Презентация "Архитектура персонального компьютера" 11 класс

Архитектура персонального компьютера КГБ ПОУ «Комсомольский-на-Амуре строительный колледж» Свириденко Юлия Валерьевна, преподаватель Содержание

• Общие сведения и классификация компьютеров
• Архитектура и логическое устройство компьютера
• Физическое устройство персонального компьютера
• Аппаратное обеспечение компьютера

1. Общие сведения и классификация компьютеров Компьютер (computer — вы­чис­ли­тель) — ком­плекс тех­ни­чес­ких средств, пред­назна­чен­ных для ав­то­мати­чес­кой об­ра­бот­ки ин­форма­ции в про­цес­се ре­шения вы­чис­ли­тельных и ин­форма­ци­он­ных за­дач

Ос­новное тре­бова­ние, ко­торое сейчас предъяв­ля­ет к компьюте­рам мас­со­вый пользо­ватель, — на­деж­ность и бе­зот­казная ра­бота. 

Чет­ких гра­ниц меж­ду клас­са­ми компьюте­ров не су­щес­тву­ет. 

Су­щес­тву­ют об­щепри­нятые клас­си­фика­ции компьюте­ров по сле­ду­ющим приз­на­кам:

• прин­цип действия;
• пе­ри­од соз­да­ния;
• наз­на­чение;
• раз­ме­ры и фун­кци­ональные воз­можнос­ти.

По прин­ци­пу действия компьюте­ры раз­де­ля­ют­ся в за­виси­мос­ти от фор­мы пред­став­ле­ния ин­форма­ции:

• ана­лого­вые;
• циф­ро­вые;
• гиб­ридные.

Ана­лого­вые компьюте­ры — компьюте­ры неп­ре­рыв­но­го действия, ра­бота­ют с ин­форма­ци­ей, пред­став­ленной в неп­ре­рыв­ной (ана­лого­вой) фор­ме, т. е. в ви­де неп­ре­рыв­но­го ря­да зна­чений ка­кой-ли­бо фи­зичес­кой ве­личи­ны (ча­ще все­го элек­три­чес­ко­го нап­ря­жения).

Циф­ро­вые компьюте­ры — компьюте­ры дис­крет­но­го действия, ра­бота­ют с ин­форма­ци­ей, пред­став­ленной в дис­крет­ной, а точ­нее, в циф­ро­вой фор­ме.

Гиб­ридные компьюте­ры — компьюте­ры ком­би­ниро­ван­но­го действия, ра­бота­ют с ин­форма­ци­ей, пред­став­ленной и в циф­ро­вой, и в ана­лого­вой фор­ме; они сов­ме­ща­ют в се­бе дос­то­инс­тва ана­лого­вых и циф­ро­вых компьюте­ров. Гиб­ридные компьюте­ры це­лесо­об­разно ис­пользо­вать для ре­шения за­дач уп­равле­ния слож­ны­ми, быс­тро­действу­ющи­ми тех­ни­чес­ки­ми ком­плек­са­ми.

Идея де­лить компьюте­ры по пе­ри­одам соз­да­ния (по­коле­ни­ям компьюте­ров) обос­но­вана тем, что за вре­мя ко­рот­кой ис­то­рии сво­его раз­ви­тия компьютер­ная тех­ни­ка про­дела­ла большую эво­люцию как в смыс­ле эле­мен­тной ба­зы (лам­пы, тран­зисто­ры, мик­росхе­мы и др.), так и в смыс­ле из­ме­нения ее струк­ту­ры, по­яв­ле­ния но­вых воз­можнос­тей, рас­ши­рения об­ластей при­мене­ния и ха­рак­те­ра ис­пользо­вания.

Клас­си­фика­ция компьюте­ров по пе­ри­одам соз­да­ния и ха­рак­те­рис­ти­ки компьюте­ров раз­личных по­коле­ний

В нас­то­ящее вре­мя по­дав­ля­ющее большинс­тво компьюте­ров от­но­сят­ся к чет­верто­му по­коле­нию. Ма­тери­ал этой кни­ги в ос­новном ори­ен­ти­рован имен­но на чет­вертое по­коле­ние компьюте­ров. Од­на­ко осо­бый ин­те­рес пред­став­ля­ют пер­спек­тивные раз­ра­бот­ки компьюте­ров пя­того и шес­то­го по­коле­ний.

В за­виси­мос­ти от наз­на­чения вы­деля­ют:

• уни­вер­сальные компьюте­ры;
• проб­лемно-ори­ен­ти­рован­ные компьюте­ры;
• спе­ци­али­зиро­ван­ные компьюте­ры.

Уни­вер­сальные компьюте­ры пред­назна­чены для ре­шения раз­личных за­дач, ти­пы ко­торых не ого­вари­ва­ют­ся. Большинс­тво сов­ре­мен­ных компьюте­ров яв­ля­ют­ся уни­вер­сальны­ми.

Проб­лемно-ори­ен­ти­рован­ные компьюте­ры слу­жат для ре­шения бо­лее уз­ко­го кру­га за­дач, свя­зан­ных, как пра­вило, с уп­равле­ни­ем тех­но­логи­чес­ки­ми объек­та­ми, ре­гис­тра­ци­ей, на­коп­ле­ни­ем и об­ра­бот­кой не­больших объемов дан­ных, вы­пол­не­ни­ем рас­че­тов по нес­ложным пра­вилам. Они об­ла­да­ют ог­ра­ничен­ным на­бором ап­па­рат­ных и прог­рам­мных средств.

Спе­ци­али­зиро­ван­ные компьюте­ры при­меня­ют­ся для ре­шения очень уз­ко­го кру­га за­дач. Это поз­во­ля­ет спе­ци­али­зиро­вать их струк­ту­ру, сни­зить сто­имость и слож­ность при сох­ра­нении вы­сокой про­из­во­дительнос­ти и на­деж­ности. К это­му клас­су мож­но от­нести, нап­ри­мер, су­пер­компьюте­ры и иг­ро­вые прис­тавки, та­кие как PlayStation, PSP, Xbox 360, Nintendo DS, GameBoy Advanced.

По раз­ме­рам и фун­кци­ональным воз­можнос­тям компьюте­ры раз­де­ля­ют­ся:

• на свер­хбольшие (су­пер­компьюте­ры);
• большие (мэйнфреймы);
• ма­лые;
• свер­хма­лые (мик­ро­компьюте­ры);
• на­нокомпьюте­ры.

Свер­хбольшой компьютер, су­пер­компьютер (supercomputer)  — компьютер, зна­чительно пре­вос­хо­дящий по сво­им тех­ни­чес­ким па­рамет­рам большинс­тво су­щес­тву­ющих компьюте­ров.

