معمولی فروشگاه های کامپیوتر، خوانندگان معمولی Chip، Home Computer و سایر مجلات و روزنامه های متخصص در موضوعات رایانه می توانند از این پاراگراف صرف نظر کنند. برای کسانی است که آشنایی کمی با سخت افزار کامپیوتر دارند و معتقدند زمان آن فرا رسیده است که این شکاف را در آموزش خود پر کنند.

کامپیوتر(با نام مستعار رایانه شخصی، رایانه) یک عنصر ضروری و اساسی اجرای هر فناوری رایانه ای است. برای پیاده‌سازی فناوری‌های شبکه، باید چندین رایانه متصل به یک شبکه داشته باشید. شامل واحد سیستم، مانیتور، صفحه کلید. هنگام کار با سیستم عامل های گرافیکی، ابزار فنی لازم برای کار می شود دستکاری کننده موس . واحد سیستم کامپیوتری یک دستگاه تقسیم ناپذیر واحد نیست. اصل معماری باز، که در رایانه های شخصی مدرن پیاده سازی شده است، اجازه می دهد تا در طول فرآیند مونتاژ رایانه از اجزای استاندارد شده فردی، به ویژگی های فنی مورد نظر (سرعت پردازنده، مقدار رم و هارد دیسک، عملکرد کارت گرافیک و غیره) دست یابد. بنابراین، رایانه شخصی دارای امکان مدرن سازی بیشتر و همچنین اتصال دستگاه های جانبی مختلف به آن است که قابلیت های آن را افزایش می دهد. مجموعه دستگاه های متصل به کامپیوتر به نیاز به حل مشکلات خاصی بستگی دارد و می تواند بسیار متنوع باشد. اساس واحد سیستم است برد مادربرد (یا سیستم). ، که روی آن نصب شده اند CPU , تراشه های حافظه، سیستم های کنترل (کنترل کننده ها) تمام دستگاه های PC مودم‌های داخلی، تلویزیون، تیونرهای FM و سایر دستگاه‌هایی که به‌طور سنتی به عنوان دستگاه‌های جانبی طبقه‌بندی می‌شوند، می‌توانند به صورت بردهای جداگانه و همچنین به شکل بلوک‌ها و دستگاه‌های جداگانه در واحد سیستم نصب شوند. درایوهای فلاپی دیسک و سی دی، درایو دیسک (هارد دیسک) . اجزای ضروری واحد سیستم هستند منبع تغذیه و سیستم تهویه ، متشکل از یک یا چند فن.

مانیتورهای PCبرای نمایش بصری نتایج عملکرد رایانه طراحی شده اند. مانیتورهایی با لوله های پرتو کاتدی (CRT) و مانیتورهایی با صفحه نمایش کریستال مایع (مانیتورهای TFT) وجود دارند. دومی در مقایسه با مانیتورهای CRT دارای مزایای زیر است:

آنها اشعه ایکس مضر ساطع نمی کنند و میدان های الکترومغناطیسی ایجاد نمی کنند که در عملکرد دستگاه های الکترونیکی اختلال ایجاد کند.

آنها تقریباً به طور کامل از سطح کار صفحه نمایش استفاده می کنند.

آنها معمولا کنتراست و خروجی نور بالاتری نسبت به نمایشگرهای CRT دارند.

آنها برق کمتری مصرف می کنند و از نظر وزن و ابعاد سبک تر هستند.

عملکرد مانیتور تا حد زیادی به عملکرد بستگی دارد کارت های ویدئویی کامپیوتر و برای ایجاد یک سیستم تصویربرداری بهینه، مشخصات فنی هر دو دستگاه مهم است. از مشخصات فنی اصلی مانیتورها، مهمترین آنها در نظر گرفته می شود اندازه صفحه نمایش(مورب)، وضوح(تعداد نقاط درخشان - پیکسل، روی صفحه نمایش)، نرخ فریم.

دستگاه های ذخیره سازی خارجییا دستگاه هایی برای کار با دیسک های قابل جابجایی (فلاپی دیسک)، دیسک های فشرده (CD-ROM)، دیسک های نوری (DVD-ROM) و سایر رسانه های ذخیره سازی برای ایجاد آرشیو فایل ها و انتقال اطلاعات از یک رایانه به رایانه دیگر طراحی شده اند. می توان برای انتشار اطلاعات (نشریات الکترونیکی روی سی دی) استفاده کرد. در شرایط مدرن، آنها عناصر اجباری پیکربندی رایانه شخصی "استاندارد" هستند.

چاپگرهاطراحی شده برای چاپ اسناد روی کاغذ یا مواد دیگر (به عنوان مثال، فیلم). تمیز دادن ماتریس، جوهر افشان و لیزر چاپگرها اولی به شما امکان می دهد ارزان ترین فرآیند را برای چاپ اسناد سازماندهی کنید، اگرچه در بسیاری از موارد با کیفیت ناکافی. دومی برای چاپ رنگی ارزان، از جمله چاپ عکس و تصاویر گرافیکی استفاده می شود. هزینه نسبتاً پایین آنها چاپگرهای جوهرافشان را به دستگاه اصلی برای چاپ اسناد در خانه تبدیل می کند. پرینترهای لیزری برای چاپ سیاه و سفید نسبت به جوهرافشان گرانتر هستند، اما به دلیل هزینه کم مواد مصرفی (از نظر تعداد صفحات چاپ شده در هر پر کردن مجدد) به شما امکان می دهند در حین کار در هزینه خود صرفه جویی کنید. این پرینترها بیشترین استفاده را در دفاتر مدرن دارند. پرینترهای لیزری رنگی در موسسات انتشاراتی، آژانس های تبلیغاتی و سایر سازمان ها مورد استفاده قرار می گیرند که سرمایه گذاری اولیه قابل توجهی برای خرید این دستگاه های گران قیمت به دلیل حجم بالای چاپ گرافیکی رنگی جواب می دهد.

توطئه گران- دستگاه هایی برای چاپ با فرمت بزرگ در ساخت پوستر، لوح های پخش، نقاشی و غیره استفاده می شود.

اسکنرها- دستگاه هایی برای وارد کردن اطلاعات گرافیکی به رایانه (اسکن اسناد). آنها برای انتقال مواد عکاسی به دست آمده با روش های سنتی، متون دست نویس و سایر اسناد از رسانه های کاغذی به رسانه های رایانه ای استفاده می شوند.

میکروفون، هدفون، سیستم های بلندگو- دستگاه های لازم برای کار با صدا در برنامه های چند رسانه ای. می توان از آن برای ضبط و پخش اطلاعات صوتی در طول جلسات، ارائه ها، تماشای فیلم ها و غیره استفاده کرد.

دوربین های تحت وب– دستگاهی برای ضبط اطلاعات ویدئویی در حافظه کامپیوتر. قابل استفاده برای ویدئو کنفرانس، تلفن ویدئویی و همچنین برای برگزاری رویدادهای عمومی.

دوربین های دیجیتال- دستگاه های مستقل برای به دست آوردن تصاویر عکاسی در رسانه های کامپیوتری. استفاده از فرمت‌های نمایش اطلاعات گرافیکی سنتی برای پردازش رایانه‌ای در دوربین‌های دیجیتال، استفاده مشترک از دوربین‌های دیجیتال و رایانه را نوید ایجاد مواد عکاسی با کیفیت بالا می‌کند.

تلویزیون، FM - تیونرها– دستگاه هایی که به شما امکان می دهند برنامه های رادیویی و تلویزیونی را روی دستگاه های متصل به رایانه دریافت و پخش کنید.

پروژکتورهای چند رسانه ای– دستگاه هایی برای نمایش اطلاعات ویدئویی بر روی صفحه نمایش، مشابه اطلاعات نمایش داده شده توسط مانیتور. آنها به طور گسترده در طول ارائه ها، کنفرانس ها، جلسات تیم سازمان، در فعالیت های نمایشگاهی و غیره استفاده می شوند.

هدف دستگاه های مهم برای سازماندهی کار در شبکه: مودم ها، کارت های شبکه، هاب ها، روترها و بریج ها قبلاً در بخش شبکه های کامپیوتری بحث شده است.

منابع تغذیه بدون وقفه- دستگاه هایی که به شما امکان می دهند عملکرد رایانه ها را در هنگام قطع برق ناگهانی حفظ کنید. برای افزایش قابلیت اطمینان هر دو رایانه شخصی و شبکه های رایانه ای به عنوان یک کل ضروری است.

شما نمی توانید بی نهایت را در آغوش بگیرید. صفحه‌کلیدهای MIDI، جوی استیک‌ها و تعدادی دیگر از دستگاه‌ها خارج از محدوده بررسی ما باقی مانده‌اند. به هر کسی که مایل به دریافت اطلاعات بیشتر در مورد این موضوع است، می توان توصیه کرد که مجلات و صفحات اینترنتی را که قبلاً در بالا ذکر شد، مطالعه کند که منعکس کننده اخبار بازار رایانه است.

برنج. 1.3. طرح بندی یک واحد سیستم سنتی: 1 - مادربرد. 2 - کارت توسعه ISA; 3 - کارت توسعه PCI; 4 - اندام های پانل جلو؛ 5 - بلندگو؛ 6، 7-محفظه 3 و 5 اینچی؛ 8- منبع تغذیه

کامپیوتر دستگاهی است که قادر به اجرای یک توالی مشخص از عملیات تجویز شده توسط یک برنامه است. مفهوم "کامپیوتر" گسترده تر از مفهوم "کامپیوتر الکترونیکی" (کامپیوتر) است، زیرا دومی بر محاسبات تأکید دارد. یک رایانه شخصی (PC) با این واقعیت متمایز می شود که می تواند توسط یک نفر بدون توسل به کمک تیمی از پرسنل خدمات و بدون اختصاص اتاق مخصوص برای آن با دستگاه هایی برای حفظ آب و هوا، یک سیستم منبع تغذیه قدرتمند استفاده شود. و سایر ویژگی های کامپیوترهای بزرگ این رایانه معمولاً بر تعامل تعاملی با یک کاربر (در بازی ها، گاهی اوقات با دو کاربر) متمرکز است. علاوه بر این، تعامل از طریق بسیاری از رسانه های ارتباطی رخ می دهد - از گفتگوهای الفبایی و گرافیکی با استفاده از نمایشگر، صفحه کلید و ماوس گرفته تا دستگاه های واقعیت مجازی، که احتمالاً فقط بوها هنوز در آن دخالت ندارند.

اولین کامپیوتری که اصول فون نویمان را در بر می گیرد در سال 1949 توسط محقق انگلیسی موریس ویلکس ساخته شد. از آن زمان، کامپیوترها بسیار قدرتمندتر شده اند، اما اکثریت قریب به اتفاق آنها بر اساس اصولی ساخته شده اند که جان فون نویمان در گزارش سال 1945 خود بیان کرد.

جان فون نویمان در گزارش خود توضیح داد که چگونه یک کامپیوتر باید طراحی شود تا بتواند دستگاهی جهانی و کارآمد برای پردازش اطلاعات باشد.

اول از همه، کامپیوتر باید دارای دستگاه های زیر باشد

یک واحد منطقی حسابی که عملیات حسابی و منطقی را انجام می دهد.

دستگاه کنترلی که فرآیند اجرای برنامه را سازماندهی می کند.

یک وسیله ذخیره سازی یا حافظه برای ذخیره برنامه ها و داده ها؛

دستگاه های خارجی برای ورودی/خروجی اطلاعات.

حافظه کامپیوتر باید از تعدادی سلول شماره گذاری شده تشکیل شده باشد که هر کدام می تواند حاوی داده ها یا دستورالعمل های برنامه باشد یا پردازش کند. تمام سلول های حافظه باید به راحتی برای سایر دستگاه های کامپیوتری قابل دسترسی باشند.

اتصالات بین دستگاه های کامپیوتری در شکل نشان داده شده است. 1.1 (خطوط تک اتصالات کنترل را نشان می دهد، خطوط دوتایی اتصالات اطلاعاتی را نشان می دهد).

