мак-а легко можно продублировать?

Реальная проблема заключается в том, что компания Apple владеет операционной системой MAC OS и не разрешает никакой другой компании продавать Apple совместимые системы. Более того, в системе MAC, BIOS очень сложная и большая и ее часть интегрирована в операционную систему. Поэтому продублировать ее, как это было с BIOS от IBM практически невозможно.

Заметьте! В 1996-1997 годах Apple лицензировала BIOS и операционную систему

Сейчас, когда компания Apple использует архитектуру компьютеров PC, единственным отличием между компьютерами Mac и PC остается операционная система. Теперь компьютер, на котором запущена OS X, автоматически становится Mac, а на котором Windows - PC.

Несмотря на то, что OS X включает код проверку на наличие специальной микросхемы на материнской плате, исключая запуск этой операционной системы на других компьютерах, проект OSx86 (www.osxproject.org) предоставляет информацию о том, как обойти эти ограничения для запуска OS X на стандартных компьютерах.

Индустрия аппаратных средств ПК. Кто здесь главный?

Теперь мы знаем, что Microsoft контролирует рынок программного обеспечения для ПК, поскольку у нее есть своя собственная операционная система для РС, и права на нее принадлежат только ей.

Теперь давайте пытаемся разобраться с тем, кто контролирует рынок аппаратных средств PC.

Первое время, если быть точным, до 1987 года, безусловно, это была компания IBM, со своими стандартами и разработками. Именно ей принадлежит разработка основного проекта системной платы PC, параллельных и последовательных портов, видео стандарты VGA и XGA , шина расширения, интерфейс жестких и гибких дисков, контроллеры, блоки питания, интерфейс мыши и клавиатуры. По сей день разработки IBM продолжают оказывать влияние на современные системы, хотя с того времени прошло уже боле двух десятилетий.

Кто же в наши дни является лидером по изобретению и разработке новых стандартов аппаратных средств ПК? Это компания Intel со своим девизом «Процессоры нового поколения».

Вы, наверное, удивитесь если узнаете, что Intel не продает полностью собранные компьютеры. И в настоящее время нельзя заказать системный блок или планшет у Intel, как это можно сделать у Apple. Эта компания выступает как лидер по производству системных плат. Системная плата является ключевым звеном в персональном компьютере, и компания ее выпускаемая теоретически становится производителем системы в целом. IBM, в свое время, также производила системные платы и была главным поставщиком PC, несмотря на то, что остальные комплектующие заказывала у других компаний.

Сегодня, крупнейшие компании являются разработчиками своих собственных системных плат, а также микросхем и компонентов системной логики для своих плат.

Intel является как раз той компанией, которая выпускает большую часть материнских плат и больший сегмент рынка принадлежит ей. Незначительным конкурентом Intel выступает компания AMD.

Но AMD производит наборы микросхем системной логики и процессоры и не занимается комплектацией системных плат. Изготовлением системных плат для архитектуры AMD занимаются сторонние производители.

Компании, которые занимаются созданием системных плат для процессоров AMD, изготавливают также и системные платы для компьютеров, создаваемых на базе процессоров Intel, конкурируя тем самым с компанией Intel и ее системными платами.

На самом деле, Intel всегда была доминирующей компанией по поставке процессоров для PC. Это произошло благодаря тому, что IBM выбрала процессор Intel 8088 в качестве центрального в первом IBM компьютере еще в 1981 году. Контролируя рынок процессоров, Intel, естественно, контролировала и рынок микросхем, которые были необходимы для работы процессоров в персональных компьютерах. Это привело к тому, что Intel стала контролировать рынок микросхем системной логики. Первые их продаж начались в 1989 году, а уже к 1994 году она стала крупнейшим в мире производителем и поставщиком системных плат и микросхем системной логики, а также процессоров и других микросхем. С тех пор, она контролирует рынок аппаратных средств ПК.

Подводя итог, можно сказать, так: «Кто контролирует рынок операционных систем, тот управляет и рынком программного обеспечения, а тот, кто контролирует рынок системных плат и процессоров, тот главным образом влияет на рынок аппаратных средств».

И как вы уже знаете, сегодня крупнейшими игроками являются компании Microsoft и Intel, которые совместно контролируют рынок программных и аппаратных средств для ПК.

Не стоит забывать о быстро набирающих обороты компаниях Apple и Google, которые все активнее влияют на компьютерную индустрию. Возможно, в скором времени, контроль над рынком аппаратных и программных средств окажется у других компаний.

