Высшее образование: Бакалавриат - Лянг В. Ф. - ЭВМ и периферийные устройства: учебное пособие [2023, PDF, RUS]

ВВЕДЕНИЕ 18
1. АРХИТЕКТУРА И КЛАССИФИКАЦИЯ ПЕРСОНАЛЬНЫХ
КОМПЬЮТЕРОВ 22
1.1. Принципы Джона фон Неймана 22
1.2. Основные блоки ПК 23
1.3. Блок-схема устройства компьютера 25
1.4. Системный блок 27
1.5. Классификация компьютеров 30
Контрольные вопросы к главе 1 32
Практика 33
2. СИСТЕМНАЯ ПЛАТА 35
2.1. Типы основных плат ПК 35
2.2. Основные элементы материнской платы 36
2.3. Примеры расположения основных элементов на
материнской плате ПК 39
Системная плата начала 90-х годов 39
Системная плата конца 90-х годов 41
Современные системные платы 43
2.4. Система BIOS - базовая система ввода/вывода 45
2.4.1. Назначение BIOS 45
2.4.2. Функциональные возможности
современной BIOS 46
2.4.3. Фирмы-разработчики BIOS 47
2.5. Шины и слоты 48
2.5.1. Типы шин 48
2.5.2. Шина процессора 48
2.5.3. Шина памяти 50
2.5.4. Шина данных 51
2.5.5. Шина адреса 52
2.5.6. Шина ввода/вывода 53
Шина ISА 54
Шина МСА и ее управление 58
Шины EISA 60
Управление шинами EISA и МСА 61
Локальная шина 62
Шина РСI 65
Шина PC-Card 69
2.6. Разв итие архитектуры шин 69
2.6.1. Развязка шин системных пл ат 1995-2000 годов 69
2.6.2. Развязка шин системных плат 2000-2015 годов 71
2.7. Системные ресурсы 74
2.7.1. Прерывания 74
2.7.2. Каналы прямого доступа к памяти 80
2.7.3. Адреса ввода/вывода 80
2.8. Приз наки конфликтов 82
2.8.1. Предотвращение конфликтов вручную 82
2.8.2. Автоматическое конфигурирование системы 83
2.9. Системные платы российского производства 84
2.9.1. Системная плата к процессору Эльбрус 84
2.9.2. Системная плата к процессору Байкал 86
2.9.3. Системная плата к процессору MALT 87
Контрольные вопросы к главе 2 90
Практика 93
Построение архитектуры системной платы
иностранного производства 93
Построение архитектуры системной платы
российского производства 94
Сравнительный анализ системных плат
иностранного и российского производства 95
3. МИКРОПРОЦЕССОРЫ 97
3.1. Параметры процессоров 97
3.1.1. Процессоры фирмы lntel 97
3.1.2. Внутренние регистры 99
3.1.3. Быстродействие 99
3.2. Процессоры фирмы lntel 103
3.2.1. Процессор 286 103
3.2.2. Процессор 386 104
3.2.3. Процессор 486 106
3.2.4. Кэш 108
3.2.5. Процессор Pentium 110
3.2.6. Процессор Pentium с технологией ММХ 113
3.2.7. Маркировка процессора Pentium 114
3.2.8. Процессор Pentium Pro 115
3.2.9. Процессор Pentium II 119
Отличительные черты Pentium II 122
Структура процессора Pentium II 123
3.2.10. Процессор Pentium 4 127
Структура процессора Pentium 4 128
Архитектура процессора Pentium 4 134
Характерные черты процессора Pentium 4 136
3.3. lntеl-совместимые процессоры 139
3.4. Процессоры фирмы IBM 139
3.5. Процессоры фирмы AMD 141
3.5.1. RISC- и СISС-процессоры 141
3.5.2. Процессор AMD К5 143
3.5.3. Процессор AMD К6 144
3.5.4. Процессор AMD К7 145
Характерные черты AMD К7 145
Архитектура Athlon 147
3.6. Процессоры фирмы Cyrix 149
3. 7. Тестирование производительности процессоров 150
3.8. Сопроцессоры 153
3.9. Проверка процессоров 154
3.9.1. Дефект процессора Pentium 154
3.9.2. Дефект системы управления потребляемой