به طور کلی عملکرد یک کامپیوتر را می توان به صورت زیر توصیف کرد. ابتدا با استفاده از یک دستگاه خارجی، یک برنامه وارد حافظه کامپیوتر می شود. دستگاه کنترل محتویات سلول حافظه را که اولین دستور (فرمان) برنامه در آن قرار دارد می خواند و اجرای آن را سازماندهی می کند. این دستور می تواند عملیات حسابی یا لگاریتمی انجام دهد، داده ها را از حافظه بخواند تا عملیات حسابی یا منطقی را انجام دهد یا نتایج آنها را در حافظه بنویسد، داده های یک دستگاه خارجی را در حافظه وارد کند یا داده ها را از حافظه به یک دستگاه خارجی خروجی دهد.

به طور معمول، پس از اجرای یک فرمان، دستگاه کنترل شروع به اجرای دستور از سلول حافظه می کند که بلافاصله پس از اجرای فرمان قرار دارد. با این حال، ترتیب را می توان با استفاده از دستورالعمل های انتقال کنترل (پرش) تغییر داد. این دستورات به دستگاه کنترل نشان می دهد که باید اجرای برنامه را با شروع از دستور موجود در مکان دیگری از حافظه ادامه دهد. چنین "پرش" یا انتقالی در یک برنامه ممکن است همیشه انجام نشود، اما فقط زمانی که شرایط خاصی برآورده شود، به عنوان مثال، اگر برخی از اعداد مساوی باشند، اگر عملیات حسابی قبلی به صفر منجر شود، و غیره. این به شما این امکان را می دهد که از دنباله های یکسانی از دستورات در یک برنامه چندین بار استفاده کنید (به عنوان مثال، یک حلقه را سازماندهی کنید)، دنباله های متفاوتی از دستورات را بسته به تحقق شرایط خاص و غیره اجرا کنید. ایجاد برنامه های پیچیده

بنابراین، دستگاه کنترل دستورات برنامه را به طور خودکار و بدون دخالت انسان اجرا می کند. این می تواند اطلاعات را با RAM و دستگاه های خارجی کامپیوتر مبادله کند. از آنجایی که دستگاه‌های خارجی بسیار کندتر از بقیه رایانه‌ها کار می‌کنند، دستگاه کنترل ممکن است اجرای برنامه را تا زمانی که عملیات I/O با دستگاه خارجی کامل شود متوقف کند. تمام نتایج برنامه اجرا شده باید به یک دستگاه خارجی رایانه خروجی داده شود، پس از آن رایانه منتظر هرگونه سیگنال از دستگاه های خارجی است.

لازم به ذکر است که طراحی کامپیوترهای مدرن تا حدودی با آنچه در بالا ارائه شد متفاوت است. به طور خاص، واحد حسابی-منطقی و واحد کنترل معمولاً در یک دستگاه - پردازنده مرکزی ترکیب می شوند. علاوه بر این، روند اجرای برنامه ممکن است برای اقدامات فوری مربوط به سیگنال های دریافتی از دستگاه های کامپیوتری خارجی قطع شود. بسیاری از کامپیوترهای پرسرعت پردازش موازی را روی چندین پردازنده انجام می دهند. با این حال، اکثر کامپیوترهای مدرن، به صورت اساسی، از اصولی پیروی می کنند که توسط فون نویمان مطرح شده است.

رایانه های دهه 40 و 50 دستگاه های بسیار بزرگی بودند - اتاق های بزرگ پر از کابینت های تجهیزات الکترونیکی بودند. همه اینها بسیار گران بود، بنابراین رایانه ها فقط در اختیار شرکت ها و مؤسسات بزرگ بود. با این حال، در مبارزه برای خریداران، شرکت‌هایی که کامپیوتر و تجهیزات الکترونیکی برای آنها تولید می‌کردند، به دنبال تولید سریع‌تر، فشرده‌تر و ارزان‌تر محصولات خود بودند. به لطف دستاوردهای فناوری مدرن، نتایج واقعاً چشمگیری در این مسیر به دست آمده است.

اولین قدم برای کاهش اندازه کامپیوترها با اختراع ترانزیستورها در سال 1948 امکان پذیر شد - وسایل الکترونیکی مینیاتوری که می توانستند جایگزین لوله های خلاء در کامپیوترها شوند. در اواسط دهه 50، راه های ارزان قیمت برای تولید ترانزیستور پیدا شد و در نیمه دوم دهه 50، کامپیوترهای مبتنی بر ترانزیستور ظاهر شدند. آنها صدها برابر کوچکتر از کامپیوترهای لوله ای با عملکرد یکسان بودند. تنها بخشی از رایانه که در آن ترانزیستورها نمی توانستند جایگزین لوله های خلاء شوند واحدهای حافظه بود، اما به جای لوله، آنها شروع به استفاده از مدارهای حافظه روی هسته های مغناطیسی کردند که تا آن زمان اختراع شده بود. در اواسط دهه 60، دستگاه‌های خارجی بسیار فشرده‌تری برای رایانه‌ها ظاهر شدند که به Digital Equipment اجازه داد اولین مینی کامپیوتر PDP-8، به اندازه یک یخچال و با قیمت 20000 دلار را در سال 1965 منتشر کند. اما در آن زمان یک قدم بیشتر بود. اختراع مدارهای مجتمع در جهت کوچک سازی کامپیوترها بود.

قبل از ظهور مدارهای مجتمع، ترانزیستورها به صورت جداگانه تولید می شدند و هنگام مونتاژ مدارها باید با دست متصل و لحیم می شدند. در سال 1958، جک کیلبی متوجه شد که چگونه چندین ترانزیستور را روی یک ویفر نیمه هادی بسازد. در سال 1959، رابرت نویس (بنیانگذار آینده اینتل) روش پیشرفته تری اختراع کرد که امکان قرار دادن ترانزیستورها و تمام اتصالات لازم بین آنها را در یک صفحه فراهم می کرد. مدارهای الکترونیکی به دست آمده را مدارهای مجتمع یا تراشه نامیدند. متعاقباً، تعداد ترانزیستورهایی که می‌توان در واحد سطح یک مدار مجتمع قرار داد، تقریباً هر سال دو برابر شد. در سال 1968، باروز اولین کامپیوتر مدار مجتمع را منتشر کرد و در سال 1970، اینتل شروع به فروش مدارهای مجتمع حافظه کرد.

در همان سال، گام مهم دیگری در مسیر دستیابی به یک کامپیوتر شخصی برداشته شد: مارچیان ادوارد هاف از همان شرکت اینتل، مدار مجتمعی را طراحی کرد که از نظر عملکرد شبیه به پردازنده مرکزی یک کامپیوتر مرکزی است. این چنین بود که اولین ریزپردازنده Intel-4004 ظاهر شد که در پایان سال 1970 به فروش رسید. البته، توانایی های Intel-4004 بسیار ساده تر از پردازنده مرکزی یک رایانه مرکزی بود - بسیار کندتر کار می کرد. و تنها می تواند 4 بیت اطلاعات را به طور همزمان پردازش کند (پردازنده های اصلی 16 یا 32 بیت را به طور همزمان پردازش می کنند). اما در سال 1973 اینتل ریزپردازنده 8 بیتی Intel-8008 را منتشر کرد و در سال 1974 نسخه بهبودیافته آن Intel-8080 را که تا پایان دهه 70 استاندارد صنعت ریز رایانه بود.

در ابتدا این ریزپردازنده ها فقط توسط مهندسین الکترونیک آماتور و در دستگاه های تخصصی مختلف مورد استفاده قرار می گرفتند. اما در سال 1974، چندین شرکت اعلام کردند که کامپیوتری بر اساس ریزپردازنده Intel-8008 ایجاد کردند. دستگاهی که همان عملکردهای کامپیوتر مرکزی را انجام می دهد. در آغاز سال 1975، اولین کامپیوتر تجاری Altair-8800 که بر روی ریزپردازنده Intel-8080 ساخته شده بود، ظاهر شد. این کامپیوتر که توسط MITS ساخته شده بود با قیمتی در حدود 500 دلار فروخته شد.با وجود اینکه قابلیت های آن بسیار محدود بود (رم فقط 256 بایت بود، صفحه کلید و صفحه نمایشی وجود نداشت)، اما ظاهر آن با اشتیاق فراوان مورد استقبال قرار گرفت. در ماه های اول چندین هزار دستگاه خودرو فروخته شد. خریداران این رایانه آن را با تنظیمات اضافی عرضه کردند: مانیتور برای نمایش اطلاعات، صفحه کلید، واحدهای افزایش حافظه و غیره. به زودی این دستگاه ها توسط شرکت های دیگر تولید شدند. در پایان سال 1975، پل آلن و بیل گیتس (بنیانگذاران آینده مایکروسافت) یک مترجم زبان پایه برای کامپیوتر Altair ایجاد کردند که به کاربران اجازه می داد به راحتی با کامپیوتر ارتباط برقرار کنند و به راحتی برای آن برنامه بنویسند. این امر همچنین به محبوبیت رایانه ها کمک کرد.

گسترش رایانه های شخصی در پایان دهه 70 منجر به کاهش جزئی تقاضا برای رایانه های بزرگ و رایانه های کوچک شد. این موضوع برای IBM (شرکت ماشین‌های تجاری بین‌المللی)، یک شرکت پیشرو در تولید رایانه‌های بزرگ، مورد نگرانی جدی قرار گرفت و در سال 1979، IBM تصمیم گرفت قدرت خود را در بازار رایانه‌های شخصی امتحان کند.

با این حال، مدیریت شرکت اهمیت این بازار را دست کم گرفت و ایجاد یک کامپیوتر را فقط یک آزمایش کوچک در نظر گرفت - چیزی شبیه یکی از ده ها کار انجام شده در شرکت برای ایجاد تجهیزات جدید. برای اینکه هزینه زیادی برای این آزمایش خرج نشود، مدیریت شرکت به واحد مسئول این پروژه آزادی بیشتری داد. به ویژه، به او اجازه داده شد که کامپیوتر شخصی را از ابتدا طراحی نکند، بلکه از بلوک های ساخته شده توسط شرکت های دیگر استفاده کند.

آخرین ریزپردازنده 16 بیتی Intel-8080 در آن زمان به عنوان ریزپردازنده اصلی رایانه انتخاب شد. استفاده از آن باعث شد تا قابلیت های بالقوه رایانه به میزان قابل توجهی افزایش یابد، زیرا ریزپردازنده جدید اجازه کار با 1 مگابایت حافظه را می داد و تمام رایانه های موجود در آن زمان به 64 کیلوبایت محدود بودند. این کامپیوتر همچنین از قطعات دیگری از شرکت های مختلف استفاده می کرد و نرم افزار آن توسط یک شرکت کوچک به نام مایکروسافت سفارش داده شد.

در آگوست 1981 کامپیوتر جدیدی به نام IBM PC به طور رسمی به عموم مردم معرفی شد و کمی بعد محبوبیت زیادی در بین کاربران به دست آورد. پس از یک یا دو سال، رایانه شخصی آی‌بی‌ام جایگاه پیشرو در بازار را به دست آورد و جای مدل‌های رایانه‌ای 8 بیتی را گرفت. در واقع، رایانه شخصی IBM به استاندارد رایانه های شخصی تبدیل شد. در حال حاضر چنین رایانه هایی (سازگار با IBM PC) حدود 90 درصد از کل رایانه های شخصی تولید شده در جهان را تشکیل می دهند.

بنابراین رایانه های شخصی سازگار با IBM PC به چندین نسل (یا کلاس) با ویژگی های مشخصه زیر تقسیم می شوند:

اولین مدل IBM PC دارای پردازنده Intel-8088، حافظه آدرس پذیر 1 مگابایت، گذرگاه توسعه ISA (8 بیت) و درایوهای فلاپی دیسک (FHD) تا 360 کیلوبایت بود.

IBM PC/XT (تکنولوژی توسعه یافته) - هارد دیسک ها (HDD) و توانایی نصب یک پردازنده مشترک ریاضی Intel-8087 ظاهر شد.

IBM PC/AT (فناوری پیشرفته - فناوری پیشرفته یا "پیشرفته"): پردازنده Intel-80286/80287، حافظه آدرس پذیر 16 مگابایت، گذرگاه ISA 16 بیتی، هارد دیسک 1.2 و 1.44 مگابایتی، هارد دیسک.

