Персональные компьютеры

Персональные компьютеры (ПК) относятся к классу микрокомпьютеров, но ввиду их массовой распространенности заслуживают особого внимания. ПК для удовлетворения требованиям общедоступности и универсальности применения должна обладать такими качествами, как:

• малая стоимость ПК, находящаяся в пределах доступности для индивидуального покупателя;

• автономность эксплуатации без специальных требований к условиям окружающей среды;

• гибкость архитектуры, обеспечивающая ее адаптируемость к разнообразным применениям в сфере управления, науки, образования, в быту;

• дружественность операционной системы и прочего программного обеспечения, обусловливающая возможность работы с ней пользователя без специальной профессиональной подготовки;

• высокая надежность работы (более 5000 часов наработки на отказ).

Среди ПК в первую очередь следует отметить компьютеры американской фирмы IBM (International Business Machine Corporation):

• IBM PC XT (Personal Computer eXtended Technology);

• IBM PC AT (Personal Computer Advanced Technology) на микропроцессорах (МП) 80286 (16-разрядные);

• IBM PS/2 8030 — PS/2 8080 (PS Personal System, все кроме PS/2 8080 — 16-разрядные, PS/2 8080 — 32-разрядная);

• IBM PC AT на МП 80386 и 80486 (32-разрядные);

• IBM PC AT на МП Pentium — Pentium 4 (64-разрядные);

• IBM PC AT на МП типа VLIW: Itanium, Crusoe ( 64-разрядные);

• IBM PC AT на МП семейства Core (64-разрядные).

Широко известны персональные компьютеры, выпускаемые американскими фирмами: Apple (компьютеры Macintosh), Compaq Computer, Hewlett–Packard, Dell, DEC (Digital Equipment Corporation), а также фирмами Великобритании: Spectrum, Amstrad; Франции: Micral; Италии: Olivetti; Японии: Toshiba, Matsushita (Panasonic) и Partner.Наибольшей популярностью в настоящее время пользуются персональные компьютеры фирмы IBM, первые модели которых появились в 1981 году, и их аналоги других фирм; существенно уступают по популярности ПК фирмы Apple (Macintosh), занимающие по распространенности 2-е место. В настоящее время мировой парк компьютеров составляет более полумиллиарда штук, из них около 95% — это персональные компьютеры (компьютеров типа IBM PC более 80% всех ПК). Самыми распространенными моделями компьютеров в настоящее время являются IBM PC с микропроцессорами Pentium 4 и Core2. Обобщенные характеристики современных персональных компьютеров IBM PC приведены в табл. 4.2.

Таблица 4.2. Основные усредненные характеристики ПК IBM PC

Отечественная промышленность (страны СНГ) выпускала микрокомпьютеры:

1. Apple-совместимые — диалоговые вычислительные комплексы ДВК-1–ДВК-4 на основе «Электроника МС-1201»; «Электроника 85», «Электроника 32» и т. п.;

2. IBM PC-совместимые — ЕС1840–ЕС1842, ЕС1845, ЕС1849, ЕС1861, «Искра 1030», «Истра 4816», «Нейрон И9.66» и т. д.

Персональные компьютеры можно классифицировать по ряду признаков. По поколениям персональные компьютеры делятся на:

1-го поколения: используют 8-битовые микропроцессоры;

2-го поколения: используют 16-битовые микропроцессоры;

3-го поколения: используют 32-битовые микропроцессоры;

4-го поколения: используют 64-битовые микропроцессоры.

Классификация ПК по конструктивным особенностям показана на рис. 4.2.

