كتل الكمبيوتر الأساسية والغرض منها

مفهوم العمارة والهيكل

يتم تحديد بنية الكمبيوتر من خلال مجموع خصائصه التي تهم المستخدم. يتم إيلاء الاهتمام الرئيسي لهيكل ووظائف جهاز الكمبيوتر، والتي تنقسم إلى أساسية وإضافية.

تحدد الوظائف الرئيسية الغرض من الكمبيوتر: معالجة المعلومات وتخزينها وتبادل المعلومات مع كائنات خارجية. وظائف اضافيهزيادة كفاءة أداء الوظائف الأساسية: توفير أوضاع فعالة لتشغيله، والحوار مع المستخدم، والموثوقية العالية، وما إلى ذلك. يتم تنفيذ الوظائف المحددة للكمبيوتر باستخدام مكوناته: الأجهزة و برمجة.

هيكل الكمبيوتر هو نموذج معين يحدد تكوين وترتيب ومبادئ التفاعل بين مكوناته.

الكمبيوتر الشخصي هو كمبيوتر مكتبي أو كمبيوتر محمول يتميز بتعدد الاستخدامات. مزايا جهاز الكمبيوتر هي:

• 1. منخفضة التكلفة، وفي متناول المشتري الفردي؛
• 2. استقلالية التشغيل دون متطلبات خاصة للظروف البيئية؛
• 3. مرونة الهندسة المعمارية، مما يضمن قدرتها على التكيف مع مجموعة متنوعة من التطبيقات في مجال الإدارة والعلوم والتعليم وفي الحياة اليومية؛
• 4. "ملاءمة" نظام التشغيل وأشياء أخرى برمجة، مما يتيح للمستخدم العمل معه دون تدريب مهني خاص؛
• 5. موثوقية تشغيلية عالية (أكثر من 5 آلاف ساعة بين الأعطال)

بناء كمبيوتر شخصي

دعونا نفكر في تكوين مجموعات أجهزة الكمبيوتر الرئيسية والغرض منها فيما يتعلق بأجهزة الكمبيوتر المشابهة لأجهزة كمبيوتر IBM التي تلبي متطلبات التوفر العام.

المعالج الدقيق (MP). هذه وحدة كمبيوتر مركزية مصممة للتحكم في تشغيل جميع وحدات الجهاز ولإجراء العمليات الحسابية العمليات المنطقيةعلى المعلومات.

النائب يشمل:

• 1. جهاز التحكم (CU) - يولد ويرسل إشارات معينة إلى جميع كتل الماكينة في اللحظات المناسبة من الوقت - التحكم (نبضات التحكم)، التي تحددها تفاصيل العملية التي يتم تنفيذها ونتائج العمليات السابقة؛ يقوم بإنشاء عناوين خلايا الذاكرة المستخدمة في العملية التي يتم تنفيذها وينقل هذه العناوين إلى كتل الكمبيوتر المقابلة. تستقبل وحدة التحكم تسلسلاً مرجعيًا للنبضات من مولد نبض الساعة؛
• 2. الوحدة الحسابية المنطقية (ALU) - مصممة لتنفيذ جميع العمليات الحسابية والمنطقية على المعلومات الرقمية والرمزية (في بعض نماذج أجهزة الكمبيوتر، يتم توصيل معالج رياضي إضافي بـ ALU لتسريع تنفيذ العمليات؛
• 3. ذاكرة المعالجات الدقيقة (MPM) - تعمل على تخزين وتسجيل وإخراج المعلومات على المدى القصير المستخدمة مباشرة في العمليات الحسابية في الدورات التالية لتشغيل الماكينة. يعتمد MPP على السجلات ويستخدم لضمان السرعة العالية للجهاز، لأن الذاكرة الرئيسية (RAM) لا توفر دائمًا سرعة الكتابة والبحث وقراءة المعلومات اللازمة عمل فعالالنائب سريع المفعول. السجلات عبارة عن خلايا ذاكرة عالية السرعة بأطوال مختلفة (على عكس خلايا OP، التي يبلغ طولها القياسي 1 بايت وسرعة أقل)؛
• 4. نظام واجهة المعالجات الدقيقة - ينفذ الاقتران والتواصل مع أجهزة الكمبيوتر الأخرى؛ يتضمن واجهة MP داخلية، وسجلات تخزين عازلة ودوائر تحكم لمنافذ الإدخال/الإخراج (I/O) وناقل النظام. الواجهة عبارة عن مجموعة من الوسائل لإقران أجهزة الكمبيوتر والتواصل معها، مما يضمن تفاعلها الفعال. منفذ الإدخال / الإخراج (I / O - منفذ الإدخال / الإخراج) - جهاز واجهة يسمح لك بتوصيل جهاز كمبيوتر آخر بالمعالج الدقيق.

مولد الساعة. يولد سلسلة من النبضات الكهربائية. يتم تحديد تردد النبضات المتولدة تردد الساعةسيارات.

يحدد الفاصل الزمني بين النبضات المجاورة وقت دورة عمل واحدة أو ببساطة دورة تشغيل الآلة. يعد تردد مولد نبض الساعة أحد الخصائص الرئيسية للكمبيوتر الشخصي ويحدد إلى حد كبير سرعة تشغيله، لأن كل عملية في الجهاز يتم تنفيذها في عدد معين من دورات الساعة.

نظام الحافلات. هذا هو نظام الواجهة الرئيسي لجهاز الكمبيوتر، مما يضمن اقتران جميع أجهزته واتصالها مع بعضها البعض.

تتضمن حافلة النظام ما يلي:

• 1. ناقل بيانات الكود (CDB)، الذي يحتوي على أسلاك ودوائر توصيل للنقل المتوازي لجميع بتات الكود الرقمي (الكلمة الآلية) للمعامل؛
• 2. ناقل عنوان الرمز (ACBA)، بما في ذلك الأسلاك ودوائر الوصل للإرسال المتوازي لجميع بتات رمز العنوان لخلية الذاكرة الرئيسية أو منفذ الإدخال/الإخراج لجهاز خارجي؛
• 3. ناقل التعليمات المشفر (IBC)، الذي يحتوي على أسلاك ودوائر واجهة لنقل التعليمات (إشارات التحكم، النبضات) إلى جميع وحدات الآلة؛ ناقل طاقة يحتوي على أسلاك ودوائر واجهة لتوصيل وحدات الكمبيوتر بنظام إمداد الطاقة.

يوفر ناقل النظام ثلاثة اتجاهات لنقل المعلومات:

• - بين المعالج الدقيق والذاكرة الرئيسية؛
• - بين المعالج الدقيق ومنافذ الإدخال/الإخراج للأجهزة الخارجية؛
• - بين الذاكرة الرئيسية ومنافذ الإدخال/الإخراج للأجهزة الخارجية (في وضع الوصول المباشر إلى الذاكرة).

جميع الكتل، أو بالأحرى منافذ الإدخال/الإخراج الخاصة بها، متصلة بالناقل بنفس الطريقة من خلال الموصلات الموحدة المقابلة (المفاصل): مباشرة أو من خلال وحدات التحكم (المحولات). يتم التحكم في ناقل النظام بواسطة المعالج الدقيق إما بشكل مباشر أو في كثير من الأحيان من خلال شريحة إضافية - وحدة تحكم الناقل، التي تولد إشارات التحكم الرئيسية. يتم تبادل المعلومات بين الأجهزة الخارجية وناقل النظام باستخدام رموز ASCII.

الذاكرة الرئيسية (رام). إنه مصمم لتخزين المعلومات وتبادلها بسرعة مع الوحدات الأخرى في الجهاز. يحتوي OP على نوعين من الأجهزة: ذاكرة القراءة فقط (ROM) وذاكرة الوصول العشوائي (RAM).

يتم استخدام ROM لتخزين البرامج (الدائمة) وغير القابلة للتغيير معلومات مرجعية، يسمح لك بقراءة المعلومات المخزنة فيه بسرعة فقط (لا يمكنك تغيير المعلومات الموجودة في ذاكرة القراءة فقط).

تم تصميم ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) للتسجيل والتخزين وقراءة المعلومات (البرامج والبيانات) عبر الإنترنت والتي تشارك بشكل مباشر في عملية المعلومات والحوسبة التي يقوم بها الكمبيوتر في الفترة الزمنية الحالية. المزايا الرئيسية ذاكرة الوصول العشوائيهي أدائها العالي والقدرة على الوصول إلى كل خلية ذاكرة على حدة (الوصول المباشر إلى العنوان للخلية). من عيوب ذاكرة الوصول العشوائي، تجدر الإشارة إلى أنه من المستحيل حفظ المعلومات فيها بعد إيقاف تشغيل طاقة الجهاز (الاعتماد على التقلب).

ذاكرة خارجية. يشير إلى الأجهزة الخارجية للكمبيوتر الشخصي ويستخدم للتخزين طويل المدى لأي معلومات قد تكون مطلوبة لحل المشكلات. على وجه الخصوص، يتم تخزين كافة برامج الكمبيوتر في الذاكرة الخارجية. تحتوي الذاكرة الخارجية على أنواع مختلفة من أجهزة التخزين، ولكن أكثرها شيوعًا، والمتوفر على أي جهاز كمبيوتر تقريبًا، هي محركات الأقراص الثابتة (HDD) ومحركات الأقراص المرنة (FLMD).

الغرض من محركات الأقراص هذه هو تخزين كميات كبيرة من المعلومات وتسجيل المعلومات المخزنة وتحريرها عند الطلب في جهاز ذاكرة الوصول العشوائي. تختلف محركات الأقراص الثابتة ومحركات الأقراص المسطحة فقط في التصميم وحجم المعلومات المخزنة والوقت الذي يستغرقه البحث عن المعلومات وتسجيلها وقراءتها.

تُستخدم أيضًا أجهزة التخزين على أشرطة الكاسيت المغناطيسية (أجهزة البث المباشر)، ومحركات الأقراص الضوئية (الأقراص المضغوطة - ذاكرة القراءة فقط للقرص المضغوط - الأقراص المضغوطة المزودة بذاكرة للقراءة فقط)، وما إلى ذلك كأجهزة ذاكرة خارجية.

مزود الطاقة. هذه كتلة تحتوي على أنظمة إمداد طاقة مستقلة وشبكة لجهاز الكمبيوتر.

الموقت. هذه ساعة إلكترونية مدمجة في الجهاز توفر، إذا لزم الأمر، تسجيلاً تلقائيًا للحظة الحالية من الزمن (السنة والشهر والساعات والدقائق والثواني وكسور الثواني). يتم توصيل المؤقت بمصدر طاقة مستقل - بطارية ويستمر في العمل عند فصل الجهاز عن الشبكة.

الأجهزة الخارجية (ED). هذا هو العنصر الأكثر أهمية في أي مجمع حاسوبي. ويكفي أن نقول أنه من حيث التكلفة، تمثل VAs أحيانًا ما بين 50 إلى 80٪ من جهاز الكمبيوتر بأكمله. تعتمد إمكانية وفعالية استخدام أجهزة الكمبيوتر في أنظمة التحكم وفي الاقتصاد الوطني ككل إلى حد كبير على تكوين الكمبيوتر وخصائصه.

تضمن أجهزة الكمبيوتر تفاعل الجهاز مع البيئة: المستخدمين وكائنات التحكم وأجهزة الكمبيوتر الأخرى. VEs متنوعة للغاية ويمكن تصنيفها وفقًا لعدد من الخصائص. وبالتالي، وفقا للغرض، يمكن تمييز الأنواع التالية من الأجهزة:

• - أجهزة التخزين الخارجية (VSD) أو ذاكرة خارجيةالكمبيوتر؛
• - أدوات حوار المستخدم؛
• - أجهزة إدخال المعلومات؛
• - أجهزة إخراج المعلومات؛
• - وسائل الاتصال والاتصالات.

تشمل الأدوات التفاعلية للمستخدم شاشات الفيديو (شاشات العرض)، والآلات الكاتبة التي تعمل بالتحكم عن بعد (الطابعات المزودة بلوحات المفاتيح) وأجهزة إدخال وإخراج الكلام.

شاشة الفيديو (العرض) هي جهاز لعرض إدخال وإخراج المعلومات من جهاز الكمبيوتر.

تعد أجهزة الإدخال والإخراج الصوتي من أدوات الوسائط المتعددة سريعة النمو. أجهزة إدخال الكلام هي ميكروفونات مختلفة الأنظمة الصوتية"الفئران الصوتية"، على سبيل المثال، مزودة ببرامج متطورة للتعرف على الحروف والكلمات التي ينطقها الإنسان، والتعرف عليها، وترميزها.

