Попов И.И., Матвеев А.А., Максимов Н.В. Архитектура электронно-вычислительных машин и систем (2004) (1186255), страница 82
Текст из файла (страница 82)
е.заменяется серией его отдельных выборок — отсчетов. Качестводвоичного кодирования зависит от двух параметров: количествараспознаваемых дискретных уровней сигнала и количества выборок всекунду.Различные звуковые карты могут обеспечить 8-или 16-битныевыборки, 8-битные карты позволяют закодировать 256 различныхуровней дискретизации звукового сигнала, соответственно 16-битные —65 536 уровней.Количество выборок в секунду, т. е. частота дискретизациианалогового звукового сигнала, может принимать следующие значения:5,5 КГц, II КГц, 22 КГц и 44 КГц. Таким образом, качество звука вдискретнойформеможетбытьоченьплохим(качестворадиотрансляции) при 8 битах и 5,5 Кгц и очень высоким (качествоaудиoCD) при 16 битах и 44 КГц.Для записи звука к звуковой плате может быть подключенмикрофон или устройство воспроизведения звука (магнитофон, CDплейер).
Для воспроизведения звука к ее выходу могут бытьподключены акустические колонки или наушники, а также любаяакустическая система (магнитофон, музыкальный центр и т. д.).Профессиональные звуковые платы позволяют выполнятьсложную обработку звука, обеспечивают стереозвучание, имеютсобственное ПЗУ с хранящимися в нём сотнями тембров звучанийразличных музыкальных инструментов. Звуковые файлы обычно имеюточень большие размеры. Так, трёхминутный звуковой файл состереозвучанием занимает примерно 30 Мбайт памяти. Поэтому платыSound Blaster, помимо своих основных функций, обеспечиваютавтоматическое сжатие файлов.Область применения звуковых плат — компьютерные игры,обучающие программные системы, рекламные презентации, "голосоваяпочта" (voice mail) между компьютерами, озвучивание различныхпроцессов, происходящих в компьютерном оборудовании, таких,например, как отсутствие бумаги в принтере и т.п.Программный продукт Magix 2004 MP3 Maker можетреализовывать следующие преобразования звуковых данных:- дорожка аудио-CD – файл MP3;- микрофонный или линейный вход – файл MP3;- файл MP3 – аудио CD и пр.413ВидеоадаптерВидеоадаптер — это электронная плата, которая обрабатываетвидеоданные (текст и графику) и управляет работой дисплея.
Содержитвидеопамять, регистры ввода вывода и модуль BIOS. Посылает вдисплей сигналы управления яркостью лучей и сигналы разверткиизображения.Наиболее распространенный видеоадаптер на сегодняшний день—адаптерSVGA(SuperVideoGraphicsArray—супервидеографический массив), который может отображать на экранедисплея 1280х1024 пикселей при 256 цветах и 1024х768 пикселей при 16миллионах цветов.Рис.13. Графический акселераторС увеличением числа приложений, использующих сложнуюграфику и видео, наряду с традиционными видеоадаптерами широкоиспользуются разнообразные устройства компьютерной обработкивидеосигналов:Графические акселераторы (ускорители) — специализированныеграфическиесопроцессоры,увеличивающиеэффективностьвидеосистемы. Их применение освобождает центральный процессор отбольшого объёма операций с видеоданными, так как акселераторысамостоятельно вычисляют, какие пиксели отображать на экране икаковы их цвета.Фрейм-грабберы, которые позволяют отображать на экранекомпьютера видеосигнал от видеомагнитофона, камеры, лазерногопроигрывателя и т.
п., с тем, чтобы захватить нужный кадр в память ивпоследствии сохранить его в виде файла.TV-тюнеры — видеоплаты, превращающие компьютер втелевизор. TV-тюнер позволяет выбрать любую нужную телевизионнуюпрограмму и отображать ее на экране в масштабируемом окне.
