Автор работы: Пользователь скрыл имя, 04 Мая 2013 в 14:09, реферат
В познании деятельности компьютера есть несколько уровней. Первый из них, необходимый каждому специалисту, - уровень архитектуры.
Архитектура - это наиболее общие принципы построения ЭВМ, реализующие программное управление работой и взаимодействием основных функциональных узлов. На этом уровне не требуется знание схемных решений современной радиотехники и микроэлектроники. Последнее вообще выходит за пределы информатики, оно требуется лишь разработчикам физических элементов компьютеров.
Поддерживаемые видеорежимы
В документации монитора указывается, какие видеорежимы (режимы вывода изображения) он поддерживает. Каждый видеорежим характеризуется разрешением, а также частотами вертикальной и горизонтальной развертки (в другой терминологии - частотой кадров и частотой строк).
Разрешение
Видеосигнал, передаваемый от видеоконтроллера в монитор, описывает изображение как прямоугольную сетку цветных точек. Количество точек по горизонтали и вертикали в передаваемом изображении называется разрешением. Например, «разрешение 640 480» означает, что выводимое на экран изображение состоит из 640 точек по горизонтали и 480 точек по вертикали (всего 307200 точек). Чем выше разрешение, тем более детальным изображение может быть на экране.
Частоты развертки
Монитор отображает принимаемый им видеосигнал построчно, выводя один ряд строчек за другим. Для перехода от одного ряда точек к следующему и для возврата к верхнему ряду точечек видеоконтроллер посылает в монитор специальные управляющие сигналы. Частота (количество в секунду) управляющих сигналов, указывающих о необходимости перейти к изображению следующего ряда точек, называется частотой горизонтальной развертки, или частотой строк. Частота управляющих сигналов, указывающих о необходимости перейти к изображению верхнего ряда точек, называется частотой вертикальной развертки, или частотой кадров.
Если величина частоты горизонтальной развертки (частоты строк) существенна только для согласования видеоконтроллера и монитора, то частота кадров (частота вертикальной развертки) обновляется изображение на экране. При малой частоте кадров человеческий глаз видит мерцание или дрожание изображения на мониторе. Лишь при частоте кадров 75-80 Гц и более мерцание совсем пропадает. Поэтому во избежание утомления глаз тот видеорежим, в котором Вы собираетесь по преимуществу работать, должен иметь частоту кадров не менее 75 Гц, в крайнем случае, 70-72 Гц.
Некоторые старые мониторы обеспечивают работу при максимальном разрешении (как правило, 1024 768 точек) лишь при чересстрочной (interlanced) развертке. В этом режиме монитор выводит отображение не всех строк последовательно, от верхней к нижней строке, а сначала выводит нечетные строки экрана, а потом четные. Поэтому реальная скорость обновления экрана в данном режиме в два раза меньше. Скажем, чересстрочная развертка с вертикальной развертки 87 Гц (в документации это может обозначаться так: 87i) на самом деле обеспечивает частоту кадров всего 43,5 Гц, то есть изображение на экране будет сильно мерцать, что приведет к быстрому утомлению глаз. По этому следует приобретать мониторы, обеспечивающие разрешающую способность с построчной (non-interlaced) разверткой.
Выбор разрешения и размера монитора
По традиции на ПК используются, как правило, режимы с разрешением 640 480, 800 600, 1024 768, 1280 1024, 1600 1200 (или 1600 1280) точек. Для многих задач вполне достаточным является разрешение 800 600 или 1024 768. Но при редактировании текстов, в издательском деле, работе с графикой и чертежами удобнее режимы высокого разрешения: 1280 1024 и 1600 1200 (или 1600 1280) точек, однако для них требуются большие мониторы и мощные видеоконтроллеры.
При выборе размера монитора надо учитывать разрешение, с которым Вы хотите работать, и величину экрана монитора. Действительно, если количество точек люминофора каждого цвета меньше числа точек изображения, которое программа пытается вывести на экран, то на все точки выводимого изображения просто не хватит точек люминофора. В результате фактически выведенное изображение будет недостаточно четким, расплывчатым, а мелкие детали его рассмотреть не удастся. Вот рекомендации по выбору монитора, необходимого для работы с данным разрешением.
Разрешение |
Монитор |
800 600 |
14-дюймовый
|
1024 786 |
15-дюймовый монитор с зерном, меньшим 0,28 мм или с зерном 0,28 мм и большим полем изображения (диагональ поля изображения - от 14,1 дюйма, т.е. 35,8 см), или почти любой 17-дюймовый монитор. |
1280 1024 |
17-дюймовый монитор с зерном 0.25-0,26 мм (при зерне 0,26 мм – также и с большим полем изображения – от 16,2 дюйма, т.е. 41,6 см), или практически любой монитор размером более 17 дюймов. |
1600 1200 |
21-дюймовый монитор с зерном 0,25-0,26 мм (при зерне 0,26 мм – также и с большим полем изображения: диагональ поля изображения – от 20,4 дюйма, т.е. 52 см).
|
Прочие характеристики
Качественные мониторы имеют множество приятных особенностей: почти плоский экран; антибликовое, антиотражающее и антистатическое покрытие; соответствие стандартам излучения MPR 2, TCO-92 или даже TCO-95, соответствие нормам экономии электроэнергии Energy Star, наличие кнопки размагничивания, регуляторов размера и положения изображения, коррекции подушкообразных, трапециевидных и других искажений, наклона и поворота изображения, настройки цветовой температуры и т.д. Во многих настройки выполняются не многочисленными ручками, которые легко перепутать, а через выводимое на экран меню.