Как пра­вило, сов­ре­мен­ные су­пер­компьюте­ры пред­став­ля­ют со­бой большое чис­ло вы­соко­про­из­во­дительных компьюте­ров, со­еди­нен­ных друг с дру­гом ло­кальной вы­сокос­ко­рос­тной ма­гис­тралью. Это обес­пе­чива­ет мак­си­мальную про­из­во­дительность в рам­ках под­хо­да рас­па­рал­ле­лива­ния вы­чис­ли­тельной за­дачи.

В об­ще­упот­ре­бительный лек­си­кон тер­мин «су­пер­компьютер» во­шел бла­года­ря рас­простра­нен­ности компьютер­ных сис­тем Сейму­ра Крэя, та­ких как CDC 6600, CDC 7600, Cray-1, Cray-2, Cray-3 и Cray-4.

Сеймур Крэй раз­ра­баты­вал вы­чис­ли­тельные ма­шины, ко­торые, по су­ти, ста­нови­лись ос­новны­ми вы­чис­ли­тельны­ми средс­тва­ми пра­ви­тельствен­ных, про­мыш­ленных и ака­деми­чес­ких на­уч­но-тех­ни­чес­ких про­ек­тов США с се­реди­ны 1960-х гг. до 1996 г.

Нес­лу­чайно в то вре­мя од­ним из по­пуляр­ных оп­ре­деле­ний су­пер­компьюте­ра бы­ло сле­ду­ющее:

«лю­бой компьютер, ко­торый соз­дал Сеймур Крэй». Сам Крэй ни­ког­да не на­зывал свои де­тища су­пер­компьюте­рами, пред­по­читая ис­пользо­вать вмес­то это­го обыч­ное наз­ва­ние «компьютер».

В нас­то­ящее вре­мя су­пер­компьюте­рами при­нято на­зывать компьюте­ры с ог­ромной вы­чис­ли­тельной мощ­ностью («чис­лодро­бил­ки» или «чис­логры­зы»). Та­кие ма­шины ис­пользу­ют­ся для ра­боты с при­ложе­ни­ями, тре­бу­ющи­ми на­ибо­лее ин­тенсив­ных вы­чис­ле­ний (нап­ри­мер, прог­но­зиро­вание по­год­но-кли­мати­чес­ких ус­ло­вий, мо­дели­рова­ние ядер­ных ис­пы­таний и т. п.). Это в чис­ле про­чего от­ли­ча­ет их от сер­ве­ров и мэйнфреймов (см. ни­же в этом под­разде­ле) — компьюте­ров с вы­сокой об­щей про­из­во­дительностью, приз­ванных ре­шать ти­повые за­дачи (нап­ри­мер, об­слу­жива­ние больших баз дан­ных или од­новре­мен­ная ра­бота с мно­жес­твом пользо­вате­лей).

Большой компьютер, мэйнфрейм (mainframe) — вы­соко­про­из­во­дительный компьютер со зна­чительным объемом опе­ратив­ной и внеш­ней па­мяти, пред­назна­чен­ный для ор­га­низа­ции цен­тра­лизо­ван­ных хра­нилищ дан­ных большой ем­кости и вы­пол­не­ния ин­тенсив­ных вы­чис­ли­тельных ра­бот.

Мэйнфрейм IBM zEnterprise (System Z) EC12

На мэйнфреймах на­чали при­меняться пер­вые се­тевые тех­но­логии. SNA (Systems Network Architecture) — сис­темная се­тевая ар­хи­тек­ту­ра. Она бы­ла раз­ра­бота­на кор­по­раци­ей IBM еще в 1974 г. и поз­во­лила объеди­нять мэйнфреймы в гло­бальные вы­чис­ли­тельные се­ти.

К на­чалу 1990-х гг. ин­те­рес к мэйнфреймам стал сни­жаться. Их пос­те­пен­но на­чали вы­тес­нять клас­терные сис­те­мы, ко­торые поз­во­ля­ют рас­пре­делен­но хра­нить и об­ра­баты­вать дан­ные, что по­выша­ет их на­деж­ность по срав­не­нию с мэйнфрейма­ми. По­высить про­из­во­дительность рас­пре­делен­ных сис­тем зна­чительно де­шев­ле, чем цен­тра­лизо­ван­ных. Эти клю­чевые фак­то­ры при­вели к зна­чительно­му уменьше­нию ко­личес­тва мэйнфреймов во всем ми­ре. Од­на­ко для оп­ре­делен­но­го клас­са за­дач пос­тро­ение цен­тра­лизо­ван­но­го хра­нили­ща дан­ных оп­равды­ва­ет се­бя как с точ­ки зре­ния про­из­во­дительнос­ти, так и с эко­номи­чес­кой точ­ки зре­ния. По­это­му не­кото­рые пред­при­ятия свои вы­чис­ли­тельные цен­тры стро­ят на ба­зе мэйнфрейма.

Ли­диру­ющие по­зиции в раз­ра­бот­ке и про­из­водс­тве мэйнфреймов за­нима­ет IBM. Ее zEnterprise EC12 об­ла­да­ет мо­дульной конс­трук­ци­ей и впе­чат­ля­ющи­ми тех­ни­чес­ки­ми ха­рак­те­рис­ти­ками.

Ма­лый компьютер (ми­ни-компьютер) — на­деж­ный, не­доро­гой и удоб­ный в экс­плу­ата­ции компьютер, об­ла­да­ющий нес­колько бо­лее низ­ки­ми по срав­не­нию с мэйнфрейма­ми воз­можнос­тя­ми.

Ро­дона­чальни­ком ма­лых компьюте­ров мож­но счи­тать ма­шины РDР-11 фир­мы DЕС (Digital Equipment Corporation, США), а так­же компьюте­ры VAX раз­личных се­рий. Они яви­лись про­об­ра­зом и на­ших оте­чес­твен­ных ма­лых компьюте­ров — СМ ЭВМ: CM-1, 2, 3, 4, 1400, 1700 и др. Од­на­ко в 80-х гг. XX в. на­чалось ак­тивное раз­ви­тие мик­ро­компьюте­ров и на­мети­лась тен­денция к ис­пользо­ванию пер­со­нальных компьюте­ров , ко­торые по сво­им ха­рак­те­рис­ти­кам не ус­ту­пали, а в чем-то и пре­вос­хо­дили ма­лые компьюте­ры. В свя­зи с этим раз­ра­бот­ка и про­из­водс­тво ма­лых компьюте­ров бы­ли прек­ра­щены в на­чале 90-х гг. XX в. Пос­ледни­ми мо­деля­ми ма­лых компьюте­ров бы­ли ма­шины се­рии VAX 9000.

По сво­им фун­кци­ональным воз­можнос­тям к ма­лым компьюте­рам близ­ки сер­ве­ры , но конс­тру­иру­ют­ся они на ос­но­ве мик­ропро­цес­со­ров, по­это­му от­но­сят­ся к мик­ро­компьюте­рам.