أجهزة إخراج الكلام عبارة عن مُركِّبات صوتية مختلفة تعمل على تحويل الرموز الرقمية إلى أحرف وكلمات يتم إعادة إنتاجها من خلال مكبرات الصوت (مكبرات الصوت) أو مكبرات الصوت المتصلة بجهاز الكمبيوتر.

أجهزة إدخال المعلومات تشمل:

• · لوحة المفاتيح - جهاز لإدخال المعلومات الرقمية والنصية ومعلومات التحكم يدويًا إلى جهاز الكمبيوتر.
• · الأجهزة اللوحية الرسومية (أجهزة التحويل الرقمي) - لإدخال المعلومات والصور الرسومية يدويًا عن طريق تحريك مؤشر خاص (قلم) عبر الجهاز اللوحي. عند تحريك القلم، تتم قراءة إحداثيات موقعه تلقائيًا ويتم إدخال هذه الإحداثيات في جهاز الكمبيوتر؛
• · الماسحات الضوئية (آلات القراءة) - للقراءة التلقائية من الوسائط الورقية وإدخال النصوص المكتوبة والرسوم البيانية والصور والرسومات في جهاز الكمبيوتر. في جهاز ترميز الماسح الضوئي في وضع النص، يتم تحويل أحرف القراءة، بعد مقارنتها مع الخطوط المرجعية بواسطة برامج خاصة، إلى رموز ASCII، وفي الوضع الرسومي، يتم تحويل الرسوم البيانية والرسومات المقروءة إلى تسلسلات من الإحداثيات ثنائية الأبعاد؛
• · المناورات (أجهزة التأشير): عصا التحكم - الذراع، الفأرة، كرة التتبع - الكرة في الإطار، القلم الضوئي، وما إلى ذلك - لإدخال المعلومات الرسومية على شاشة العرض عن طريق التحكم في حركة المؤشر عبر الشاشة، يليها تشفير المؤشر الإحداثيات وإدخالها في جهاز الكمبيوتر.
• · شاشات تعمل باللمس- لإدخال عناصر الصور الفردية أو البرامج أو الأوامر من شاشة عرض مقسمة إلى جهاز الكمبيوتر.

تشمل أجهزة إخراج المعلومات ما يلي:

• · الطابعات - أجهزة طباعة لتسجيل المعلومات على الورق.
• · المتآمرون (المتآمرون) - لإخراج المعلومات الرسومية (الرسوم البيانية والرسومات والرسومات) من جهاز الكمبيوتر إلى الورق. هناك أجهزة تخطيط متجهة يمكنها رسم الصور باستخدام القلم وأجهزة التخطيط النقطية: الرسوم الحرارية والكهروستاتيكية ونفث الحبر والليزر. حسب التصميم، يتم تقسيم أجهزة التخطيط إلى أجهزة تخطيط مسطحة وطبلية. الخصائص الرئيسية لجميع أجهزة الراسمة هي نفسها تقريبًا: سرعة الرسم - 100 - 1000 مم / ثانية، أفضل النماذجالصور الملونة وعرض الألوان النصفية ممكنة؛ تتمتع أجهزة الراسمة الليزرية بأعلى دقة ووضوح للصورة، ولكنها الأكثر تكلفة.

تُستخدم أجهزة الاتصالات والاتصالات للتواصل مع الأجهزة ومعدات التشغيل الآلي الأخرى (محولات الواجهة، والمحولات، والمحولات الرقمية إلى التناظرية والمحولات التناظرية إلى الرقمية، وما إلى ذلك) ولتوصيل جهاز الكمبيوتر بقنوات الاتصال وأجهزة الكمبيوتر الأخرى وأجهزة الكمبيوتر الشبكات (لوحات واجهة الشبكة، "المفاصل"، أجهزة إرسال البيانات المتعددة، أجهزة المودم).

على وجه الخصوص، محول الشبكة الواجهة الخارجيةالكمبيوتر الشخصي ويعمل على توصيله بقناة اتصال لتبادل المعلومات مع أجهزة الكمبيوتر الأخرى للعمل كجزء منها شبكة الكمبيوتر. في الشبكات العالميةالمهام محول الشبكةينفذ المغير المزيل (المودم).

تنتمي العديد من الأجهزة المذكورة أعلاه إلى مجموعة محددة بشكل مشروط - الوسائط المتعددة.

الوسائط المتعددة(الوسائط المتعددة - "الوسائط المتعددة") هي مجموعة من الأجهزة والبرامج التي تسمح لأي شخص بالتواصل مع جهاز الكمبيوتر باستخدام مجموعة متنوعة من الوسائط الطبيعية: الصوت والفيديو والرسومات والنصوص والرسوم المتحركة وما إلى ذلك.

تشمل وسائل الوسائط المتعددة أجهزة لإدخال الكلام وإخراج المعلومات: الماسحات الضوئية، المنتشرة بالفعل على نطاق واسع (نظرًا لأنها تسمح بإدخال النصوص والرسومات المطبوعة تلقائيًا إلى الكمبيوتر)؛ بطاقات الفيديو (الفيديو) والصوت (الصوت) عالية الجودة، وبطاقات التقاط الفيديو (videograbber)، التي تلتقط الصور من جهاز VCR أو كاميرا الفيديو وتدخلها في جهاز الكمبيوتر؛ أنظمة إعادة إنتاج الصوت والفيديو عالية الجودة مع مكبرات الصوت ومكبرات الصوت وشاشات الفيديو الكبيرة. ولكن ربما، مع مبرر أكبر، يتم تصنيف أجهزة التخزين الخارجية على أنها وسائط متعددة. سعة كبيرةعلى الأقراص الضوئية، وغالبًا ما تُستخدم لتسجيل معلومات الصوت والفيديو.

تكون تكلفة الأقراص المضغوطة عند إنتاجها بكميات كبيرة منخفضة، ونظرًا لسعتها الكبيرة (650 ميجابايت، والأنواع الجديدة - 1 جيجابايت وما فوق)، والموثوقية العالية والمتانة، فإن تكلفة تخزين المعلومات على الأقراص المضغوطة للمستخدم هي أقل بشكل لا يضاهى من الأقراص المغناطيسية. وقد أدى هذا بالفعل إلى حقيقة أن معظم البرامج لأغراض مختلفة يتم توفيرها على أقراص مضغوطة، كما يتم تنظيم قواعد بيانات واسعة النطاق ومكتبات كاملة في الخارج على أقراص مضغوطة؛ يحتوي القرص المضغوط على قواميس وكتب مرجعية وموسوعات. برامج التدريب والتطوير في التعليم العام والمواد الخاصة.

تُستخدم الأقراص المضغوطة على نطاق واسع، على سبيل المثال، في الدراسة لغات اجنبيةوقواعد المرور والمحاسبة والتشريعات بشكل عام والتشريعات الضريبية بشكل خاص. وكل هذا مصحوب بالنصوص والرسومات ومعلومات الكلام والرسوم المتحركة والموسيقى والفيديو. في الجانب المحلي البحت، يمكن استخدام الأقراص المضغوطة لتخزين التسجيلات الصوتية والمرئية، أي. استخدم بدلاً من مشغل أشرطة الصوت وأشرطة الفيديو. ومن الجدير بالذكر بالطبع عدد كبير من البرامج العاب كمبيوتر، مخزنة على قرص مضغوط.

وبالتالي، يوفر القرص المضغوط إمكانية الوصول إلى كميات هائلة من المعلومات المسجلة على الأقراص المضغوطة المتنوعة من حيث الوظيفة وبيئة التشغيل.

مخططات إضافية. جنبا إلى جنب مع الأجهزة الخارجية القياسية، وبعض لوحات إضافية مع دوائر متكاملةوالتوسع والتحسين وظائفالمعالج الدقيق: معالج رياضي مساعد، وحدة تحكم الوصول المباشر للذاكرة، معالج الإدخال / الإخراج المساعد، وحدة تحكم المقاطعة، إلخ.

يُستخدم المعالج الرياضي على نطاق واسع لتسريع تنفيذ العمليات أرقام ثنائيةالنقطة العائمة، عبر التشفير الثنائي أرقام عشرية، لحساب بعض الدوال المتعالية، بما في ذلك الدوال المثلثية. المعالج الرياضي لديه نظام أوامر خاص به ويعمل بالتوازي (متداخلًا في الوقت المناسب) مع MP الرئيسي، ولكن تحت سيطرة الأخير. يتم تسريع العمليات عشرة أضعاف. تشتمل نماذج MP، بدءًا من MP 80486 DX، على معالج مساعد في بنيتها.

تعمل وحدة التحكم DMA على تحرير MP من التحكم المباشر في محركات الأقراص المغناطيسية، مما يزيد بشكل كبير من الأداء الفعال للكمبيوتر. بدون وحدة التحكم هذه، يتم تبادل البيانات بين VSD وذاكرة الوصول العشوائي من خلال سجل MP، وإذا كان موجودًا، يتم نقل البيانات مباشرة بين VSD وذاكرة الوصول العشوائي، متجاوزًا MP

يعمل معالج الإدخال/الإخراج، بسبب التشغيل المتوازي مع MP، على تسريع تنفيذ إجراءات الإدخال/الإخراج بشكل كبير عند صيانة العديد من الأجهزة الخارجية (شاشة العرض، الطابعة، محرك الأقراص الصلبة HDD، إلخ.): يحرر MP من معالجة إجراءات الإدخال/الإخراج ، بما في ذلك تنفيذ الوصول المباشر إلى الذاكرة.

تلعب وحدة التحكم بالمقاطعة دورًا حيويًا في جهاز الكمبيوتر.

مقاطعة- التوقف المؤقت عن تنفيذ أحد البرامج بغرض التنفيذ الفوري لبرنامج آخر هذه اللحظةبرنامج أكثر أهمية (الأولوية).

تحدث الانقطاعات باستمرار أثناء تشغيل الكمبيوتر. ويكفي أن نقول أن جميع إجراءات إدخال وإخراج المعلومات يتم تنفيذها باستخدام المقاطعات، على سبيل المثال، تحدث المقاطعات المؤقتة وتتم خدمتها بواسطة وحدة التحكم في المقاطعة 18 مرة في الثانية (بطبيعة الحال، لا يلاحظها المستخدم).

تقوم وحدة تحكم المقاطعة بخدمات إجراءات المقاطعة، وتستقبل طلب المقاطعة من الأجهزة الخارجية، وتحدد مستوى الأولوية لهذا الطلب وتصدر إشارة مقاطعة إلى MP. بعد أن يتلقى MP هذه الإشارة، يتوقف مؤقتًا عن تنفيذ البرنامج الحالي ويتابع التنفيذ برنامج خاصخدمة المقاطعة التي طلبها الجهاز الخارجي. بعد الانتهاء من برنامج الصيانة، يتم استئناف البرنامج المتقطع. وحدة تحكم المقاطعة قابلة للبرمجة.

3. محاضرة. هندسة أجهزة الكمبيوتر الحديثة عالية الأداء. الهيكل الوظيفي للكمبيوتر. مفاهيم التشغيل الأساسية. برامج الكمبيوتر. أساسيات الخوارزمية.

1. 
   
   1. 
      جهاز الإدخال
   2. 
      كتلة الذاكرة
   3. 
      وحدة المنطق الحسابية
   4. 
      كتلة الإخراج
   5. 
      كتلة التحكم
2. 
   مفاهيم التشغيل الأساسية
3. 
   هيكل الحافلة
4. 
   برمجة
   1. 
      مراحل إعداد وحل المشكلات على الكمبيوتر
   2. 
      الخوارزميات وطرق وصفها

الهيكل الوظيفي للكمبيوتر

على النحو التالي من الشكل. 3.1، يتكون الكمبيوتر من خمسة أجزاء رئيسية مستقلة وظيفيًا:

جهاز الإدخال،

جهاز الذاكرة,

وحدة المنطق الحسابية،

جهاز الإخراج و

جهاز التحكم.

يتلقى جهاز الإدخال المعلومات المشفرة عبر خطوط الاتصال الرقمية من المشغلين أو الأجهزة الكهروميكانيكية مثل لوحات المفاتيح أو من أجهزة الكمبيوتر الأخرى الموجودة على الشبكة. يتم تخزين المعلومات التي تم الحصول عليها إما في ذاكرة الكمبيوتر لاستخدامها لاحقًا، أو يتم استخدامها على الفور بواسطة الدوائر الحسابية والمنطقية لإجراء العمليات اللازمة. يتم تحديد تسلسل خطوات المعالجة بواسطة البرنامج المخزن في الذاكرة. يتم إرسال النتائج التي تم الحصول عليها إلى العالم الخارجي عبر جهاز الإخراج. يتم تنسيق كل هذه الإجراءات بواسطة وحدة التحكم. في التين. 3.1. لا يتم عرض الاتصالات بين الأجهزة الوظيفية عمدًا. ويفسر ذلك حقيقة أن مثل هذه الاتصالات يمكن تنفيذها بطرق مختلفة. كيف بالضبط، سوف تفهم في وقت لاحق قليلا. تسمى الدوائر الحسابية والمنطقية مع دوائر التحكم الرئيسية المعالج، وغالبًا ما تسمى جميع معدات الإدخال والإخراج مجتمعة بوحدة الإدخال والإخراج.