Термин персональный компьютер (аббревиатура - ПК) введен компанией Apple в конце 70-х годов и в 1981 году IBM, которая выпустила IBM PC (Википедия). Сначала существовало несколько моделей персональных компьютеров. Все они имели свои операционные системы и свое, как правило, уникальное оборудование.

Компания IBM уже несколько десятилетий занималась разработкой и выпуском компьютеров. В частности, моделями IBM 360 и затем IBM 370, которые в 60-80 годах считались лучшими компьютерами. На их основе у нас в стране выпускалась серия компьютеров типа ЕС (ЕС 1020, ЕС 1033, ЕС 1045 и другие). В середине 70х годов начали появляться небольшие компьютеры, которые можно назвать персональными, но все они имели свое техническое и математическое обеспечение, которое другим компаниям не передавалось. Каждый компьютер имел свой центральный процессор, который имел свои, отличные от других структуру и команды. При переходе с одной машины на другую нужно было переучиваться. Компания IBM также решила участвовать в разработке небольших компьютеров. Так как она не посчитала это направление перспективным, то было решено не разрабатывать, а приобрести техническое и математическое обеспечение. Так был заключен договор с компанией Intel на поставку процессора 8080. Теперь нужно было приобрести операционную систему. Заказ на приобретение получила молодая компания Microsoft . Она приобрела одну из версий системы CP /М, которую в дальнейшем модифицировала.

Эта операционная системы известна под названием Ms DOS или Microsoft DOS , за доработку которой она регулярно получала платежи от IBM .В начале 90х появилась первая система Windows – Windows 3.1, в 1995 году – Windows 95, в 1998 году – Windows 98, затем стали появляться разные системы Windows - Windows МЕ, Windows 2000, Windows NT , Windows XP , Windows Vista , Windows 7.

Из всех компаний, которые производили компьютеры, до настоящего времени выжили две линейки – персональный компьютер компании IBM и компьютеры компании Apple , которые имеют разные принципы построения процессоров и операционных систем. На данном сайте мы будем рассматривать только компьютеры IBM . Правда это название уже перестало быть актуальным и компьютеры называют просто «персональными компьютерами» или даже «компьютерами».

Сам термин «персональный компьютер» подразумевает его использование одним пользователем, однако современные компьютеры имеют возможность работы нескольких человек. По степени мобильности компьютеры подразделяются на две группы:

Стационарные (настольный компьютер);

Мобильные (ноутбук; планшет; карманный компьютер).

Настольные компьютеры изначально имели блочную архитектуру и состояли из системного блока, монитора, клавиатуры, мыши, других периферийных устройств. Существует две формы системных блоков – горизонтальная («десктоп», от desktop - рабочая поверхность письменного стола), когда монитор можно было бы установить на верхнюю поверхность системного блока и вертикальная (башенный системный блок, Tower («башня»), когда блок располагался на полу или в специальной нише стола.

На самом деле для компьютеров используются не всегда операционная система Windows , но и другие операционные системы, например, Linux . Эта операционная система хорошо себя зарекомендовала и требует особого описания. На данном сайте будет рассматриваться система Windows .

Существующие персональные компьютеры можно условно разбить на четыре вида.

Стационарные компьютеры раньше были наиболее распространенными. Они состоят из системного блока и дисплея, подключенными между собой проводами (см. рисунок сверху). Далее мы рассмотрим этот тип более подробно.

Ноутбуки . Ноутбук отличается от стационарного компьютера тем, что все основные устройства (системный блок, дисплей, динамики и пр.) находятся в одном корпусе. Кроме того, у него имеется дополнительное устройство – аккумулятор. Как результат – ноутбуком можно пользоваться в любом месте, в том числе там, где электричества не имеется (в дороге, на даче). Для того чтобы компьютер работал дольше, то устройства, обычно устанавливают менее энергопотребляемые устройства, чем в стационарных. Так как ноутбук может не находиться на стабильном месте, например, на столе, а на коленях, то обычно устройства внутри компьютера устройства более защищены от небольших встрясок. На ноутбуке устанавливается устройство сенсорной панели с кнопками, которое можно использовать вместо мыши. Остальные устройства и разъемы идентичны стационарным компьютерным.