Ос­новные осо­бен­ности ма­лых компьюте­ров и сер­ве­ров сле­ду­ющие:

• ши­рокий ди­апа­зон про­из­во­дительнос­ти в кон­крет­ных ус­ло­ви­ях при­мене­ния;
• ап­па­рат­ная ре­али­зация большинс­тва сис­темных фун­кций вво­да/вы­вода ин­форма­ции;
• прос­тая ре­али­зация мик­ропро­цес­сорных и мно­гома­шин­ных сис­тем;
• вы­сокая ско­рость об­ра­бот­ки пре­рыва­ний;
• воз­можность ра­боты с фор­ма­тами дан­ных раз­личной дли­ны.

К дос­то­инс­твам ма­лых компьюте­ров и сер­ве­ров мож­но от­нести:

• спе­цифич­ную ар­хи­тек­ту­ру с большой мо­дульностью;
• луч­шее, чем у мэйнфреймов, со­от­но­шение про­из­во­дительность/це­на;
• по­вышен­ную точ­ность вы­чис­ле­ний.

Ма­лые компьюте­ры и сер­ве­ры ори­ен­ти­рова­ны на ис­пользо­вание в ка­чес­тве уп­равля­ющих вы­чис­ли­тельных ком­плек­сов. Тра­дици­он­ная для по­доб­ных ком­плек­сов ши­рокая но­мен­кла­тура пе­рифе­рийных ус­тройств до­пол­ня­ет­ся бло­ками меж­про­цес­сорной свя­зи. Бла­года­ря это­му обес­пе­чива­ет­ся ре­али­зация вы­чис­ли­тельных сис­тем с из­ме­ня­емой струк­ту­рой.

На­ряду с ис­пользо­вани­ем для уп­равле­ния тех­но­логи­чес­ки­ми про­цес­са­ми ма­лые компьюте­ры и сер­ве­ры ус­пешно при­меня­ют­ся для вы­чис­ле­ний в мно­гопользо­вательских вы­чис­ли­тельных сис­те­мах, в сис­те­мах ав­то­мати­зиро­ван­но­го про­ек­ти­рова­ния, в сис­те­мах мо­дели­рова­ния нес­ложных объек­тов, в сис­те­мах ис­кусс­твен­но­го ин­теллек­та.

В 2012 г. тер­мин «ми­ни-компьютер» пре­об­рел сов­сем иное зна­чение в свя­зи с вы­пус­ком ки­тайски­ми про­из­во­дите­лями очень ком­пак­тных пер­со­нальных компьюте­ров но­вого ти­па, нап­ри­мер мо­делей Android 4.0 Mini PC MK802 II, Mini PC UG802. Эти компьюте­ры от­но­сят­ся к клас­су свер­хма­лых.

Свер­хма­лые мик­ро­компьюте­ры — это компьюте­ры, в ко­торых цен­тральный про­цес­сор (мик­ропро­цес­сор) конс­трук­тивно вы­пол­нен в ви­де свер­хбольшой ин­тегральной схе­мы (СБИС).

Не­кото­рые мо­дели мик­ро­компьюте­ров мо­гут иметь нес­колько мик­ропро­цес­со­ров. Про­из­во­дительность компьюте­ра оп­ре­деля­ет­ся не только ха­рак­те­рис­ти­ками при­меня­емо­го мик­ропро­цес­со­ра, но и ем­костью опе­ратив­ной па­мяти, ти­пами пе­рифе­рийных ус­тройств, ка­чес­твом конс­трук­тивных ре­шений и др.

Мик­ро­компьюте­ры пред­став­ля­ют со­бой инс­тру­мен­ты для ре­шения раз­но­об­разных слож­ных за­дач. Их мик­ропро­цес­со­ры с каж­дым го­дом уве­личи­ва­ют мощ­ность, а пе­рифе­рийные ус­тройства — эф­фектив­ность.

Раз­но­вид­ность мик­ро­компьюте­ра — мик­ро­кон­трол­лер. Это ос­но­ван­ное на мик­ропро­цес­со­ре спе­ци­али­зиро­ван­ное ус­тройство, встра­ива­емое в сис­те­му уп­равле­ния или тех­но­логи­чес­кую ли­нию.

На­нокомпьютер — вы­чис­ли­тельное ус­тройство на ос­но­ве элек­трон­ных (ме­хани­чес­ких, би­охи­мичес­ких, кван­то­вых) тех­но­логий с раз­ме­рами ло­гичес­ких эле­мен­тов по­ряд­ка нес­кольких на­номет­ров.

Сам компьютер, раз­ра­баты­ва­емый на ос­но­ве на­нотех­но­логий, так­же име­ет на­нораз­ме­ры.

К нас­то­яще­му мо­мен­ту соз­дан на­нот­ранзис­тор — ос­но­ва на­ноп­ро­цес­со­ра.

На­нотех­но­логия — это син­тез и сбор­ка но­вых ти­пов мо­лекул и струк­тур, раз­ме­ры ко­торых из­ме­ря­ют­ся на­номет­ра­ми — мил­ли­ар­дны­ми до­лями мет­ра.

В пос­ледние пол­ве­ка рост про­из­во­дительнос­ти по­луп­ро­вод­ни­ковых ус­тройств обес­пе­чивал­ся упа­ков­кой все больше­го ко­личес­тва элек­трон­ных ком­по­нен­тов в один по­луп­ро­вод­ни­ковый крис­талл. В ос­новном это дос­ти­галось за счет на­хож­де­ния но­вых и но­вых воз­можнос­тей для ми­ни­атю­риза­ции элек­трон­ных це­пей. Се­год­ня уче­ные по­нима­ют, что эти воз­можнос­ти бу­дут ско­ро ис­черпа­ны, и на­нотех­но­логии рас­смат­ри­ва­ют­ся как один из воз­можных пу­тей для про­дол­же­ния раз­ви­тия от­расли.

Пер­вая за­кон­ченная элек­трон­ная ин­тегральная схе­ма на ба­зе еди­нич­ной уг­ле­род­ной на­нот­рубки — мо­леку­лы ма­тери­ала — раз­ра­бота­на фир­мой IBM.

На­нот­рубки по­хожи на мик­роско­пичес­кие, в 50 тыс. раз тоньше че­лове­чес­ко­го во­лоса, ру­лоны из сет­ки. Об­ла­дая уни­кальны­ми свойства­ми, они спо­соб­ны про­пус­кать то­ки зна­чительно большей плот­ности, чем труб­ки, ко­торые ис­пользу­ют­ся в сов­ре­мен­ных тран­зисто­рах. При этом бла­года­ря меньшим раз­ме­рам они мо­гут стать ос­но­вой для дальнейшей ми­ни­атю­риза­ции элек­трон­ных схем.