الآن دعنا ننتقل إلى المعلومات التي تتم معالجتها بالكمبيوتر. من الملائم تقسيمها إلى فئتين رئيسيتين: الأوامر والبيانات. الأوامر، أو تعليمات الآلة، تُعطى بشكل صريح تعليمات:

وهي تتحكم في نقل المعلومات داخل الكمبيوتر، وكذلك بين الكمبيوتر وأجهزة الإدخال/الإخراج الخاصة به؛

تحديد العمليات الحسابية والمنطقية التي يتعين القيام بها.

تسمى قائمة الأوامر التي تؤدي بعض المهام بالبرنامج. عادة يتم تخزين البرامج في الذاكرة. يتناوب المعالج في استرجاع تعليمات البرنامج من الذاكرة وتنفيذ العمليات التي تحددها. يتم التحكم في الكمبيوتر بالكامل بواسطة برنامج مخزن باستثناء إمكانية التدخل الخارجي من قبل المشغل وأجهزة الإدخال والإخراج المتصلة بالجهاز.

البيانات هي أرقام وأحرف مشفرة تستخدم كمعاملات للتعليمات. ومع ذلك، غالبًا ما يستخدم مصطلح "البيانات" للإشارة إلى أي معلومات رقمية. ووفقاً لهذا التعريف، يمكن أيضاً اعتبار البرنامج نفسه (أي قائمة التعليمات) بيانات إذا تمت معالجته بواسطة برنامج آخر. مثال على معالجة برنامج لآخر هو تجميع البرنامج المصدر المكتوب بلغة عالية المستوى في قائمة تعليمات الآلة التي تشكل البرنامج في لغة الآلة، وهو ما يسمى برنامج الكائن. يتم إدخال البرنامج المصدر إلى المترجم، الذي يترجمه إلى برنامج لغة الآلة.

أرز. 3.1. الأجهزة الوظيفية الأساسية للكمبيوتر

يجب تشفير المعلومات المراد معالجتها بواسطة الكمبيوتر لتكون بتنسيق مناسب للكمبيوتر. تعتمد معظم الأجهزة الحديثة على دوائر رقمية لها حالتان مستقرتان فقط، ON وOFF (انظر المحاضرة 2). يقوم التشفير بتحويل أي رقم أو رمز أو تعليمات إلى سلسلة من الأرقام الثنائية تسمى البتات، ولكل منها واحدة من القيمتين المحتملتين: 0 أو 1. لتمثيل الأرقام (كما سترون في الفصل الرابع)، يتم استخدام التدوين الثنائي الموضعي الاكثر استعمالا. في بعض الأحيان يتم استخدام التنسيق العشري المرمز ثنائي (BCD)، حيث يتم ترميز كل رقم عشري بشكل منفصل باستخدام أربع بتات.

يتم تمثيل الحروف والأرقام أيضًا باستخدام الرموز الثنائية. وقد تم تطوير العديد منها لهم مخططات مختلفةالترميز. الأنظمة الأكثر شيوعًا هي ASCII (الرمز القياسي الأمريكي لتبادل المعلومات)، حيث يتم تمثيل كل حرف برمز 7 بت، وEBCDIC (رمز التبادل العشري المشفر الثنائي الممتد)، الذي يستخدم 8 بت لتشفير حرف.

3.1.1. جهاز الإدخال

يتلقى الكمبيوتر المعلومات المشفرة من خلال جهاز إدخال مهمته قراءة البيانات. جهاز الإدخال الأكثر شيوعًا هو لوحة المفاتيح. عندما يضغط المستخدم على مفتاح، يتم تحويل الحرف أو الرقم المقابل تلقائيًا إلى رمز ثنائي محدد وإرساله عبر الكابل إلى الذاكرة أو المعالج.

هناك عدد من أجهزة الإدخال الأخرى، بما في ذلك عصا التحكم وكرات التتبع والفئران. يتم استخدامها مع الشاشة كأجهزة إدخال رسومية. يمكن استخدام الميكروفونات لإدخال الصوت. يتم قياس الاهتزازات الصوتية التي يرونها وتحويلها إلى رموز رقمية للتخزين والمعالجة.

3.1.2. كتلة الذاكرة

الغرض من كتلة الذاكرة هو تخزين البرامج والبيانات. هناك فئتان من أجهزة التخزين، وهما الابتدائي والثانوي. التخزين الأساسي هو الذاكرة التي يتم تحديد أدائها من خلال سرعة الدوائر الإلكترونية. أثناء تشغيل البرنامج، يجب تخزينه في الذاكرة الأساسية. تتكون هذه الذاكرة من عدد كبير من الخلايا شبه الموصلة، يمكن لكل منها تخزين بت واحد من المعلومات. نادرًا ما تتم قراءة الخلايا بشكل فردي، حيث تتم معالجتها عادةً في مجموعات ذات حجم ثابت تسمى الكلمات. يتم تنظيم الذاكرة بحيث يمكن كتابة أو قراءة محتويات كلمة واحدة تحتوي على n بت في عملية أساسية واحدة.

لتسهيل الوصول إلى الكلمات الموجودة في الذاكرة، يتم ربط عنوان منفصل بكل كلمة. العناوين هي أرقام تحدد مواقع محددة للكلمات في الذاكرة. من أجل قراءة كلمة من الذاكرة أو كتابتها، يجب عليك تحديد عنوانها وتحديد أمر التحكم الذي سيبدأ العملية المقابلة.

غالبًا ما يُطلق على عدد البتات في كل كلمة اسم طول الكلمة الآلية. عادةً ما يتراوح طول الكلمة بين 16 و64 بت. أحد العوامل التي تميز فئة الكمبيوتر هي سعة الذاكرة الخاصة به. يمكن للآلات الصغيرة عادةً تخزين بضع عشرات الملايين من الكلمات فقط، في حين يمكن للآلات المتوسطة والكبيرة عادةً تخزين مئات الملايين إلى مليارات الكلمات. الوحدات النموذجية لقياس كمية البيانات التي يمكن للجهاز معالجتها هي كلمة أو كلمات متعددة أو جزء من كلمة. عادةً، تتم قراءة أو كتابة كلمة واحدة فقط أثناء الوصول إلى ذاكرة واحدة.

يجب أن يبقى البرنامج في الذاكرة أثناء التنفيذ. يجب كتابة التعليمات والبيانات على الذاكرة وقراءتها منها تحت سيطرة المعالج. تعد القدرة على الوصول بسرعة كبيرة إلى أي كلمة في الذاكرة أمرًا في غاية الأهمية. الذاكرة التي يمكن الوصول إلى أي نقطة منها في وقت قصير وثابت، تسمى ذاكرة الوصول العشوائي (Random-Access Memory، RAM). الوقت اللازم للوصول إلى كلمة واحدة يسمى وقت الوصول إلى الذاكرة. هذه المرة هي نفسها دائمًا، بغض النظر عن مكان وجود الكلمة المطلوبة. تتراوح أوقات الوصول إلى الذاكرة في أجهزة ذاكرة الوصول العشوائي الحديثة من بضعة نانو ثانية إلى 100. ذاكرة الكمبيوتر عادة ما تكون بنية هرمية تتكون من ثلاثة أو أربعة مستويات من عناصر ذاكرة الوصول العشوائي شبه الموصلة بسرعات مختلفة وأحجام مختلفة. أسرع أنواع ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) هي الذاكرة المؤقتة (أو ببساطة ذاكرة التخزين المؤقت). وهو متصل مباشرة بالمعالج وغالباً ما يكون موجوداً على نفس الشريحة المدمجة، مما يجعل المعالج أسرع بكثير. تسمى الذاكرة الأكبر سعة ولكنها أبطأ بالذاكرة الرئيسية. لاحقًا في هذه المحاضرة، سيتم وصف عملية الوصول إلى المعلومات في الذاكرة بمزيد من التفصيل، وبعد ذلك سننظر بالتفصيل في مبادئ تشغيلها وقضايا الأداء.

تعد أجهزة التخزين الأساسية مكونات مهمة جدًا للكمبيوتر، ولكنها باهظة الثمن. لذلك، يتم تجهيز أجهزة الكمبيوتر بأجهزة تخزين ثانوية إضافية ورخيصة الثمن تستخدم لتخزين كميات كبيرة من البيانات وعدد كبير من البرامج. يوجد حاليًا عدد كبير جدًا من هذه الأجهزة. لكن الأكثر استخدامًا هي الأقراص المغناطيسية والأشرطة المغناطيسية والأقراص الضوئية (CD-ROM).

3.1.3. وحدة المنطق الحسابية

يتم تنفيذ معظم عمليات الكمبيوتر في وحدة المنطق الحسابي (ALU) للمعالج. دعونا نلقي نظرة على مثال نموذجي. لنفترض أننا بحاجة إلى إضافة رقمين في الذاكرة. يتم إرسال هذه الأرقام إلى المعالج، حيث تقوم وحدة ALU بإضافتها. يمكن تخزين الكمية الناتجة في الذاكرة أو تركها في المعالج للاستخدام الفوري.

أي عملية حسابية أو منطقية أخرى، بما في ذلك الضرب والقسمة والمقارنة بين الأرقام، تبدأ بإرسال تلك الأرقام إلى المعالج، حيث يجب على وحدة الحساب والحساب (ALU) إجراء العملية المقابلة. عندما يتم نقل المعاملات إلى المعالج، يتم تخزينها في عناصر ذاكرة عالية السرعة تسمى السجلات. يمكن لكل سجل تخزين كلمة واحدة من البيانات. إن وقت الوصول إلى سجلات المعالج أقل من وقت الوصول إلى أسرع ذاكرة تخزين مؤقت.

تعمل أجهزة التحكم والمنطق الحسابي بشكل أسرع عدة مرات من جميع الأجهزة الأخرى المتصلة بالشبكة نظام الكمبيوتر. يتيح ذلك لمعالج واحد التحكم في العديد من الأجهزة الخارجية مثل لوحات المفاتيح والشاشات والأقراص المغناطيسية والضوئية وأجهزة الاستشعار وأدوات التحكم الميكانيكية.

3.1.4. كتلة الإخراج

وظيفة كتلة الإخراج هي عكس وظيفة كتلة الإدخال: فهي ترسل نتائج المعالجة إلى ما يسمى بالعالم الخارجي. من الأمثلة النموذجية لجهاز الإخراج الطابعة. للطباعة، تستخدم الطابعات آليات التأثير، أو رؤوس نفث الحبر، أو تقنيات التصوير، مثل طابعات ليزر. هناك طابعات يمكنها طباعة ما يصل إلى 10000 سطر في الدقيقة. هذه سرعة هائلة بالنسبة لجهاز ميكانيكي، لكنها لا تذكر مقارنة بسرعة المعالج.

تؤدي بعض الأجهزة، وخاصة شاشات العرض الرسومية، وظائف الإخراج والإدخال. ولهذا السبب يطلق عليها أجهزة الإدخال والإخراج.

3.1.5. كتلة التحكم

تقوم أجهزة الذاكرة والحساب والمنطق وأجهزة الإدخال والإخراج بتخزين المعلومات ومعالجتها، وكذلك إجراء عمليات الإدخال والإخراج. يجب تنسيق تشغيل هذه الأجهزة بطريقة أو بأخرى. وهذا هو بالضبط ما تفعله وحدة التحكم. هذا، إذا جاز التعبير، هو المركز العصبي للكمبيوتر، الذي ينقل إشارات التحكم إلى الأجهزة الأخرى ويراقب حالتها.

يتم التحكم في عمليات الإدخال/الإخراج بواسطة أوامر البرنامج التي تحدد أجهزة الإدخال/الإخراج المقابلة والبيانات التي يتم نقلها. ومع ذلك، فإن إشارات التوقيت الفعلية التي تتحكم في إعادة التوجيه يتم إنشاؤها بواسطة دوائر التحكم. إشارات التوقيت هي إشارات تحدد متى يجب تنفيذ إجراء معين. بالإضافة إلى ذلك، يتم نقل البيانات بين المعالج والذاكرة من خلال إشارات المزامنة التي تولدها وحدة التحكم. يمكن اعتبار وحدة التحكم بمثابة جهاز منفصل يتفاعل مع أجزاء أخرى من الجهاز. ولكن في الممارسة العملية نادرا ما يحدث هذا. يتم توزيع معظم دوائر التحكم فعليًا في أماكن مختلفة على الكمبيوتر. يتم إرسال الإشارات المستخدمة لمزامنة الأحداث والإجراءات لجميع الأجهزة عبر خطوط تحكم متعددة (أسلاك). بشكل عام، يمكن وصف عمل جهاز الكمبيوتر على النحو التالي:

• 
  يتلقى الكمبيوتر، باستخدام وحدة الإدخال، المعلومات في شكل برامج وبيانات ويكتبها في الذاكرة.
• 
  يتم إرسال المعلومات المخزنة في الذاكرة، تحت سيطرة البرنامج، إلى الوحدة الحسابية المنطقية لمزيد من المعالجة.
• 
  يتم إرسال البيانات التي تم الحصول عليها نتيجة لمعالجة المعلومات إلى أجهزة الإخراج.
• 
  وحدة التحكم مسؤولة عن جميع الإجراءات التي تتم داخل الجهاز.