Нетбуки (англ. Netbook) - компактный ноутбук с относительно невысокой производительностью, предназначенный, в основном, для выхода в Интернет и работы с офисными приложениями (википедия). Обладает небольшой диагональю экрана 7-12 дюймов, низким энергопотреблением, относительно невысокой стоимостью. Дешевизна достигается за счет использования менее емких устройств, например, жесткий диск для ноутбуков сейчас (август 2011 года) – 250, 320 и более, а у нетбуков – 4, 8, 16, 32, 64 гигабайт. Они имеют меньшую оперативную память, более дешевый процессор и не имеют DVD -ROM накопителя. Все остальные устройства и разъемы такие же, как и у ноутбуков.

Моноблок – компьютер, системный блок которого находится за дисплеем. Имеет те же устройства и разъемы, как и ноутбук, кроме кабеля питания.

В ноутбуках, нетбуках и моноблоках из внутренних устройств, можно поменять, как правило, жесткий диск и модуль оперативной памяти, в некоторых моделях и аккумулятор. Другие устройства, такие как центральный процессор, клавиатура, материнская плата и прочее замене не подлежат, то есть заменять их можно только в сервисных центрах.

За компьютером все чаще проводят свободное время не только люди молодые, но и "третьего" возраста. Весьма желательно, чтобы они использовали его и на работе. Понятно, что освоить умный аппарат сразу трудно. Попробуем разбираться неспеша.

Персональный компьютер (ПК) - это не один электронный аппарат, а небольшой комплекс взаимосвязанных устройств, каждое из которых выполняет определенные функции. Часто употребляемый термин "конфигурация ПК" означает, что конкретный компьютер может работать с разным набором внешних (или периферийных) устройств, например, с принтером, модемом, сканером и т. д.

Эффективность использования ПК в большой степени определяется количеством и типами внешних устройств, которые могут применяться в его составе. Внешние устройства обеспечивают взаимодействие пользователя с ПК. Широкая номенклатура внешних устройств, разнообразие их технико-эксплуатационных и экономических характеристик дают возможность пользователю выбрать такие конфигурации ПК, которые в наибольшей степени соответствуют его потребностям и обеспечивают рациональное решение его задачи.

В настоящее время трудно назвать те области человеческой деятельности, успехи в которых не были бы связаны с использованием компьютера. Сфера применения компьютера постоянно расширяется, существенно влияя на развитие производительных сил нашего общества. Непрерывно изменяются технико-экономические характеристики компьютера, такие как быстрота действия, ёмкость памяти, надёжность в работе, стоимость, удобства в эксплуатации, габаритные размеры, потребляемая мощность и др. В широком понимании всякий компьютер рассматривается как преобразователь информации. При этом под информацией понимаются различные сведения о тех или иных явлениях природы, событиях общественной жизни или процессах, протекающих в технических устройствах.

Что такое компьютер?

ПК - это настольная или переносная машина, удовлетворяющая требованиям общедоступности и универсальности.

Конструктивно каждая модель ПК имеет так называемый "базовый набор" внешних устройств, т. е. такой набор компонентов, дальнейшее уменьшение которого приведет к нецелесообразности использования компьютера для конкретной работы или даже к полной бессмысленности работы с ним. Этот набор можно увидеть практически везде, где используют компьютер, в него входят: системный блок (плюс дисковод (винчестер), вмонтированный в корпус); монитор; клавиатура.

Все вышеперечисленное составляет "базовую конфигурацию" данной модели. Есть также понятие "обязательной конфигурации" ПК, которое означает необходимый набор компонентов для работы с конкретным программным продуктом.

Компьютер - это не только аппаратура или железо. Это также и различные программы, записанные в нём и выполняемые по приказу пользователя или незаметно для него, обеспечивающие работоспособность всей системы в целом. Стоимость установленных на компьютере программ всё чаще оказывается выше стоимости самого компьютера. Своим широким распространением персональные компьютеры обязаны удобству использования "дружелюбно" разработанных для них программ.

Один из важнейших элементов компьютера - микропроцессор, для краткости часто называемый процессором. Именно он проделывает все вычисления, необходимые при выполнении программы. Микропроцессоры постоянно совершенствуются, каждые 1 – 2 года появляется новая модель. Новые микропроцессоры используют тот же самый набор команд, что и старые, только постоянно расширяемый. РС-совместимые компьютеры построены на микропроцессорах, разработанных фирмой INTEL, это 8088 в первых компьютерах, 80286 - в РСАТ, в следующих моделях - 80386, 8046 и в последних - PENTIUM. Зачастую тип компьютера определяют типом микропроцессора и его быстродействием.