Тран­зисто­ры на ба­зе уг­ле­род­ных на­нот­ру­бок в бу­дущем мо­гут прев­зойти по про­из­во­дительнос­ти се­год­няшние крем­ни­евые ус­тройства.

Как по­каза­ли ис­сле­дова­ния IBM и пи­лот­ные про­ек­ты по соз­да­нию на­нокомпьюте­ров, они спо­соб­ны об­ра­баты­вать за од­но действие 416 бит ин­форма­ции. Сов­ре­мен­ные же компьюте­ры мо­гут об­ра­баты­вать за раз не бо­лее од­но­го би­та, но де­ла­ют они это очень быс­тро, со­вер­шая мил­ли­оны опе­раций в се­кун­ду.

2. Архитектура и логическое устройство компьютера Тер­мин «ар­хи­тек­ту­ра сис­те­мы» мо­жет упот­ребляться как в уз­ком, так и в ши­роком смыс­ле. В уз­ком смыс­ле под ар­хи­тек­ту­рой по­нима­ет­ся ар­хи­тек­ту­ра на­бора ко­манд. Ар­хи­тек­ту­ра на­бора ко­манд слу­жит гра­ницей меж­ду ап­па­рату­рой и прог­рам­мным обес­пе­чени­ем и пред­став­ля­ет со­бой ту часть сис­те­мы, ко­торая вид­на прог­раммис­ту или раз­ра­бот­чи­ку ком­пи­лято­ров. Сле­ду­ет от­ме­тить, что это на­ибо­лее час­тое упот­ребле­ние дан­но­го тер­ми­на. В ши­роком смыс­ле ар­хи­тек­ту­ра ох­ва­тыва­ет по­нятие ор­га­низа­ции сис­те­мы, вклю­ча­ющее та­кие вы­соко­уров­не­вые ас­пекты раз­ра­бот­ки компьюте­ра, как сис­те­ма па­мяти, струк­ту­ра сис­темной ши­ны, ор­га­низа­ция вво­да/вы­вода ин­форма­ции и т. п. При­мени­тельно к вы­чис­ли­тельным сис­те­мам тер­мин «ар­хи­тек­ту­ра» мо­жет быть оп­ре­делен как рас­пре­деле­ние фун­кций сис­те­мы меж­ду ее уров­ня­ми, точ­нее, как оп­ре­деле­ние гра­ниц меж­ду эти­ми уров­ня­ми. Та­ким об­ра­зом, ар­хи­тек­ту­ра вы­чис­ли­тельной сис­те­мы пред­по­лага­ет мно­го­уров­не­вую ор­га­низа­цию.

Прин­цип пос­тро­ения компьюте­ра но­сит наз­ва­ние фон-нейман­ской ар­хи­тек­ту­ры  — по име­ни аме­рикан­ско­го уче­ного вен­гер­ско­го про­ис­хожде­ния Джо­на фон Нейма­на, ко­торый ее пред­ло­жил еще в 40-е гг. прош­ло­го сто­летия.

Схематичное изображение машины фон Неймана

Сов­ре­мен­ную ар­хи­тек­ту­ру компьюте­ра оп­ре­деля­ют сле­ду­ющие прин­ци­пы:

• прин­цип прог­рам­мно­го уп­рав­ле­ния; обес­пе­чи­ва­ет ав­то­ма­ти­за­цию про­цес­са вы­чис­ле­ний на компьюте­ре. Сог­лас­но это­му прин­ци­пу для ре­ше­ния каж­дой за­да­чи сос­тав­ля­ет­ся прог­рам­ма, ко­то­рая ус­та­нав­ли­ва­ет оп­ре­де­лен­ную пос­ле­до­ва­тельность действий компьюте­ра;
• прин­цип прог­рам­мы, сох­ра­ня­емой в па­мя­ти; ко­ман­ды прог­рам­мы фор­ми­ру­ют­ся, как и дан­ные, в ви­де чи­сел и об­ра­ба­ты­ва­ют­ся так же, как и чис­ла, а са­ма прог­рам­ма пе­ред вы­пол­не­ни­ем заг­ру­жа­ет­ся в опе­ра­тив­ную па­мять, что ус­ко­ря­ет про­цесс ее вы­пол­не­ния;
• прин­цип про­из­вольно­го дос­ту­па к па­мя­ти; эле­мен­ты прог­рамм и дан­ных мо­гут за­пи­сы­ваться в про­из­вольное мес­то опе­ра­тив­ной па­мя­ти, что поз­во­ля­ет об­ра­титься по лю­бо­му за­дан­но­му ад­ре­су (к кон­крет­но­му учас­тку па­мя­ти) без прос­мот­ра пре­ды­ду­щих.

На ос­но­вании этих прин­ци­пов мож­но ут­вер­ждать, что сов­ре­мен­ный компьютер — тех­ни­чес­кое ус­тройство, ко­торое пос­ле вво­да в па­мять на­чальных дан­ных в ви­де циф­ро­вых ко­дов и прог­раммы их об­ра­бот­ки, за­писан­ной так­же циф­ро­выми ко­дами, спо­соб­но ав­то­мати­чес­ки осу­щес­твить вы­чис­ли­тельный про­цесс, за­дан­ный прог­раммой, и вы­дать го­товые ре­зульта­ты ре­шения за­дачи в фор­ме, при­год­ной для вос­при­ятия че­лове­ком.

За эти опе­рации от­ве­ча­ют сле­ду­ющие бло­ки компьюте­ра:

• ус­тройство вво­да ин­фор­ма­ции;
• цен­тральный про­цес­сор;
• за­по­ми­на­ющее ус­тройство;
• ус­тройства вы­во­да ин­фор­ма­ции.

Все эти бло­ки, в свою оче­редь, сос­то­ят из от­дельных ус­тройств.

В час­тнос­ти, в цен­тральный про­цес­сор мо­гут вхо­дить ариф­ме­тико-ло­гичес­кое ус­тройство (АЛУ), внут­реннее за­поми­на­ющее ус­тройство (ЗУ) в ви­де ре­гис­тров про­цес­со­ра и внут­ренней кеш-па­мяти, уп­равля­ющее ус­тройство (УУ).

Ус­тройство вво­да, как пра­вило, то­же не яв­ля­ет­ся од­ной конс­трук­тивной еди­ницей. Пос­кольку ви­ды вход­ной ин­форма­ции раз­но­об­разны, ис­точни­ков вво­да дан­ных мо­жет быть нес­колько. 

Кла­ви­ату­ра слу­жит для вво­да бук­венно-циф­ро­вой ин­форма­ции

ска­нер — для вво­да гра­фичес­кой ин­форма­ции

мышь — для вво­да сиг­на­лов уп­равле­ния прик­ладны­ми прог­рамма­ми.