در حال حاضر، کلاس ماشین‌های AT در چندین جهت در حال توسعه است: پردازنده 16 بیتی با یک پردازنده 32 بیتی (386 و بالاتر) جایگزین می‌شود، حافظه تا 4 و حتی 32 گیگابایت در فضای مورد نظر قرار می‌گیرد، اتوبوس‌های توسعه کارآمدتر هستند. استفاده می شود (EISA، VLB، PCI) با با حفظ ISA 16 بیتی به عنوان یک گذرگاه ارزان برای اطمینان از سازگاری با آداپتورهای قدیمی، دامنه دستگاه هایی که از سیستم پشتیبانی در سطح BIOS برخوردار هستند در حال گسترش است.

کامپیوترهای IBM دارای معماری باز هستند و از مجموعه ای از دستگاه ها مونتاژ می شوند که به شما امکان می دهد گزینه های زیادی را با هم ترکیب کنید. در مقابل، کامپیوترهای مکینتاش اپل در یک قاب محکم بسته شده هستند و عملاً هیچ راهی برای تغییر چیزی در مورد آنها وجود ندارد.

بلوک های اساسی IBM PC.به طور معمول، رایانه های شخصی IBM PC از سه بخش (بلوک) تشکیل شده است:

واحد سیستم؛

صفحه کلیدی که به شما امکان می دهد کاراکترها را در رایانه وارد کنید.

مانیتور (یا نمایشگر) - برای نمایش متن یا اطلاعات گرافیکی.

رایانه ها در نسخه قابل حمل نیز موجود هستند - در نسخه "لپ تاپ" (لپ تاپ) یا "نوت پد" (لپ تاپ). در اینجا، واحد سیستم، مانیتور و صفحه کلید در یک مورد محصور شده اند: واحد سیستم در زیر صفحه کلید پنهان شده است، مانیتور در پوشش صفحه کلید تعبیه شده است.

اگرچه واحد سیستم از همه بخش‌های رایانه کمترین تأثیرگذاری به نظر می‌رسد، اما بخش «اصلی» رایانه است. این شامل تمام اجزای اصلی کامپیوتر است:

مدارهای الکترونیکی که عملکرد رایانه را کنترل می کنند (ریزپردازنده، رم، کنترل کننده های دستگاه و غیره، به زیر مراجعه کنید).

منبع تغذیه ای که توان شبکه را به جریان مستقیم ولتاژ پایین تبدیل می کند که به مدارهای الکترونیکی کامپیوتر عرضه می شود.

درایوها (یا درایوهایی) که برای خواندن و نوشتن بر روی فلاپی دیسک (فلاپی دیسک)، سی دی، دی وی دی استفاده می شوند.

یک درایو دیسک مغناطیسی سخت که برای خواندن و نوشتن روی یک دیسک سخت مغناطیسی غیر قابل جابجایی (هارد دیسک) طراحی شده است.

دستگاه های اضافیمی‌توانید دستگاه‌های ورودی/خروجی مختلفی را به واحد سیستم یک رایانه PC IBM متصل کنید و از این طریق عملکرد آن را گسترش دهید. بسیاری از دستگاه ها از طریق سوکت های ویژه (کانکتورها) که معمولاً در دیواره پشتی واحد سیستم رایانه قرار دارند، متصل می شوند. علاوه بر مانیتور و صفحه کلید، چنین دستگاه هایی عبارتند از:

چاپگر - برای چاپ متن و اطلاعات گرافیکی؛

ماوس وسیله ای است که ورود اطلاعات به رایانه را آسان می کند.

جوی استیک - یک دستکاری به شکل دسته ای که روی یک لولا با یک دکمه نصب شده است که عمدتاً برای بازی های رایانه ای استفاده می شود.

این دستگاه ها با استفاده از سیم (کابل) مخصوص متصل می شوند. برای محافظت در برابر خطاها، کانکتورهای کابل متفاوت ساخته شده اند. برخی از کابل ها (مثلاً برای اتصال مانیتور یا چاپگر) با پیچ محکم می شوند.

دستگاه ها را می توان در داخل واحد سیستم کامپیوتر قرار داد، به عنوان مثال:

مودم - برای تبادل اطلاعات با رایانه های دیگر از طریق شبکه تلفن.

مودم فکس - ترکیبی از قابلیت های یک مودم و یک تلفکس.

برخی از دستگاه ها، به عنوان مثال، بسیاری از انواع اسکنر، از یک روش اتصال ترکیبی استفاده می کنند: فقط یک برد الکترونیکی (کنترل کننده) که عملکرد دستگاه را کنترل می کند در واحد سیستم کامپیوتری قرار می گیرد و خود دستگاه با یک برد به این برد متصل می شود. کابل.

CPU. مهمترین عنصر در یک کامپیوتر، "مغز" آن، پردازنده است که تمام محاسبات و پردازش اطلاعات را انجام می دهد. این پردازنده می تواند صدها عملیات مختلف را انجام دهد و این کار را با سرعت چند ده یا حتی صدها میلیون عملیات در ثانیه انجام می دهد. رایانه هایی مانند IBM PC از پردازنده های اینتل و همچنین پردازنده های سازگار سایر شرکت ها (AMD، Cyrix، IBM و غیره) استفاده می کنند.

پردازنده مشترک. در مواردی که باید محاسبات ریاضی زیادی روی کامپیوتر انجام شود (مثلاً در محاسبات مهندسی)، یک پردازنده کمکی ریاضی به پردازنده اصلی اضافه می شود. این به پردازنده اصلی کمک می کند تا عملیات ریاضی را روی اعداد واقعی انجام دهد. جدیدترین ریزپردازنده های اینتل خود عملیات اعداد واقعی را انجام می دهند، بنابراین نیازی به پردازنده مشترک ندارند.

رم.عنصر بسیار مهم بعدی یک کامپیوتر RAM است. از آن است که پردازنده و کمک پردازنده برنامه ها و داده های اولیه را برای پردازش می گیرند و نتایج را در آن می نویسند. این حافظه به دلیل اینکه خیلی سریع کار می کند، «RAM» نامیده می شود، به طوری که هنگام خواندن اطلاعات از حافظه یا نوشتن روی حافظه، پردازنده مجبور نیست منتظر بماند. با این حال، داده‌های موجود در آن تنها زمانی که رایانه روشن است ذخیره می‌شود؛ زمانی که رایانه خاموش است، معمولاً محتویات RAM پاک می‌شود.

کنترلرها و اتوبوس.برای اینکه یک کامپیوتر کار کند باید برنامه ها و داده ها را در رم خود داشته باشد. و آنها از دستگاه های مختلف رایانه ای - صفحه کلید، درایوهای دیسک مغناطیسی و غیره به آنجا می رسند. معمولاً این دستگاه ها خارجی نامیده می شوند، اگرچه برخی از آنها ممکن است خارج از رایانه قرار نگیرند، اما همانطور که در بالا توضیح داده شد در داخل واحد سیستم ساخته شده اند. نتایج اجرای برنامه نیز به دستگاه های خارجی - مانیتور، دیسک، چاپگر و غیره خروجی می شود.

بنابراین، برای کارکرد کامپیوتر، تبادل اطلاعات بین RAM و دستگاه های خارجی ضروری است. این مبادله ورودی/خروجی نامیده می شود. اما این تبادل مستقیماً اتفاق نمی افتد: بین هر دستگاه خارجی و RAM در رایانه دو پیوند میانی وجود دارد:

1. برای هر دستگاه خارجی در کامپیوتر یک مدار الکترونیکی وجود دارد که آن را کنترل می کند. این مدار را کنترل کننده یا آداپتور می نامند. برخی از کنترلرها (مانند کنترلرهای دیسک) می توانند چندین دستگاه را همزمان کنترل کنند.

2. تمامی کنترلرها و آداپتورها از طریق خط انتقال داده های سیستم که معمولاً به آن گذرگاه گفته می شود، با پردازنده و RAM تعامل دارند.

بردهای الکترونیکیبرای ساده کردن اتصال دستگاه ها، مدارهای الکترونیکی رایانه شخصی IBM از چندین ماژول - بردهای الکترونیکی تشکیل شده است. برد اصلی کامپیوتر - برد سیستم (مادربرد) - معمولا شامل پردازنده اصلی، کمک پردازنده، رم و گذرگاه ها می باشد. مدارهایی که برخی از دستگاه های کامپیوتری خارجی و اضافی (کنترل کننده ها یا آداپتورها) را کنترل می کنند بر روی بردهای جداگانه ای قرار دارند که در کانکتورهای استاندارد (اسلات) روی مادربرد قرار می گیرند. از طریق این کانکتورها، کنترل کننده های دستگاه مستقیماً به خط انتقال داده های سیستم در رایانه - اتوبوس متصل می شوند. بنابراین، وجود کانکتورهای اتوبوس رایگان، اضافه کردن دستگاه های جدید به رایانه را ممکن می کند. برای جایگزینی یک دستگاه با دستگاه دیگر (به عنوان مثال، یک آداپتور مانیتور قدیمی با یک دستگاه جدید)، باید برد مربوطه را از کانکتور جدا کرده و دیگری را در جای خود قرار دهید.

کنترلرهای پورت ورودی/خروجییکی از کنترلرهایی که تقریبا در هر کامپیوتری وجود دارد، کنترلر I/O است. این پورت ها از انواع زیر هستند:

به صورت موازی (تعیین شده LPT1-LPT4)، چاپگرها معمولاً به آنها متصل می شوند.

سریال ناهمزمان (تعیین شده COM1-COM3). یک ماوس، مودم و غیره معمولاً از طریق آنها متصل می شوند.

پورت بازی - برای اتصال جوی استیک.

برخی از دستگاه ها می توانند به هر دو پورت موازی و سریال متصل شوند. پورت های موازی ورودی و خروجی را با سرعت بیشتری نسبت به پورت های سریال انجام می دهند (به دلیل استفاده از سیم های بیشتر در کابل).

قطعات IBM به عنوان واحدهای جداگانه فروخته می شوند. مزیت چنین تحویلی امکان ایجاد یک پیکربندی سیستم مطابق با نیاز شما است. به طور معمول، گزینه های پیکربندی که انعطاف پذیری بیشتر سیستم را فراهم می کنند ترجیح داده می شوند.

مهمترین اجزا و پارامترهایی که شایستگی یک سیستم IBM را تعیین می کنند.اینها شامل اجزای زیر است:

ریزپردازنده (پردازنده);

فرکانس ساعت؛

ظرفیت حافظه و سرعت دسترسی؛

ظرفیت حافظه هارد دیسک و سرعت نوشتن/خواندن.

سرعت مهمترین پارامتر هنگام استفاده از رایانه در فرآیندهای "آهسته" است که شامل پردازش متن منتشر می شود. عملیاتی مانند توجیه خطوط، قرار دادن متن در یک صفحه، و اجرای حالتی برای ارائه متن و گرافیک در کنار هم، حتی در بهترین ماشین های مدرن به زمان قابل توجهی نیاز دارد.

افزایش سرعت پردازنده باعث گسترش قابلیت های دستگاه می شود. بنابراین، پردازنده های 32 بیتی می توانند حالت چند کاربره و چند برنامه ای را ارائه دهند. این اجازه می دهد تا پردازنده حتی در سرعت های ورودی/خروجی پایین به طور موثر مورد استفاده قرار گیرد. به عنوان مثال، هنگام مرتب سازی داده ها، زمان بسیار بیشتری از کار واقعی پردازنده با خواندن داده های اصلی از دیسک و نوشتن داده های مرتب شده بر روی دیسک صرف می شود. مرتب‌سازی خود مجموعه‌ای از تبادل داده‌ها بین حافظه‌ها و رجیسترهای پردازنده است و با حداکثر سرعت داخلی دستگاه انجام می‌شود. هنگام وارد کردن متن، پردازنده سریع بین فشار دادن کلید بیکار است.

سازماندهی مناسب کنترل پردازنده به شما امکان می دهد چندین مشکل را همزمان حل کنید یا به چندین کاربر خدمات رسانی کنید. توزیع زمان و منابع پردازنده بین کاربران توسط سیستم عامل انجام می شود.

با کمک چنین سیستمی، پردازنده به نوبه خود وظایفی را انجام می دهد و به هر بخشی از زمان خود می دهد. اگر کار بعدی در مرحله I/O باشد، سیستم عامل پردازنده را برای سرویس دهی به وظیفه یا کاربر بعدی منتقل می کند. در حالت ایده‌آل، با توزیع بهینه بار، هر کار مستقل از کارهای دیگر پردازش می‌شود و به نظر هر کاربر این است که پردازنده فقط به او خدمت می‌کند. زمانی که حجم کار سنگین باشد، کاربران به دلیل اجرای آهسته وظایف خود با ناراحتی مواجه خواهند شد.