Другим важнейшим элементом компьютера является память. Она делится на оперативную, выполненную на процессорах, и долговременную. Память измеряется в байтах. В одном байте может храниться одна буква или цифра. Используются также величины: килобайт (К), мегабайт (М) и гигабайт (Г). Один килобайт равен не 1000, а 1024 байтам. Поскольку внутри компьютера используется двоичная система счисления, такие числа оказываются более удобными, чем круглые.

Доступ к оперативной памяти практически не отнимает времени у процессора, но этой памяти всегда меньше, чем хотелось бы. Ёмкость долговременной памяти гораздо больше, но для доступа к ней требуется довольно большое компьютерное время.

Следующий важный элемент компьютера - контроллер дисплея, или видеоадаптер. Его задача заключается в преобразовании цифровых сигналов, поступающих от микропроцессора, в видеосигнал, подаваемый на дисплей. Видеоконтроллер имеет собственную память, ее размер определяет количество точек, на которое можно разбить изображение на экране, и количество цветов, которое можно использовать. Наиболее распространёнными в настоящее время являются видеоадаптеры VGA и SVGA.

VGA обеспечивает формирование изображения из 480 линий по 640 точек в каждой, причём одновременно можно использовать только 16 цветов (режим 640x480x16). SVGA-адаптеры в зависимости от объёма установленной на них памяти могут работать в большем числе режимов, например, 800 x 600 x 256, 1024 x 768 x 256 и даже 1600 x 1200 x 16 млн. Конечно, чем мельче точки, из которых состоит изображение, тем легче глазу его воспринимать.

Существует несколько типов компьютеров, отличающихся составом и характеристиками своих компонентов, которые используются для решения различных задач.

Так, для решения сложных задач обработки информации требуется компьютер, который содержал бы наиболее мощное устройство для проведения вычислений. В нём, как правило, не является существенным качественное представление информации, поэтому устройство, на котором эта информация отображается, может быть весьма слабым. Обычно компьютеры, удовлетворяющие таким условиям и работающие в общей вычислительной сети офиса, называются серверами и предназначены для обработки информации по требованиям, поступающим с других компьютеров.

С другой стороны, компьютер, предназначенный в основном для печати документов, может не иметь столь мощного устройства обработки информации, но к нему должно быть подключено печатающее устройство довольно высокого качества.

В офисах используются компьютеры, стационарно располагающиеся на рабочих местах.

Периферийные устройства

Кроме центральной части в состав компьютера входят также различные периферийные (внешние) устройства, которые по своему значению делятся на две группы:

устройства внешней памяти, предназначенные для хранения больших массивов информации;

устройства ввода и вывода, обеспечивающие связь компьютера с внешней средой, в том числе с пользователями, путём ввода в компьютер информации, её регистрации и отображения.

Обмен информацией между центральной частью и периферийными устройствами ЭВМ производится операциями ввода-вывода. В процессе ввода информация передаётся в центральную часть компьютера из внешней среды, в том числе от пользователя, а также из внешней памяти. В процессе вывода информация передаётся во внешнюю среду или во внешнюю память компьютера.

Устройства ввода информации в компьютер

Клавиатура

Сейчас основным широко распространенным устройством ввода информации в компьютер является клавиатура (клавишное устройство). Она реализует диалоговое общение пользователя с ПК:

ввод команд пользователя, обеспечивающий доступ к ресурсам ПК;

запись, корректировку и отладку программ;

ввод данных и команд в процесс решения задачи.

В настоящее время принят стандарт клавиатуры MFII. Условно в ней можно выделить пять групп клавиш, несущих свою функциональную нагрузку.

Из других видов клавиатур можно упомянуть:

специальные клавиши для слепых с осязаемыми точками на клавишах;

клавиатуры для магазинов и складов, снабженные устройствами для считывания штрихового кода или для считывания магнитных карт;

промышленные клавиатуры, имеющие в качестве защиты от вредных воздействий (стружек, пепла и т. д.) дополнительное покрытие клавиш специальной сенсорной фольгой;

клавиатуры для медицинских учреждений с устройствами для считывания информации со страховых карт.

В настоящее время появились клавиатуры с дополнительными клавишами для удобства работы с той или иной операционной системой (ОС), например, клавиатура для Windows 95. Таким образом, выбор клавиатуры зависит от ОС, с которой предполагается работать.

