История названия "Персональный компьютер"

  История названия "Персональный  компьютер" 

      В последние десятилетия произошли огромные изменения с компьютерами. В сотни раз уменьшились размеры компьютеров по сравнению с размерами моделей, существовавших в 50-е годы, а программное обеспечение сейчас позволяет использовать компьютер в самых разных сферах деятельности человека. Компьютеры теперь свободно размещаются на рабочем столе. Для многих людей компьютер стал необходимым рабочим инструментом. Возникло название - персональный компьютер (ПК) или англ. РС (от Personal Computer).

      Первый  персональный компьютер был выпущен в 1975 г. американской фирмой МИТС (MicroInstrumentaion and Telemetry System). Он назывался Альтаир-8800, имел центральный процессор Интел-8080, созданный фирмой Интел и объем памяти 256 байтов. Центральный процессор компьютера Альтаир-8800 помещался в одном кристалле размерами 5 х 5 мм. и поэтому назывался микропроцессором. Быстродействие и объем памяти современных персональных компьютеров в несколько миллионов раз больше, чем у Альтаира-8800.

      Быстродействие - это количество команд, выполняемых центральным процессором в единицу времени.

      Во  всем многообразии современных персональных компьютеров можно выделить два  основных семейства.

      Первое  семейство - это компьютеры, использующие микропроцессоры фирмы Интел  с вполне определенным строением аппаратной части - архитектурой. Так как большинство компьютеров такого типа выпускаются фирмой IBM, компьютеры этого семейства называются IBM- совместимыми.

      Второе  семейство - это компьютеры с архитектурой фирмы Эпл Макинтош, использующие микропроцессоры совместного производства нескольких фирм.

      Архитектура - это состав и взаимное соединение устройств аппаратной части компьютера.

      Семейство - это компьютеры, имеющие одинаковую или сходную архитектуру.

      В настоящее время более 80% продаваемых  в мире компьютеров являются IBM- совместимыми. Обычно их называют 86-й, 286-й, 386-й, 486-й, Пентиум. Эти цифры обозначают тип микропроцессора фирмы Интел, который используется в данном компьютере. Каждая модель i8086, i80286, i80386, i80486, Pentiym в этом списке является более совершенной по сравнению с предыдущей.

      Кроме типа процессора при характеристике компьютера часто указывают тактовую частоту - количество электрических импульсов, управляющих работой ЦП, в единицу времени.

      Она измеряется в мегагерцах (МГц). Чем больше тактовая частота, тем быстрее работает ЦП. Последние модели компьютеров работают с тактовой частотой 500 МГц, 650 МГц, 750 МГц.  

2. Аппаратная часть  современного ПК 

      Основой схемы компьютера является схема  предложенная фон Нейманом. В соответствии с этой схемой компьютер должен состоять из:

• памяти, предназначенной для хранения данных и программ, необходимых компьютеру для работы;
• центрального процессора, предназначенного для выполнения команд; для его обозначения иногда используется сокращение CPU (центральное обрабатывающее устройство);
• устройств ввода, предназначенных для ввода в компьютер данных и программ;
• устройств вывода, предназначенных для вывода результатов.

      Кроме того, в современных компьютерах  используются накопители - устройства, предназначенные для постоянного хранения (накопления) данных и программ, необходимых для работы компьютера, и обмена этой информацией между накопителями и оперативной памятью компьютера.

      Накопители  бывают на жестких магнитных дисках (винчестерах) и гибких магнитных дисках (дискетах или флоппи-дисках). Такие накопители называются дисковыми накопителями.

      Накопители - устройства, предназначенные для  постоянного хранения информации.

      Дисковые  накопители - это накопители на жестких и гибких магнитных дисках.

      Процессор, память и накопители на жестких и  гибк02их магнитных дисках составляют системный блок современного ПК.

      Устройства  ввода вывода - это периферийные устройства ПК. Несмотря на то,что накопители на жестких и гибких магнитных дисках расположены в системном блоке компьютера, они относятся к периферийным устройствам и используются в качестве как устройств ввода, так и устройств вывода информации. При считывании данных и программ, хранимых на накопителях, в оперативную память компьютера они выполняют роль устройств ввода. При записи прогамм и результатов работы компьютера из оперативной памяти на накопители они выполняют роль устроств вывода.

      Системный блок находится в отдельном корпусе. Этот корпус может быть горизонтально или вертикально вытянутым.

      Периферийными устройствами являются:

• клавиатура- необходимое устройство ввода;
• манипулятор типа мышь - вспомогательное устройство ввода;
• дисплей (монитор) - необходимое устройство вывода.