ارائه اطلاعات در رایانهیک کامپیوتر فقط می تواند اطلاعات ارائه شده به صورت عددی را پردازش کند. تمام اطلاعات دیگر (به عنوان مثال، صداها، تصاویر، قرائت ابزار و غیره) باید به شکل عددی برای پردازش در رایانه تبدیل شوند. به عنوان مثال، برای دیجیتالی کردن یک صدای موسیقی، شدت صدا در فرکانس های خاص در فواصل زمانی کوتاه اندازه گیری می شود و نتایج هر اندازه گیری به صورت عددی ارائه می شود. با استفاده از برنامه های رایانه ای، می توانید اطلاعات دریافتی را تبدیل کنید، به عنوان مثال، صداهای منابع مختلف را روی همدیگر "Superpose" کنید. سپس نتیجه را می توان دوباره به فرم صوتی تبدیل کرد.

اطلاعات متنی در رایانه به روشی مشابه پردازش می شود. هنگامی که وارد رایانه می شود، هر حرف با یک عدد مشخص رمزگذاری می شود، و هنگامی که خروجی به یک دستگاه خارجی (صفحه نمایش یا چاپ)، تصاویر مربوطه از حروف برای درک انسان از این اعداد ساخته می شود. مطابقت بین مجموعه ای از حروف و اعداد را رمزگذاری کاراکتر می گویند.

به عنوان یک قاعده، همه اعداد در یک کامپیوتر با استفاده از صفر و یک نشان داده می شوند (نه ده رقم، همانطور که برای افراد معمول است). به عبارت دیگر، رایانه ها معمولاً در سیستم اعداد باینری کار می کنند که طراحی آنها را بسیار ساده می کند. وارد کردن اعداد به رایانه و خروجی آنها برای خواندن توسط انسان می تواند به شکل اعشاری معمول انجام شود - تمام تبدیل های لازم را می توان توسط برنامه های در حال اجرا بر روی رایانه انجام داد.

واحد اطلاعات در یک کامپیوتر یک بیت است، یعنی. یک رقم دودویی که می‌تواند مقدار 0 یا 1 را بگیرد. معمولاً دستورالعمل‌های کامپیوتری نه بر روی بیت‌های جداگانه، بلکه روی هشت بیت به طور همزمان عمل می‌کنند. هشت بیت متوالی یک بایت را تشکیل می دهند..gif" border="0" align="absmiddle" alt=") و یک مگابایت (مخفف مگابایت) برابر با 1024 کیلوبایت است.

برنامه هایی برای کامپیوتربرنامه های اولین کامپیوترها باید به زبان ماشین نوشته می شدند، یعنی. در کدهایی که مستقیماً توسط رایانه درک می شود. کار بسیار سخت، کم بهره‌وری و پر زحمتی بود که در طی آن اشتباه کردن آسان بود. برای تسهیل فرآیند برنامه‌نویسی، در اوایل دهه 50، سیستم‌هایی توسعه یافتند که نوشتن برنامه‌ها را نه به زبان ماشین، بلکه با استفاده از نمادهای یادگاری برای دستورالعمل‌های ماشین ممکن می‌سازد. این زبان برای نوشتن برنامه ها، autocode یا زبان اسمبلی نامیده می شود. برنامه های زبان اسمبلی با استفاده از یک برنامه خاص که اسمبلر نیز نامیده می شود، به راحتی به دستورالعمل های ماشین ترجمه می شوند. زبان اسمبلی هنوز اغلب در برنامه نویسی در مواردی استفاده می شود که برای دستیابی به حداکثر کارایی و حداقل اندازه برنامه ها یا در نظر گرفتن کامل ترین ویژگی های رایانه در برنامه ضروری است.

با این حال، نوشتن برنامه ها به زبان اسمبلی هنوز بسیار کار بر است. برای انجام این کار، برنامه نویس باید سیستم فرمان رایانه مربوطه را به خوبی بشناسد و در حین کار باید نه چندان با پیچیدگی های مشکل حل شده، بلکه با ترجمه اقدامات لازم در کار مبارزه کند. به دستورات ماشین بنابراین، حتی پس از ظهور اسمبلرها، بسیاری از محققان به تلاش برای ساده سازی فرآیند برنامه نویسی با "آموزش" رایانه ها برای درک زبان های برنامه نویسی راحت تر برای انسان ادامه دادند. چنین زبانهایی شروع به نامگذاری زبانهای برنامه نویسی سطح بالا و زبانهای اسمبلی و سایر زبانهای ماشین گرا - زبانهای سطح پایین کردند. برنامه ها در زبان های سطح بالا یا به برنامه هایی متشکل از دستورالعمل های ماشین تبدیل می شوند (این کار با استفاده از برنامه های خاصی به نام مترجم یا کامپایلر انجام می شود) یا با استفاده از برنامه های مفسر تفسیر می شوند.

زبان های سطح بالا این امکان را به وجود آورده اند که فرآیند نوشتن برنامه ها را به طور قابل توجهی ساده کنند، زیرا آنها بر راحتی توصیف دستورات تمرکز دارند.

حافظه حجم و زمان دسترسیطراحی های حافظه با دسترسی تصادفی پویا (RAM) که به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرند، زمان دسترسی تا 70 ns دارند. این مقدار همراه با فرکانس ساعت، محدودیت سرعت عملیات نوشتن/خواندن را تعیین می کند.

اگر پردازنده سریعتر از دستگاه ذخیره سازی باشد، می توان عملکرد دستگاه را با استفاده از فناوری به نام حافظه کش افزایش داد. این سیستم می تواند به یک حافظه کش کوچک (16 کیلوبایت) با سرعت بالا مجهز شود که RAM ثابت است. تراشه‌های استاتیک که گران‌تر از تراشه‌های پویا هستند، زمان دسترسی حدود 25 ns دارند. اگر رایانه دارای "رم حافظه نهان" باشد، هنگامی که دستورات و داده های پردازش شده به ریزپردازنده ارسال می شود، آنها نیز وارد حافظه نهان می شوند. در مواردی که پردازنده باید دوباره از این اطلاعات استفاده کند، می توان آن را از حافظه کش بسیار سریعتر از حافظه نهان معمولی بازیابی کرد. اجرای رویه‌هایی که شامل چرخه‌ها می‌شوند، به‌طور محسوسی سریع‌تر خواهد بود.

مقدار کل حافظه قابل دسترسی نیز بر سرعت دستگاه تأثیر می گذارد. اگر ظرفیت حافظه برای بارگیری کامل همه برنامه‌های کاری در آن کافی باشد، فرآیند پردازش در مقایسه با گزینه‌هایی که نیاز به دسترسی دوره‌ای به دیسک دارند، بسیار سریع‌تر است. بیایید ماشین های قدیمی 8 بیتی با 64 کیلوبایت حافظه را به یاد بیاوریم. با کار با دو فلاپی دیسک (A و B) که یکی از آنها حاوی برنامه ها و دیگری اطلاعات پردازش شده بود، کاربر برای مدت طولانی مجبور بود فقط روشن و خاموش شدن چراغ های سیگنال درایوها را تماشا کند. همین اتفاق در هنگام استفاده از هارد دیسک در ماشین های مدرن می افتد، البته با سرعت بسیار بالاتر. اگر رایانه دارای رم بزرگی باشد که نه تنها شامل برنامه‌ها، بلکه داده‌های در حال پردازش نیز می‌شود، فرآیند پردازش حتی سریع‌تر می‌شود.

برخی از برنامه های مورد استفاده در انتشار دسکتاپ با حافظه محدود اجرا می شوند حتی زمانی که حافظه زیادی در دسترس باشد. برای پردازش اسناد بزرگ، این برنامه ها از گسترش حافظه مبتنی بر دیسک با ایجاد یک بافر به اصطلاح دیسک استفاده می کنند. هنگامی که کاربر متن را مشاهده می کند، تبادل اطلاعات لازم بین حافظه و بافر دیسک به صورت برنامه ریزی شده انجام می شود (فقط اطلاعاتی که مستقیماً در حافظه موجود است روی صفحه نمایش داده می شود).

اگر مقدار حافظه اجازه می دهد، برای راحتی کاربر، می توان از "دیسک RAM" استفاده کرد که می تواند مخالف بافر دیسک در نظر گرفته شود. اگر یک بافر دیسک یک ناحیه دیسک است که توسط پردازنده به عنوان یک منطقه حافظه درک می شود، دیسک RAM یک منطقه حافظه است که به عنوان یک منطقه دیسک درک می شود.

یک دیسک RAM با استفاده از نرم افزاری ایجاد می شود که به طور خاص یک منطقه حافظه مشخص را اختصاص می دهد. در آینده، توسط سیستم عامل و سایر برنامه ها به عنوان یک دیسک جدید درک می شود.

در مقایسه با دیسک‌های معمولی، دیسک‌های RAM بسیار سریع‌تر عمل می‌کنند؛ عملیات خواندن/نوشتن با سرعت دسترسی به حافظه انجام می‌شود.

در حالی که یک بافر دیسک مقدار حافظه در دسترس یک برنامه را با کاهش عملکرد افزایش می دهد، RAM دیسک با استفاده از بخشی از حافظه موجود عملکرد را افزایش می دهد. نباید فراموش کنیم که دیسک RAM فقط زمانی که رایانه روشن است اطلاعات را ذخیره می کند؛ پس از اتمام کار، تمام داده های دیسک RAM باید در رسانه مغناطیسی مستقیم کپی شود.

«دستگاه» دیگری شبیه دیسک RAM یک اسپولر است که ناحیه ای از حافظه است که برای ذخیره اسناد ارسال شده به چاپگر اختصاص داده شده است. اسپولرها چاپگر را قادر می سازند در حالتی مشابه حالتی که توسط یک سیستم عامل چندوظیفه ای پشتیبانی می شود کار کند. مانند دیسک‌های RAM، اسپول‌ها با استفاده از برنامه‌هایی ایجاد می‌شوند که یک ناحیه از حافظه (گاهی شامل یک دیسک RAM) برای اسپولر اختصاص می‌دهند. اسناد چاپ شده به اسپولر ارسال می شود که چاپگر را در پس زمینه فعال می کند و در حالی که سایر برنامه ها در پیش زمینه اجرا می شوند، داده های چاپ را به آن ارسال می کند. در این مورد، اسپولر فقط از منابع ریزپردازنده استفاده نشده استفاده می کند؛ کار برنامه های پیش زمینه کند نمی شود. دیسک های رم و اسپولرها با استفاده از رم "اضافی" کارایی سیستم را افزایش می دهند.

تعداد حالت های انتظارعامل دیگری که تا حدودی بر عملکرد تأثیر می گذارد، تعداد حالت های انتظار است. حالت‌های انتظار چرخه‌های خالی ماشین در طول دسترسی به حافظه هستند. چنین حلقه هایی زمانی رخ می دهد که ریزپردازنده سریع داده ها را از حافظه می خواند و باید منتظر بماند تا حافظه کند اطلاعات را به گذرگاه منتقل کند. به عنوان مثال، بیایید تصور کنیم که فرکانس ساعتی که ریزپردازنده در آن کار می کند 20 مگاهرتز است، یعنی. هر چرخه ماشین 50 ns طول می کشد. اما اگر 150 ns طول می کشد تا داده ها به گذرگاه منتقل شود، آنگاه پردازنده باید برای هر دسترسی به حافظه دو چرخه ماشین صبر کند. اگر ماشین را با توجه به این پارامترها مشخص کنیم، می توانیم وضعیت توصیف شده را به عنوان "دو حالت انتظار" تعریف کنیم. رویکردهای مبتکرانه برای طراحی معماری سیستم می‌تواند وضعیت انتظار را حتی زمانی که حافظه کندتر از ریزپردازنده است کاهش دهد. تامین کنندگان ماشین هایی که بیش از یک حالت انتظار دارند ترجیح می دهند به این موضوع اشاره ای نکنند.

بعید است که تعداد حالت های انتظار تاثیر تعیین کننده ای در انتخاب ماشین داشته باشد. با این حال، در نظر گرفتن این ویژگی هنگام مقایسه عملکرد ماشین‌های رقیب مفید است.