كما تمت مناقشته في القسم 3.1، تتحكم التعليمات في ما يفعله الكمبيوتر. لتنفيذ مهمة محددة، يتم كتابة برنامج مناظر يتكون من العديد من الأوامر في الذاكرة. يتم إرسال الأوامر واحدًا تلو الآخر من الذاكرة إلى المعالج الذي يقوم بتنفيذها. يتم أيضًا تخزين البيانات المستخدمة كمعاملات تعليمات في الذاكرة. فيما يلي مثال لأمر نموذجي:

تضيف هذه التعليمات المعامل المخزن في الذاكرة على العنوان LOCA مع المعامل المخزن في سجل R0 الخاص بالمعالج وتضع النتيجة في نفس السجل. لا يتم تغيير المحتويات الأصلية للذاكرة في العنوان LOCA، ولكن تتم الكتابة فوق محتويات سجل R0. يتم تنفيذ هذا الأمر على عدة مراحل. أولا، يتم إرسالها من الذاكرة إلى المعالج. تتم بعد ذلك قراءة معامل التعليمات من الذاكرة على العنوان LOCA وإضافته إلى محتويات سجل R0، وبعد ذلك تتم كتابة المجموع الناتج إلى سجل R0.

يجمع أمر الإضافة الموضح هنا بين عمليتين: الوصول إلى الذاكرة وعملية ALU. في العديد من أجهزة الكمبيوتر الحديثة، يتم تنفيذ هذين النوعين من العمليات باستخدام أوامر منفصلة. ويستند هذا التقسيم إلى اعتبارات الأداء، والتي سنناقشها أدناه. يمكن أيضًا تنفيذ الأمر أعلاه كأمرين:

1) قم بتحميل R3,LOCA لهندسة Intel (IA-32): mov bx,loca

إضافة R0، R3 إضافة الفأس، bx

تقوم أول هذه التعليمات بنسخ محتويات الذاكرة عند العنوان LOCA إلى سجل المعالج R1، وتقوم التعليمة الثانية بإضافة محتويات المسجلين R1 و R0 وتضع المجموع في السجل R0. لاحظ أنه نتيجة لتنفيذ التعليمتين، يتم تدمير المحتويات الأصلية لكلا السجلين، ولكن يتم الاحتفاظ بمحتويات الذاكرة في العنوان LOCA.

تبدأ عملية نقل البيانات بين الذاكرة والمعالج بإرسال عنوان الكلمة المراد الوصول إليها إلى جهاز الذاكرة وإصدار إشارات التحكم المناسبة. ثم يتم نقل البيانات من وإلى الذاكرة.

في التين. يوضح الشكل 3.2 كيفية توصيل الذاكرة والمعالج ببعضهما البعض. بالإضافة إلى ذلك، يوضح الشكل عدة ميزات مهمة للمعالج لم نناقشها بعد. ولا يُظهر التوصيلات الفعلية لهذه المكونات، لأننا نناقش خصائصها الوظيفية فقط في الوقت الحالي. يتم وصف اتصال المكونات بمزيد من التفصيل في القسم 8 عند النظر في تصميم المعالج.

بالإضافة إلى وحدات ALU ودوائر التحكم، يحتوي المعالج على العديد من السجلات المخصصة لأغراض مختلفة. يحتوي سجل التعليمات (IR) على رمز التعليمات المنفذة حاليًا. وتتاح نتيجته لدوائر التحكم، التي تولد إشارات للتحكم في العناصر المختلفة المشاركة في تنفيذ الأمر. يتم استخدام سجل متخصص آخر يسمى عداد البرامج (PC) لمراقبة التقدم المحرز في تنفيذ البرنامج. أنه يحتوي على عنوان التعليمة التالية التي سيتم جلبها وتنفيذها. أثناء تنفيذ الأمر التالي، يتم تحديث محتويات سجل الكمبيوتر - تتم كتابة عنوان الأمر التالي عليه. يُقال إن سجل الكمبيوتر يشير إلى التعليمات التي سيتم جلبها من الذاكرة. بالإضافة إلى سجلات IR وPC في الشكل 1. ويبين الشكل 3.2 عدد n من سجلات الأغراض العامة، من R0 إلى R℉-i. تم شرح سبب الحاجة إليها في الفصل الثاني.

وأخيرا، هناك سجلان آخران يوفران تفاعل الذاكرة. هذه هي مسجل العناوين (سجل عنوان الذاكرة، MAR) ومسجل البيانات (سجل بيانات الذاكرة، MDR). يحتوي سجل MAR على العنوان الذي يتم من خلاله الوصول إلى الذاكرة، ويحتوي سجل MDR على البيانات التي يجب كتابتها أو قراءتها من الذاكرة على هذا العنوان.

لنفكر في عملية نموذجية لتنفيذ برنامج على جهاز كمبيوتر. يقع البرنامج في الذاكرة، حيث يمر عادة من خلال جهاز الإدخال. يبدأ تنفيذه بكتابة عنوان التعليمات الأولى في سجل الكمبيوتر. يتم نقل محتويات هذا السجل إلى سجل MAR، ويتم إرسال إشارة التحكم بالقراءة إلى الذاكرة. عند انتهاء وقت الوصول إلى الذاكرة، تتم قراءة الكلمة الموجهة (في هذه الحالة، تعليمات البرنامج الأولى) من الذاكرة وتحميلها في سجل MDR. يتم بعد ذلك نقل محتويات سجل MDR إلى سجل IR. الأمر جاهز لفك تشفيره وتنفيذه.

إذا كانت إحدى التعليمات تتطلب من وحدة ALU إجراء عملية معينة، فيجب الحصول على معاملات لها. يجب أولاً استرداد المعامل الموجود في الذاكرة (يمكن أن يكون أيضًا في سجل للأغراض العامة) عن طريق إرسال عنوانه إلى سجل MAR وتهيئة حلقة القراءة. بعد نقله من الذاكرة إلى سجل MDR، سيتم إرسال المعامل إلى ALU. وبنفس الطريقة، سيتم نقل المعاملات المتبقية التي يتطلبها الأمر إلى هناك، وبعد ذلك ستتمكن وحدة ALU من إجراء العملية المطلوبة. إذا كان سيتم تخزين النتيجة في الذاكرة، فسيتم كتابتها في سجل MDR. سيتم بعد ذلك وضع العنوان الذي يجب كتابته في الذاكرة في سجل MAR، وبعد ذلك سيتم بدء حلقة الكتابة. في مرحلة ما أثناء تنفيذ التعليمات الحالية، تتم زيادة محتويات سجل الكمبيوتر ويبدأ في الإشارة إلى التعليمات التالية التي سيتم تنفيذها. بمعنى آخر، بمجرد اكتمال تنفيذ التعليمة الحالية، يمكن جلب التعليمة التالية.

أرز. 3.2.الاتصالات بين المعالج والذاكرة

لا يقوم الكمبيوتر بنقل البيانات بين الذاكرة والمعالج فحسب، بل يستقبلها أيضًا من أجهزة الإدخال ويرسلها أيضًا إلى أجهزة الإخراج. لذلك، من بين تعليمات الجهاز هناك أيضًا تعليمات لتنفيذ عمليات الإدخال/الإخراج.

إذا كانت هناك حاجة إلى صيانة جهاز معين بشكل عاجل (على سبيل المثال، عندما يكتشف جهاز مراقبة في عملية صناعية آلية موقفًا خطيرًا)، فقد يتم مقاطعة التنفيذ العادي للبرنامج. من أجل الاستجابة على الفور لهذا الموقف، يجب على الكمبيوتر مقاطعة البرنامج الحالي. ولهذا الغرض، يقوم الجهاز بإنشاء إشارة مقاطعة. المقاطعة هي طلب يقدمه جهاز الإدخال/الإخراج لتزويده بوقت المعالج. لخدمة هذا الجهاز، يقوم المعالج بتنفيذ روتين المقاطعة المناسب. وبما أن تنفيذه يمكن أن يغير الحالة الداخلية للمعالج، قبل صيانة المقاطعة، تحتاج إلى حفظ حالته في الذاكرة. عادةً ما تقوم هذه العملية بحفظ محتويات سجل الكمبيوتر وسجلات الأغراض العامة وبعض معلومات التحكم. عند الانتهاء من برنامج معالجة المقاطعة، تتم استعادة حالة المعالج ويواصل البرنامج الذي تمت مقاطعته عمله. عادةً ما يتم تنفيذ المعالج بجميع عناصره (الشكل 3.2) كشريحة واحدة يوجد عليها جهاز ذاكرة تخزين مؤقت واحد على الأقل. تسمى هذه الرقائق VLSI (VLSI هو اختصار للتكامل واسع النطاق جدًا، والذي يُترجم على أنه تكامل واسع النطاق جدًا).

مقدمة

أحد أهم عوامل التقدم العلمي والتكنولوجي هو أتمتة وحوسبة الإنتاج على نطاق واسع. يتم خدمة كل مؤسسة أو مؤسسة تقريبًا بواسطة مركز كمبيوتر مجهز بأجهزة الكمبيوتر.

في هذا الصدد، من المهم جدا القيام به الاختيار الصحيحعند شراء جهاز كمبيوتر شخصي (PC). يعد الاختيار المستنير للكمبيوتر الشخصي إحدى المشكلات التي يواجهها جميع مستخدمي الكمبيوتر. هناك عدة طرق لحلها:

جذب المتخصصين المستقلين - الخبراء؛

باستخدام معرفتك الخاصة، والخبرة المكتسبة، والحدس؛

محاسبة المعلومات المكتسبة في الأدبيات العلمية والإعلانية.

لذلك، كجزء نظري من هذا العمل بالطبعفي رأيي، تم اختيار موضوع وثيق الصلة بالموضوع: "التنظيم الوظيفي والهيكلي للكمبيوتر".

يتكون الجزء النظري من هذا العمل من النقاط التالية:

1 المقدمة؛ 2. التنظيم الهيكلي للكمبيوتر. 3. التنظيم الوظيفي للكمبيوتر. 4. الخلاصة.

في الجزء العملي من العمل، عند إعداد تقرير عن تنفيذ حل لمشكلة اقتصادية على جهاز الكمبيوتر، يجب عليك الاسترشاد بالخطة التالية: 1. الخصائص العامةمهام؛ 2. اختيار حزمة التطبيق (APP)؛ 3. تصميم نماذج الإخراج و التمثيل الرسوميبيانات عن المهمة المحددة؛ 4. نتائج تنفيذ حالة الاختبار؛ 5. تعليمات المستخدم.

ولتنفيذ العمل وتوثيقه، تم استخدام الشراكات بين القطاعين العام والخاص التالية: مايكروسوفت وورد، الوصول، إكسل.

تم تنفيذ هذا العمل على جهاز كمبيوتر مزود بمعالج دقيق أيه إم دي أثلون XP 1500+، ذاكرة وصول عشوائي DDR سعة 512 ميجابايت.

الجزء النظري

التنظيم الهيكلي للكمبيوتر

يحتوي الكمبيوتر الشخصي على العديد من العناصر الإلكترونية التي يتم دمجها في مكونات أكبر - الوحدات والعقد والدوائر والدوائر والكتل وما إلى ذلك. إذا تمت إزالة واحد على الأقل من هذه المكونات الإلكترونية المتنوعة، فسيتوقف نظام الكمبيوتر والمعلومات والحوسبة بالكامل عن العمل.

الكمبيوتر الشخصي عبارة عن نظام معالج دقيق عالمي يمكن استخدامه في الوضع المستقل وفي الشبكات ويلبي متطلبات التطبيق العالمي.

هناك عدد كبير من نماذج أجهزة الكمبيوتر المتاحة. وهي مقسمة إلى مجموعتين:

أ) أجهزة كمبيوتر IBM - متوافقة؛

ب) أجهزة الكمبيوتر تفاحة.