3. Память  компьютера 

      Память  компьютера удобно представлять себе в виде последовательности ячеек. Каждая ячейка содержит информацию в количестве один байт (восемь битов). Любая информация хранится в памяти компьютера в виде последовательности байтов. Байты памяти пронумерованы друг за другом, причем номер первого от начала памяти байта равен нулю. Каждая конкретная информация, хранимая в памяти, может занимать один или несколько байтов. Количество байтов, которое занимает та или иная информация в памяти, есть размер этой информации в байтах.

      Память  состоит из ячеек. Ячейка содержит один байт информации. Размер информации - это  количество байтов, занимаемых этой информацией.

      Адрес информации - это номер первого  из занимаемых этой информацией байтов.

      Объем памяти компьютера - это количество содержащихся в ней байтов.

      Чем больше объем памяти, тем больше данных и программ она может вместить, тем, соответственно, больше задач можно  решить с помощью компьютера.

      Обмен данными между центральным процессором  и памятью осуществляется с помощью специального устройства, называемого шиной.

      Упрощенно шину можно представить себе как  набор параллельных проводов, каждый из которых передает один бит информации: 1 или 0. Количество проводов в шине - это ширина шины. Именно ширина шины и есть то количество битов (разрядов), которое определяет количество одновременно передаваемой информации. Чем шире шина (больше ее разрядность), тем больше данных можно передать одновременно, тем быстрее работает компьютер.

      Для передачи адресов используется шина адреса, для передачи данных используется шина данных. Естественно, что процесс усовершенствования современных компьютеров включает в себя и переход к более широким шинам.

      Таким образом, ширина шины адреса определяет объем доступной памяти компьютера.

      Современные IBM-совместимые компьютеры имеют ширину шины адреса 20, 24 или 32 разряда. Компьютеры с 20 - разрядной шиной адреса могут обращаться (адресовать) до 1 Мбайта (= 2²´ байтов) памяти. Компьютеры с 24 - разрядной шиной адреса могут адресоваться уже до 16 Мбайтов (= 2²´ байтов) памяти, а компьютеры с 32-и разрядной шиной адреса - именно они составляют большинство используемых в нашей стране компьютеров - могут адресовать уже до 4 ГбайтОВ (= 2³² байтов) памяти.

      Весь  объем памяти состоит из трех частей:

• основная (или стандартная) память занимает первые (или, как говорят, нижние) 640 Кбайтов памяти;
• верхняя память занимает 384 Кбайтов памяти: от 640 Кбайтов до 1Мбайта;
• расширенная - это память за пределами 1Мбайта. Первые 64 Кбайта называются областью высокой памяти.

      В процессе работы компьютера каждая из этих частей используется для хранения определенных видов программ и данных.  

4. Виды памяти 

      Вся память компьютера делится на два  вида. Первый вид памяти называется оперативной памятью или оперативнвм запоминающим устройством (ОЗУ). В английском языке для такого вида памяти используется сокращение RAM - память с произвольныь доступом. Этот вид памяти имеет такое название потому, что позволяет не только считывать информацию из памяти по указанным адресам, но и записывать информацию в память (т. е. менять содержание памяти). Именно с этой памятью центральный процессор постоянно обменивается информацией при решении компьютером каждой конкретной задачи. Содержимое этого вида памяти не сохраняется при выключении компьютера.

      Оперативная память предназначена для чтения и записи информации

      Второй  вид памяти называется постоянным запоминающим устройством (ПЗУ) и характеризуется тем, что позволяет только считывать информацию. Именно поэтому такой вид памяти получил в английском языке название ROM - память только для чтения. Запист в этот вид памяти невозможна. Благодаря этому информация, находящаяся в ROM -памяти, защищена от нарушений и изменений.

      Содержимое этого вида памяти сохраняется при выключении компьютера.

      Постоянная  память предназначена только для  чтения информации.

      В ПЗУ находятся важные для правильной работы компьютера данные и программы, часть из которых компьютер использует для своей работы сразу после включения.

      ПЗУ расположена в верхней памяти, т. е. составляет лишь небольшую часть  общего объема памяти компьютера. Большую  часть всего объема памяти компьютера занимает ОЗУ.

      Кроме перечисленных есть еще один вид памяти, служащий для ускорения работы компьютера. Она называется кэш-памятью (по англ. - тайник) и представляет собой небольшую по объему отдельную память, в которой хранится наиболее часто используемая информация. Время доступа к информации, хранящейся в кэш-памяти, меньше, чем время доступа к этой же информации, хранящейся в других видах памяти компьютера. Механизм кэширования ускоряет работу компьютера, т. е. быстро действующим устройством не приходится ожидать поступления информации от медленно действующих по сравнению с ними видов памяти - информация извлекается из кэш-памяти. Таким образом, кэш-память используется для согласования времени взаимодействия быстрых и медленных устройств.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                             Сканеры

       Сканеры предназначены для ввода графической  информации. С помощью сканеров можно вводить и знаковую информацию. В этом случае исходный материал вводится в графическом виде, после чего обрабатывается специальными программными средствами.

