Персональный компьютер. 
Информационные технологии в туристской индустрии

Персональнмй компьютер (ПК) — это универсальная ЭВМ, предназначенная для индивидуального пользования. Его комплектация может быть разнообразной и зависит от круга решаемых им задач. Условно персональный компьютер можно разделить на системный блок и периферийные устройства. Передача данных, управляющих сигналов и адресов от одного устройства к другому осуществляется с помощью магистрали.

В системном блоке размещаются все основные компоненты компьютера: процессор, системная (материнская) плата, блок питания и т. д. К периферийным устройствам относятся устройства, которые подключаются к системному блоку с помощью разъемов и портов ввода-вывода.

Порт — это разъем, позволяющий подключать к системному блоку один или несколько видов периферийного оборудования. Например, универсальный порт USB (Universal Serial Bus) позволяет подключать множество различных устройств: модемы, принтеры, сканеры, сотовые телефоны, видеокамеры, съемные устройства хранения информации и т. д.

Центральной частью любого компьютера является системная (материнская) плата (рис. 9.1). Она служит для объединения и организации взаимодействия всех компонентов. Фактически выбор компьютера начинается с выбора системной платы. На системной плате размещаются все базовые компоненты: центральный процессор, оперативная память, набор разъемов и портов для подключения периферийных устройств, базовая система ввода-вывода BIOS, базовый набор микросхем («чипсет») и другие.

Рис. 9.1. Функциональная схема персонального компьютера.

Центральный процессор — это электронное устройство, предназначенное для обработки информации под управлением программы, находящейся в оперативной памяти. Скорость его работы во многом определяет быстродействие компьютера. Исполняется процессор в виде сверхбольшой интегральной схемы. К основным характеристикам процессора относят:

• • быстродействие — количество операций, производимых в 1 секунду, измеряется в бит/с;
• • тактовая частота определяет скорость выполнения операций и непосредственно влияет на производительность процессора;
• • разрядность — количество двоичных разрядов, обрабатываемых за один такт. Если разрядность процессора 64, то за один такт обрабатывается 64 бита.

В большинстве компьютеров применяются процессоры от компаний Intel и AMD (чаще Athlon). Считается, что компьютеры на платформе AMD предпочтительнее использовать в играх, а платформа Intel эффективнее работает с цифровым видео. В стандартных программах обе платформы работают одинаково эффективно.

Процессоры разных поколений могут отличаться друг от друга архитектурой, исполнением, системой команд и т. д. Обычно чем выше поколение процессоров, тем за меньшее число тактов они выполняют одни и те же операции, то есть при одинаковых тактовых частотах имеют большее быстродействие.

Оперативная память (ОЗУ) — это устройство, предназначенное для размещения обрабатываемых данных и программ, управляющих процессом их обработки. В процессе работы компьютера происходит обмен информацией между оперативной памятью и внешними устройствами. Такой обмен называется вводом-выводом. Для его реализации используются контроллеры и адаптеры, управляющие внешними (периферийными) устройствами.

Оперативная память реализуется в виде специальных микросхем, размещаемых на системной плате, и характеризуется объемом, измеряемым в килобайтах, мегабайтах, гигабайтах. Считается, что производительность компьютера зависит в основном от материнской платы, центрального процессора и оперативной памяти.

Внешняя память компьютера по объему гораздо больше оперативной памяти, однако уступает ей по скорости взаимодействия с процессором. Внешняя память размещается на дисках. Жесткий диск (винчестер, HDD) используется для постоянного хранения информации: программ, документов, фотографий, видеозаписей и т. п. Он встраивается в системный блок компьютера, и его основными характеристиками являются емкость, измеряемая в гигабайтах, скорость чтения данных, среднее время доступа и другие. Винчестер подключают к системной плате специальным шлейфом-кабелем. При необходимости к компьютеру можно подключать внешние накопители на жестких магнитных дисках — внешние винчестеры.

Гибкие диски (дискеты или флоппи-диски) имеют объем памяти до 1,44 Мб. Для чтения или записи информации они помещаются в дисководы, доступ к которым находится на передней панели системного блока. Сейчас их применение уходит в прошлое.

Оптические диски (CD-R, CD-RW) имеют объем памяти до 800 Мб, а DVD-диски до нескольких гигабайт. Для чтения и записи информации используются соответствующие дисководы, размещенные в системном блоке.

Широкое распространение в настоящее время получили устройства USB Flash Drive (флэш-память), выполненные на одной микросхеме (кристалле) и не имеющие подвижных частей. Носитель имеет компактный корпус, напоминающий обычный брелок, и подключается к компьютеру через USB-порт. Носитель имеет объем памяти до 128 Гб. В перспективе накопители класса USB Flash Drive смогут полностью или частично заменить собой обычные дискеты, компактдиски и т. п.