قلب الكمبيوتر هو المعالج الدقيق (MP) - الوحدة المركزية للكمبيوتر، المصممة للتحكم في تشغيل جميع الكتل الأخرى في الجهاز وإجراء العمليات الحسابية والمنطقية على البيانات. MP عبارة عن جهاز معالجة معلومات يتم التحكم فيه بواسطة البرنامج بشكل كامل. ويتم تصنيعها على شكل دائرة متكاملة واحدة أو أكثر كبيرة الحجم أو كبيرة الحجم جدًا. النائب يشمل:

جهاز التحكم - يتحكم في تشغيل جميع كتل الماكينة؛

الوحدة الحسابية المنطقية - يتم تنفيذ جميع العمليات الحسابية والمنطقية على البيانات؛

ذاكرة المعالجات الدقيقة - مصممة للتخزين قصير المدى وتسجيل وإخراج المعلومات التي يتم استخدامها مباشرة في العمليات الحسابية في الدورات التالية لتشغيل الماكينة؛

نظام واجهة المعالجات الدقيقة - يوفر الاتصال والتواصل مع أجهزة الكمبيوتر الأخرى. الواجهة عبارة عن مجموعة من الوسائل لتوصيل أجهزة الكمبيوتر والتواصل معها، مما يضمن تفاعلها الفعال.

على الرغم من التنوع الكبير تكنولوجيا الكمبيوترومع تحسنها السريع غير المعتاد، تظل المبادئ الأساسية لتصميم الآلة دون تغيير إلى حد كبير. على وجه الخصوص، بدءًا من الأجيال الأولى، يتكون أي كمبيوتر شخصي من الأجهزة الرئيسية التالية: المعالج والذاكرة (الداخلية والخارجية) وأجهزة الإدخال والإخراج. دعونا نلقي نظرة فاحصة على الغرض من كل واحد منهم.

المعالج هو الجهاز الرئيسي للكمبيوتر

المعالج هو الجهاز الرئيسي للكمبيوتر، حيث تتم معالجة جميع أنواع المعلومات فعليًا. وظيفة أخرى مهمة للمعالج هي ضمان العمل المنسق لجميع العقد التي يتكون منها الكمبيوتر. وبناء على ذلك فإن أهم أجزاء المعالج هي الوحدة الحسابية المنطقية ALU ووحدة التحكم CU.

كل معالج قادر على تنفيذ مجموعة محددة جدًا من التعليمات العامة، والتي تسمى غالبًا تعليمات الآلة. يتم تحديد ماهية هذه المجموعة بالضبط من خلال تصميم معالج معين، ولكنها ليست كبيرة جدًا وتتشابه بشكل أساسي مع المعالجات المختلفة. يتكون عمل الكمبيوتر الشخصي من تنفيذ سلسلة من هذه الأوامر المعدة على شكل برنامج. المعالج قادر على تنظيم قراءة الأمر التالي، وتحليله وتنفيذه، وكذلك، إذا لزم الأمر، تلقي البيانات أو إرسال نتائج معالجتها إلى الجهاز المطلوب. يجب على المعالج نفسه أيضًا اختيار تعليمات البرنامج التي سيتم تنفيذها بعد ذلك، وغالبًا ما تعتمد نتيجة هذا الاختيار على المعلومات التي تتم معالجتها حاليًا.

على الرغم من وجود خلايا (سجلات) خاصة دائمًا داخل المعالج للتخزين التشغيلي للبيانات المعالجة وبعض معلومات الخدمة، إلا أنها لا توفر مساحة لتخزين البرنامج عمدًا. جهاز آخر يستخدم في الكمبيوتر لهذا الغرض المهم هو الذاكرة. دعونا نفكر فقط في أهم أنواع ذاكرة الكمبيوتر، حيث أن نطاقها يتوسع باستمرار ويتجدد بأنواع جديدة وجديده.

تم تصميم الذاكرة بشكل عام لتخزين البيانات والبرامج لمعالجتها: وفقًا لمبدأ فون نيومان الأساسي، يتم استخدام جهاز واحد لكلا النوعين من المعلومات.

ذاكرة الكمبيوتر

بدءًا من أجهزة الكمبيوتر الشخصية الأولى، تم تقسيم الذاكرة على الفور إلى داخلية وخارجية. تاريخيًا، ارتبط هذا حقًا بالوضع داخل أو خارج خزانة المعالج. ومع ذلك، مع انخفاض حجم الأجهزة، أصبح من الممكن وضع عدد متزايد من الأجهزة داخل علبة المعالج الرئيسية، وفقد المعنى المباشر الأصلي لهذا التقسيم تدريجيًا. ومع ذلك، تم الحفاظ على المصطلحات.

الذاكرة الداخلية

تُفهم الذاكرة الداخلية للكمبيوتر الحديث عادةً على أنها ذاكرة إلكترونية عالية السرعة موجودة على اللوحة الأم. الآن يتم تصنيع هذه الذاكرة على أساس أحدث تقنيات أشباه الموصلات (التي كانت تستخدم سابقًا الأجهزة المغناطيسيةعلى أساس النوى من الفريت - دليل إضافي على أن المبادئ الفيزيائية المحددة لا تهم). الجزء الأكثر أهمية الذاكرة الداخليةتسمى ذاكرة الوصول العشوائي - ذاكرة الوصول العشوائي. الغرض الرئيسي منه هو تخزين البيانات والبرامج للمشكلات التي يتم حلها حاليًا. ربما يعرف كل مستخدم أنه عند إيقاف تشغيل الطاقة، يتم فقدان محتويات ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) بالكامل. بالإضافة إلى ذاكرة الوصول العشوائي (RAM)، تشتمل الذاكرة الداخلية للكمبيوتر الحديث أيضًا على بعض أنواع الذاكرة الأخرى. سنذكر هنا فقط ذاكرة القراءة فقط (ROM)، والتي، على وجه الخصوص، تقوم بتخزين المعلومات اللازمة لتشغيل الكمبيوتر في البداية عند تشغيل الطاقة. كما هو واضح من الاسم، فإن المعلومات الموجودة في ROM لا تعتمد على حالة الكمبيوتر (من أجل فهم أفضل، يمكنك الإشارة إلى بعض التشابه بين المعلومات الموجودة في ROM وردود الفعل "الفطرية" غير المشروطة في الكائنات الحية). في السابق، تم تشكيل محتويات ROM مرة واحدة وإلى الأبد في المصنع، ولكن الآن التقنيات الحديثة تجعل من الممكن، إذا لزم الأمر، تحديثه دون حتى إزالته من لوحة الكمبيوتر.

ذاكرة خارجية

يتم تنفيذ الذاكرة الخارجية في شكل مجموعة متنوعة من أجهزة تخزين المعلومات وعادة ما يتم تصميمها على شكل كتل مستقلة. يجب أن يشمل هذا، أولاً وقبل كل شيء، محركات الأقراص الموجودة على الأقراص المرنة والأقراص المغناطيسية الصلبة (غالبًا ما يطلق المستخدمون على الأخير اسم محركات الأقراص الثابتة بالعامية إلى حد ما)، بالإضافة إلى محركات الأقراص الضوئية(أجهزة للعمل مع الأقراص المضغوطة). تحتوي أجهزة الذاكرة الخارجية على أجزاء متحركة ميكانيكيًا، وبالتالي تعمل بسرعات أقل بكثير من الذاكرة الداخلية الإلكترونية بالكامل. ومع ذلك، تتيح لك الذاكرة الخارجية تخزين كميات هائلة من المعلومات لاستخدامها لاحقًا. نؤكد أن المعلومات الموجودة في الذاكرة الخارجية مخصصة في المقام الأول للكمبيوتر نفسه وبالتالي يتم تخزينها في شكل مناسب لها؛ على سبيل المثال، لا يستطيع الشخص الذي لا يستخدم الآلة أن يتخيل محتويات قرص مرن أو قرص مضغوط غير مسمى عن بعد.

حديث أنظمة البرمجياتقادرون على الجمع بين الذاكرة الداخلية والخارجية في وحدة واحدة، بحيث تنتهي المعلومات الأكثر استخدامًا في الذاكرة الخارجية العاملة الأبطأ. تتيح هذه الطريقة توسيع حجم المعلومات التي تتم معالجتها باستخدام الكمبيوتر بشكل كبير.

إذا تم استكمال المعالج بالذاكرة، فيمكن أن يكون هذا النظام جاهزا للعمل بالفعل. عيبه الكبير هو عدم القدرة على معرفة أي شيء عما يحدث داخل مثل هذا النظام. للحصول على معلومات حول النتائج، من الضروري تزويد الكمبيوتر بأجهزة إخراج تسمح بتقديمها في شكل يسهل على الإدراك البشري الوصول إليه. جهاز الإخراج الأكثر شيوعًا هو جهاز العرض الذي يمكنه عرض معلومات النص والرسومات على شاشته بسرعة وكفاءة. ومن أجل الحصول على نسخة من النتائج على الورق، يتم استخدام جهاز طباعة، أو طابعة.

أجهزة إدخال

أخيرًا، نظرًا لأن المستخدم غالبًا ما يحتاج إلى إدخال معلومات جديدة في نظام الكمبيوتر، فإن هناك حاجة أيضًا إلى أجهزة الإدخال. أبسط جهاز إدخال هو لوحة المفاتيح. توزيع واسع للبرامج مع واجهة رسوميةساهم في شعبية جهاز إدخال آخر - الماوس. وأخيرا، فعالة جدا جهاز حديثلإدخال المعلومات تلقائيًا في جهاز الكمبيوتر، يوجد ماسح ضوئي يسمح لك ليس فقط بتحويل صورة من ورقة إلى ملف كمبيوتر رسومي، ولكن أيضًا باستخدام برنامج خاص للتعرف على النص في الصورة المقروءة وحفظه بتنسيق نموذج مناسب للتحرير في محرر نصوص عادي.

مخطط وظيفي لجهاز كمبيوتر حديث

الآن وبعد أن تعرفنا على الأجهزة الأساسية للكمبيوتر ووظائفها، يبقى أن نعرف كيفية تفاعلها مع بعضها البعض. للقيام بذلك، ننتقل إلى الرسم التخطيطي الوظيفي لجهاز كمبيوتر حديث، كما هو موضح في الشكل.

الصورة 1

لتوصيل أجهزة الكمبيوتر الرئيسية ببعضها البعض، يتم استخدام طريق سريع خاص للمعلومات، وعادةً ما يطلق عليه المهندسون اسم الحافلة. يتكون الإطار من ثلاثة أجزاء:

ناقل العنوان، الذي يتم من خلاله تعيين عنوان خلية الذاكرة المطلوبة أو الجهاز الذي سيتم تبادل المعلومات معه؛

ناقل البيانات الذي سيتم من خلاله نقل المعلومات الضرورية فعليًا؛ وأخيرا

ناقل تحكم ينظم هذه العملية (على سبيل المثال، إحدى الإشارات الموجودة على هذا الناقل تسمح للكمبيوتر بالتمييز بين عناوين الذاكرة وأجهزة الإدخال / الإخراج).

لنأخذ مثالاً لكيفية قراءة المعالج لمحتويات خلية الذاكرة. بعد التأكد من أن الناقل مجاني حاليًا، يضع المعالج العنوان المطلوب على ناقل العناوين ويقوم بتثبيت معلومات الخدمة الضرورية (التشغيل - القراءة، الجهاز - ذاكرة الوصول العشوائي، وما إلى ذلك) على ناقل التحكم. الآن يمكنه فقط انتظار الرد من ذاكرة الوصول العشوائي (RAM). هذا الأخير، "يرى" طلب قراءة المعلومات الموجهة إليه على الناقل، يستخرج محتويات الخلية المطلوبة ويضعها على ناقل البيانات. نلاحظ بشكل خاص أن التبادل على الناقل، في ظل ظروف معينة وبوجود بعض المعدات المساعدة، يمكن أن يحدث دون المشاركة المباشرة للمعالج، على سبيل المثال، بين جهاز الإدخال والذاكرة الداخلية.

نؤكد أيضًا أن التنظيم الوظيفي لأجهزة الكمبيوتر الذي وصفناه عمليًا يمكن أن يكون أكثر تعقيدًا. الكمبيوتر الحديثقد تحتوي على العديد من المعالجات المنسقة، وقنوات المعلومات المباشرة بين الأجهزة الفردية، والعديد من الطرق السريعة المتفاعلة، وما إلى ذلك. ومع ذلك، إذا فهمنا أكثر المخطط العام، فسيكون من الأسهل فهم نظام كمبيوتر معين. يجعل الهيكل الأساسي من السهل الاتصال بالكمبيوتر بالضبط تلك الأجهزة الخارجية اللازمة لمستخدم معين. بفضله، من الممكن تجميع أي تكوين فردي للكمبيوتر من الكتل القياسية.

معلومات ذات صله.