       Сканирование  документов – процесс создания электронного изображения бумажного документа, напоминает его фотографирование.

       Основной  рабочий элемент сканера включает источник света, используемый для освещения документа, и светочувствительную головку, воспринимающую отражённый свет. Универсальные сканеры, в отношении которых нет специальных требований по функциональным возможностям, качеству  и скорости сканирования делят на 6 основных категорий:

                   Планшетные сканеры

       Планшетные  сканеры предназначены для ввода  графической информации с прозрачного или непрозрачного листового материала. Принцип действия этих устройств состоит в том, что луч света, отраженный от поверхности материала (или прошедший сквозь прозрачный материал), фиксируется специальными элементами, называемыми приборами с зарядовой связью (ПЗС). Обычно элементы ПЗС конструктивно оформляют в виде линейки, располагаемой по ширине исходного материала. Перемещение линейки относительно листа бумаги выполняется механическим протягиванием линейки при неподвижной установке листа или протягиванием листа при неподвижной установки линейки.

       Основными потребительскими параметрами планшетных сканеров являются:

       - разрешающая способность;

       - производительность;

       - динамически диапазон;

       - материальный размер сканируемого  материала.

       Разрешающая способность планшетного сканера  зависит от плотности размещения приборов ПЗС на линейки, а т.к  же от точности механического позиционирования линейки при сканировании. Типичный показатель  для офисного применения : 600-1200 dpi (dpi-dots per inch – количество точек на дюйм). Для профессионального применения характерны показатели 1200 – 3000 dpi.

       Производительность  сканера определяется продолжительностью сканирования листа бумаги стандартного формата и зависит как от  совершенства механической части устройства, так и от типа интерфейса, использованного для сопряжения с компьютером.

       Динамически диапазон определяется логарифмом отношения  яркости наиболее светлых участков изображения и яркости наиболее темных участков. Типовой показатель для сканеров офисного применения составляет 1,8-2,0, а для сканеров профессионального  применения от 2,5 (для непрозрачных материалов) до 3,5 (для прозрачных материалов).

                 Ручные сканеры

       Принцип действия ручных сканеров в основном соответствует планшетным. Разница заключается в том, что протягивание линейки ПЗС в данном случае выполняется в ручную. Равномерность и точность сканирования, непригоден для сканирования документов, содержащих иллюстрации, при этом обеспечиваются неудовлетворительно, и разрешающая способность ручного сканера составляет 150-300 dpi.

                 Барабанные сканеры

       В сканерах этого типа исходный материал закрепляется на цилиндрической поверхности барабана, вращающегося с высокой скоростью. Устройство этого типа обеспечивают наивысшее разрешение 2400-5000 dpi благодаря применению не ПЗС, а фотоэлектронных умножений. их используют для сканирования исходных изображений, имеющих размеры (фотонегативов, слайдов и т.д).

               Сканеры форм

       Предназначены для ввода данных со стандартных  форм, заполненных механически или  «от руки». Необходимость в этом возникает при проведении переписей  населения, обработке результатов  выборов и анализе анкетных данных. От сканеров форм не требуется высокой  точности сканирования, но быстродействие играет повышенную роль и является основным потребительским параметром.

              Штрих сканеры

       Эта разновидность ручных сканеров предназначена  для ввода данных закодированных в виде штрих-кода. такие устройства имеют применение в розничной  торговой сети.

              Листовые сканеры

       Листовой  сканер способен сканировать отдельные  страницы, протягивая их мимо светочувствительного элемента. Его недостатком является невозможность сканирование книг и журналов без разборки на отдельные страницы.

       Сканер  является внешним устройством и  подключается к компьютеру через  специальный разъём. при высоком  разрешении и большой площади  сканирования документа объём передаваемых данных оказывается очень большим  и требует производительной лини передачи. Малопроизводительные сканеры  используют порт принтера. Наиболее быстрые  устройства подключаются через интерфейс SCSI (Small Computer System Interface).

       Разные  модели сканеров понимают разные управляющие  команды. Чтобы избежать разнобоя, был  принят универсальный стандарт взаимодействия сканера и приложений. Этот стандарт называется TWAIN. Приложение посылают  команды драйверу TWAIN, который преобразует их в инструкции, распознаваемые сканером. Таким образом, для приложения перестаёт иметь значение конкретная модель  сканера. Операционная система Windows 98 поддерживает интерфейс TWAIN, а все современные сканеры совместимы с ними и предоставляют необходимые драйверы нижнего уровня.