мощностью 156
3.9.3. Перегрев и охлаждение 157
3.10. Российские микропроцессоры 157
3.10.1. Процессоры Эльбрус 157
3.10.2. Микропроцессоры MultiClet 160
3.10.3. Микропроцессоры MALT 163
3.10.4. Микропроцессор КОМДИВ- МК 166
3.10.5. Процессоры Байкал 170
Контрольные вопросы к главе 3 176
Практика 179
Установка процессора 179
Сравнительный анализ технических свойств
процессоров 180
4. ПАМЯТЬ 181
4.1. Логическая организация памяти 181
4.1.1. Типы памяти 181
4.1.2. Логическая карта памяти 182
4.1.З. Основная память 18З
4.1.4. Область верхней памяти (UМА) 18З
4.1.5. Сегментные и линейные адреса 185
4.1.6. Видеопамять 187
4.1.7. ПЗУ адаптеров и специальное ОЗУ 189
BIOS видеоадаптеров 189
BIOS контроллера жесткого диска и основного
адаптера SCSI 190
Сетевые адаптеры 191
Другие ПЗУ в области верхней памяти (ИМА) 192
4.1.8. Память системной BIOS 192
4.1.9. Расширенная память 19З
4.1.10. Расширенная память XMS 194
4.1.11. Область старшей памяти НМА и линия А20 195
4.1.12. Дополнительная память (Expanded Memory) 196
4.2. Использование памяти 198
4.2.1. Предотвращение конфликтов и перекрытий
областей п а мяти ПЗУ BIOS 198
4.2.2. Теневая память ПЗУ 198
4.2.3. Установленная и доступная память 199
4.2.4. Конфигурирование и оптимизация памяти 200
4.3. Физическая память 202
4.3.1. Микросхемы ОЗУ 202
4.3.2. Конструкция и организация микросхем
и модулей памяти 202
4.3.3. Контроль четности 207
4.3.4. Принципы организации памяти 208
Страничная организация памяти 209
Память с чередованием 209
Кэширование памяти 209
Контрольные вопросы к главе 4 211
Практика 213
Установка модуля оперативной памяти 213
Карта памяти 214
5. БЛОК ПИТАНИЯ 215
5.1. Назначение блока питания 215
5.2. Конструкция блоков питания 216
5.3. Разъем ы блоков питания 222
5.4. Сетевые выключатели 225
5.5. Разъем ы питания дисковых накопителей 226
5.6. Сигнал Power Good 227
5.7. Факторы неисправности блока питания 228
5.8. Батареи питания КМОП-памяти 228
Контрольные вопросы к главе 5 230
Практика 231
Установка блока питания 231
Конструкция блока питания 232
6. НАКОПИТЕЛИ НА ЖЕСТКИХ ДИСКАХ 234
6.1. История создания накопителя 234
6.2. Основные узлы накопителя на жестком диске 235
6.2.1. Принципы работы накопителя
на жестком диске 236
6.2.2. Диски 237
Технология образования рабочего слоя 238
6.2.3. Головки записи/воспроизведения 239
6.2.4. Механизм привода головок 243
6.2.5. Двигатель привода дисков 249
6.2.6. Плата управления 250
6.2.7. Кабели и разъемы 250
6.3. Магнитная регистрация данных 252
6.4. Способы кодирования данных 254
6.4.1. Частотная модуляция - FM 255
6.4.2. Модифицированная частотная модуляция 256
6.4.3. Метод RLL 257
6.4.4. Сравнение способов кодирования 259
6.4.5. Секторы 260
6.4.6. Форматирование дисков 261
6.5. Интерфейсы накопителей на жестких дисках 263
6.6. Интерфейс SCSl 264
6.6.1. Стандарты SCSI 264
6.6.2. Схема связей основных элементов
конструкции SСSl-накопителя 266
6.6.3. Драйвер SCSl 269
6.6.4. Стандарты SPl-3 и SPl-4 269
6.6.5. Разъемы подключения SCSI 271
6.7. Интерфейс IDE 273
6.7.1. Стандарты IDE 273
6.7.2. Разъемы подключения IDE 275
6.7.3. Стандарт АТА RAID 277