الوكالة الفيدرالية للتعليم

الدولة التعليمية

مؤسسة التعليم المهني العالي

"جامعة تومسك البوليتكنيك"

كلية AVT

قسم VT

"الوضع الحالي والتنظيم الهيكلي والوظيفي وآفاق تطوير أجهزة الكمبيوتر المكتبية."

مقدمة ……………………………………………………………………….3

I. التنظيم الوظيفي والهيكلي للكمبيوتر ............................ 4

ثانيا. الوضع الحالي لأجهزة الكمبيوتر المكتبية……………………..14

ثالثا. آفاق تطوير أجهزة الكمبيوتر المكتبية ...........................16

الاستنتاج ……………………………………………………… 19

المراجع ………………………………………………..20

مقدمة

في عصرنا متى تقنيات الكمبيوترتتطور بوتيرة سريعة، وظهرت العديد من البنيات الجديدة و"أنواع" أجهزة الكمبيوتر، وما إذا كان الجهاز ينتمي إلى مجموعة أو أخرى يحدد الغرض منه والمهام الموكلة إليه.

في السنوات الأخيرة، انتشرت أجهزة الكمبيوتر الشخصية المكتبية (PCs) على نطاق واسع. بالمعنى الدقيق للكلمة، الكمبيوتر عبارة عن مجموعة من الأدوات التقنية والبرمجية المصممة لمعالجة المعلومات تلقائيًا في عملية حل المشكلات الحسابية والمعلوماتية. تشير هندسة الكمبيوتر إلى التنظيم الوظيفي والهيكلي العام للجهاز، والذي يحدد طرق تشفير البيانات وتكوينها والغرض ومبادئ التفاعل الوسائل التقنيةوالبرمجيات. بالنسبة لأي جهاز كمبيوتر، بما في ذلك جهاز الكمبيوتر المكتبي، يمكن تمييز المكونات المعمارية الهامة التالية:

1. القدرات الوظيفية والمنطقية للمعالج (نظام الأوامر، تنسيقات الأوامر والبيانات، طرق العنونة، عمق البت للكلمات المعالجة، إلخ.)

2. التنظيم الهيكلي ومبادئ إدارة الأجهزة (المعالج المركزي، الذاكرة، الإدخال/الإخراج، واجهة النظام، إلخ)

3. البرمجيات (نظام التشغيل، مترجمو لغات البرمجة، البرامج التطبيقية)

في هذه المقالة سوف أتناول هيكل أجهزة الكمبيوتر المكتبية وإمكانيات التطوير الإضافية.

مزايا جهاز الكمبيوتر هي:

• منخفضة التكلفة، وفي متناول المشتري الفردي؛

• استقلالية التشغيل دون متطلبات خاصة للظروف البيئية؛

• مرونة الهندسة المعمارية، وضمان قدرتها على التكيف مع مجموعة متنوعة من التطبيقات في مجال الإدارة والعلوم والتعليم والحياة اليومية؛

• "ملاءمة" نظام التشغيل والبرامج الأخرى، مما يتيح للمستخدم العمل معه دون تدريب مهني خاص؛

• موثوقية تشغيلية عالية (أكثر من 5 آلاف ساعة بين حالات الفشل).

أنا . التنظيم الهيكلي والوظيفي للكمبيوتر

دعونا نفكر في تكوين وغرض كتل الكمبيوتر الرئيسية:

رسم تخطيطي لجهاز كمبيوتر شخصي

المعالج الدقيق (MP).هذه وحدة كمبيوتر مركزية مصممة للتحكم في تشغيل جميع وحدات الآلة ولإجراء العمليات الحسابية والمنطقية على المعلومات.

يتضمن المعالج الدقيق:

• جهاز التحكم (UU)- يولد ويزود جميع وحدات الآلة في الأوقات المناسبة بإشارات تحكم معينة (نبضات تحكم)، تحددها تفاصيل العملية التي يتم تنفيذها ونتائج العمليات السابقة؛ ينشئ عناوين خلايا الذاكرة المستخدمة في العملية التي يتم تنفيذها وينقل هذه العناوين إلى كتل الكمبيوتر المقابلة؛ يتلقى جهاز التحكم تسلسلاً مرجعيًا للنبضات من مولد نبض الساعة؛

• وحدة المنطق الحسابية (ألو)- مصمم لتنفيذ كافة العمليات الحسابية والمنطقية على المعلومات الرقمية والرمزية (في بعض نماذج أجهزة الكمبيوتر، يتم توصيل وحدة ALU إضافية بوحدة ALU لتسريع تنفيذ العمليات المعالج الرياضيات);

• ذاكرة المعالجات الدقيقة (MPP)- يعمل على تخزين وتسجيل وإخراج المعلومات على المدى القصير المستخدمة مباشرة في العمليات الحسابية في الدورات التالية لتشغيل الماكينة. تم بناء MPP على السجلات ويستخدم لضمان السرعة العالية للجهاز، لأن الذاكرة الرئيسية (RAM) لا توفر دائمًا سرعة الكتابة والبحث وقراءة المعلومات اللازمة للتشغيل الفعال للمعالج الدقيق عالي السرعة. السجلات- خلايا ذاكرة عالية السرعة بأطوال مختلفة (على عكس خلايا OP، التي يبلغ طولها القياسي 1 بايت وسرعتها أقل)؛

• نظام واجهة المعالجات الدقيقة- ينفذ الاقتران والتواصل مع أجهزة الكمبيوتر الأخرى؛ يتضمن واجهة MP داخلية، وسجلات تخزين عازلة ودوائر تحكم لمنافذ الإدخال/الإخراج (I/O) وناقل النظام. واجهه المستخدم(الواجهة) - مجموعة من الوسائل لإقران أجهزة الكمبيوتر والاتصال بها، مما يضمن تفاعلها الفعال. منفذ الإدخال/الإخراج (الإدخال/الإخراج ≈ منفذ الإدخال/الإخراج)- معدات الواجهة التي تسمح لك بتوصيل جهاز كمبيوتر آخر بالمعالج الدقيق.

مولد الساعة. يولد سلسلة من النبضات الكهربائية. يحدد تردد النبضات المتولدة تردد ساعة الآلة. يحدد الفاصل الزمني بين النبضات المجاورة وقت دورة واحدة من تشغيل الماكينة أو ببساطة دورة تشغيل الآلة .

يعد تردد مولد نبض الساعة أحد الخصائص الرئيسية للكمبيوتر الشخصي ويحدد إلى حد كبير سرعة تشغيله، لأن كل عملية في الجهاز يتم تنفيذها في عدد معين من دورات الساعة.

نظام الحافلات.هذا هو نظام الواجهة الرئيسي للكمبيوتر، مما يضمن اقتران واتصال جميع أجهزته مع بعضها البعض.

تتضمن حافلة النظام ما يلي:

• حافلة بيانات الكود(KSD)، الذي يحتوي على أسلاك ودوائر توصيل للإرسال المتوازي لجميع بتات الكود الرقمي (الكلمة الآلية) للمعامل؛

• حافلة رمز العنوان(المملكة العربية السعودية)، بما في ذلك الأسلاك ودوائر الواجهة للإرسال المتوازي لجميع بتات رمز العنوان لخلية الذاكرة الرئيسية أو منفذ الإدخال/الإخراج لجهاز خارجي؛

• حافلة رمز التعليمات(KShI)، تحتوي على أسلاك ودوائر واجهة لنقل التعليمات (إشارات التحكم، النبضات) إلى جميع كتل الآلة؛

• حافلة الطاقة,وجود أسلاك ودوائر واجهة لتوصيل وحدات الكمبيوتر بنظام إمداد الطاقة.

يوفر ناقل النظام ثلاثة اتجاهات لنقل المعلومات:

1) بين المعالج الدقيق والذاكرة الرئيسية؛

2) بين المعالج الدقيق ومنافذ الإدخال/الإخراج للأجهزة الخارجية؛

3) بين الذاكرة الرئيسية ومنافذ الإدخال/الإخراج للأجهزة الخارجية (في وضع الوصول المباشر إلى الذاكرة).

جميع الكتل، أو بالأحرى منافذ الإدخال/الإخراج الخاصة بها، متصلة بالناقل بنفس الطريقة من خلال الموصلات الموحدة (المفاصل) المقابلة: مباشرة أو من خلال وحدات التحكم (المحولات). يتم التحكم في ناقل النظام بواسطة المعالج الدقيق إما بشكل مباشر أو في أغلب الأحيان من خلال شريحة إضافية - تحكم الحافلة,توليد إشارات التحكم الرئيسية. يتم تبادل المعلومات بين الأجهزة الخارجية وناقل النظام باستخدام رموز ASCII.

الذاكرة الرئيسية (رام).إنه مصمم لتخزين المعلومات وتبادلها بسرعة مع الوحدات الأخرى في الجهاز. يحتوي OP على نوعين من أجهزة التخزين: ذاكرة القراءة فقط (ROM) وذاكرة الوصول العشوائي (RAM).

ذاكرة للقراءة فقطيعمل على تخزين معلومات البرامج والمرجعية غير القابلة للتغيير، فهو يسمح لك بقراءة المعلومات المخزنة فيه بسرعة فقط (لا يمكن تغيير المعلومات الموجودة في ذاكرة القراءة فقط).

كبشمصمم للتسجيل والتخزين وقراءة المعلومات (البرامج والبيانات) عبر الإنترنت والتي تشارك بشكل مباشر في عملية المعلومات والحوسبة التي يقوم بها جهاز الكمبيوتر في الفترة الزمنية الحالية. المزايا الرئيسية لذاكرة الوصول العشوائي هي سرعتها العالية وإمكانية الوصول إلى كل خلية ذاكرة على حدة (الوصول المباشر إلى العنوان للخلية)، ومن عيوب ذاكرة الوصول العشوائي تجدر الإشارة إلى أنه من المستحيل تخزين المعلومات فيها بعد إيقاف تشغيلها. قوة الآلة (الاعتماد على التقلب).

ذاكرة خارجية.يشير إلى الأجهزة الخارجية للكمبيوتر الشخصي ويستخدم للتخزين طويل المدى لأي معلومات قد تكون مطلوبة لحل المشكلات. على وجه الخصوص، يتم تخزين كافة برامج الكمبيوتر في الذاكرة الخارجية. تحتوي الذاكرة الخارجية على أنواع مختلفة من أجهزة التخزين، ولكن أكثرها شيوعًا، والمتوفر على أي جهاز كمبيوتر تقريبًا، هي محركات الأقراص الثابتة (HDD) ومحركات الأقراص المرنة (FLMD).

الغرض من محركات الأقراص هذه هو تخزين كميات كبيرة من المعلومات وتسجيل المعلومات المخزنة وتحريرها عند الطلب في جهاز ذاكرة الوصول العشوائي. تختلف محركات الأقراص الثابتة ومحركات الأقراص المسطحة فقط في التصميم وحجم المعلومات المخزنة والوقت الذي يستغرقه البحث عن المعلومات وتسجيلها وقراءتها.

تُستخدم أيضًا أجهزة التخزين على أشرطة الكاسيت المغناطيسية (أجهزة البث المباشر)، ومحركات الأقراص الضوئية (الأقراص المضغوطة - ذاكرة القراءة فقط للقرص المضغوط - الأقراص المضغوطة المزودة بذاكرة للقراءة فقط)، وما إلى ذلك كأجهزة ذاكرة خارجية.

مزود الطاقة.هذه كتلة تحتوي على أنظمة إمداد طاقة مستقلة وشبكة لجهاز الكمبيوتر.

الموقت.هذه ساعة إلكترونية مدمجة في الجهاز توفر، إذا لزم الأمر، تسجيلاً تلقائيًا للحظة الحالية من الزمن (السنة والشهر والساعات والدقائق والثواني وكسور الثواني). يتم توصيل المؤقت بمصدر طاقة مستقل - بطارية ويستمر في العمل عند فصل الجهاز عن الشبكة.

الأجهزة الخارجية (ED).هذا هو العنصر الأكثر أهمية في أي مجمع حاسوبي. ويكفي أن نقول أنه من حيث التكلفة، تمثل رأس المال الاستثماري في بعض الأحيان ما بين 50 إلى 80٪ من إجمالي أجهزة الكمبيوتر. ويعتمد تكوين وخصائص رأس المال الاستثماري إلى حد كبير على إمكانية وفعالية استخدام أجهزة الكمبيوتر في أنظمة التحكم وفي الاقتصاد الوطني باعتبارها جميع.

تضمن وحدات التحكم في الكمبيوتر تفاعل الآلة مع البيئة؛ المستخدمين وكائنات التحكم وأجهزة الكمبيوتر الأخرى. VEs متنوعة للغاية ويمكن تصنيفها وفقًا لعدد من الخصائص. وبالتالي، وفقا للغرض، يمكن تمييز الأنواع التالية من الأجهزة:

• أجهزة التخزين الخارجية (ESD) أو ذاكرة الكمبيوتر الخارجية؛

• أدوات حوار المستخدم؛

• أجهزة إدخال المعلومات؛

• أجهزة إخراج المعلومات؛

• وسائل الاتصال والاتصالات.