ظرفیت حافظه و سرعت هارد.هارد دیسک یکی از عناصری است که دائماً کار می کند و ویژگی های عملکرد آن به طور قابل توجهی بر قابلیت های سیستم به عنوان یک کل تأثیر می گذارد. برنامه‌های پردازش کلمه و چیدمان اغلب به هارد دیسک دسترسی دارند، زیرا نه برنامه‌ها و نه متون در حال پردازش معمولاً نمی‌توانند به طور کامل در حافظه قرار گیرند. اگر هر یک از برنامه‌ها از بافر دیسک استفاده کند، هارد دیسک به یک افزونه حافظه سیستم تبدیل می‌شود و بنابراین دائما در حال اجرا است. طبیعتا زمان دسترسی به دیسک تاثیر بسزایی در قابلیت های سیستم دارد.

زمان دسترسی به عنوان میانگین مدت انتقال هد به مسیر مربوطه و خواندن یا نوشتن یک بلوک داده تعریف می شود. برای دیسک های مدرن این زمان کمتر از 10 میلی ثانیه است.

عامل مهم دیگری که سرعت انتقال داده ها بین دیسک و حافظه را تعیین می کند، معماری کنترل کننده دیسک است. کنترلر دیسک انتقال داده ها بین دیسک و حافظه را کنترل می کند. کنترلرهایی که از تعامل 1:1 پشتیبانی می کنند سریع ترین هستند.

صرف نظر از زمان دسترسی و معماری، عملکرد کلی را می توان با استفاده از یک کش دیسک مشابه حافظه نهان که قبلا توضیح داده شد افزایش داد. برای انجام این کار، یک منطقه خاص از حافظه دیسک به دیسک کش اختصاص داده شده است. هنگامی که قطعات برنامه یا مجموعه داده ها در حافظه نوشته می شوند، روی دیسک کش نیز قرار می گیرند. در طول خواندن های بعدی، ابتدا به دیسک کش دسترسی پیدا می کند تا اطلاعات لازم را پیدا کند. اگر تشخیص داده شود، زمان گسترش به دیسک به طور قابل توجهی کاهش می یابد. با کمک برنامه های ویژه می توان ایجاد یک دیسک کش را برای هر معماری ماشینی سازماندهی کرد. عملکرد دیسک کش بسیار شبیه به عملکرد دیسک رم است، اما در حالت دوم، خود کاربر تعیین می کند که چه برنامه ها و داده هایی باید از روی هارد دیسک روی دیسک رم کپی شوند. دیسک کش به طور خودکار کار می کند، سیستم خود تعیین می کند که چه چیزی باید روی دیسک کش نوشته شود.

مقدار کل حافظه هارد دیسک هنگام استفاده از آن در یک سیستم انتشار دسکتاپ بسیار مهم است. یک تصویر نیمه رنگی رنگی که یک صفحه A4 با وضوح 300 dpi را اشغال می کند به حدود 30 مگابایت حافظه نیاز دارد. حتی با تکنیک های فشرده سازی اطلاعات، چندین تصویر می توانند صدها مگابایت فضای دیسک را اشغال کنند.

ساختار کامپیوتر در شکل نشان داده شده است. 1.2. توجه داشته باشید که کنترل کننده صفحه کلید روی برد سیستم نشان داده شده است - این معمولاً انجام می شود زیرا ساخت رایانه را ساده می کند. گاهی اوقات کنترل کننده های دستگاه های دیگر نیز روی مادربرد قرار می گیرند.

راه حل های طراحی گنجانده شده در اولین مدل PC IBM در سال 1981 تا به امروز بدون هیچ تغییر اساسی باقی مانده است.

در نسخه کلاسیک، رایانه شخصی از یک واحد سیستم تشکیل شده است که یک صفحه کلید، مانیتور ویدئو و تمام دستگاه های جانبی به آن متصل هستند.

واحد سیستم (شکل 1.3) شامل یک برد سیستم (System Board یا Mother Board - مادربرد) است که اجزای مرکزی رایانه روی آن نصب شده است - یک پردازنده، RAM، مدارهای کمکی و کانکتورهای اسلات که کارت های توسعه را می توان در آن نصب کرد. کیس یونیت سیستم دارای محفظه هایی برای نصب درایوهای دیسک و سایر دستگاه های جانبی در فرمت های سه و پنج اینچی و همچنین منبع تغذیه است. در دیواره پشتی کیس سوراخ هایی برای کانکتورهای کیبورد و تعدادی دیگر و همچنین شکاف هایی وجود دارد که از طریق آنها کانکتورهای خارجی نصب شده روی کارت های انبساط از کیس خارج می شوند. بردهای انبساط (کارت ها) دارای یک رابط چاپی لبه ای هستند که آنها را به شیارهای گذرگاه ورودی/خروجی متصل می کند و یک براکت فلزی که برد را روی کیس محکم می کند (شکل 1.3). این براکت می تواند کانکتورهای خارجی را در خود جای دهد. ابعاد کلی و اتصالی تخته ها، نحوه بست آنها و باس های ورودی/خروجی یکسان است.

یکسان سازی مادربردها، کیس ها و کارت های توسعه توسط توافق نامه های طراحی زیر تضمین می شود:

استاندارد کردن اندازه ها، تعداد تماس ها و رابط الکتریکی شکاف های اتوبوس توسعه.

فاصله ثابت از شکاف تا لبه عقب تخته؛

زمین ثابت بین شکاف های مجاور، و همچنین اتصال آنها به نقاط نصب و موقعیت اتصال صفحه کلید.

تعیین حداکثر ابعاد (طول و ارتفاع) کارت های توسعه.

تعیین هندسه لبه پایین تخته انبساط، شکل و اندازه براکت ثابت.

طول برد ممکن است محدود باشد که به دلیل ویژگی های کیس و چیدمان عناصر برد سیستم است (گاهی اوقات عناصر بلند در نصب آن اختلال ایجاد می کنند).

حداکثر طول تخته 335 میلی متر است و لبه جلویی آن باید در ریل های راهنمای نصب شده روی کیس قرار گیرد. فقط آداپتورهای بسیار قدیمی یا کاملا پیچیده دارای طول و ارتفاع کامل هستند.

در سمت دیوار عقب، تخته آداپتور باید یک براکت فلزی نصب داشته باشد که با آن برد با یک پیچ به کیس محکم شود. یک تخته شل می تواند تکان بخورد و در نتیجه تماس شل و در نتیجه خرابی ایجاد شود. ممکن است کارت با کانکتورهای خارجی از شیار بیرون کشیده شود و اگر این اتفاق در حین روشن بودن برق رخ دهد، ممکن است برد سیستم، آداپتورها و منبع تغذیه از بین بروند.

در ابتدا واحد سیستم به صورت افقی روی یک میز نصب می شد و به این نوع کیس ها Desktop می گویند. کیس ها کاملاً حجیم بودند، اما به مرور زمان با کاهش مساحت مادربرد امکان کاهش طول آنها فراهم شد. اینگونه بود که فرمت کیس Baby-AT (و مادربرد) ظاهر شد و کیس ها و بردهای سنتی Full-AT (اندازه کامل) نامیده شدند. در حال حاضر کیس DeskTop به کیفی اطلاق می شود که حدود 35 سانتی متر طول دارد (کمی بلندتر از Baby). یک مانیتور اغلب در بالای کیس دسکتاپ نصب می شود (اگرچه صفحه نمایش آن خیلی بالاست) و یک صفحه کلید در جلوی کیس قرار می گیرد. کل این ترکیب فضای زیادی را اشغال می کند، به خصوص در عمق، و قرار دادن آن روی یک میز معمولی دشوار است (به همین دلیل مبلمان جدید "رایانه ای" ظاهر شده است). بعداً آنها متوجه شدند که چگونه قاب "ایستاده" را نصب کنند و مکان محفظه های دستگاه خارجی را کمی تغییر دهند.

اینگونه است که نوع مسکن برج ظاهر شد که در حال حاضر محبوب ترین است. این می تواند مادربردها و کارت های توسعه را با همان فرمت های دسکتاپ نصب کند، اما به دلیل وجود یک شاسی اسکلت سخت از نظر ساختاری بهتر و راحت تر است. اخیراً استاندارد جدیدی برای طراحی مادربرد و کیس به تصویب رسیده است - ATX. این طراحی در ارتباط با روند قرار دادن حداکثر تعداد کنترلرهای جانبی روی مادربرد ظاهر شد که اتصال کانکتورهای خارجی آنها را دشوار می کرد.

کیس های برجی می توانند اندازه های مختلفی داشته باشند که بسته به اینکه روی میز یا کنار میز روی زمین یا نوعی پایه نصب شوند. هنگام نصب بر روی زمین، ممکن است مشکلاتی در طول کابل های اتصال صفحه کلید و مانیتور ایجاد شود، اما می توان با کمک سیم های داخلی مخصوص این مشکلات را برطرف کرد. اصولاً گذاشتن کیس تاور به صورت افقی روی میز ممنوع نیست، سپس می توانید یک مانیتور نه چندان سنگین روی آن قرار دهید. با این حال، بر خلاف کیس دسکتاپ، جایگاه های درایو به صورت عمودی قرار خواهند گرفت. در این شرایط، مشکلاتی با استفاده از CD-ROM ایجاد می شود: به احتمال زیاد می تواند اطلاعات را به طور معمول بخواند، اما تغییر دیسک تقریبا غیرممکن خواهد شد.

کیف Mini-Tower کوچکترین برج است: ارتفاع آن در حدود 35 سانتی متر، عرض 17-18 سانتی متر (کمی پهن تر از یک خلیج 5 اینچی)، عمق حدود 40 سانتی متر و تنها دو حفره 5 اینچی است. از سه یا چهار محفظه 3 اینچی، تنها دو محفظه را می توان در پنل جلویی نمایش داد.

کیس Midi-Tower کمی بزرگتر است: حدود 40 سانتی متر ارتفاع دارد و حداقل سه محفظه 5 اینچی دارد.

کیس Big-Tower دارای ارتفاعی در حدود 60 سانتی متر و پنج تا شش دهانه 5 اینچی است.

این موارد معمولاً عریض تر هستند (برای پایداری و خنک سازی بهتر دستگاه های داخلی). موارد بزرگ تری نیز وجود دارد - Super Big-Tower و موارد دیگر که برای رایانه های سرور طراحی شده اند.

مشخصات جدید برای کیس های NLX با مشخصات پایین تقریباً همان اهداف ATX را دارد. کانکتور لبه مادربرد سیگنال‌هایی را از گذرگاه‌های PCI، ISA و USB، سیگنال‌های رابط از کنترل‌کننده‌های HDD و پورت‌های IDE، خطوط برق و اتصالات برای تمام عناصر پنل جلویی خروجی می‌دهد. مادربرد فضایی را برای یک اسلات AGP فراهم می کند که می توانید یک کارت گرافیک با ارتفاع کم در آن نصب کنید.

تمام موارد فوق اجازه استفاده از کارت های توسعه استاندارد و طیف نسبتاً گسترده ای از مادربردها را می دهد. "سازنده" جهانی است و امکانات مدرنیزاسیون نیاز به خرید محصولات از یک تولید کننده را محدود نمی کند. با این حال، انواع "مارک" نیز وجود دارد که در آنها فقط مادربردهای "بومی" قابل نصب هستند. در مورد کارت های توسعه، آنها معمولا جهانی هستند، اگرچه سیستم هایی نیز وجود دارند که روی خود بسته هستند.

مواردی از اشکال عجیب و غریب وجود دارد - به عنوان مثال، به شکل یک بخش مستطیلی یک استوانه، که برای نصب در یک گوشه (Packard Bell) طراحی شده است.

همچنین رایانه های همه کاره وجود دارد که در آنها واحد سیستم و مانیتور در یک کیس مشترک قرار دارند. به اصطلاح محفظه های چند رسانه ای با سیستم های بلندگوی استریو داخلی وجود دارد.

علاوه بر رایانه های شخصی ثابت، نسخه های قابل حمل نیز مدت هاست که تولید می شود. اولین آنها کاملاً دست و پا گیر بودند.

