Процессор – устройство, которое обеспечивает преобразование информации, управление другими устройствами компьютера. Важной характеристикой процессора является его производительность – количество элементарных операций, выполняемых за одну секунду. Производительность и определяет быстродействие компьютера. Производительность процессора напрямую зависит от тактовой частоты и разрядности.тактовой частоты разрядности.

Тактовая частота – это число тактов работы процессора в секунду. Такт – промежуток времени, в течение которого выполняется одна элементарная операция, например сложение двух чисел. Компьютер выполняет до миллиарда таких операций в секунду. Тактовая частота измеряется в мегагерцах (Мгц) – миллион тактов в секунду. Однако последние модели процессоров достигают частоты гигагерц (миллиард герц) и более. Разрядность процессора – размер минимальной порции информации, которую процессор может получить или отправить за один такт. Эта порция информации представлена набором двоичных разрядов (бит). Мощный процессор может иметь одновременный доступ к 64 битам.

Все основные блоки персонального компьютера присоединены к системной шине (другое название – шина данных). Основным назначением системной шины является обеспечение взаимодействия между процессором и остальными электронными компонентами компьютера. По этой шине осуществляется передача данных, адресов памяти и управляющей информации. В качестве характеристик шины можно выделить два параметра: Разрядность – количество бит информации, передаваемых одновременно от одного устройства к другому. В последних моделях ПК разрядность достигается 128 бит. Производительность – объем информации, который можно передать по шине за одну секунду.

Каждая ячейка оперативной памяти или другое устройство имеет уникальный адрес. Адрес передается по шине адреса. Сигналы передаются по ней только в направлении от процессора к другим устройствам. Разрядность шины адреса определяет адресное пространство процессора – количество ячеек оперативной памяти, которые могут иметь уникальные адреса. В современных персональных компьютерах разрядность адресной шины может достигать 32 бит. Адресное пространство при этом достигает ячеек. Память компьютера – это совокупность устройств для хранения информации. Вся компьютерная память поделена на внешнюю и внутреннюю.внешнюю внутреннюю Внутренняя память является быстродействующей, но имеет ограниченный объем. Работа с внешней памятью требует больше времени, но она позволяет хранить неограниченное количество информации.

Внутренняя память делится на оперативную, постоянную и кэш-память.оперативную постоянную кэш-память Память можно представить состоящей из ячеек, в каждой из которых хранится порция информации. Каждая ячейка имеет уникальный адрес – номер ячейки в памяти. Чтобы прочитать информацию из ячейки или поместить ее туда, нужно указать адрес ячейки. При считывании информации ее копия передается в другое устройство, где над ней производятся различные операции – вычисления, создание текста, и др. Оригинал считанной информации остается в ячейке до тех пор, пока на ее место не будет записана другая. При сохранении информации вся предыдущая стирается.

Память характеризуется двумя параметрами – быстродействием и емкостью. Быстродействие (время доступа) памяти – время, необходимое для чтения или записи минимальной порции информации. Быстродействие измеряется в миллисекундах (1 мл сек=10 -3 сек), микросекундах (1 мсек=10 -6 сек), наносекундах (1 нсек=10 -9 сек). Объем (емкость) памяти – максимальное количество хранимой в ней информации. Измеряется в килобайтах (1Кбайт=2 10 байт), мегабайтах (1Мбайт=2 100 байт), гигабайтах (1Гбайт= байт).

Постоянная память (устройство для долговременного хранения программ и данных) делится на две части – BIOS и CMOS. BIOS (Basic Input-Output System) – основная система ввода-вывода. В ней содержатся программы, необходимые для тестирования основных устройств компьютера и для начальной загрузки операционной системы. Эти программы «защиты» производителем, и пользователь изменить их не может. Эта часть постоянной памяти является энергозависимой – при выключении компьютера информация в ней сохраняется. CMOS – содержит информацию о настройках компьютера (дата, пароли и пр.). Информация в CMOS может быть изменена пользователем. CMOS является энергозависимым устройством с питанием от аккумулятора. Подзарядка аккумулятора производится во время работы. Если вынуть аккумулятор и включить компьютер, то информация утратится.