Манипуляторы

Они облегчают общение пользователя с ПК. Наиболее распространенным из них является так называемая мышь. Она служит для ввода данных или одиночных команд, выбираемых из меню или текстограмм графических оболочек, выведенных на экран монитора.

Мышь представляет собой небольшую коробочку с двумя или тремя клавишами и утопленным, свободно вращающимся в любом направлении шариком на нижней поверхности. Она подключается к компьютеру при помощи специального шнура и требует специальной программной поддержки.

Для работы с мышью необходима плоская поверхность, с этой целью используют резиновые коврики (Mouse Pad).

Так как с помощью мыши нельзя вводить в компьютер серии команд, то мышь и клавиатура - это не взаимозаменяемые устройства. Назначение графических оболочек - обеспечение инициализации множества команд без длительного набора их с клавиатуры. Это снижает вероятность опечаток и экономит время. На объекте в виде текcтограммы выбирается пункт меню или символ и щелчком кнопки мыши инициализируется. Конечно, при наборе или осуществлении некоторых функций применение мыши может быть нерациональным, если, например, эти функции выполняются нажатием функциональных клавиш.

В настоящее время также существует оптическая мышь, где сигнал передается с помощью луча мыши на специальный коврик и анализируется электроникой. Пока менее распространены бесхвостая (бескабельная) инфракрасная мышь (принцип ее действия похож на действие пультов дистанционного управления) и радиомышь.

В портативных ПК (Lapton, Notebook) мышь обычно заменяют особым встроенным в клавиатуру шариком на подставке с двумя клавишами по бокам, называемым трекбол.

Принцип его работы такой же, как принцип работы мыши. Несмотря на наличие трекбола, пользователь портативного ПК может использовать и обычную мышь.

Сканеры

Для непосредственного считывания графической информации с бумажного или иного носителя в ПК применяются оптические сканеры.

Сканируемое изображение считывается и преобразуется в цифровую форму элементами специального устройства.

Существует множество видов и моделей сканеров. Какой из них выбрать, зависит от задач, для которых сканер предназначается.

Самые простые сканеры распознают только два цвета: черный и белый. Такие сканеры используют для чтения штрихового кода.

Ручные сканеры - самые простые и дешевые. Основной недостаток в том, что человек сам перемещает сканер по объекту, и качество полученного изображения зависит от умения и твердости руки. Другой важный недостаток - небольшая ширина полосы сканирования, что затрудняет чтение широких оригиналов.

Барабанные сканеры применяются в профессиональной типографической деятельности. Принцип заключается в том, что оригинал на барабане освещается источником света, а фотосенсоры переводят отраженное излучение в цифровое значение.

Существуют листовые сканеры. Их основное отличие от двух предыдущих в том, что при сканировании неподвижно закреплена линейка с CCD-элементами, а лист со сканируемым изображением движется относительно нее с помощью специальных валиков.

Планшетные сканеры - это самый распространенный сейчас вид для профессиональных работ. Сканируемый объект помещается на стеклянный лист, изображение построчно с равномерной скоростью считывается головкой чтения с CCD-сенсорами, расположенной снизу. Планшетный сканер может быть оборудован слайд-приставкой для сканирования диапозитивов и негативов.

Слайд-сканеры используются для сканирования микроизображений.

Проекционные сканеры - относительно новое направление. Цветной проекционный сканер является мощным многофункциональным средством для ввода в компьютер любых цветных изображений, включая трехмерные. Он вполне может заменить фотоаппарат.

В наше время у сканеров появилось еще одно применение - считывание рукописных текстов, которые затем специальными программами распознавания символов преобразуются в коды ASC II и в дальнейшем могут обрабатываться текстовыми редакторами.

Устройства вывода информации

Дисплей (монитор)

Позволяет вывести на экран алфавитно-цифровую или графическую информацию в удобном для чтения и контроля виде. В текстовом режиме экран представлен в виде строк и столбцов. В графическом формате параметры экрана задаются числом точек по горизонтали и числом точечных строк по вертикали. Количество горизонтальных и вертикальных линий экрана называется разрешением. Чем оно выше, тем больше информации можно отобразить на единице площади экрана.

Цифровые мониторы. Самый простой - монохромный монитор, он позволяет отображать только черно-белое изображение.