أدوات الحوارتشمل أجهزة المستخدم شاشات الفيديو (شاشات العرض)، وفي كثير من الأحيان الآلات الكاتبة التي تعمل بالتحكم عن بعد (الطابعات المزودة بلوحات المفاتيح) وأجهزة إدخال / إخراج الكلام.

شاشة فيديو (عرض) -جهاز لعرض إدخال وإخراج المعلومات من جهاز الكمبيوتر.

أجهزة إدخال وإخراج الصوتتنتمي إلى وسائل الإعلام سريعة النمو. أجهزة إدخال الكلام عبارة عن أنظمة صوتية متعددة الميكروفونات، “فئران الصوت” على سبيل المثال، مزودة ببرامج معقدة تسمح لها بالتعرف على الحروف والكلمات التي يتحدث بها الشخص والتعرف عليها وترميزها.

أجهزة إخراج الكلام عبارة عن مُركِّبات صوتية مختلفة تعمل على تحويل الرموز الرقمية إلى أحرف وكلمات يتم إعادة إنتاجها من خلال مكبرات الصوت (مكبرات الصوت) أو مكبرات الصوت المتصلة بجهاز الكمبيوتر.

لأجهزة إدخال المعلوماتيتصل:

• لوحة المفاتيح- جهاز لإدخال المعلومات الرقمية والنصية والتحكمية يدويًا إلى جهاز الكمبيوتر؛

• أقراص الرسومات (محولات الأرقام)- لإدخال المعلومات والصور الرسومية يدويًا عن طريق تحريك مؤشر خاص (قلم) عبر الجهاز اللوحي؛ عند تحريك القلم، تتم قراءة إحداثيات موقعه تلقائيًا ويتم إدخال هذه الإحداثيات في جهاز الكمبيوتر؛

• الماسحات الضوئية(آلات القراءة) - للقراءة التلقائية من الوسائط الورقية وإدخال النصوص المكتوبة والرسوم البيانية والصور والرسومات في جهاز الكمبيوتر؛ في جهاز ترميز الماسح الضوئي في وضع النص، يتم تحويل أحرف القراءة، بعد مقارنتها مع الخطوط المرجعية بواسطة برامج خاصة، إلى رموز ASCII، وفي الوضع الرسومي، يتم تحويل الرسوم البيانية والرسومات المقروءة إلى تسلسلات من الإحداثيات ثنائية الأبعاد؛

• المتلاعبين(أجهزة التأشير): عصا التحكم -ذراع الرافعة، الماوس، كرة التتبع -الكرة في الإطار, قلم خفيفإلخ - لإدخال المعلومات الرسومية على شاشة العرض عن طريق التحكم في حركة المؤشر عبر الشاشة، يليها تشفير إحداثيات المؤشر وإدخالها في جهاز الكمبيوتر؛

• شاشات تعمل باللمس- لإدخال عناصر الصور الفردية أو البرامج أو الأوامر من شاشة عرض مقسمة إلى جهاز الكمبيوتر.

• ل أجهزة إخراج المعلوماتيتصل:

• الطابعات- أجهزة الطباعة لتسجيل المعلومات على الورق؛

• المتآمرون (المتآمرون)- لإخراج المعلومات الرسومية (الرسوم البيانية والرسومات والرسومات) من جهاز الكمبيوتر إلى الورق؛ هناك أجهزة تخطيط متجهة يمكنها رسم الصور باستخدام القلم وأجهزة التخطيط النقطية: الرسوم الحرارية والكهروستاتيكية ونفث الحبر والليزر. حسب التصميم، يتم تقسيم أجهزة التخطيط إلى أجهزة تخطيط مسطحة وطبلية. الخصائص الرئيسية لجميع أجهزة الراسمة هي نفسها تقريبًا: سرعة الرسم - 100 - 1000 مم / ثانية، أفضل النماذج لديها صور ملونة ونقل الألوان النصفية؛ تتمتع أجهزة الراسمة الليزرية بأعلى دقة ووضوح للصورة، ولكنها الأكثر تكلفة.

الأجهزة مجال الاتصالات والاتصالاتتُستخدم للاتصال بالأجهزة ومعدات التشغيل الآلي الأخرى (محولات الواجهة، والمحولات، والمحولات الرقمية إلى التناظرية والمحولات التناظرية إلى الرقمية، وما إلى ذلك) ولتوصيل أجهزة الكمبيوتر بقنوات الاتصال وأجهزة الكمبيوتر الأخرى وشبكات الكمبيوتر (بطاقات واجهة الشبكة ، "المفاصل" "، أجهزة إرسال البيانات المتعددة، أجهزة المودم).

تنتمي العديد من الأجهزة المذكورة أعلاه إلى مجموعة محددة بشكل مشروط - الوسائط المتعددة.

الوسائط المتعددة(الوسائط المتعددة - الوسائط المتعددة) هي مجموعة من الأجهزة والبرامج التي تسمح للشخص بالتواصل مع جهاز الكمبيوتر باستخدام مجموعة متنوعة من الوسائط الطبيعية: الصوت والفيديو والرسومات والنصوص والرسوم المتحركة وما إلى ذلك.

تشمل وسائل الوسائط المتعددة أجهزة إدخال وإخراج الكلام؛ الماسحات الضوئية المنتشرة بالفعل (نظرًا لأنها تسمح بإدخال النصوص والرسومات المطبوعة تلقائيًا إلى الكمبيوتر)؛ بطاقات الفيديو (الفيديو) والصوت (الصوت) عالية الجودة، وبطاقات التقاط الفيديو (videograbber)، التي تلتقط الصور من جهاز VCR أو كاميرا الفيديو وإدخالها في جهاز الكمبيوتر؛ أنظمة إعادة إنتاج الصوت والفيديو عالية الجودة مع مكبرات الصوت ومكبرات الصوت وشاشات الفيديو الكبيرة. ولكن ربما، ولسبب أكبر، تشتمل الوسائط المتعددة على أجهزة تخزين خارجية ذات سعة كبيرة، تُستخدم غالبًا لتسجيل معلومات الصوت والفيديو.

في الوقت الحاضر، تُستخدم الأقراص المضغوطة وأقراص DVD لتسجيل المعلومات وتخزينها وإعادة إنتاجها، كما تُستخدم على نطاق واسع مؤخراذاكرة فلاش. إن سهولة الاستخدام والحد الأدنى من الأبعاد وزيادة سعة الذاكرة وانخفاض السعر يضع الأخير خارج المنافسة، ومن المحتمل جدًا أن يؤدي ذلك في المستقبل إلى الإزاحة من السوق الأقراص الضوئيةمنذ أن حلت الأقراص المضغوطة محل الأقراص المرنة في السابق.

مخططات إضافية.إلى ناقل النظام وإلى جهاز الكمبيوتر MP مع عادييمكن توصيل الأجهزة الخارجية وبعضها إضافيلوحات ذات دوائر متكاملة تعمل على توسيع وتحسين وظائف المعالج الدقيق: المعالج الرياضي، وحدة التحكم في الوصول المباشر إلى الذاكرة، المعالج المساعد للإدخال / الإخراج، وحدة التحكم في المقاطعة، إلخ.

المعالج الرياضياتتستخدم على نطاق واسع للتنفيذ السريع للعمليات على أرقام الفاصلة العائمة الثنائية، وعلى الأرقام العشرية المشفرة ثنائيًا، ولحساب بعض الدوال المتعالية، بما في ذلك الدوال المثلثية. يمتلك المعالج الرياضي نظام أوامر خاص به ويعمل بالتوازي (مشتركًا في الوقت المناسب) مع MP الرئيسي، ولكن تحت سيطرة الأخير. يتم تسريع العمليات عشرة أضعاف. تشتمل أحدث موديلات MP، بدءًا من MP 80486 DX، على معالج مساعد في بنيتها.

وحدة تحكم الوصول المباشر للذاكرةيحرر MP من التحكم المباشر في محركات الأقراص المغناطيسية، مما يزيد بشكل كبير من الأداء الفعال للكمبيوتر. بدون وحدة التحكم هذه، يتم تبادل البيانات بين VSD وذاكرة الوصول العشوائي من خلال سجل MP، وإذا كان موجودًا، يتم نقل البيانات مباشرة بين VSD وذاكرة الوصول العشوائي، متجاوزًا MP.

معالج الإدخال/الإخراجونظرًا للعمل المتوازي مع MP، فإنه يعمل على تسريع تنفيذ إجراءات الإدخال/الإخراج بشكل كبير عند صيانة العديد من الأجهزة الخارجية (شاشة العرض، الطابعة، محرك الأقراص الثابتة، محرك الأقراص الثابتة، وما إلى ذلك)؛ يحرر MP من معالجة إجراءات الإدخال/الإخراج، بما في ذلك تنفيذ وضع الوصول المباشر إلى الذاكرة.

تلعب وحدة التحكم بالمقاطعة دورًا حيويًا في جهاز الكمبيوتر.

مقاطعة- التوقف المؤقت عن تنفيذ أحد البرامج بغرض التنفيذ الفوري لبرنامج آخر أكثر أهمية (أولوية) حاليًا.

تحدث الانقطاعات باستمرار أثناء تشغيل الكمبيوتر. ويكفي أن نقول أن جميع إجراءات إدخال وإخراج المعلومات يتم تنفيذها باستخدام المقاطعات، على سبيل المثال، تحدث المقاطعات المؤقتة وتتم خدمتها بواسطة وحدة التحكم في المقاطعة 18 مرة في الثانية (بطبيعة الحال، لا يلاحظها المستخدم).

تحكم المقاطعةيخدم إجراءات المقاطعة، ويستقبل طلب المقاطعة من الأجهزة الخارجية، ويحدد مستوى الأولوية لهذا الطلب ويصدر إشارة المقاطعة إلى MP. بعد أن يستقبل MP هذه الإشارة، يعلق تنفيذ البرنامج الحالي ويشرع في تنفيذ برنامج خاص لخدمة المقاطعة التي طلبها الجهاز الخارجي. بعد الانتهاء من برنامج الصيانة، يتم استئناف البرنامج المتقطع. وحدة تحكم المقاطعة قابلة للبرمجة.

عناصر تصميم الكمبيوتر

من الناحية الهيكلية، تم تصميم أجهزة الكمبيوتر لتكون مركزية وحدة النظام، والتي يتم توصيل الأجهزة الخارجية بها عبر الموصلات: أجهزة الذاكرة الإضافية، ولوحة المفاتيح، والشاشة، والطابعة، وما إلى ذلك.

وحدة النظاميتضمن عادةً لوحة النظام ومصدر الطاقة ومحركات الأقراص وموصلات الملحقات و لوحات التوسعمع وحدات التحكم - محولات الأجهزة الخارجية.

على لوحة النظام(يسمى غالبا اللوحة الأماللوحة الأم)، كقاعدة عامة، تقع في:

• معالج دقيق

• المعالج الرياضي

• مولد الساعة؛

• كتل ذاكرة الوصول العشوائي وذاكرة القراءة فقط (الرقائق) ؛

• محولات لوحة المفاتيح، والأقراص الصلبة والأقراص الصلبة؛

• وحدة تحكم المقاطعة؛

• الموقت، الخ.

المواصفات الوظيفية للكمبيوتر

الخصائص الرئيسية للكمبيوتر هي:

1. السرعة والأداء وسرعة الساعة.

وحدات الأداءيخدم:

• MIPS (MIPS - تعليمات ضخمة في الثانية) - مليون عملية على أرقام ذات نقطة ثابتة (نقطة)؛

• MFLOPS (عمليات عائمة ضخمة في الثانية) - مليون عملية على أرقام الفاصلة العائمة (النقطة)؛

• KOPS (KOPS - عمليات كيلو في الثانية) لأجهزة الكمبيوتر منخفضة الأداء - ألف عملية متوسطة معينة على الأرقام؛

• GFLOPS (عمليات جيجا العائمة في الثانية) - مليار عملية في الثانية على أرقام الفاصلة العائمة (النقطة).

يكون تقييم أداء الكمبيوتر تقريبيًا دائمًا، لأنه في هذه الحالة يتم توجيهه بواسطة بعض أنواع العمليات المتوسطة أو على العكس من ذلك. في الواقع، يتم استخدام مجموعات مختلفة من العمليات لحل مشاكل مختلفة. لذلك، لتوصيف جهاز كمبيوتر، بدلا من الأداء، عادة ما يشيرون إلى تردد الساعة، والذي يحدد بشكل أكثر موضوعية سرعة الجهاز، لأن كل عملية تتطلب عددًا معينًا جدًا من دورات الساعة لإكمالها. معرفة تردد الساعة، يمكنك تحديد وقت تنفيذ أي عملية آلة بدقة تامة.