Ариф­ме­тико-ло­гичес­кое ус­тройство — это од­но из ус­тройств про­цес­со­ра, в ко­тором про­ис­хо­дит пре­об­ра­зова­ние дан­ных по ко­ман­дам прог­раммы: ариф­ме­тичес­кие действия над чис­ла­ми, пре­об­ра­зова­ние ко­дов и др.

За­поми­на­ющее ус­тройство — это блок компьюте­ра, пред­назна­чен­ный для вре­мен­но­го (опе­ратив­ная па­мять) и про­дол­жи­тельно­го (пос­то­ян­ная па­мять) хра­нения прог­рамм, дан­ных и про­межу­точ­ных ре­зульта­тов. Ин­форма­ция в опе­ратив­ной па­мяти сох­ра­ня­ет­ся лишь при вклю­чен­ном пи­тании, но за­то она име­ет бо­лее вы­сокое быс­тро­действие. В пос­то­ян­ной па­мяти дан­ные мо­гут сох­ра­няться да­же при от­клю­чен­ном компьюте­ре, но ско­рость об­ме­на дан­ны­ми меж­ду пос­то­ян­ной па­мятью и цен­тральным про­цес­со­ром в по­дав­ля­ющем большинс­тве слу­ча­ев зна­чительно меньше.

Этот про­цесс бу­дет про­дол­жаться до тех пор, по­ка не воз­никнет од­на из сле­ду­ющих си­ту­аций:

• ис­чер­па­ны вход­ные дан­ные;
• от од­но­го из ус­тройств пос­ту­пи­ла ко­ман­да на прек­ра­ще­ние ра­бо­ты;
• вык­лю­че­но пи­та­ние компьюте­ра.

Ре­альная струк­ту­ра компьюте­ра зна­чительно слож­нее, чем рас­смот­ренная вы­ше. В сов­ре­мен­ных компьюте­рах, в час­тнос­ти пер­со­нальных, все ча­ще про­ис­хо­дит от­ход от тра­дици­он­ной ар­хи­тек­ту­ры фон Нейма­на. Это обус­ловле­но стрем­ле­ни­ем раз­ра­бот­чи­ков и пользо­вате­лей к по­выше­нию ка­чес­тва и про­из­во­дительнос­ти компьюте­ров.

Про­из­во­дительность компьюте­ра ха­рак­те­ризу­ет­ся мно­гими по­каза­теля­ми. Это и на­бор ко­манд, ко­торые компьютер спо­собен по­нимать, и ско­рость ра­боты (быс­тро­действие) цен­трально­го про­цес­со­ра, обьем опе­ратив­ной па­мяти, ха­рак­те­рис­ти­ки пе­рифе­рийных ус­тройств вво­да/вы­вода, при­со­еди­ня­емых к компьюте­ру од­новре­мен­но, и т. д.

Уп­равля­ющее ус­тройство ко­ор­ди­ниру­ет ра­боту всех бло­ков компьюте­ра. В оп­ре­делен­ной пос­ле­дова­тельнос­ти оно вы­бира­ет из опе­ратив­ной па­мяти ко­ман­ду за ко­ман­дой. Каж­дая ко­ман­да де­коди­ру­ет­ся, и при не­об­хо­димос­ти эле­мен­ты дан­ных из ука­зан­ных в ко­ман­де яче­ек опе­ратив­ной па­мяти пе­реда­ют­ся в АЛУ. Ариф­ме­тико-ло­гичес­кое ус­тройство осу­щест­вля­ет опе­рации, ко­торые пред­пи­саны те­кущей ко­ман­дой.

Глав­ным по­каза­телем яв­ля­ет­ся быс­тро­действие — ко­личес­тво опе­раций, ко­торых про­цес­сор спо­собен вы­пол­нить за еди­ницу вре­мени. На прак­ти­ке пользо­вате­ля больше ин­те­ресу­ет про­из­во­дительность компьюте­ра — по­каза­тель его эф­фектив­но­го быс­тро­действия, т. е. спо­соб­ности не прос­то быс­тро фун­кци­они­ровать, а быс­тро ре­шать кон­крет­ные пос­тавлен­ные за­дачи.

Как ре­зультат, все эти и про­чие фак­то­ры спо­собс­тву­ют прин­ци­пи­ально­му и конс­трук­тивно­му усо­вер­шенс­тво­ванию эле­мен­тной ба­зы компьюте­ров, т. е. соз­да­нию но­вых, бо­лее быс­трых, на­деж­ных и удоб­ных в ра­боте про­цес­со­ров, за­поми­на­ющих ус­тройств, ус­тройств вво­да/вы­вода и т. д. Тем не ме­нее сле­ду­ет учи­тывать, что ско­рость ра­боты эле­мен­тов не­воз­можно уве­личи­вать бес­пре­дельно (су­щес­тву­ют сов­ре­мен­ные тех­но­логи­чес­кие ог­ра­ниче­ния и ог­ра­ниче­ния, обус­ловлен­ные фи­зичес­ки­ми за­кона­ми). По­это­му раз­ра­бот­чи­ки компьютер­ной тех­ни­ки ищут ре­шения этой проб­ле­мы, усо­вер­шенс­твуя ар­хи­тек­ту­ру компьюте­ров и тех­но­логию об­ра­бот­ки ин­форма­ции.

Так, по­яви­лись компьюте­ры с мно­гоп­ро­цес­сорной ар­хи­тек­ту­рой, в ко­торой нес­колько про­цес­со­ров ра­бота­ют од­новре­мен­но, а это оз­на­ча­ет, что про­из­во­дительность та­кого компьюте­ра рав­ня­ет­ся сум­ме про­из­во­дительнос­тей про­цес­со­ров. В мощ­ных компьюте­рах, ко­торые пред­назна­чены для слож­ных ин­же­нер­ных рас­че­тов и сис­тем ав­то­мати­зиро­ван­но­го про­ек­ти­рова­ния (САПР), час­то ус­та­нав­ли­ва­ют два или че­тыре про­цес­со­ра. В свер­хмощ­ных компьюте­рах (та­кие ма­шины мо­гут, нап­ри­мер, мо­дели­ровать ядер­ные ре­ак­ции в ре­жиме ре­ально­го вре­мени, прог­но­зиро­вать по­году в гло­бальном мас­шта­бе) ко­личес­тво про­цес­со­ров дос­ти­га­ет нес­кольких де­сят­ков.

3. Физическое устройство персонального компьютера Пер­со­нальный компьютер (ПК, Personal Сomputer, PC) — компьютер, пред­назна­чен­ный для экс­плу­ата­ции од­ним пользо­вате­лем, т. е. для лич­но­го ис­пользо­вания.

К пер­со­нально­му компьюте­ру ус­ловно мож­но от­нести так­же и лю­бой дру­гой компьютер, ко­торый кон­крет­ный че­ловек ис­пользу­ет в ка­чес­тве сво­его лич­но­го компьюте­ра. Большинс­тво лю­дей ис­пользу­ют в ка­чес­тве ПК нас­тольные и раз­личные пе­ренос­ные компьюте­ры.