Такимобразом можно следить за ходом передачи, не прекращая работу.414Рис. 14. Пример экрана средства захвата, редактирования и вывода вфайл MPEG видеопотока Pinnacle Studio 94156. Персональные компьютеры. Процессор, главная памятьИстория персональных компьютеров (ПК) началась в 80-е годы20-го века, когда практически одновременно компании Motorola, Zilog иIntel выпустили на рынок достаточно мощные микропроцессорыM68000, Z80 и Intel 8086.Наэтихмикропроцессорахбылипостроеныпервыемикрокомпьютеры (ПК):- Kaypro II (Zilog);- Macintosh 128K (Motorola);- IBM PC XT (Intel -INTegrated ELectronics).Поскольку в дальнейшем основное внимание будет уделеноIBM/PC-совместимым ПК и их «потомкам», вначале вкратцеостановимся на параллельных ветвях развития ПК.б)а)Рис.
1. Первые ПК - Kaypro II (а) и Macintosh 128K (б)Первые ПКKaypro II был представлен публике в августе 1982 года. Несмотряна название, это была первая модель компании Эндрю Кея (Andrew F.Kay) Non-Linear Systems, Inc., позже переименованной в KayproCorporation.При весе более десяти килограмм, Kaypro II позиционировался какпереносная система. Возможность работы в полевых условиях былаподтверждена во время ралли Париж-Дакар в 1984 году, на котороморганизаторами использовалось десять компьютеров Kaypro II.Технические характеристики этой модели близки к системеOsborne 1, выпускаемой фирмой Адама Осборна, и HP-85 от HewlettPackard.
Следует, однако, отметить, что при близости возможностей416Kaypro II был почти вдвое легче Osborne 1, что для переносной системыимеет первоочередную важность, и на два года моложе HP-85.Kaypro II оснащался процессором Zilog Z80 с тактовой частотой2,5 МГц. Объем ОЗУ составлял 64 Кб, ПЗУ - 2 Кб. Встроенный дисплейразмером 9" был способен работать в текстовом режиме 80×24,поддержка графического режима не предусматривалась. Клавиатуракомпьютера была довольно удобной, с курсорными и цифровымиклавишами.
Устройством хранения данных служили два дисковода дляодносторонних 5,25" дисков двойной плотности емкостью 190 Кб.Работал Kaypro II под управлением ОС CP/M (Control Program forMicroprocessor) и стоил на момент выхода $1795.Модель 128K – первый продукт в семействе компьютеровMacintosh. Корпорация Apple представила ее в январе 1984 года,развернув интенсивную маркетинговую кампанию. «Если ужкомпьютеры так умны, – говорилось в одной из реклам, – то не лучше линаучить их общаться с человеком, чем учить людей общаться скомпьютером?»Macintosh 128K базировался на тридцатидвухразрядноммикропроцессоре Motorola 68000 с тактовой частотой 8 МГц, имел 128Кб ОЗУ, 64 Кб ПЗУ, односторонний 400 Кб флоппи-дисковод 3,5’’,встроенный 9’’ черно-белый экран с графическим разрешением 512х342точки, оснащался, помимо клавиатуры, манипулятором «мышь» и весил20 фунтов (8 кг.).Многое в новом компьютере было заимствовано из разработокисследовательского центра PARC компании Xerox, 15 специалистовкоторой в начале 1980-х годов перешли на работу в Apple.
Именноблагодаря достижениям PARC возникли система «окон» на экране,интерфейс, основанный на символических изображениях действий,устройство «мышь».417Рис. 2. Общий вид IBM-PC - совместимой ПЭВМ и ее составляющиеПервый Macintosh стоил в пять раз дороже, чем требовалиспецификации проекта – 2495$ вместо 500$. Но продажи шли оченьуспешно и за первые 9 месяцев было реализовано 275 тысячкомпьютеров.«Мак», как вскоре окрестили поклонники новую машину, принесApple грандиозный успех. С его появлением вся компьютернаяиндустрия перевернулась вверх ногами.
Владельцы компьютеров другихтипов завидовали графическим средствам «Мака» и простоте обращенияс ним. Программы, позволявшие использовать «окна» и «мышь» вкомпьютерах других моделей, раскупались нарасхват.Однако очень скоро пользователи Macintosh 128K столкнулись спроблемой слишком малого объема оперативной памяти, при том, чтовозможностейдлярасширенияОЗУконструкциеймоделипредусмотрено не было. Посыпались многочисленные нарекания,побудившие корпорацию Apple усовершенствовать свой продукт, и ужеосенью того же 1984 года миру был представлен новый «Мак» – модельMacintosh 512K (модель Macintosh 128K была снята с производства воктябре 1985 года).Устройство ПК на процессорах INTELКонструктивно ПК чаще всего выполнены в виде центральногосистемного блока, к которому через разъемы (стыки) подключаютсявнешние устройства: клавиатура, дисплей, принтер и т.д.