Рис. 4.3. Классификация ПК по конструктивным особенностям

Портативные ПК — быстро развивающийся подкласс персональных компьютеров. Большинство портативных компьютеров имеют автономное питание от малогабаритных аккумуляторов, но могут они питаться и от электрической сети. При питании от аккумулятора для продления срока автономной работы все портативные компьютеры предусматривает переключение в режимы уменьшенного энергопотребления, например Standby и Sleep. Кроме того, все они поддерживают спецификацию Advanced Power Management (APM), в которой сформулированы требования к аппаратным и программным средствам управления потребляемой мощностью. В режиме Standy отключаются устройства с наибольшим энергопотреблением (винчестер, лампы подсветки дисплея и т. д.), режим Sleep обеспечивает еще большую экономию энергопотребления: снижается до минимума тактовая частота микропроцессора, многие системные параметры записываются в энергонезависимую память. Указанные меры приводят к тому, что иногда одного заряда аккумулятора хватает на 10 и более часов автономной работы портативного компьютера.

В качестве видеомониторов в портативных моделях применяются плоские жидкокристаллические дисплеи, реже люминесцентные или светоизлучающие.

Наращивание аппаратных средств у большинства портативных компьютеров выполняется подключением плат специальной конструкции, так называемых PCMCIA-карт (спецификация Personal Computer Memory Card International Association, первоначально ориентированная лишь на платы памяти). Почти все PCMCIA-карты (они обычно называются короче — PC-карты, или PC Card) поддерживают технологию Plug & Play («включай и играй»), при установке дополнительной платы не требующую выключения ПК или какой либо его дополнительной настройки.

На смену PCMCIA-картам пришел формат Express cards, позволяющих избавиться от множества микросхем, поскольку Express cards интегрируют два интерфейса: USB 2.0 и PCI Express.

Для PC-карт определены три типа габаритных размеров (форм-факторов): Type 1, Type 2 и Type 3. Два первых типоразмера определяют платы шириной 54 мм и длиной 85,5 мм, толщина 1 типа — 3,3 мм, а 2-го типа — 5 мм в средней части и 3,3 мм по краям. PC-карты 3-го типа более толстые — 10 мм, и поэтому в разъемы, предназначенные для первых двух типов карт, не устанавливаются. PC-карты выполняют функции модемов, факс-модемов, сетевых и интерфейсных адаптеров, контроллеров сотовой и пейджинговой связи, статической, динамической и флэш-памяти, жестких дисков, звуковых карт и т. д.

Наряду с платами ОЗУ, в портативных компьютерах более интенсивно, чем в настольных, применяются платы ПЗУ и Flash-памяти, последние у миниатюрных ПК часто используются вместо дисковой памяти. Клавиатура чаще всего чуть укороченная: 84–86 клавиш (вместо 101 у настольных ПК), но может иметься разъем для подключения и полной клавиатуры; у некоторых моделей клавиатура раскладная. У миниатюрных компьютеров клавиатура бывает так мала, что для нажатия клавиш применяется специальная указочка.

В качестве манипулятора графической информации (устройства целеуказания) обычно используется не мышь, а трекбол, трекпойнт или тачпад.

Трекбол (trackball) — пластмассовый шар диаметром 15–20 мм, вращающийся в любом направлении (напоминающий стационарно укрепленную перевернутую мышь). Трекболы бывают встроенные и внешние. Встроенные могут располагаться на блоке клавиатуры или на лицевой поверхности дисплея рядом с экраном. Внешние трекболы крепятся клипсой, подключаются к компьютеру кабелем или по инфракрасному беспроводному каналу.

Трекпойнт (trackpoint) — специальная гибкая клавиша на клавиатуре, типа ластика, прогиб которой в нужном направлений перемещает курсор на экране дисплея.

Тачпад ( touchpad) — небольшой планшет, размещенный на блоке клавиатуры и содержащий под тонкой пленкой сеть проводников, воспринимающих при легком нажиме направление перемещения нажимающего объекта, например, пальца. Принятый сигнал используется для управления курсором.

Применяются в портативных компьютерах и сенсорные экраны, в которых прикосновение к их поверхности обусловливает перемещение курсора в место прикосновения или выбор процедуры по меню, выведенному на экран.

Переносные компьютеры весьма разнообразны: от громоздких и тяжелых (до 15 кг) портативных рабочих станций до миниатюрных электронных записных книжек весом около 100 г.

Рассмотрим некоторые типы переносных ПК.