Кон­фи­гура­цию ПК мож­но из­ме­нять по ме­ре не­об­хо­димос­ти. Но су­щес­тву­ет по­нятие ба­зовой кон­фи­гура­ции, ко­торую мож­но счи­тать ти­пич­ной

Ба­зовая кон­фи­гура­ция ПК до пос­ледне­го вре­мени вклю­чала в се­бя че­тыре ос­новных эле­мен­та: сис­темный блок, мо­нитор, кла­ви­ату­ру, мышь.

Сис­темный блок — ос­новная сос­тавля­ющая ПК, в ко­тором на­ходят­ся важ­нейшие ком­по­нен­ты. Ус­тройства, на­ходя­щи­еся внут­ри сис­темно­го бло­ка, на­зыва­ют внут­ренни­ми, а ус­тройства, под­со­еди­нен­ные из­вне, — внеш­ни­ми. Внеш­ние до­пол­ни­тельные ус­тройства пред­назна­чены для вво­да и вы­вода ин­форма­ции и на­зыва­ют­ся так­же пе­рифе­рийны­ми.

Мо­нитор (или дис­плей) слу­жит для отоб­ра­жения ви­де­оин­форма­ции и от­но­сит­ся к стан­дар­тным ус­тройствам вы­вода ин­форма­ции. Мо­нитор в на­ибо­лее сов­ре­мен­ных мо­делях яв­ля­ет­ся сен­сорным. Мно­гие уп­равля­ющие фун­кции мож­но вы­пол­нять пальца­ми рук пря­мо с мо­нито­ра, что осо­бен­но важ­но для пор­та­тив­ных ПК.

Кла­ви­ату­ра яв­ля­ет­ся стан­дар­тным ус­тройством вво­да ин­форма­ции, ко­торое поз­во­ля­ет вво­дить в компьютер бук­венно-циф­ро­вую ин­форма­цию, уп­равлять сос­то­яни­ем те­куще­го ок­на или вво­дить спе­ци­альные уп­равля­ющие сиг­на­лы. Час­то на ПК с сен­сорным мо­нито­ром обыч­ная кла­ви­ату­ра за­меня­ет­ся вир­ту­альной.

Мышью мож­но ра­ботать с эк­ранны­ми объек­та­ми — из­ме­нять их фор­му, рас­по­ложе­ние и т. д. В нас­то­ящее вре­мя мышью вы­пол­ня­ют­ся прак­ти­чес­ки все уп­равля­ющие фун­кции.

С пов­се­мес­тным вве­дени­ем сен­сорных мо­нито­ров, а так­же го­лосо­вого уп­равле­ния и сис­тем рас­позна­вания ес­тес­твен­но-го­лосо­вых ко­манд зна­чение кла­виту­ры и мы­ши как ус­тройств вво­да пос­те­пен­но сни­жа­ет­ся.

По конс­трук­тивным и тех­но­логи­чес­ким ре­шени­ям ПК мож­но раз­де­лить на нас­тольные (Desktop) и пор­та­тив­ные (пе­ренос­ные, Mobile PC).

Нас­тольные ПК по конс­трук­тивно­му ис­полне­нию де­лят­ся на ПК:

• с клас­си­чес­ким сис­темным бло­ком (Desktop);
• с ком­пак­тным сис­темным бло­ком (Nettop);
• без сис­темно­го бло­ка (мо­ноб­лок, All-in-One).

Пор­та­тив­ные ПК по конс­трук­тивно­му ис­полне­нию мож­но раз­де­лить:

на клас­си­чес­кий пор­та­тив­ный (Laptop или Notebook);

ультра­пор­та­тив­ный (Ultrabook или Netbook);

план­шетный (Tablet PC);

                                                              

Планшетный компьютер (Tablet PC)

• ми­ни-компьютер (Mini PC);

                                                                                                 

• кар­манный ком­му­ника­тор

(Palmtop или PDA).

                                                                        

В на­шу эпо­ху сверх­ско­рос­тей, су­пер­мо­бильнос­ти и гад­же­тома­нии не мог не по­явиться ми­ни-компьютер (Mini PC) — пол­но­цен­ное ус­тройство для ра­боты с при­ложе­ни­ями и мульти­медийны­ми файла­ми, а так­же ра­боты в се­ти Ин­тернет.

Од­ной из мо­делей ми­ни-компьюте­ров яв­ля­ет­ся Android 4.0 Mini PC MK802 II. Конс­трук­тивно компьютер зак­лю­чен в плас­ти­ковый уда­роп­рочный кор­пус раз­ме­рами 88 × 35 × 12 мм, мас­сой око­ло 50 г. Внут­ри кор­пу­са рас­по­ложе­ны про­цес­сор, мо­дуль опе­ратив­ной па­мяти, объем ко­торой мож­но рас­ши­рить за счет до­пол­ни­тельной microSD-кар­ты (до 32 Гбайт). Кро­ме то­го, ус­тройство снаб­же­но встро­ен­ным ком­му­ника­ци­он­ным Wi-Fi-мо­дулем, обес­пе­чива­ющим дос­туп в Ин­тернет и воз­можность под­клю­чать кон­трол­ле­ры пос­редс­твом бес­про­вод­ной свя­зи.

4. Аппаратное обеспечение компьютера 4.1. Материнская плата: архитектура и чипсет, видео-, коммуникационные и звуковые микросхемы, интерфейсы, разъемы

Ма­терин­ская пла­та (motherboard — MB, так­же ис­пользу­ет­ся наз­ва­ние mainboard — глав­ная пла­та) — слож­ная мно­гос­лойная пе­чат­ная пла­та, на ко­торой ус­та­нав­ли­ва­ют­ся ос­новные ком­по­нен­ты пер­со­нально­го компьюте­ра (цен­тральный про­цес­сор, кон­трол­лер опе­ратив­ной па­мяти и собс­твен­но опе­ратив­ное за­поми­на­ющее ус­тройство (ОЗУ), заг­ру­зоч­ное пос­то­ян­ное за­поми­на­ющее ус­тройство (ПЗУ), кон­трол­ле­ры ба­зовых ин­терфейсов вво­да/вы­вода).

1 — разъемы для установки оперативной памяти (слоты); 

2 — разъем для установки процессора (сокет); 

3 — выходы USB; 

4 — чипсет под радиатором охлаждения; 

5 — интерфейсы SATA для подключения оптических приводов и жестких дисков;

6 — аудиовыходы; 

7 — сетевой интерфейс; 

8 — видеовыходы HDMI, VGA и DVI-D; 

9 — клавиатура и мышь.