(рис. 3).418Упрощённая блок-схема, отражающая основные функциональныекомпоненты компьютерной системы в их взаимосвязи, изображена нарис. 1.Рис. 3. Общая структура персонального компьютера сподсоединенными периферийными устройствамиСистемный блокСистемный блок обычно включает в себя: системную плату, блокпитания, накопители на дисках, разъемы для дополнительных устройств;платы расширения с контроллерами - адаптерами внешних устройств.В зависимости от его конфигурации и размеров корпуса определяются такие характеристики ПК, как возможность дальнейшего расширения, транспортировка, доступ к компонентам и т.д.
Типы корпусов:Slimline, Desktop, Tower (Mini-Tower, Midi-Tower, Super-Big-Tower), FileServer.419Системная платаСистемная плата является основой системного блока, которыйобеспечивает внутренние связи, взаимодействует через прерывания свнешними устройствами и содержит компоненты, определяющиеархитектуру ПК. Системные платы с различными микропроцессорамиотличаются друг от друга по типам применяемых элементов и модулейпамяти, возможностям конфигурирования и т.д. Набор микросхем насистемной плате, обеспечивающий работу CPU по обмену данными спериферийными устройствами, называют Chipset.Источник питания и таймерИсточник питания — блок, содержащий системы автономного исетевого энергопитания ПК.Таймер — внутримашинные электронные часы реальноговремени, обеспечивающие при необходимости автоматический съемтекущего момента времени (год, месяц, часы, минуты, секунды и долисекунд).
Таймер подключается к автономному источнику питания —аккумулятору, и при отключении машины от электросети продолжаетработать.Рис. 4. Системная плата (Motherboard) и основные разъемы420A, B - разъемы PS/2; C, D - разъемы USB; F - принтер (LPT1); E, G- 9- штырьковые (D9) разъемы последовательных портов; Н - игровойпорт (joistik); I, J, K -разъемы звуковой платы (микрофон, линейныйвход, линейный выход)Системные шиныРазличные микросхемы и устройства, образующие ПК, должныбыть соединены друг с другом таким образом, чтобы они имели возможность обмениваться данными и целенаправленно системно управляться.Эта проблема решена путем применения унифицированных системныхшин. Использован общий набор проводников (на системной плате этопечатные проводники), а к ним подключены разъемы или слоты.
В слоты могут вставляться платы адаптеров (контроллеров) отдельных устройств и, что особенно важно, новых устройств. Слоты называютсятакже слотами расширения. Таким образом, любой компонент,вставленный в слот, может взаимодействовать с каждым подключеннымк шине компонентом ПК. Системные шины по функциональномуназначению делятся на шины данных, шины адресов и шиныуправления. Часто они также условно делятся на шину процессора(соединяет CPU, например, с основной системной шиной и внешнимкэшом, работает на тактовой частоте процессора и является самойбыстрой шиной), шину памяти (служит для передачи информациимежду CPU и оперативной памятью, однако скорость передачиинформации по ней гораздо меньше чем у шины процессора), шинуадреса (физически является частью шины процессора и шину вводавывода (для взаимодействия CPU с периферией).421Долгое время популярной оставалась шина ISA.
В IBM PC/XT использовалась 8 bit ISA Bus. С появлением IBM PC/AT (80286) эта шинастала 16-разрядной (AT Bus) и слот дополнился 36-контактнымразъемом. За счет этого увеличилась разрядность адресной шины (стала24) и, следовательно, расширилось адресуемое пространство (16 Мбайт).Шина MicroChannel Architecture - MCA разработана фирмой IBM иявляется 32 (16)-разрядной совершенно новой шиной, в спецификацияхкоторой определяются функции каждой линии и временныесоотношения электрических сигналов на ней. Каналом являетсяконкретная шина и протоколы, управляющие передачами данных поней. МСА была предусмотрена для ПК PS/2.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