IBM PC Portable در یک کیس معمولی با اندازه دسکتاپ قرار داشت، اما یک صفحه نمایش مانیتور لوله اشعه کاتدی کوچک در پانل جلویی خود داشت. صفحه کلید به پنل جلویی بسته می شد و در هنگام حمل به عنوان یک پوشش عمل می کرد. وزن دستگاه قابل توجه بود (با بدنه فولادی بادوام مشخص شد) و برق فقط از شبکه تامین می شد.

کمی بعد، کامپیوترهای کلاس لپ تاپ ظاهر شدند - کامپیوترهایی که روی زانو نصب شده بودند که شبیه یک کیف کوچک دیپلمات بودند. آنها قبلاً مجهز به نمایشگرهای LCD تخت بودند و توانایی کار با باتری های داخلی را داشتند. هر توسعه دهنده ای این ماشین ها را به روش خود طراحی کرده است و نیازی به صحبت در مورد باز بودن و ارتقای آنها نیست. آنها با ماشین های فشرده تر از کلاس Note Book - رایانه های شخصی نوت بوک جایگزین شدند که خطوط آنها در حال حاضر با موفقیت در حال توسعه هستند. این ماشین ها قبلاً ماژول های توسعه عملکردی خود را در قالب استاندارد PCMCIA که اخیراً به PC Card تغییر نام داده است، به دست آورده اند. از نظر مشخصات، کامپیوترهای نوت بوک اندکی از همتایان دسکتاپ خود عقب ترند، اما چندین برابر گران تر هستند.

کارت، سوکت، اسلات، جامپر.برد سیستم یا مادر برد اصلی ترین برد مدار چاپی است که پردازنده، رم، رام بایوس و برخی دیگر از اجزای سیستم روی آن نصب شده است.

کارت انبساط یا کارت انبساط، یک برد مدار چاپی با یک رابط لبه ای است که در شکاف انبساط قرار می گیرد. کارت های توسعه ای که یک رابط اضافی به رایانه شخصی اضافه می کنند، کارت رابط نامیده می شوند. از آنجایی که کارت رابط یک "دستگاه" برای اتصال یک دستگاه است، نام "آداپتور" نیز برای آن اعمال می شود. به عنوان مثال، یک آداپتور نمایشگر برای اتصال یک نمایشگر نمایشگر استفاده می شود. آداپتور و کارت رابط تقریباً مترادف هستند و به عنوان مثال، NIC (کارت رابط شبکه) اغلب به عنوان آداپتور LAN (شبکه محلی) ترجمه می شود.

اسلات - یک اتصال دهنده شکاف که در آن یک برد مدار چاپی نصب شده است. شکاف توسعه در رایانه شخصی یک رابط گذرگاه سیستم است که با یک شکاف در دیواره پشتی کیس رایانه ترکیب شده است. صندلی برای نصب کارت توسعه. اسلات های توسعه دارای رابط های اتوبوس ISA/EISA، PCI، MCA، VLB یا PC Card (PCMCIA) هستند. اسلات های داخلی همچنین برای نصب ماژول های RAM (DIMM)، حافظه نهان (COAST) و همچنین ماژول های پردازنده و حافظه در برخی از مدل های رایانه شخصی استفاده می شود.

سوکت سوکتی است که در آن میکرو مدار نصب می شود. کنتاکت‌های آن برای ریزمدارهای دارای پایانه‌های پین در DIP، بسته‌های PGA در تمامی تغییرات، یا میکرو مدارها در بسته‌های SQJ و PLCC با پین‌هایی به شکل حرف J طراحی شده‌اند. سوکت ZIF (نیروی درج صفر) برای نصب آسان با قابلیت اطمینان تماس بالا طراحی شده است. سوکت ها دارای یک قفل هستند که با باز کردن آن می توانید ریز مدار را بدون اعمال نیرو به پایانه های آن نصب یا جدا کنید. برای کار پس از نصب، قفل بسته می شود، با تماس های سوکت، پین های ریز مدار را محکم می گیرند.

جامپر یک جامپر قابل جابجایی است که روی کنتاکت های پین بیرون زده از برد مدار چاپی نصب می شود. جامپرها برای پیکربندی اجزای مختلف به عنوان سوئیچ یا سوئیچ که نیازی به کنترل عملیاتی ندارند استفاده می شوند. آنها با استفاده از موچین مرتب می شوند، که توصیه می شود فقط زمانی که برق خاموش است انجام شود، زیرا خطر افتادن آنها در مکان نامناسب یا کوتاه شدن مخاطبین نزدیک با موچین وجود دارد.

سوئیچ‌های DIP سوئیچ‌هایی با اندازه کوچک در یک محفظه DIP هستند که برای اهداف مشابهی از جامپرها استفاده می‌شوند. مزیت آنها تعویض آسان تر است که انجام آن با قلم توپ راحت است. عیب سوئیچ ها این است که در مقایسه با جامپرها فضای بیشتری روی برد اشغال می کنند و گرانتر هستند. همچنین، با وجود نام، آنها معمولا فقط سوئیچ هستند، که باعث می شود استفاده از آنها انعطاف کمتری نسبت به جامپرها داشته باشد.

قطعات مدرن در تلاش برای کاهش تعداد سوئیچ ها یا جامپرها هستند و سعی می کنند تمام عملکردهای پیکربندی را به قطعات الکترونیکی کنترل شده توسط نرم افزار منتقل کنند. اجزایی که پس از نصب به طور خودکار پیکربندی می شوند به عنوان PP (Plug and Play) طبقه بندی می شوند.

ظاهر معماری یک کامپیوتر سازگار با رایانه شخصی توسط تعدادی ویژگی تعیین می شود که توانایی کار با نرم افزار کنترل کننده تجهیزات جانبی را تضمین می کند. برنامه ها می توانند به روش های مختلف با دستگاه ها تعامل داشته باشند:

استفاده از فراخوانی عملکرد سیستم عامل (وقفه های DOS، Windows API و غیره)؛

استفاده از فراخوانی تابع سیستم ورودی/خروجی (BIOS).

تعامل مستقیم با رجیسترهای دستگاه های جانبی یا کنترلرهای رابط.

این سازگاری به دلیل معماری باز رایانه شخصی IBM وجود دارد. هر رایانه سازگار با رایانه شخصی دارای ویژگی های مشخصه زیر است:

پردازنده سازگار با خانواده x86 اینتل؛

یک سیستم یکپارچه برای توزیع فضای آدرس حافظه بین RAM استاندارد، حداکثر 640 کیلوبایت حافظه سرویس آداپتورهای جانبی، RAM دائمی و توسعه یافته.

توزیع یکپارچه آدرس های فضای ورودی/خروجی با موقعیت ثابت پورت های اجباری و سازگاری مدل نرم افزاری آنها.

یک سیستم وقفه سخت افزاری که به دستگاه های جانبی اجازه می دهد تا به پردازنده در مورد نیاز به اجرای برخی روش های تعمیر و نگهداری سیگنال دهند.

یک سیستم دسترسی مستقیم به حافظه که به دستگاه های جانبی اجازه می دهد تا آرایه های داده را با RAM بدون پرت کردن پردازنده مبادله کنند.

مجموعه ای از دستگاه های سیستم و رابط های ورودی/خروجی؛

اتوبوس های توسعه یکپارچه در طراحی و رابط (ISA، EISA، MCA، VLB، PCI، PC Card)، که ترکیب آنها ممکن است بسته به هدف و مدل رایانه متفاوت باشد.

سیستم اصلی ورودی/خروجی (BIOS)، که تست اولیه و بارگذاری سیستم عامل را انجام می‌دهد و همچنین دارای مجموعه‌ای از عملکردها است که به دستگاه‌های ورودی/خروجی سیستم خدمت می‌کند.

معماری استاندارد رایانه شخصی مجموعه ای از امکانات ورودی/خروجی مورد نیاز و ابزارهای پشتیبانی جانبی - سیستم های وقفه سخت افزاری و دسترسی مستقیم به حافظه را تعریف می کند. تسهیلات استاندارد اجباری ورودی/خروجی عبارتند از:

شمارنده سه کانال;

صفحه کلید و رابط کنترل؛

کانال کنترل صدا؛

آداپتور گرافیکی (MDA, CGA, EGA, VGA, SVGA...).

از اولین مدل‌های رایانه شخصی، ظاهر دستگاه‌های ورودی/خروجی سیستم مشخص شد که در ابتدا فقط یک صفحه کلید، یک آداپتور ویدیویی با مانیتور و یک چاپگر متصل به یک پورت سریال یا موازی بود. زیرسیستم دیسک از ساده‌ترین درایوهای فلاپی دیسک توسعه یافت، که به زودی هارد دیسک‌هایی به آن اضافه شد که حجم آن‌ها به سرعت افزایش یافت و همچنان در حال رشد است. امروزه سیستم دیسک شامل انواع مختلفی از درایوها است و CD-ROM قبلاً در لیست دستگاه های بوت گنجانده شده است. همه این دستگاه ها دارای پشتیبانی بایوس هستند که به برنامه های کاربردی یا سیستم عامل اجازه می دهد بدون درایور اضافی از آنها استفاده کنند. "موس" قدیمی نیز در لیست دستگاه های استاندارد گنجانده شده است (اگرچه ممکن است BIOS از آن پشتیبانی نکند). اکنون لیست دستگاه های استاندارد شامل یک کانال صوتی دیجیتال است.

دستگاه‌هایی که قبلاً آداپتورهای ویدیویی نامیده می‌شدند، اکنون با دقت بیشتری آداپتورهای گرافیکی نامیده می‌شوند.

وقفه های سخت افزاری پاسخ پردازنده را به رویدادهایی که به صورت ناهمزمان با توجه به کد برنامه در حال اجرا رخ می دهند، ارائه می دهند.

تخصیص منابع سیستمرایج ترین گذرگاه ها برای اتصال کارت های توسعه کامپیوتر، ISA و PCI هستند. گذرگاه PCI در ابتدا دارای قابلیت پیکربندی خودکار آداپتورهای نصب شده بود. مشخصات گذرگاه ISA سنتی مستلزم آن است که به همه کارت ها منابع سیستم اختصاص داده شود - مناطق آدرس در حافظه و فضاهای ورودی/خروجی، خطوط درخواست وقفه و کانال های دسترسی مستقیم به حافظه. در عين حال، هيئت‌ها نبايد از نظر منابع مورد استفاده در تضاد باشند. برخلاف گذرگاه‌های MCA، EISA و PCI، گذرگاه ISA مکانیسم‌هایی برای پیکربندی خودکار و تخصیص منابع ندارد، بنابراین تمام نگرانی‌ها در مورد پیکربندی آداپتورهای نصب‌شده و حل تداخل‌ها بر عهده کاربر است. وظیفه پیکربندی نیز به دلیل عدم وجود مکانیزم مشترک برای انتقال خودکار پارامترهای مجموعه به نرم افزار برنامه و سیستم پیچیده است. پس از پیکربندی آداپتورها، که معمولاً با تعویض جامپرها انجام می‌شود (اگر مستنداتی برای توصیف آنها وجود داشته باشد، خوب است)، پارامترهای تنظیم شده در فایل‌های پیکربندی مخصوص هر محصول نرم‌افزاری وارد می‌شوند.

علاوه بر دستگاه‌های «بدیهی مفید»، پل‌های اتوبوس PCI (PCI Bridge) نیز مشمول پیکربندی هستند - سخت‌افزار برای اتصال گذرگاه PCI به اتوبوس‌های دیگر. Host Bridge - پل اصلی - برای اتصال به گذرگاه سیستم (گذرگاه پردازنده یا پردازنده ها) استفاده می شود. پل همتا به همتا - پل همتا به همتا - برای اتصال دو گذرگاه PCI استفاده می شود (گذرگاه های PCI اضافی به شما امکان می دهد تعداد دستگاه های متصل را افزایش دهید).

