Оперативная память, или оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), является, наряду с процессором, важнейшим элементом компьютера: из ОЗУ процессор берет программы и исходные данные для обработки, в нее же записывает результат. Работает оперативная память очень быстро, за что, собственно, и получила свое название. Иногда в компьютерной литературе ОЗУ называют еще аббревиатурой RAМ - Random Access Меmоrу (память с произвольным доступом).
При выключении компьютера ОЗУ очищается, и записанная в него информация уничтожается. Такое же явление может иметь место в случае кратковременного выключения питания или импульсного падения напряжения в сети.
Отметим также такую важную вещь, как кэш-память. Она расположена между ОЗУ и процессором и имеет существенно меньшее время доступа и обмена информацией, чем ОЗУ. В кэш обычно хранятся копии всех наиболее часто используемых файлов. При обращении микропроцессора к памяти поиск данных сначала производится в кэш, а поскольку время доступа к кэш-памяти гораздо меньше, и в большинстве случаев необходимые микропроцессору данные там уже есть, то среднее время доступа к памяти сокращается.
С остальными устройствами компьютера процессор связан шинами. Основные три шины: шина данных, адресная, командная.
Адресная шина, состоит из 32 параллельных линий, то есть 32 разрядная. Если на какой- то линии есть напряжение, то на ней выставлена 1, если нет, то ноль. Таким образом, получается комбинация из 32 нулей и единиц, то есть адрес, указывающий на одну из ячеек памяти, к ней и подключается процессор для копирования данных из ячейки в один из своих регистров.
Шина данных. По ней происходит копирование данных из оперативной памяти в регистры процессора и обратно (64 линии).
Шина команд. Для того, чтобы процессор мог обрабатывать данные ему нужны команды. Эти команды (представлены в виде байтов) поступают в процессор из оперативной памяти, а именно, из тех областей, где хранятся программы. (бывают 32,64,128 разрядные)
Совокупность всевозможных команд, которые может выполнить процессор над данными, образует систему команд процессора. Если два процессора имеют одинаковую систему команд, то они полностью совместимы на программном уровне. Основные параметры процессоров: рабочее напряжение, разрядность (сколько бит данных он может принять и обработать за один такт, определяется разрядностью командной шины), рабочая тактовая частота (производительность, то есть количество команд выполненных за единицу времени, измеряется в герцах), размер кэш-памяти.
Обмен данными внутри процессора происходит в несколько раз быстрее, чем с другими устройствами, для того чтобы уменьшить количество обращений к оперативной памяти, внутри процессора создают буферную область, которая называется кэш-памятью.
Оперативная память — это массив кристаллических ячеек, способных хранить данные. Существует динамическая и статическая память. Микросхемы динамической памяти используют в качестве основной оперативной памяти компьютера. Микросхемы статической памяти (кэш-память) предназначены для оптимизации работы процессора.
Каждая ячейка памяти имеет свой адрес, который выражается числом. В настоящее время принята 32 разрядная адресация, то есть адресов может быть 232. но это не предельный размер поля оперативной памяти, он определяется чипсетом (несколько сот мегабайт). Оперативная память размещается на стандартных панельках, модулях. Основными характеристиками модулей являются объем памяти и время доступа (сколько времени необходимо для обращения к ячейкам памяти, измеряется в наносекундах).
Микросхема ПЗУ и система BIOS. В момент включения компьютера в его оперативной памяти нет ничего, так как оперативная память не может ничего хранить без подзарядки ячеек, но процессору нужны команды уже в первый момент включения, поэтому сразу после включения на адресной шине выставляется стартовый адрес, указывающий на ПЗУ. Микросхема ПЗУ способна длительное время хранить информацию, даже когда компьютер выключен. Программы, находящиеся в ПЗУ («зашитые») образуют базовую системы ввода-вывода (BIOS). Основное назначение программ этого пакета проверить работоспособность компьютерной системы и обеспечить взаимодействие с клавиатурой, монитором, жестким диском и дисководом гибких дисков.
Энергонезависимая память CMOS. При изготовлении BIOS ничего не известно о параметрах жестких и гибких дисков, о составе вычислительной системы. Для того, чтобы начать работу с другим оборудованием, программы, входящие в состав BIOS, должны знать, где можно найти нужные параметры. Специально для этого на материнской плате есть микросхема «энергонезависимой памяти» CMOS. От оперативной памяти она отличается тем, что ее содержимое не стирается во время выключения компьютера, а от ПЗУ она отличается тем, что данные в нее можно заносить, в соответствии с тем, какое оборудование входит в состав системы. Эта микросхема постоянно подпитывается от батарейки, расположенной на материнской плате.