4.2. Центральный процессор 4.2. Центральный процессор

Цен­тральный про­цес­сор (ЦП; цен­тральное про­цес­сорное ус­тройство — ЦПУ; Central Processing Unit — CPU) — элек­трон­ный блок ли­бо ин­тегральная схе­ма (мик­ропро­цес­сор), ис­полня­ющие ма­шин­ные инс­трук­ции (код прог­рамм), глав­ная часть ап­па­рат­но­го обес­пе­чения компьюте­ра или прог­рамми­ру­емо­го ло­гичес­ко­го кон­трол­ле­ра. Иног­да его на­зыва­ют мик­ропро­цес­со­ром или прос­то про­цес­со­ром.

На­ибо­лее по­пуляр­ные про­цес­со­ры се­год­ня про­из­во­дят фир­мы Intel, AMD, IBM, ARM.

Большинс­тво про­цес­со­ров, ис­пользу­емых в нас­то­ящее вре­мя, яв­ля­ют­ся Intel-сов­мести­мыми, т. е. име­ют на­бор инс­трук­ций и ин­терфейсы прог­рамми­рова­ния, сход­ные с ис­пользу­емы­ми в про­цес­со­рах ком­па­нии Intel.

Про­цес­со­ры Intel: Pentium, Celeron (уп­ро­щен­ный ва­ри­ант Pentium), Core 2 Duo, Core 2 Quad, Core i3, Core i5, Core i7 (се­рии про­цес­со­ров для пер­со­нальных компьюте­ров), Xeon (се­рия про­цес­со­ров для сер­ве­ров), Itanium, Atom (се­рии про­цес­со­ров для ультра­пор­та­тив­ных компьюте­ров и встра­ива­емой тех­ни­ки) и др.

Про­цес­со­ры AMD: с ар­хи­тек­ту­рой x86 (ана­логи 80 386 и 80486, се­мейство K6 и се­мейство K7 — Athlon, Duron, Sempron) и x86-64 (Athlon 64, Athlon 64 X2, Phenom, Opteron и др.).

Про­цес­со­ры IBM: POWER6, POWER7, Xenon, PowerPC ис­пользу­ют­ся в су­пер­компьюте­рах, в ви­де­оп­ристав­ках седьмо­го по­коле­ния, встра­ива­емой тех­ни­ке; ра­нее ис­пользо­вались в компьюте­рах фир­мы Apple.

Про­цес­со­ры ARM ши­роко ис­пользу­ют­ся в пот­ре­бительской элек­тро­нике, в том чис­ле PDA, мо­бильных те­лефо­нах, циф­ро­вых но­сите­лях и пле­ерах, пор­та­тив­ных иг­ро­вых кон­со­лях, кальку­лято­рах и компьютер­ных пе­рифе­рийных ус­тройствах, та­ких как жес­ткие дис­ки или мар­шру­тиза­торы.

4.3. Оперативная память 4.3. Оперативная память

Опе­ратив­ная па­мять (Random Access Memory — па­мять с про­из­вольным дос­ту­пом) — энер­го­зави­симая часть сис­те­мы компьютер­ной па­мяти, в ко­торой вре­мен­но хра­нят­ся дан­ные и ко­ман­ды, не­об­хо­димые про­цес­со­ру для вы­пол­не­ния им опе­рации. Обя­зательным ус­ло­ви­ем яв­ля­ет­ся ад­ре­су­емость па­мяти (каж­дое ма­шин­ное сло­во име­ет ин­ди­виду­альный ад­рес).

Об­мен дан­ны­ми меж­ду про­цес­со­ром и опе­ратив­ной па­мятью про­из­во­дит­ся не­пос­редс­твен­но или че­рез свер­хбыструю па­мять 0-го уров­ня (ре­гис­тры в АЛУ) ли­бо при на­личии ке­ша (че­рез не­го).

Со­дер­жа­щи­еся в опе­ратив­ной па­мяти дан­ные дос­тупны только тог­да, ког­да на мо­дули па­мяти по­да­ет­ся нап­ря­жение, т. е. компьютер вклю­чен.

Энер­госбе­рега­ющие ре­жимы ра­боты ма­терин­ской пла­ты компьюте­ра поз­во­ля­ют пе­рево­дить его в ре­жим сна, что зна­чительно сок­ра­ща­ет уро­вень пот­ребле­ния элек­тро­энер­гии.

В об­щем слу­чае опе­ратив­ная па­мять со­дер­жит дан­ные опе­раци­он­ной сис­те­мы и за­пущен­ных на вы­пол­не­ние прог­рамм, по­это­му от объема опе­ратив­ной па­мяти за­висит ко­личес­тво за­дач, ко­торые од­новре­мен­но мо­жет вы­пол­нять компьютер.

Опе­ратив­ная па­мять большинс­тва сов­ре­мен­ных компьюте­ров пред­став­ля­ет со­бой мо­дули ди­нами­чес­кой па­мяти, со­дер­жа­щие по­луп­ро­вод­ни­ковые ин­тегральые схе­мы за­поми­на­ющих ус­тройств, ко­торые ор­га­низо­ваны по прин­ци­пу ус­тройств с про­из­вольным дос­ту­пом.

4.4. Видеокарта 4.4. Видеокарта

Ви­де­окар­та (ви­де­оадап­тер, гра­фичес­кий адап­тер, гра­фичес­кая пла­та, гра­фичес­кая кар­та, гра­фичес­кий ус­ко­ритель, рис. 2.18) — элек­трон­ное ус­тройство, ко­торое пре­об­ра­зу­ет гра­фичес­кий об­раз, хра­нящийся в па­мяти компьюте­ра (или са­мого адап­те­ра), в фор­му, при­год­ную для дальнейше­го вы­вода на мо­нитор.

Сов­ре­мен­ные ви­де­окар­ты не ог­ра­ничи­ва­ют­ся прос­тым вы­водом изоб­ра­жения, они име­ют встро­ен­ный гра­фичес­кий про­цес­сор, ко­торый мо­жет про­из­во­дить до­пол­ни­тельную об­ра­бот­ку, сни­мая эту за­дачу с цен­трально­го про­цес­со­ра компьюте­ра.

В пос­леднее вре­мя так­же име­ет мес­то тен­денция ис­пользо­вать вы­чис­ли­тельные воз­можнос­ти гра­фичес­ко­го про­цес­со­ра для ре­шения нег­ра­фичес­ких за­дач.

Обыч­но ви­де­окар­та вы­пол­не­на в ви­де пе­чат­ной пла­ты (пла­та рас­ши­рения) и встав­ля­ет­ся в разъем рас­ши­рения, уни­вер­сальный ли­бо спе­ци­али­зиро­ван­ный (AGP, PCI Express).

Так­же ши­роко рас­простра­нены и встро­ен­ные (ин­тегри­рован­ные) в сис­темную пла­ту ви­де­окар­ты — как в ви­де от­дельно­го чи­па, так и в ка­чес­тве сос­тавля­ющей час­ти се­вер­но­го мос­та чип­се­та или ЦПУ; в этом слу­чае ус­тройство, стро­го го­воря, не мо­жет быть наз­ва­но ви­де­окар­той.