کنترل سوالات

1. کدام دستگاه در رایانه شخصی عملیات حسابی و منطقی را انجام می دهد (طبق اصل نیومن)؟

2. کدام دستگاه در رایانه شخصی عملیات I/O را انجام می دهد؟

3. چه دستگاهی در رایانه شخصی اجرای برنامه ها را سازماندهی می کند؟

4. اولین ریزپردازنده Intel-4004 چه زمانی ظاهر شد؟

5. اولین کامپیوتر IBM چه زمانی ظاهر شد؟

6. بنیانگذار معماری کامپیوترهای مدرن کدام شرکت است؟

7. کامپیوترهای PC IBM چه معماری دارند؟

8. کدام پارامتر PC تا حد زیادی عملکرد آن را تعیین می کند؟

9. کدام دستگاه الکترونیکی رایانه شخصی دستگاه خارجی را کنترل می کند؟

10. برای تبادل اطلاعات با رایانه های دیگر از طریق شبکه تلفن از کدام دستگاه رایانه شخصی استفاده می شود؟

طبقه بندی ابزارهای فنی برای اتصال شبکه ها، ارائه شده در شکل 4.1، شامل موارد زیر است:

· منفعلابزارهای فنی مورد استفاده برای ترکیب بخش های منفرد و گسترش LAN، که عبارتند از:

تکرار کننده ها؛

هاب ها

· فعالابزارهای فنی مورد استفاده برای ساخت شبکه های جغرافیایی توزیع شده و جهانی با ترکیب LAN و شبکه های سایر فناوری های غیر LAN:

پل ها؛

روترها؛

سوئیچ ها؛

دروازه ها

ابزارهای فنی فعال، بر خلاف غیر فعال، که وظیفه اصلی آنها تقویت سیگنال ارسالی است، کنترل ترافیک بر اساس آدرس های مقصد داده های ارسال شده، یعنی در سطوح 2 و بالاتر مدل OSI کار می کنند. وسایل فنی غیرفعال عمدتاً در سطح فیزیکی اول عمل می کنند.

پل- ساده ترین دستگاه شبکه که بخش های محلی یا راه دور را متحد می کند و عبور فریم ها را بین آنها تنظیم می کند. بخش های متصل به پل یک شبکه منطقی یکپارچه را تشکیل می دهند که در آن هر ایستگاه می تواند از منابع شبکه هم بخش خود و هم از تمام بخش های قابل دسترسی از طریق پل استفاده کند.

پل کار می کند سطح فرعی MACلایه پیوند دوم و برای پروتکل های سطوح بالاتر شفاف است، یعنی بر اساس آدرس فیزیکی (MAC آدرس) ایستگاه مقصد، در مورد انتقال فریم از یک بخش به بخش دیگر تصمیم می گیرد. برای این منظور پل شکل می گیرد جدول آدرس(TA)، که شامل:

· لیست آدرس های MAC (آدرس های مقصد، AN) ایستگاه های متصل به پل؛

· جهت ( بندر) که ایستگاه به آن متصل است.

· " سن"از زمانی که این پست آخرین بار به روز شد.

از آنجایی که فریم‌هایی که برای ایستگاه در همان بخش ارسال می‌شوند از طریق پل منتقل نمی‌شوند، ترافیک در بخش‌ها محلی می‌شود و بار شبکه را کاهش می‌دهد و امنیت اطلاعات را افزایش می‌دهد. بر خلاف یک تکرار کننده که در سطح فیزیکی کار می کند و صرفا سیگنال ها را تکرار و بازیابی می کند، یک پل یکپارچگی را تجزیه و تحلیل می کندپرسنل و قاب ها را فیلتر می کند، از جمله موارد آسیب دیده.

پل ها بار دیگر دستگاه های شبکه را بر عهده نمی گیرند - آنها در یک شبکه بزرگ با یک آدرس شبکه واحد و آدرس های MAC مختلف قرار دارند.

برای به دست آوردن اطلاعات در مورد مکان ایستگاه، پل ها آدرس ایستگاه ها را با خواندن آدرس تمام فریم هایی که از آنها عبور می کنند یاد می گیرند.

هنگام دریافت فریم، پل آدرس مقصد را با آدرس های موجود در TA مقایسه می کند و اگر چنین آدرسی وجود نداشته باشد، پل فریم را در همه جهات (به جز فرستنده فریم) ارسال می کند. به این فرآیند انتقال «سیلاب» می گویند. اگر پل آدرس مقصد را در TA پیدا کند، سپس شماره پورت TA را با شماره پورتی که فریم روی آن رسیده است مقایسه می کند.

همزمانی آنها به این معنی است که آدرس فرستنده و گیرنده در یک بخش شبکه قرار دارند، بنابراین، فریم نیازی به پخش ندارد و پل آن را نادیده می گیرد. اگر آدرس‌های فرستنده و گیرنده در بخش‌های مختلف قرار داشته باشند، پل فریم را به بخش شبکه مورد نظر ارسال می‌کند.

مزایایپل ها عبارتند از:

· سادگی نسبی و هزینه کم اتصال LAN.

· فریم‌های «محلی» (محلی) در این بخش باقی می‌مانند و بخش‌های دیگر را بارگذاری نمی‌کنند.

· وجود پل ها برای کاربران شفاف است.

· پل ها به طور خودکار با تغییرات در پیکربندی شبکه سازگار می شوند.

· پل ها می توانند شبکه هایی را که با پروتکل های لایه شبکه مختلف کار می کنند به هم متصل کنند.

· شبکه های محلی متصل شده توسط پل ها یک شبکه منطقی یکپارچه را تشکیل می دهند. همه بخش ها آدرس شبکه یکسانی دارند. بنابراین، انتقال کامپیوتر از یک بخش به بخش دیگر نیازی به تغییر آدرس شبکه آن ندارد.

· پل ها به دلیل معماری ساده، وسایل ارزان قیمتی هستند.

ایراداتبه شرح زیر است:

· تاخیر فریم اضافی در پل ها.

· نمی تواند از مسیرهای جایگزین استفاده کند. از بین مسیرهای ممکن، همیشه یکی انتخاب می شود، بقیه مسدود می شوند.

· می تواند به انفجارهای قابل توجهی از ترافیک در شبکه کمک کند، برای مثال، هنگام انتقال فریمی که آدرس آن هنوز در جدول پل موجود نیست. چنین فریم هایی به تمام بخش ها منتقل می شوند.

· نمی تواند از "طوفان های پخش" جلوگیری کند.

· ابزاری برای جداسازی بخش هایی که عملکرد اشتباه دارند را ندارند.

چهار نوع اصلی پل وجود دارد:

· شفاف (شفاف)؛

· پخش (ترجمه)؛

· کپسوله کردن

· با مسیریابی منبع.

پل های شفاف(پل های شفاف) برای ترکیب شبکه ها با پروتکل های یکساندر پیوند داده و سطوح فیزیکی، به عنوان مثال، Ethernet-Ethernet، Token Ring-Token Ring.

پل شفاف یک دستگاه خودآموز است: در حین کار، برای هر بخش متصل، به طور خودکار یک جدول آدرس با آدرس ایستگاه های واقع در بخش ایجاد می کند.

الگوریتم عملیات پل:

1) دریافت یک فریم ورودی به بافر پل.

2) تجزیه و تحلیل آدرس فرستنده (AO) و جستجوی آن در جدول آدرس ها (TA).

3) اگر AO در TA نباشد، این آدرس و شماره پورتی که فریم به آن رسیده است در TA وارد می شود.

4) تجزیه و تحلیل آدرس گیرنده (AP) و جستجوی آن در TA.

5) اگر AP در TA یافت شود و به همان بخش AO تعلق داشته باشد (یعنی شماره پورت خروجی با شماره پورت ورودی مطابقت داشته باشد)، فریم از بافر حذف می شود.

6) اگر AP در TA یافت شود و متعلق به بخش دیگری باشد، فریم به این بخش (به پورت مربوطه) منتقل می شود.

7) اگر AP در TA نباشد، فریم به تمام سگمنت‌ها به جز قطعه‌ای که از آن آمده است، منتقل می‌شود.

پل های صدا و سیما(پل های ترجمه) برای ترکیب شبکه ها با پروتکل های مختلفدر پیوند داده و لایه های فیزیکی، به عنوان مثال، Ethernet و Token Ring.

پل‌های پخش، شبکه‌ها را با دستکاری «پاکت‌ها» به هم متصل می‌کنند: وقتی یک فریم از شبکه اترنت به شبکه TokenRing منتقل می‌شود، هدر جایگزین می‌شود ( ز ETh) و سوئیچ محدود ( به Eth) فریم اترنت در هر سرصفحه ( ز TR) و سوئیچ محدود ( به TR) قاب TokenRing و بالعکس.

از آنجایی که شبکه‌های مختلف از فریم‌هایی با طول‌های متفاوت استفاده می‌کنند و پل پخش نمی‌تواند فریم‌ها را به قطعات تقسیم کند، هر دستگاه شبکه باید برای انتقال فریم‌هایی با طول یکسان پیکربندی شود.

پل های محصور کنندهبرای اتصال شبکه‌هایی با پیوند داده و پروتکل‌های لایه فیزیکی یکسان از طریق یک شبکه ستون فقرات پرسرعت با پروتکل‌های دیگر طراحی شده‌اند، برای مثال، شبکه‌های اترنت 10 مگابیت که توسط یک شبکه FDDI به هم متصل شده‌اند.

بر خلاف پل های پخش که یک نوع "پاکت" را به دیگری تبدیل می کنند، پل های محصور کننده فریم های دریافتی را به همراه هدر و تریلر به "پاکت" دیگری که در ستون فقرات استفاده می شود (از این رو اصطلاح "انکپسولاسیون") استفاده می شود و ارسال می کند. پل های دیگر برای تحویل به گره مقصد.

پل مقصد، فریم اترنت را از فریم FDDI استخراج می کند و آن را به بخش حاوی مقصد ارسال می کند. طول میدان داده یک فریم FDDI برای قرار دادن یک فریم اترنت با حداکثر طول کافی است.

پل های مسیریابی منبع(پل های مسیریابی منبع) بر اساس اطلاعات تولید شده توسط ایستگاه ارسال کننده فریم و ذخیره شده در پاکت فریم عمل می کنند. در این حالت، پل ها نیازی به داشتن پایگاه داده آدرس ندارند.

هر دستگاه شبکه از طریق فرآیندی به نام مسیر رسیدن به مقصد را تعیین می کند "کشف مسیر"(کشف مسیر).

اصل کشف مسیر را می توان با استفاده از مثال زیر به روشی ساده نشان داد.

دستگاه مبدأ با ارسال فریم خاصی به نام کشف مسیر را آغاز می کند "پژوهش"(کاوشگر). فریم های تحقیقاتی از یک پاکت ویژه استفاده می کنند که توسط پل های مسیریابی منبع شناسایی می شود. پس از دریافت چنین قاب، هر پل در یک مکان مشخص شده در قاب - قسمت ورود مسیر(فیلد اطلاعات مسیریابی)، داده های زیر را وارد می کند: شماره پورت ورودی که فریم از آن دریافت شده است، شناسه پل (Mi) و شماره پورت خروجی، به عنوان مثال: 1,M1,3. سپس پل این فریم را در تمام جهات، به استثنای فریمی که فریم در آن دریافت شده، ارسال می کند.

در نتیجه ایستگاه مقصد چندین فریم تحقیقاتی را دریافت می کند که تعداد آنها بر اساس تعداد مسیرهای ممکن مشخص می شود.

ایستگاه مقصد یکی از مسیرها (سریع ترین، کوتاه ترین یا سایر مسیرها) را انتخاب می کند و پاسخی را به ایستگاه مبدأ ارسال می کند. پاسخ حاوی اطلاعاتی در مورد مسیری است که همه فریم ها باید در طول آن ارسال شوند. ایستگاه فرستنده مسیر را به خاطر می آورد و همیشه از آن برای ارسال فریم به ایستگاه مقصد استفاده می کند. هنگام ارسال، این فریم ها در پاکت های ویژه ای محصور می شوند که برای پل هایی با مسیریابی منبع قابل درک است. پل ها با دریافت این پاکت ها، ورودی مربوطه را در لیست مسیرها پیدا کرده و فریم را در جهت مورد نظر ارسال می کنند.

مسیریابی منبع توسط پل ها در شبکه های Token Ring برای انتقال فریم ها بین حلقه های مختلف استفاده می شود.

فناوری اطلاعات (IT) مجموعه ای از ابزارها و روش ها برای جمع آوری، پردازش و انتقال داده ها (اطلاعات اولیه) برای به دست آوردن اطلاعات با کیفیت جدید در مورد وضعیت یک شی، فرآیند یا پدیده (محصول اطلاعاتی) است.

هدف فناوری اطلاعات تولید اطلاعات برای تجزیه و تحلیل انسانی و تصمیم گیری بر اساس آن برای انجام هر عملی است.