На переднюю и заднюю панели системных блоков вынесены разъемы (порты) для подключения внешних устройств. Параллельный порт (LPT) представляет собой 25-контактный разъем и используется для подключения сканера, внешних накопителей и принтера.

Последовательные асинхронные порты (СОМ) используются в настоящее время только для поддержки модема (9- и 25-контактный разъемы).

Порты PS/2 созданы специально для подключения клавиатуры и мыши. Также мышь и клавиатура выпускаются под универсальный разъем USB. Однако разъем PS/2 пока предпочтительнее, так как USBпортов в компьютере меньше, чем устройств, которые можно к этому порту подключить.

Универсальный порт USB в перспективе должен заменить все виды портов, и все устройства будут подключаться к компьютеру только через этот порт. Теоретически на USB-порт можно подключить до 127 устройств. Данный порт предоставляет пользователям возможность работать в режиме Plug&Play с периферийными устройствами, то есть он обеспечивает подключение периферийного устройства к работающему компьютеру, его автоматическое распознавание и последующую установку соответствующих драйверов. Также этот порт обеспечивает питание маломощных устройств напряжением 5 вольт.

Порт IEEE 1394 (Fire Wire) предназначен для подключения внешних устройств с высокой скоростью передачи данных (цифровые видеокамеры, внешние накопители и т. п.). Он считается обязательным для большинства новых плат.

Звуковая плата или аудиоадаптер (Sound Blaster) — это специальная плата или периферийное устройство для записи, воспроизведения и создания звука. Основными составляющими звуковых карт являются синтезатор звукового сигнала и блок аналогово-цифрового (АЦП — Analog Digital Converter — ADC) и цифро-аналогового (ЦАП — Digital Analog Converter — DAC) преобразователей.

АЦП преобразует аналоговые звуковые сигналы (речь, музыку, шум) в цифровой сигнал для последующей обработки или сохранения. ЦАП выполняет обратное преобразование цифрового звука в аналоговый сигнал для воспроизведения акустической системой или синтезатором звука. Синтез звуковых сигналов осуществляется на основе частотной модуляции (FM-синтез) или с применением таблицы волн (самплов), так называемый WT-синтез (WaveTable).

Для синтеза звука на карту должны поступать управляющие команды, например, от MIDI-устройства (Musical Instruments Digital Interface). MIDI — это стандарт на язык и аппаратуру представления звуков различных инструментов. Команды MIDI определяют инструмент, октаву и ноту, которые должны звучать. Большинство плат имеет набор мелодий музыкальных инструментов в ПЗУ.

Звуковые платы подразделяются на внутренние и внешние. Внешние платы подключаются к портам USB или FireWire, внутренние — в РС1-разъем.

Как правило, внутренние звуковые платы (рис. 9.2) удовлетворяют запросы большинства пользователей. Внешние звуковые платы более дорогие, но обладают большим числом регуляторов и разъемов. Обычно в комплекте идет пульт дистанционного управления. На самой звуковой плате мало места, чтобы уместить все разъемы, поэтому плата может оснащаться блоком расширения, который устанавливается в пятидюймовый отсек системного блока. Обычно внешние звуковые платы актуальны для мобильных ПК.

Рис. 9.2. Внутренняя звуковая плата.

Для характеристики звуковых плат используются следующие параметры: разрядность, максимальная частота дискретизации, количество каналов (моно или стерео), параметры синтезатора, расширяемость и другие.

Разрядность карты определяет точность преобразования аналогового звукового сигнала в цифровую форму. Чем большим числом дискретных уровней представляется аналоговый сигнал, тем точнее выполняется его преобразование. В восьмиразрядных картах количество дискретных уровней звукового сигнала составляет 256, и они обеспечивают «телефонное» качество звука. В шестнадцатиразрядных картах количество уровней достигает 65 тысяч, и они теоретически могут обеспечить студийное качество звучания. Разрядность высококачественных карт составляет 24 разряда, при этом количество дискретных уровней сигнала более 16,8 млн.

Максимальная частота дискретизации определяет максимальную частоту записываемого/воспроизводимого сигнала. Для записи/ воспроизведения речевого сигнала достаточно 6−8 кГц, музыки — 20−25 кГц, высококачественного звучания — не менее 44 кГц.

Параметры синтезатора определяются типом синтеза — FM или WT. Важной характеристикой является объем ПЗУ или ОЗУ WTсинтезатора. Чем больше объем, тем большее количество музыкальных инструментов или качество их звучания. Возможности синтезатора по обработке звука (наличие эффект-процессора, модуляция, фильтрование и т. п.) и по загрузке новых инструментов имеют большое значение для музыкального творчества.