2. سعة البت للآلة وناقلات كود الواجهة.

عمق بت≈ هذا هو الحد الأقصى لعدد بتات الرقم الثنائي التي يمكن إجراء عملية تشغيل الآلة عليها في وقت واحد، بما في ذلك عملية نقل المعلومات؛ كلما زاد عمق البت، كلما كان أداء الكمبيوتر أكبر، مع تساوي الأمور الأخرى.

3. أنواع النظام والواجهات المحلية.

أنواع مختلفةتوفر واجهات سرعات مختلفةيتيح لك نقل المعلومات بين عقد الجهاز توصيل عدد مختلف من الأجهزة الخارجية وأنواعها المختلفة.

4. سعة ذاكرة الوصول العشوائي.

يتم قياس سعة ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) في أغلب الأحيان بالميجابايت (MB)، وغالبًا ما يتم قياسها بالكيلوبايت (KB). 1 ميجا بايت = 1024 كيلو بايت = 1024 2 بايت.

العديد من برامج التطبيقات الحديثة ذات سعة ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) التي تقل عن 8 ميجابايت لا تعمل أو تعمل ببساطة، بل ببطء شديد.

يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن زيادة سعة الذاكرة الرئيسية بمقدار مرتين، من بين أمور أخرى، يزيد من الأداء الفعال للكمبيوتر عند حل المشكلات المعقدة بحوالي 1.7 مرة.

5. سعة القرص الصلب (القرص الصلب).يتم قياس سعة القرص الصلب عادةً بالميجابايت أو الجيجابايت (1 جيجابايت = 1024 ميجابايت).

وفقا للخبراء، فإن العديد من المنتجات البرمجية في عام 1997 سوف تتطلب ما يصل إلى 1 غيغابايت من الذاكرة الخارجية للعمل.

6. يكتب و قدرة محركات الأقراص المرنة.

في الوقت الحاضر، يتم استخدام محركات الأقراص المرنة بشكل أساسي، وذلك باستخدام الأقراص المرنة التي يبلغ قطرها 3.5 و5.25 بوصة (1 بوصة = 25.4 ملم). الأول لديه سعة قياسية تبلغ 1.44 ميجابايت، والأخير - 1.2 ميجابايت.

7. أنواع وسعة الذاكرة المؤقتة.

الذاكرة المؤقتةعبارة عن ذاكرة مؤقتة عالية السرعة لا يمكن للمستخدم الوصول إليها يستخدمها الكمبيوتر تلقائيًا لتسريع العمليات بالمعلومات المخزنة في أجهزة تخزين أبطأ. على سبيل المثال، لتسريع العمليات بالذاكرة الرئيسية، يتم تنظيم ذاكرة التخزين المؤقت للتسجيل داخل المعالج الدقيق (ذاكرة التخزين المؤقت من المستوى الأول) أو خارج المعالج الدقيق على اللوحة الأم (ذاكرة التخزين المؤقت من المستوى الثاني)؛ لتسريع العمليات باستخدام ذاكرة القرص، يتم تنظيم ذاكرة التخزين المؤقت على خلايا الذاكرة الإلكترونية.

ضع في اعتبارك أن وجود ذاكرة تخزين مؤقت بسعة 256 كيلو بايت يزيد من أداء الكمبيوتر بنسبة 20% تقريبًا.

8. نوع شاشة الفيديو (العرض) ومحول الفيديو.

9.نوع الطابعة.

10.توافر المعالج الرياضي.

يتيح لك المعالج الرياضي تسريع تنفيذ العمليات على أرقام الفاصلة العائمة الثنائية والأرقام العشرية المشفرة ثنائيًا بعشرات المرات.

11. نوع البرنامج ونظام التشغيل المتوفر

12. توافق الأجهزة والبرامج مع الأنواع الأخرى من أجهزة الكمبيوتر.

إن توافق الأجهزة والبرامج مع أنواع أخرى من أجهزة الكمبيوتر يعني القدرة على استخدام نفس العناصر التقنية والبرامج الموجودة على جهاز كمبيوتر، على التوالي، كما هو الحال في الأنواع الأخرى من الأجهزة.

13. القدرة على العمل على شبكة الحاسوب

14. القدرة على العمل في وضع تعدد المهام.

يتيح لك وضع المهام المتعددة إجراء العمليات الحسابية في وقت واحد على عدة برامج (وضع البرامج المتعددة) أو لعدة مستخدمين (وضع المستخدمين المتعددين). يمكن أن يؤدي الجمع بين وقت تشغيل العديد من الأجهزة، وهو أمر ممكن في هذا الوضع، إلى زيادة السرعة الفعالة للكمبيوتر بشكل كبير.

15. مصداقية.

الموثوقية هي قدرة النظام على أداء جميع الوظائف المخصصة له بشكل كامل وصحيح. يتم عادةً قياس موثوقية الكمبيوتر الشخصي بمتوسط ​​الوقت بين حالات الفشل.

16. سعر.

17. الأبعاد والوزن.

ثانيا . حالة الكمبيوتر المكتبي

في المرحلة الحالية من تطوير أجهزة الكمبيوتر، يمكن تمييز منصتين رئيسيتين: Wintel و Apple.

الأكثر شيوعًا هو نظام Wintel الذي يعتمد على معالجات x86 نظرًا لتعدد استخداماته وتكلفته. تحتوي هذه المنصة على العديد من النسخ، على سبيل المثال. أجهزة الكمبيوتر المماثلة المصنعة شركات مختلفةالولايات المتحدة الأمريكية، أوروبا الغربية، روسيا، اليابان، الخ.

منصة أبلممثلة بأجهزة كمبيوتر ماكنتوش، والتي تحظى بشعبية كبيرة في الغرب. إنهم يشغلون مكانة ضيقة إلى حد ما، ولكنها مستقرة إلى حد ما في السوق العالمية.

الاختلافات الشكلية بين المنصات هي نوع المعالج ونظام التشغيل. يستخدم Macintosh بنية معالج RISC ونواة نظام تشغيل تشبه UNIX. ومع ذلك، في السنوات الأخيرة، فيما يتعلق بالأجهزة، تقترب هاتان المنصتان تدريجياً من بعضهما البعض. لذلك، يمكن اعتبار الفرق الرئيسي هو كمية الأجهزة والبرامج المنتجة في العالم، حيث تكون شركة Wintel خارج المنافسة. تمتلك شركة Apple عددًا صغيرًا من الطرز المتطورة، كما أنها أقل بكثير من حيث كمية البرامج المنتجة. ويترتب على ذلك أنه باستخدام كمبيوتر Wintel، يمكنك إجراء أي عملية، ولكن ليس دائمًا بسرعة وسهولة. على Apple، يمكن تنفيذ نفس العملية إما بسرعة أو لا يتم تنفيذها على الإطلاق.

فيما يلي بعض الأمثلة على نماذج أجهزة الكمبيوتر الشخصية الشائعة اليوم:

· هاكر Ph945

تم بناء النظام الأساسي على أساس ASUS M4A78، وهي لوحة أم عالية الجودة متوسطة المستوى تعتمد على مجموعة شرائح AMD 770 مع دعم DDR2. إنه مجهز جيدًا ولكن بدون أي زخرفة. ومن بين الميزات العملية، نلاحظ وجود منفذ S/PDIF بصري ومنفذ eSATA على اللوحة الخلفية. يستخدم النظام معالج AMD Phenom II X4 945 رباعي النواة الذي تم الإعلان عنه مؤخرًا مع قوة معالجة جيدة وذاكرة وصول عشوائي (RAM) تبلغ 4 جيجابايت. النظام الفرعي للفيديو أيضًا على قدم المساواة. تعد محولات الرسومات GeForce GTS 250 مناسبة لأجهزة الكمبيوتر المثالية، ومع نسبة سعر/أداء جيدة جدًا، فهي قادرة على توفير عدد مريح من الإطارات في الثانية في أحدث الألعاب.

كان أداء مجموعة Phenom II X4 945 + GeForce GTS 250 جيدًا بشكل عام أثناء الاختبار. ربما، في هذه المجموعة هناك تحيز طفيف نحو معالج أكثر قوة قليلا، ولكن قدراته ستكون مفيدة في المهام متعددة الخيوط غير المتعلقة بالألعاب.

يتم تجميع النظام في مبيت Microlab M4812. هذا النموذجتبدو مثيرة للاهتمام وعملية للاستخدام. يوجد على اللوحة الأمامية، في حجرة الأجهزة مقاس 3.5 بوصة، قارئ بطاقات متعدد التنسيقات Samsung SFD-321F/T4XB، والذي يسمح لك بالعمل مع بطاقات الفلاش من جميع الأنواع الشائعة. هنا، على الجانب الأمامي، يوجد جهاز تحكم تناظري للسرعة للمروحة مقاس 120 مم المثبتة على الجدار الخلفي للعلبة. إن إمكانيات إمداد الطاقة كافية تمامًا لكي يعمل التكوين المقترح، ولكن بدون احتياطي كبير. يتوافق طراز M-ATX-420W مع معيار ATX 1.3، والذي لا يعني وجود أحمال ثقيلة على خط 12 فولت الذي تستخدمه بطاقات وأنظمة الفيديو الحديثة إمدادات الطاقة لوحدة المعالجة المركزية. في التكوين المدروس، يبلغ استهلاك طاقة الكمبيوتر في وضع الخمول حوالي 120 وات، ويزداد إلى 270 وات في المشاهد "الثقيلة" في Crysis.
النظام ليس صامتًا؛ في وضع الاستعداد، يعمل الكمبيوتر بهدوء تام؛ وتحت الحمل، تصبح مراوح مصدر الطاقة وبطاقة الفيديو أكثر نشاطًا، على الرغم من أن مستوى الضوضاء بشكل عام "أقل من المتوسط".

· ديل HPS 730 H2C

قامت Dell بتحديث خطها أجهزة كمبيوتر الألعاب XPS 730 H2C. في حالة الألومنيوم الصلبة، وضع المهندسون اللوحة الأماستنادًا إلى مجموعة شرائح NVIDIA nForce 790i Ultra SLI المزودة المعالج المثبت إنتل كور 2 Extreme (مع رفع تردد التشغيل في المصنع)، وزوج من بطاقات الفيديو ATI Radeon HD 3870 X2 أو نفيديا غيفورسي 8800GT SLI وذاكرة الوصول العشوائي Corsair DOMINATOR DDR3. يعد نظام التبريد H2C المستخدم في الكمبيوتر فريدًا من نوعه وهو نتيجة لتطوير مشترك بين Dell وIntel وDelphi وCoolIT.

يعد سوق أجهزة الكمبيوتر المكتبية العالمية هو الأكبر، لكنه شهد في السنوات الأخيرة أزمة حادة بسبب انخفاض الطلب على منتجاته. أصبحت أجهزة الكمبيوتر المحمولة ذات شعبية متزايدة. ويرجع ذلك إلى زيادة الإنتاجية أجهزة الكمبيوتر المحمولةوتخفيض متزامن لأسعارها.

ثالثا . آفاق تطوير أجهزة الكمبيوتر المكتبية

ونظرًا للزيادة السنوية في نسبة مبيعات أجهزة الكمبيوتر المحمول، فقد يبدو أن أجهزة الكمبيوتر المحمولة قد تحل محل أجهزة الكمبيوتر المكتبية قريبًا. ومع ذلك، يعتقد الخبراء أنه من السابق لأوانه شطب أجهزة الكمبيوتر المكتبية. على الرغم من زيادة إنتاجية أجهزة الكمبيوتر المحمولة، فإن تطوير أجهزة الكمبيوتر المكتبية لا يتباطأ أيضًا.

ترجع شعبية أجهزة الكمبيوتر المحمولة في المقام الأول إلى تركيزها على حل تلك المهام التي لا يمكن لجهاز كمبيوتر منزلي أن يفي بها (والتي بدورها ترتبط بإمكانية توفير الطاقة المستقلة لأجهزة الكمبيوتر المحمولة). ومع ذلك، يجب أن يقال ذلك كمبيوتر سطح المكتببادئ ذي بدء، يتميز بالأداء، والذي يسمح للمستخدم بأداء أي مهمة تقريبا عليه. يجب أن يحتوي جهاز الكمبيوتر المحمول على عدد من خصائص إضافية(مثل الوزن والأبعاد والوقت عمر البطارية)، مما ينقل الإنتاجية إلى الخلفية. بالإضافة إلى ذلك، فإن ترقية الكمبيوتر المحمول أمر صعب: قد يكون من الصعب تنفيذه أو ببساطة مستحيلًا.