Оперативная память – в ней хранится информация, которая используется в данный момент, то есть все открытые программы. При выключении питания вся информация из оперативной памяти стирается. Оперативная память характеризуется высоким быстродействием, но сравнительно малой емкостью. Ее объем выражается числом, являющимся степенью 2 и составляет от 16 Мбайт до 1 Гбайта.

Кэш-память (cache – склад) – является промежуточным запоминающимся устройством, как бы буфером. Кэш-память используется для обмена данными между процессором и оперативной памятью, а также между оперативной и внешней памятью. Использование кэш-памяти сокращает число обращений к жесткому диску. Кэш-память делится на два типа: внутренняя – размещается внутри процессора, и внешняя – установлена на материнской плате.

Для долговременного хранения информации различных видов используются так называемые устройства внешней памяти. Эти устройства являются энергозависимыми – информация на них не утрачивается при выключении компьютера. Объем информации, сохраняемой на этих устройствах, в тысячи раз больше объема внутренней памяти. В случае необходимости внешнюю память можно нарастить. Но обращение к внешней памяти требует гораздо больше времени. Устройство внешней памяти (накопитель) – физическое приспособление, производящее запись и считывание информации на соответствующий носитель. Носитель – материальный объект, обладающий способностью хранить информацию. По типу доступа информации эти устройства делятся на две группы: Устройство прямого (произвольного) доступа. В них время обращения к информации не зависит от ее расположения на носителе; Устройства последовательного доступа. Здесь существует зависимость от расположения.

Рассмотрим основные характеристики устройств внешней памяти. Время доступа (быстродействие) - время, необходимое для чтения из памяти или записи в нее минимальной порции информации. Этот параметр измеряется в миллисекундах, микросекундах, наносекундах. Объем или емкость памяти – максимальное количество хранимой в ней информации. Измеряется в байтах, килобайтах, мегабайтах, гигабайтах. Плотность записи – объем информации, записанной на единице длины дорожки. Единицей измерения является бит/мм (биты на миллиметр). Скорость обмена информации – определяется скоростью вращения или перемещения носителя в устройстве. В зависимости от вида носителя накопители подразделяются на магнитные, оптические и магнитооптические. магнитные оптические и магнитооптические

Гибкие магнитные диски (дискеты или флоппи-диски). Диск диаметром 3, 5 дюйма (89 мм) изготовлен из эластичного материала и помещен в твердый защитный конверт. В конверте имеется закрытое шторкой окно – для доступа к магнитной поверхности. Поверхность диска покрыта специальным магнитным слоем, который и обеспечивает хранение данных, представленных в двоичном коде. В процессе записи информации на магнитную головку поступает последовательность электрических импульсов, которые создают магнитное поле на носителе информации. Наличие намагниченного участка кодируется как 1, отсутствие – 0. Информация записывается с двух сторон диска на дорожки, которые представляют собой концентрические окружности. Каждая дорожка разделяется на сектора. Плотность записи на дискету зависит от числа дорожек поверхности диска. Дискета относится к группе накопителей прямого доступа. Устройство, предназначенное для работы с гибкими дисками, называется дисководом. Он устанавливается внутри системного блока.

Жесткие магнитные диски (винчестер) – набор металлических или керамических дисков, покрытых магнитным слоем, установленный внутри герметичного корпуса дисковода. Винчестер относится к классу носителей с произвольным доступом информации, для хранения информации жесткий диск размечается на дорожки и сектора. Разумеется, что объем жестких дисков значительно выше, чем гибких, - до нескольких десятков гигабайт. Скорость обмена информацией тоже в десятки раз больше.

Оптические или лазерные носители – это диски, с поверхности которых информация считывается с помощью лазерного луча. На поверхности диска чередуются участки с различным углом отражения луча. Для создания участков с различным углом отражения применяются различные способы: выжигание лазером или просто штамповка. Объем информации на CD-R (READ ONLY Memory – память только для чтения) и CD-RW (READ and WRITE Memory - память для чтения и записи) дисках достигает 700 мегабайт. DVD-ROM (Digital Video Disk – цифровой видео-диск) может хранить 17 гигабайт информации. Это связано с тем, что его дорожка имеет меньшую толщину, поэтому запись на него производится в две дорожки и с обеих сторон диска.