Ви­де­окар­ты име­ют сле­ду­ющие ха­рак­те­рис­ти­ки: Ви­де­окар­ты име­ют сле­ду­ющие ха­рак­те­рис­ти­ки:

• ши­ри­на ши­ны па­мя­ти — ко­ли­чес­тво би­тов ин­фор­ма­ции, пе­ре­да­ва­емой за такт. Важ­ный па­ра­метр в про­из­во­ди­тельнос­ти кар­ты;
• объем ви­де­опа­мя­ти, из­ме­ря­ет­ся в ме­га­байтах — объем собс­твен­ной опе­ра­тив­ной па­мя­ти ви­де­окар­ты. Больший объем да­ле­ко не всег­да оз­на­ча­ет бо́льшую про­из­во­ди­тельность. Ви­де­окар­ты, ко­то­рые ин­тег­ри­ро­ва­ны в на­бор сис­тем­ной ло­ги­ки ма­те­рин­ской пла­ты или яв­ля­ют­ся частью ЦПУ, обыч­но не име­ют собс­твен­ной ви­де­опа­мя­ти и ис­пользу­ют для сво­их нужд часть опе­ра­тив­ной па­мя­ти компьюте­ра (Unified Memory Access — UMA);
• час­то­ты яд­ра и па­мя­ти — из­ме­ря­ют­ся в ме­га­гер­цах; чем их больше, тем быс­трее ви­де­окар­та бу­дет об­ра­ба­ты­вать ин­фор­ма­цию;
• тек­стур­ная и пик­сельная ско­рость за­пол­не­ния — из­ме­ря­ет­ся в мил­ли­онах пик­се­лей в се­кун­ду, по­ка­зы­ва­ет ко­ли­чес­тво вы­во­ди­мой ин­фор­ма­ции в еди­ни­цу вре­ме­ни.

4.5. Жесткие диски

На­копи­тель на жес­тких маг­нитных дис­ках (НЖМД, Hard (Magnetic) Disk Drive — HDD, HMDD), жес­ткий диск — за­поми­на­ющее ус­тройство (ус­тройство хра­нения ин­форма­ции) про­из­вольно­го дос­ту­па, ос­но­ван­ное на прин­ци­пе маг­нитной за­писи. Яв­ля­ет­ся ос­новным на­копи­телем дан­ных в большинс­тве компьюте­ров.

Жес­ткий диск сос­то­ит из гер­мо­зоны, ус­тройства по­зици­они­рова­ния и бло­ка элек­тро­ники.

Ин­форма­ция в НЖМД за­писы­ва­ет­ся на жес­ткие (алю­мини­евые или стек­лянные) плас­ти­ны, пок­ры­тые сло­ем фер­ро­маг­нитно­го ма­тери­ала, ча­ще все­го дву­оки­си хро­ма, — маг­нитные дис­ки. В на­копи­телях на жес­тких маг­нитных дис­ках ис­пользу­ют­ся од­на или нес­колько плас­тин на од­ной оси.

Сов­ре­мен­ные се­рийно вы­пус­ка­емые внут­ренние жес­ткие дис­ки мо­гут ис­пользо­вать ин­терфейсы ATA (он же IDE и PATA), SATA, eSATA, SCSI, SAS, FireWire, SDIO и Fibre Channel.

4.6. Оптические диски и оптические приводы

Оп­ти­чес­кий диск (optical disc) — со­бира­тельное наз­ва­ние для но­сите­лей ин­форма­ции, вы­пол­ненных в ви­де дис­ков, чте­ние с ко­торых ве­дет­ся с по­мощью оп­ти­чес­ко­го из­лу­чения. Диск обыч­но плос­кий, его ос­но­ва сде­лана из по­ликар­бо­ната, на ко­торый на­несен спе­ци­альный слой. Этот слой и слу­жит для хра­нения ин­форма­ции. Для счи­тыва­ния ин­форма­ции ис­пользу­ет­ся обыч­но луч ла­зера, ко­торый нап­равля­ет­ся на спе­ци­альный слой и от­ра­жа­ет­ся от не­го.

Су­щес­тву­ют сле­ду­ющие стан­дарты оп­ти­чес­ких дис­ков: CD (ком­пакт-диск), DVD, HD DVD, BD

4.7. Флеш-накопители

Флеш-па­мять (flash memory) — раз­но­вид­ность по­луп­ро­вод­ни­ковой тех­но­логии элек­три­чес­ки пе­реп­рограм­ми­ру­емой па­мяти (EEPROM). Этот же тер­мин ис­пользу­ет­ся в элек­трон­ной схе­мотех­ни­ке для обоз­на­чения тех­но­логи­чес­ки за­кон­ченных ре­шений пос­то­ян­ных за­поми­на­ющих ус­тройств в ви­де мик­росхем на ба­зе этой по­луп­ро­вод­ни­ковой тех­но­логии. За­час­тую под флеш-па­мятью под­ра­зуме­ва­ют ши­рокий класс твер­до­тельных ус­тройств хра­нения ин­форма­ции.

Наглядная миниатюризация карт памяти

Ос­новное наз­на­чение USB-на­копи­телей — хра­нение, пе­ренос и об­мен дан­ны­ми, ре­зер­вное ко­пиро­вание, заг­рузка опе­раци­он­ных сис­тем (LiveUSB) и др. Из-за сво­его удобс­тва флеш-на­копи­тели ис­пользу­ют­ся очень ши­роко. Раз­ра­ботан да­же уме­ща­ющийся на флеш-кар­ту па­кет прог­рамм для ав­то­мати­чес­ко­го сня­тия улик с компьюте­ра нек­ва­лифи­циро­ван­ным по­лицейским (COFEE).

USB-флеш-на­копи­тели обыч­но бы­ва­ют съем­ны­ми и пе­реза­писы­ва­емы­ми.

Кар­та па­мяти, или флеш-кар­та — ком­пак­тное элек­трон­ное за­поми­на­ющее ус­тройство, ис­пользу­емое для хра­нения циф­ро­вой ин­форма­ции. Сов­ре­мен­ные кар­ты па­мяти из­го­тав­ли­ва­ют­ся на ос­но­ве флеш-па­мяти, хо­тя прин­ци­пи­ально мо­гут ис­пользо­ваться и дру­гие тех­но­логии. Кар­ты па­мяти ши­роко ис­пользу­ют­ся в элек­трон­ных ус­тройствах, вклю­чая циф­ро­вые фо­то­ап­па­раты, со­товые те­лефо­ны, но­ут­бу­ки, пор­та­тив­ные циф­ро­вые а­уди­оп­ро­иг­ры­вате­ли.