Хотя некоторым пользователям подобные «мелочи» могут показаться несущественными, можно сказать, что именно их наличие является первым признаком, отличающим качественный монитор от дешевых подделок.
Калибровка монитора
В некоторых приложениях мониторы должны быть не просто цветными, но и отображать цвета абсолютно правильно. Поэтому такие мониторы оснащаются возможностью калибровки, то есть настройки цветовоспроисведения. Для калибровки мониторов используются специальные программы. Иногда применяется и специальное устройство – калибратор (скажем, ProSence Calibrator фирмы Radius), которое измеряет цвета, воспроизводимые монитором. При наличии калибратора настройка цветовоспроизведения осуществляется значительно проще (почти в автоматическом режиме).
Основное назначение внешней памяти компьютера – долговременное хранение большого количества различных файлов (программ, данных и т.д.). Устройство, которое обеспечивает запись/считывание информации, называется накопителем, а хранится информация на носителях. Наиболее распространенными являются накопители следующих типов:
В основу построения подавляющего большинства ЭВМ положены следующие общие принципы, сформулированные в 1945 году американским ученым венгерского происхождения ДЖОНОМ фон НЕЙМАНОМ.
Согласно этому принципу, вся информация, поступающая в ЭВМ, кодируется с помощью двоичных сигналов.
Из него следует, что
программа состоит из набора команд,
которые выполняются
Программы и данные хранятся в одной и той же памяти. Поэтому ЭВМ не различает, что хранитсяв данной ячейке памяти - чисчло, текст или команда. Над командами можно выполнять такие жедействия, как и над данными.
Структурно основная память состоит из пронумерованных ячеек; процессору в произвольный момент времени доступна любая ячейка.
Отсюда следует возможность давать имена областям памяти, так, чтобы к запомненным в них значениям можно было бы впоследствии обращаться или менять их в процессе выполнения прграммы с использованием присвоенных имен.
Согласно фон Нейману, ЭВМ состоит из следующих основных блоков:
Машины, построенные на этих принципах, называются ФОН-НЕЙМАНОВСКИМИ.
Фон Нейман не только выдвинул основополагающие принципы логического устройства ЭВМ, но и предложил ее структуру, которая воспроизводилась в течение первых двух поколений ЭВМ. Основными блоками по Нейману являются устройство управления (УУ) и арифметико-логическое устройство (АЛУ) (обычно объединяемые в центральный процессор), память, внешняя память, устройства ввода и вывода. Схема устройства такой ЭВМ представлена на рис. 1. Следует отметить, что внешняя память отличается от устройств ввода и вывода тем, что данные в нее заносятся в виде, удобном компьютеру, но недоступном для непосредственного восприятия человеком. Так, накопитель на магнитных дисках относится к внешней памяти, а клавиатура – устройство ввода, дисплей и печать – устройства вывода.
Рис. 1. Архитектура ЭВМ, построенной на принципах фон Неймана. Сплошные линии со стрелками указывают направление потоков информации, пунктирные – управляющих сигналов от процессора к остальными узлам ЭВМ
Устройство управления
и арифметико-логическое устройство
в современных компьютерах
Память (ЗУ) хранит информацию (данные) и программы. Запоминающее устройство у современных компьютеров “многоярусно” и включает оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), хранящее ту информацию, с которой компьютер работает непосредственно в данное время (исполняемая программа, часть необходимых для нее данных, некоторые управляющие программы), и внешние запоминающие устройства (ВЗУ) гораздо большей емкости, чем ОЗУ. но с существенно более медленным доступом (и значительно меньшей стоимостью в расчете на 1 байт хранимой информации). На ОЗУ и ВЗУ классификация устройств памяти не заканчивается – определенные функции выполняют и СОЗУ (сверхоперативное запоминающее устройство), и ПЗУ (постоянное запоминающее устройство), и другие подвиды компьютерной памяти.
В построенной по описанной
схеме ЭВМ происходит последовательное
считывание команд из памяти и их выполнение.
Номер (адрес) очередной ячейки памяти.
из которой будет извлечена
Архитектура фон Неймана (англ. Von Neumann architecture) — широко известный принцип совместного хранения программ и данных в памяти компьютера. Вычислительные системы такого рода часто обозначают термином «Машина фон Неймана», однако, соответствие этих понятий не всегда однозначно. В общем случае, когда говорят об архитектуре фон Неймана, подразумевают физическое отделение процессорного модуля от устройств хранения программ и данных.
Наличие заданного набора исполняемых команд и программ было характерной чертой первых компьютерных систем. Сегодня подобный дизайн применяют с целью упрощения конструкции вычислительного устройства. Так, настольные калькуляторы, в принципе, являются устройствами с фиксированным набором выполняемых программ. Их можно использовать для математических расчётов, но невозможно применить для обработки текста и компьютерных игр, для просмотра графических изображений или видео. Изменение встроенной программы для такого рода устройств требует практически полной их переделки, и в большинстве случаев невозможно. Впрочем, перепрограммирование ранних компьютерных систем всё-таки выполнялось, однако требовало огромного объёма ручной работы по подготовке новой документации, перекоммутации и перестройки блоков и устройств и т. п.
Всё изменила идея хранения компьютерных программ в общей памяти. Ко времени её появления использование архитектур, основанных на наборах исполняемых инструкций, и представление вычислительного процесса как процесса выполнения инструкций, записанных в программе, чрезвычайно увеличило гибкость вычислительных систем в плане обработки данных. Один и тот же подход к рассмотрению данных и инструкций сделал лёгкой задачу изменения самих программ.