       Сканирование  через посредство интерфейса TWAIN осуществляется следующим образом. Сначала следует включить сканер. Команда сканирование располагается в приложении в меню Файл. После выбора этой команды открывается диалоговое окно драйвера TWAIN, вид которого зависит от модели сканера. В этом окне задают параметры сканирования: черно-белый или цветной режим, разрешение, коррекция яркости и контрастности. Большинство сканеров позволяют также произвести предварительное черновое сканирование с низким разрешением и по его результатам точно задать область сканирования – часть страницы документа.

       После настройки всех параметров следует  щёлкнуть на кнопку Сканировать (надпись на кнопке может быть иной). Процесс сканирования происходит автоматически и изображение передается в приложение. Диалоговое окно драйвера  TWAIN автоматически не закрывается, так что, например, многооконных графических редакторах (также как Adobe Photo Shop) можно сразу провести сканирование нескольких изображений.

       Сканеры по способу восприятия изображения  делятся на две группы:

       - устройства с электронными фотоумножителями (ФЭУ)

       - устройства на приборах с зарядовой  связью (ПЗС).

       Сканеры с фотоумножителями называют барабанными  – внутри аппарата помещен прозрачный барабан, на который крепится оригинал (отражающий или просветный). Затем барабан начинает вращаться с большой скоростью. Сканирующая головка имеет мощный источник света с фокусированным лучом и ФЭУ, которые движутся вдоль продольной оси барабана. Отражённый или проходящий световой поток попадает на ФЭУ через прецизионную зеркальную систему развертки. Накопленный ФЭУ заряд преобразуется в цифровое значение аналого-цифровым преобразователем высокой разрядности.  Так как процесс до этого момента по сути аналоговый, удаётся добиться очень высоких значений динамического диапазона. Т.Е. оригинал правильно оцифровывается и в светлых, и в темных участках. Высокое разрешение оригинала достигает 5000-6000 точек на дюйм.

       Барабанные  сканеры чрезвычайно дорогостоящи и требовательны к условиям эксплуатации.

       Прочие  сканеры относятся к устройствам  на ПЗС. Это приборы с зарядовой связью представляют собой фотоприемник, выполненный на кремниевых элементах, объединенных в линейку. Каждый светочувствительный элемент обладает способностью накапливать заряды пропорционально числу попавших на него фотонов. За время экспозиции возникает матрица зарядов, пропорциональных яркости исходного изображения. По вертикали развертка осуществляется передвижением либо всей линейки ПЗС с помощью шагового электродвигателя, либо перемещением оригинала. Разрешающая способность определяется числом оптических элементов на единицу длины. В устройствах бытового класса это 300-600 элементов   на дюйм, профессионального 1200-3000. Программа интерполяция оптического разрешения никакого повышения качества оцифровки не дает. Динамический диапазон устройств на ПЗС ниже, чем у ФЭУ, потому что кремневые элементы имеют худшее соотношение сигнал / шум.

       Сканеры ПЗС бывают листовые, планшетные, проекционные, ручные и слайдовые. 

             Сканирование документа

       На  этапе сканирования производится получение  изображения при помощи сканера  и сохранение их в виде, удобном  для последующей обработки. Чтобы начать сканирование надо включить сканер и щелкнуть на кнопку Сканировать на панели инструментов Scan Read. В программе Fine Reader сканирование может производиться как через драйвер ТWAIN, так и в обход его. Первый способ используют, когда требуется точная настройка параметров сканирования, когда документ включает цветные иллюстрации, которые необходимо сохранить, а также когда разные страницы многостраничного документа сильно различаются по качеству. Второй вариант обеспечивает максимальную скорость и удобство сканирования. Выбор используемого варианта осуществляется при помощи флажка Показывать диалог ТWAIN – драйвера сканера (Сервер → Опции → Сканирование).

       Процесс сканирования осуществляется автоматически  и требует от пользователя только вспомогательных операций, таких  как смена сканируемой страницы. Возможность вмешательства в работу программы заблокирована размещением на экране специального диалогового окна, уведомляющего о том, что идет сканирование, и позволяющего прервать этот процесс.

       По  завершению сканирования значки всех обработанных страниц отображаются в окне Пакет. В основной части  рабочей области появляется окно Изображение, содержащее изображение  текущей страницы. Добавлять страницы в Пакет можно не только путем  сканирования, но и путем открытия файлов с изображениями,  имеющихся  на компьютере.

       После сканирования документа идут следующие  этапы:

       -Сегментирование  (сегментация документа);

       -  Распознавание (текста);

       - Редактирование документа;

       - Сохранение документа.