Цифровые RGB-мониторы (Red-Green-Blue) поддерживают и монохромный режим, и цветной (с 16 оттенками цвета).

Аналоговые мониторы. Аналоговая передача сигналов производится в виде различных уровней напряжения. Это позволяет формировать палитру с оттенками разной степени глубины.

Мультичастотные мониторы. Видеокарта формирует сигналы синхронизации, которые относятся к горизонтальной частоте строк и вертикальной частоте повторения кадров. Эти значения монитор должен распознавать и переходить в соответствующий режим.

По возможности настройки можно выделить: одночастотные мониторы, которые воспринимают сигналы только одной фиксированной частоты; многочастотные, которые воспринимают несколько фиксированных частот; мультичастотные, настраивающиеся на произвольные значения частот синхроносигналов в некотором диапазоне.

Появление жидкокристаллических дисплеев (LCD) связано с борьбой за снижение габаритов и веса переносных компьютеров.

Основной их недостаток - невозможность быстрого изменения картинок, быстрого движения курсора мыши и т. п. Такие экраны нуждаются в дополнительной подсветке или во внешнем освещении.

Преимущества данных экранов заключаются в значительном сокращении спектра вредных воздействий.

Газоплазменные мониторы не имеют ограничений LCD-экранов. Их недостаток - большое потребление электроэнергии.

Особо надо выделить группу сенсорных экранов, так как они позволяют не только выводить на экран данные, но и вводить их, то есть попадают в класс устройств ввода/вывода. Эта относительно новая технология не получила еще широкого распространения. Такие экраны обеспечивают самый простой и короткий путь общения с компьютером: достаточно просто указать на то, что вас интересует. Устройство ввода полностью интегрировано в монитор. Используются в информационно-справочных системах.

Печатающие устройства

Принтер - это широко распространенное устройство вывода информации на бумагу, его название образовано от английского глагола to print - печатать.

Существуют разные типы принтеров.

Типовой принтер работает аналогично электрической печатающей машинке. Достоинства: четкое изображение символов, возможность изменения шрифтов при замене типового диска. Недостатки: шум при печати, низкая скорость печати (30 – 40 зн./с), невозможна печать графического изображения.

Матричные (игольчатые) принтеры - это самые дешевые аппараты, обеспечивающие удовлетворительное качество печати для широкого круга рутинных операций. Применяются в сберкассах, в промышленных условиях, где необходима рулонная печать, печать на книжках, плотных карточках и других носителях из плотного материала. Достоинства: приемлемое качество печати при условии хорошей красящей ленты, возможности печати "под копирку". Недостатки: достаточно низкая скорость печати, особенно графических изображений, значительный уровень шума. Среди матичных принтеров есть и достаточно быстрые устройства (Shattle-принтеры).

Более высокое качество печати обеспечивают струйные принтеры, которые особенно удобны для вывода цветных изображений. Проблемой не станет и заправка картриджей . Применение чернил разного цвета дает сравнительно недорогое изображение приемлемого качества. Цветную модель называют СМYB по названиям основных цветов, образующих палитру: циан, пурпурный, желтый, черный.

Струйные принтеры значительно меньше шумят. Скорость печати зависит от качества. Этот тип принтера занимает промежуточное положение между матричными и лазерными принтерами.

Лазерные принтеры имеют еще более высокое качество печати, приближенное к фотографическому. Они стоят намного дороже, однако скорость печати в 4 – 5 раз выше, чем у матричных и струйных. Недостатком лазерных принтеров являются довольно жесткие требования к качеству бумаги, она должна быть достаточно плотной и не должна быть рыхлой, недопустима печать на бумаге с пластиковым покрытием и т. д.

Особенно эффективны лазерные принтеры при изготовлении оригинал-макетов книг и брошюр, рекламных проспектов, деловых писем и материалов, требующих высокого качества. Они позволяют с большой скоростью печатать графики, рисунки.

Светодиодные принтеры - альтернатива лазерным. Разработчик - фирма OKI.

Термические принтеры используются для получения цветного изображения фотографического качества. Требуют особой бумаги. Такие принтеры пригодны для деловой графики.

Принтеры на технологии Micro Dry дают полные фотонатуральные цвета, имеют высочайшее разрешение. Это новое конкурентоспособное направление. Намного дешевле лазерных и струйных принтеров. Разработчик - фирма Citizen. Печатает на любой бумаге и картоне. Принтер работает с низким уровнем шума.