6.8. Сравнение интерфейсов SCSI и IDE 281
Контрольные вопросы к главе 6 283
Практика 285
Установка жесткого диска в системный блок 285
Конструкция накопителя с жестким
магнитным диском 286
7. НАКОПИТЕЛИ НА ГИБКИХ ДИСКАХ 288
7.1. Конструкция дисковода 288
7.1.1. Головка записи/воспроизведения 291
7.1.2. Привод головок 292
7.1.3. Двигатель привода диска 294
7.1.4. Платы управления 294
7.1.5. Разъемы 295
7.2. Контролеры накопителей 295
7.3. Конфигурирование накопителей 296
7 .4. Конструкция дискеты 298
7.5. Перемычка смены дискеты 300
7.6. Физические характеристики 301
Контрольные вопросы к главе 7 303
Практика 304
8. УСТРОЙСТВА ОПТИЧЕСКОГО ХРАНЕНИЯ ДАННЫХ 305
8.1. История создания оптического накопителя 305
8.2. Оптические накопители 306
8.2.1. Устройство накопителя на CD-ROM 306
8.2.2. Принципы работы накопителя CD-ROM 308
8.2.3. Устройство накопителя DVD 312
8.2.4. Устройство записывающих
накопителей CD-ROM 313
8.3. Оптические носители 317
8.3.1. Производство дисков CD-ROM 317
8.3.2. Диски DVD 321
8.3.3. Диск CD-RW 324
8.4. Кодирование данных 325
8.4.1. Структура диска CD-ROM 325
8.4.2. Кодирование данных по методу EFM 327
8.4.3. Структура диска DVD 330
8.4.4. Кодирование данных по методу EFM+ 332
8.5. Скорость работы накопителей 334
8.5.1. Скорость накопителей CD-ROM 334
8.5.2. Скорость накопителей DVD 336
8.6. Форматы компакт-дисков и накопителей 337
8.6.1. Стандарты СО 337
Red Book 337
Yellow Book 337
Green Book 338
CD-ROM ХА 339
Orange Book 339
PhotoCD 340
White Book 341
CD ЕХТRА 342
8.6.2. Стандарты DVD 343
DVD-RAM 345
DVD-R 346
DVD-RW 346
DVD+RW 347
8.7. Файловые системы CD-ROM 348
8.7.1. High Sierra 349
8.7.2. ISO 9660 350
8.7.3. Joliet 352
8.7.4. Универсальный дисковый формат 353
8.7.5. Macintosh HFS 354
8.7.6. Rock Ridge 354
8.8. Интерфейс оптических накопителей 354
Контрольные вопросы к главе 8 357
Практика 360
Установка оптического диска 360
Конструкция оптического дисковода 361
9. Видеосистемы 363
9.1. Мониторы 363
9.1.1. Устройство дисплеев с электронно-лучевыми
трубками 363
9.1.2. Устройство жидкокристаллических дисплеев 365
9.1.4. Устройство плазменных мониторов 368
9.1.5. Мониторы на светоизлучающих полимерах 370
9.1.6. Сравнение мониторов 372
9.2. Разрешающая способность 374
9.3. Развертка 378
9.4. Видеоплаты 378
9.4.1. Монохроматический адаптер MDA 379
9.4.2. Цветной графический адаптер CGA 379
9.4.3. Улучшенный графический адаптер EGA 379
9.4.4. Адаптеры VGA 380
9.4.5. Адаптеры SVGA 381
9.4.6. Адаптеры XGA и XGA-2 382
9.5. Компоненты видеосистемы 382
9.5.1. BIOS видеоадаптера 383
9.5.2. Графический процессор 384
9.5.3. Цифроаналоговый преобразователь 385
9.5.4. Видеопамять 385
9.5.5. Разъемы для подключения монитора 387
9.5.6. Видеодрайвер 388
9.6. Быстродействие видеоадаптера 389
9.6.1. Видеопроцессор 389
9.6.2. ОЗУ 390
9.6.3. Шина 391
9.6.4. Ускоренный графический порт AGP 392
Контрольные вопросы к главе 9 395
Практика 397
Дисплей с электронно-лучевой трубкой 397
Жидкокристаллический монитор 397
10. УСТРОЙСТВО ВВОДА 399
10.1. Клавиатура 399
10.1.1. 101- и 104-клавишные клавиатуры 399
10.1.2. Конструкция клавиш 401