Мышь - манипулятор, представляющий собой коробочку (обычно серого цвета) с двумя или тремя кнопками, легко умещающуюся в ладони. Вместе с проводом для подключения к системному блоку, он действительно похож на мышь.
При перемещении мыши на экране аналогично перемещается курсор, который может иметь форму стрелки, песочных часов, если система занята и т.д. При необходимости выполнения той или иной операции (запуск программы, выбор объекта и др.) нужно нажать одну из кнопок мыши один или два раза (соответственно click и double click).
В зависимости от принципа устройства, мыши делятся на: механические, оптомеханические и оптические. В механических перемещение шарика внутри отслеживается механическими датчиками (колесиками), в оптомеханических перемещается также шарик, но его положение отслеживается уже оптическими датчиками, а в оптических движущихся частей нет вообще.
Некоторые пользователи предпочитают применять вместо мыши ее разновидность - трекбол. По сути, это та же мышь, только перевернутая вверх шариком, а перемещение курсора обеспечивается при вращении этого шарика рукой пользователя. В ноутбуки часто встраивается мини-трекбол, имеющий диаметр шара порядка 15-25 мм.
В зависимости от принципа действия выделяют матричные, струйные и лазерные принтеры.
Матричные принтеры обеспечивают самое худшее качество печати, но цена отпечатанной ими страницы минимальна.
Принцип печати матричных принтеров таков: печатающая головка принтера содержит вертикальный ряд иголок, являющихся сердечниками электромагнитов. Когда на обмотку того или иного магнита поступает импульс тока, иголка выталкивается из обмотки и ударяет по бумаге через красящую ленту. Эти точки и формируют изображение.
В печатающей головке может быть от 9 до 48 иголок. Наилучшее качество печати имеют те принтеры, у которых иголок больше.
Помимо количества иголок в печатающем узле, матричные принтеры отличаются также следующими характеристиками: шириной вывода, максимальным разрешением, скоростью печати, количеством встроенных шрифтов и т.д.
Ширина вывода. Она определяется шириной каретки, и у самых дешевых матричных принтеров обычно не превышает 210 мм. Иными словами, эти принтеры могут печатать на листах или бумажной ленте формата А4 (210х297 мм). Принтеры с широкой кареткой печатают на листах или ленте формата АЗ (420х297 мм), причем возможна печать и на меньших листах нестандартных или побочных форматов. Существуют принтеры и с большими каретками, в частности, до А0.
Максимальное разрешение при печати указывается обычно в количестве точек на дюйм (dpi). Для подавляющего большинства работ вполне достаточно разрешение 300х300 dpi.
Скорость печати матричных принтеров определяется количеством печатаемых знаков в секунду (cps). В черновом режиме cps может варьировать от 60 до 450 знаков, а при печати с максимальным разрешением - в 2-4 раза меньше. Иными словами, при печати стандартной страницы (А4, около 3 тыс. символов) в черновом режиме потребуется от 25 до 100 с, а в режиме максимального качества - от 30 с до 3 мин на страницу.
Ряд моделей оснащен автоподатчиком страниц. Это особенно удобно при печати больших объемов информации.
Некоторые типы матричных принтеров могут печатать и цветные объекты (иллюстрации, выделенный цветом текст, заставки и т.д.). Это достигается использованием специальной красящей ленты. Но качество отпечатанной таким образом страницы довольно низкое.
Струйные принтеры. Изображение в струйных принтерах формируется микрокаплями специальных чернил, которые выбрасываются на бумагу через сопла в печатающей головке. "Устройство сопел основано на пьезоэффекте, т.е. на свойстве кварцевой пластинки изгибаться при подведении к ней электрического тока. Кварцевые пластинки в печатающей головке соединены с микродозаторами, которые подают на них небольшую порцию чернил (порядка 9 пиколитров). При подаче на пластинку импульса постоянного тока она изгибается и «выстреливает» на бумагу эту каплю. Всего сопел в печатающей головке может быть от 50 до 200.
Как и в матричных принтерах, печатающая головка струйного принтера движется по горизонтали, а по окончании каждой полосы бумага протягивается по вертикали. Стоимость отпечатанной страницы у них выше, чем у матричных принтеров.
Важнейшей особенностью струйной печати является возможность создания высококачественного цветного изображения. Здесь потребуется увеличить число печатающих элементов втрое, а к каждому элементу нужно подвести чернила одного из основных цветов - красного, зеленого или синего.
Скорость печати струйных принтеров достаточно высока, даже самый дешевый принтер печатает в черновом режиме со скоростью 4-5 страниц в минуту, а в наилучшем – со скоростью 1-2 страницы в минуту. При печати черно-белых рисунков (в Corel Draw под Windows 98) скорость печати на разных принтерах составляет от 30 с до 3 мин на страницу формата А4. Скорость цветной печати обычно меньше в 2-3 раза.