Видеокарта обычно представляет собой дополнительную плату (рис. 9.3), которая вставляется в слот материнской платы. Для простейших графических решений она может быть интегрирована в чипсет материнской платы.

Рис. 9.3. Видеокарта.

Разъемы видеокарты для подключения мониторов размещены на задней панели корпуса системного блока. Некоторые видеокарты могут иметь несколько выходов, к которым можно одновременно подключить несколько мониторов. Интерфейсы мониторов подразделяют на цифровые и аналоговые.

Для подключения ЭЛТ-мониторов применяются аналоговые VGA разъемы (video graphics array). В некоторых случаях они используются и для подключения цифровых проекторов и жидкокристаллических мониторов. Однако для цифровых мониторов рекомендуется использовать цифровые интерфейсы и соответствующие разъемы DVI (Digital Visual Interface), предназначенные для передачи видеоизображения на цифровые устройства отображения, например жидкокристаллические мониторы и проекторы. При необходимости подключения ЭЛТмонитора можно воспользоваться поставляемым с видеокартой переходником, преобразующим сигнал с DVI на VGA.

В настоящее время на смену разъемам DVI и VGA приходит новый цифровой интерфейс DisplayPort 1.1 (рис. 9.4), который по размеру похож на USB и обеспечивает удвоенную производительность DVI при меньших размерах. Малый размер позволяет использовать интерфейс в портативных устройствах.

Рис. 9.4. Разъемы типов DVI, VGA и DisplayPort 1.1.

Новый интерфейс HDMI (High-Definition Multimedia Interface) стал первым полностью цифровым интерфейсом для передачи несжатых потоков аудиои видеоинформации по одному кабелю. Он был разработан для телевидения и кино, а в компьютере используется для просмотра видео высокого разрешения. Новый интерфейс обратно совместим с DVI, который передает цифровой поток видео.

В настоящее время он имеет уже несколько версий с разными номерами. При одних и тех же аппаратных спецификациях и кабеле версии отличаются пропускной способностью и типами информации, которые можно передавать через HDMI. Так, HDMI 1.0 поддерживает максимальную скорость 4,9 Гбит/с, в то время как HDM1 1.3 — уже 10,2 Гбит/с. Выходы HDMI на видеокартах встречаются очень редко, но у них большие перспективы.

Важным аспектом интерфейса видеокарты является пропускная способность, определяющая количество информации, которое может пройти через интерфейс за единицу времени.

Видеокарта вставляется в слот (разъем) материнской платы компьютера, через который компьютер и видеокарта обмениваются информацией. Видеокарта должна соответствовать типу слота, чтобы они были совместимы физически и по протоколам передачи данных. В настоящее время видеокарты имеют интерфейсы AGP (Accelerated Graphics Port) и PCI Express (Peripheral Components Interconnect).

Интерфейс AGP имеет несколько версий, последняя из которых AGP 8х обеспечивает скорость 2,1 Гбайт/с. На новых материнских платах AGP уступает место интерфейсу PCI Express, который обеспечивает пропускную способность 4 Гбайт/с в одном направлении или 8 Гбайт/с в сумме.

Быстродействие видеокарты и ее функциональные возможности по формированию и обработке изображений определяются графическим процессором, который чаще всего является самым большим и наиболее нагревающимся компонентом видеокарты. Большинство видеокарт для хранения обрабатываемых изображений имеют собственную видеопамять с различными объемами: 16, 32, 64 или 128 Мбайт. От объема памяти зависит максимальная разрешающая способность экрана, количество цветов и глубина цвета. Микросхемы (чипы) видеопамяти обычно располагаются рядом с графическим процессором, чтобы печатные проводники были максимально короткими, что является важным на высоких тактовых частотах. Графический процессор и память обмениваются данными по 64- или 128-разрядной локальной шине.

Сетевая плата (сетевой адаптер) — устройство ввода-вывода информации, которое обеспечивает подключение компьютера к локально-вычислительной сети. Конструктивно может быть периферийным устройством или платой расширения в системном блоке.

По конструктивному исполнению сетевые платы делятся на:

• • внутренние платы, которые вставляются в PCI, ISA или PCI-E слот;
• • внешние платы подключаются к компьютеру через USB или PCMCIA интерфейс и преимущественно используются в ноутбуках;
• • платы, встроенные в материнскую плату.

На сетевых платах для подключения к локальной сети используются различные типы разъемов. Рядом с некоторыми разъемами устанавливается один или несколько светодиодов, сообщающих о наличии подключения и передаче информации.

В настоящее время все более широкое применение находят беспроводные сетевые платы, работающие в сетях стандарта 802.1 la/b/g и обеспечивающие высокоскоростную связь в сетях Wi-Fi.