Клавиатуры с механическими переключателями 402
Клавиатуры с замыкающими накладками 403
Клавиатуры с резиновыми колпачками 404
Мембранная клавиатура 404
Клавиатуры с емкостными датчиками 405
10.1.3. Принцип работы и интерфейс клавиатуры 407
10.2. Мышь 409
10.2.1. Устройство оптико-механической мыши 410
10.2.2. Устройство оптической мыши 413
10.2.3. Интерфейсы мыши 414
10.2.4. Драйвер мыши 416
10.3. Разъемы для подключения клавиатуры и мыши 417
Контрольные вопросы к главе 10 419
Практика 421
Клавиатура 421
Мышь 421
11. МОНОБЛОК И НОУТБУК 423
11.1. Устройство моноблока 423
11.2. Устройство ноутбука 425
11.2.1. Внешний вид и разъемы подключения
ноутбука 425
11.2.2. Внутреннее устройство ноутбука 429
11.3. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ типов пк 431
Контрольные вопросы к главе 11 433
Практика 435
Взаимосвязь основных элементов ноутбука 435
Извлечение и установка жесткого диска 437
Извлечение и установка оптического диска
и оперативной памяти 440
12. ПРИНТЕРЫ 442
12.1. Матричные принтеры 442
12.1.1. Устройство матричных принтеров 442
12.1.2. Формирование изображения на бумаге 444
12.1.3. Шрифты 445
12.1.4. Строчные матричные принтеры 446
12.1.5. Преимущества и недостатки
матричных принтеров 448
12.2. Лазерные принтеры 448
12.2.1. Устройство лазерного принтера 449
12.2.2. Устройство цветного лазерного принтера 451
12.2.3. Разрешение 451
12.3. Печатающая головка с использованием
светодиодного источника света 452
12.4. Струйные принтеры 454
12.4.1. Метод газовых пузырей 454
12.4.2. Пьезоэлектрический метод 455
15
12.4.3. Метод drop-on-demand 457
12.5. Термопечатающие принтеры 458
12.6. Принтеры с изменением фазы красителя 459
12.7. ЗD-принтеры 460
12.8. Яз ыки принтеров 463
РСL6 463
HP-GL 464
PostScript 464
30-принтеры 465
Контрольные вопросы к главе 12 477
Практика 479
13. СКАНЕРЫ 481
13.1. Устройство сканера 481
13.2. Технология формирования изображения 483
13.3. Виды сканеров 484
13.3.1. Фотосканер 484
13.3.2. Видеосканеры 485
13.3.3. Ручной сканер 485
13.3.4. Настольные сканеры 487
Роликовые сканеры 487
Барабанные сканеры 488
Проекционные сканеры 489
13.3.5. Устройство OCR 491
Контрольные вопросы к главе 13 492
Практика 494
14. ЛОКАЛЬНЫЕ СЕТИ 496
14.1. Компоненты локальной сети 496
14.2. Типы сетей 496
14.3. Топология сети 498
14.3.1. Шинная топология 498
14.3.2. Звездообразная топология 498
14.3.3. Кольцевая топология 499
14.4. Аппаратное обеспечение сети 501
14.4.1. Сетевые адаптеры 502
14.4.2. Разъемы сетевых адаптеров 503
14.4.3. Концентраторы для Ethernet 505
14.4.4. Коммутаторы Ethernet 509
14.4.5. Сетевые кабели 511
Коаксиальный кабель для Thick и Thin Ethernet 512
14.5. Беспроводная сеть Ethernet 515
14.5.1. Стандарт беспроводной Ethernet IEEE 802.llb 515
14.5.2. Альтернативы стандарту IEEE 802.llb 517
14.5.3. Логические топологии беспроводных сетей 519
14.6. Сетевые протоколы 520
Контрольные вопросы к главе 14 521
Практика 523
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ список 524
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И ТЕРМИНОВ 530
Русские сокращения и термины 530
Иностранные сокращения и термины 555