کاربرد عملی روش‌ها و ابزارهای پردازش داده‌ها می‌تواند متفاوت باشد، بنابراین توصیه می‌شود بین فناوری‌های اطلاعات پایه و خاص جهانی تمایز قائل شویم.

فناوری اطلاعات جهانی شامل مدل ها، روش ها و ابزارهایی است که استفاده از منابع اطلاعاتی جامعه را رسمیت می بخشد و امکان استفاده از آن را فراهم می کند.

فناوری اطلاعات پایه برای یک کاربرد خاص (تولید، تحقیق، تدریس و غیره) طراحی شده است.

فناوری های اطلاعاتی خاص هنگام حل وظایف عملکردی کاربران (به عنوان مثال، حسابداری، برنامه ریزی، وظایف تجزیه و تحلیل) پردازش داده ها را اجرا می کنند.

مانند همه فن آوری ها، فناوری اطلاعات به طور مداوم در حال توسعه و بهبود است. این امر با ظهور ابزارهای فنی جدید، توسعه مفاهیم جدید، روش های سازماندهی داده ها، انتقال، ذخیره سازی و پردازش آنها، اشکال تعامل کاربر با اجزای فنی و سایر اجزای اطلاعات و سیستم های محاسباتی تسهیل می شود.

گسترش دایره افراد با دسترسی به اطلاعات و منابع محاسباتی سیستم‌های پردازش داده و همچنین استفاده از شبکه‌های رایانه‌ای که کاربران را از نظر جغرافیایی دور از یکدیگر متحد می‌کند، مشکل حاد اطمینان از قابلیت اطمینان داده‌ها و محافظت از آن در برابر موارد غیرمجاز را ایجاد می‌کند. دسترسی داشته باشید. در این راستا، فناوری های نوین اطلاعاتی مبتنی بر مفهوم استفاده از سخت افزار و نرم افزار ویژه ای است که امنیت اطلاعات را تضمین می کند

گام بعدی در بهبود فناوری های اطلاعاتی مورد استفاده در مدیریت سازمانی و اقتصادی، گسترش دامنه کاربرد پایگاه های دانش و سیستم های هوش مصنوعی مربوطه است.

پایگاه دانش مهمترین عنصر سیستم خبره است که در محل کار یک متخصص مدیریت ایجاد می شود. او به عنوان یک جمع کننده دانش در یک حوزه خاص از فعالیت حرفه ای و دستیار در تجزیه و تحلیل وضعیت اقتصادی در فرآیند توسعه و تصمیم گیری مدیریت عمل می کند.

انواع کامپیوترهای مدرن

سازندگان رایانه های مدرن طیف نسبتاً گسترده ای از مدل های مختلف رایانه را ارائه می دهند که نه تنها از نظر عملکرد، بلکه از نظر ظاهر، اندازه و هدف نیز متفاوت هستند. کامپیوترهای مدرن در انواع زیر وجود دارند: دسکتاپ، لپ تاپ، نت بوک، PDA، مینی کامپیوتر رومیزی، رایانه لوحی و کنسول بازی.

کامپیوترهای رومیزی (ایستا) معمولاً از سه واحد مجزا تشکیل شده اند: یک مانیتور، یک صفحه کلید و یک واحد سیستم. برای سهولت در کنترل، می توان از ماوس استفاده کرد. دستگاه های اضافی (جانبی) زیر را می توان به رایانه متصل کرد: دوربین های وب، چاپگرها، اسکنرها، بلندگوها، پلاترها و سایر دستگاه ها.

مینی کامپیوترهای رومیزی واحد سیستم کوچکتری دارند.

لپ تاپ ها (کامپیوترهای قابل حمل) به شکل دستگاه های قابل حمل تخت ساخته می شوند. آنها برای افرادی که فعالیت هایشان مستلزم حرکت مداوم است مناسب ترند. لپ تاپ یک واحد واحد است که از صفحه کلید، صفحه نمایش و واحد سیستم تشکیل شده است. هزینه بالا و سختی ارتقاء از معایب اصلی لپ تاپ است.

نت‌بوک‌ها از نظر ظاهری تا حد زیادی شبیه به لپ‌تاپ‌ها هستند، اما از نظر اندازه کوچک‌تر هستند و می‌توانند طیف محدودتری از وظایف را انجام دهند، که به طور قابل توجهی هزینه آنها را کاهش می‌دهد. این نوع کامپیوتر بیشتر برای کار در اینترنت طراحی شده است.

رایانه های لوحی به عنوان یک صفحه نمایش لمسی تخت طراحی شده اند. برای کنترل رایانه لوحی، به یک مداد مخصوص - یک قلم نیاز دارید. کامپیوترهای جیبی (مینی کامپیوترها) از نظر اندازه جمع و جور هستند که امکان حمل آنها را در جیب شلوار معمولی فراهم می کند. با استفاده از چنین رایانه ای می توانید به موسیقی گوش دهید، فیلم تماشا کنید، در اینترنت گشت و گذار کنید و بازی کنید. هزینه بالا، قدرت کم و عدم توانایی کار با گرافیک کامپیوتری از معایب اصلی کامپیوترهای جیبی است.

11. کامپیوتر شخصی: هدف، معماری. دستگاه های اصلی رایانه شخصی، اهداف، عملکردها، ویژگی ها.

کامپیوتر یک دستگاه الکترونیکی چند منظوره است که برای ذخیره، پردازش و انتقال اطلاعات طراحی شده است. معماری یک کامپیوتر شخصی به سازماندهی منطقی، ساختار و منابع آن اشاره دارد، یعنی ابزار یک سیستم محاسباتی که می تواند برای یک دوره زمانی معین به فرآیند پردازش داده ها اختصاص یابد.

اصل کنترل برنامه - یک برنامه شامل مجموعه ای از دستورات است که توسط پردازنده به طور خودکار یکی پس از دیگری در یک دنباله خاص اجرا می شود.

اصل همگنی حافظه - برنامه ها و سایر برنامه ها در همان حافظه ذخیره می شوند. شما می توانید همان اقداماتی را که روی داده ها انجام می شود روی دستورات انجام دهید!

اصل آدرس دهی - حافظه اصلی از نظر ساختاری از سلول های شماره گذاری شده تشکیل شده است.

معماری کامپیوتر اصل عملکرد، اتصالات اطلاعات و اتصال گره های منطقی اصلی کامپیوتر را تعیین می کند که عبارتند از:

CPU؛

حافظه اصلی؛

حافظه خارجی؛

لوازم جانبی

از نظر ساختاری، رایانه های شخصی به شکل یک واحد سیستم مرکزی ساخته می شوند که سایر دستگاه ها از طریق اتصال دهنده های ویژه به آن متصل می شوند. واحد سیستم شامل تمام اجزای اصلی کامپیوتر است:

مادربرد؛

واحد قدرت؛

درایو هارد دیسک؛

درایو فلاپی دیسک؛

درایو دیسک نوری؛

اتصالات برای دستگاه های اضافی

برد سیستم (مادربرد) به نوبه خود شامل موارد زیر است:

ریزپردازنده؛

پردازنده کمکی ریاضی؛

مولد ساعت؛

تراشه های حافظه؛

کنترل کننده های دستگاه های خارجی؛

کارت صدا و تصویر؛

معماری کامپیوترهای شخصی مدرن بر اساس اصل ستون فقرات - مدولار است. اصل ماژولار به کاربر این امکان را می دهد که پیکربندی رایانه مورد نیاز خود را جمع آوری کند و در صورت لزوم آن را ارتقا دهد. سازماندهی مدولار سیستم بر اساس اصل اصلی تبادل اطلاعات است. همه کنترل کننده های دستگاه از طریق یک گذرگاه داده سیستم به نام گذرگاه سیستم با ریزپردازنده و RAM تعامل دارند. گذرگاه سیستم به صورت پل چاپی روی مادربرد ساخته شده است.

ریزپردازنده واحد مرکزی یک کامپیوتر شخصی است که برای کنترل عملکرد تمام واحدهای ماشین و انجام عملیات حسابی و منطقی روی اطلاعات طراحی شده است.

گذرگاه سیستم، سیستم رابط اصلی یک کامپیوتر است که از رابط و ارتباط همه دستگاه‌های آن با یکدیگر اطمینان می‌دهد. گذرگاه سیستم سه جهت انتقال اطلاعات را ارائه می دهد:

بین ریزپردازنده و حافظه اصلی؛

بین ریزپردازنده و پورت های ورودی/خروجی دستگاه های خارجی؛

بین حافظه اصلی و پورت های ورودی/خروجی دستگاه های خارجی.

پورت های ورودی/خروجی تمامی دستگاه ها از طریق کانکتورهای مربوطه (اسلات) مستقیماً یا از طریق کنترلرهای مخصوص (آداپتورها) به باس متصل می شوند.

حافظه اصلی برای ذخیره و تبادل سریع اطلاعات با سایر واحدهای رایانه طراحی شده است.

حافظه خارجی برای ذخیره سازی طولانی مدت اطلاعات استفاده می شود که بعداً می تواند برای حل مشکلات استفاده شود. منبع تغذیه واحدی است که شامل سیستم های برق مستقل و اصلی برای یک کامپیوتر است.

تایمر یک ساعت الکترونیکی درون ماشینی است که امکان ضبط خودکار لحظه جاری در زمان را فراهم می کند. تایمر به یک منبع برق مستقل متصل است و زمانی که کامپیوتر از شبکه جدا می شود به کار خود ادامه می دهد.

دستگاه های کامپیوتری خارجی تعامل دستگاه با محیط را تضمین می کنند: کاربران، اشیاء کنترل و سایر رایانه ها.

ویژگی های عملکردی اصلی یک کامپیوتر شخصی عبارتند از:

عملکرد، سرعت، سرعت ساعت

نرم افزار موجود و نوع سیستم عامل؛ نوع مانیتور ویدئو و آداپتور ویدئو؛

سخت افزار شبکه- اینها دستگاه های مختلفی هستند که اتصال رایانه ها را به یک شبکه رایانه ای تضمین می کنند.

مولفه ها و فناوری های اساسی مرتبط با معماری شبکه محلی یا گسترده ممکن است شامل موارد زیر باشد:

· کابل (سیم)

· سرورها

· کارت های رابط شبکه (NIC، کارت رابط شبکه)

· هاب ها

· سوئیچ ها

· روترها (روتر، شبکه های گسترده)

· سرورهای دسترسی از راه دور (سرور از راه دور، شبکه های توزیع شده جغرافیایی)

· مودم ها (شبکه های وسیع)

کابل ها

داده ها از طریق کابل به شکل بخش های جداگانه منتقل می شوند - بسته هایی که از یک دستگاه شبکه به دستگاه دیگر ارسال می شوند. کابل ها انواع مختلفی دارند که هر کدام مزایای خاص خود را دارند.

سیستم های کابل کشی ساخت یافته(سیستم سیم کشی ساختاری).

کابل کشی ساختاریافته از یک پیکربندی ستاره استفاده می کند - بخش جداگانه ای از کابل ارزان قیمت، کامپیوتر هر کاربر را به یک هاب مرکزی متصل می کند (یا سوئیچ اگر شبکه مقادیر زیادی داده را حمل می کند).

جفت پیچ خورده

کابل جفت تابیده (TP، جفت پیچ خورده) در دو نوع ارائه می شود: جفت تابیده شیلددار (STP، جفت تابیده شیلددار) و جفت تابیده بدون محافظ (UTP، جفت تابیده بدون محافظ). هر دو نوع کابل از یک جفت سیم مسی پیچ خورده تشکیل شده است.

کابل کواکسیال نازک و ضخیم

این نوع کابل ها مشابه کابل های تلویزیون استاندارد هستند. یک کابل کواکسیال از کامپیوتری به کامپیوتر دیگر کشیده می شود. هر کامپیوتر با مقدار کمی کابل در صورت امکان جابجایی باقی می ماند. در صورت لزوم پوشش دادن منطقه بزرگتر با شبکه محلی نسبت به سیستم های کابلی مورد نظر، از دستگاه های اضافی استفاده می شود - تکرار کننده ها(تکرار کنندگان).

کابل فیبر نوری

کابل فیبر نوری از نرخ انتقال داده (به صورت بسته) 10، 100 یا 1000 مگابیت بر ثانیه پشتیبانی می کند. داده ها با استفاده از پالس های نوری که در امتداد فیبر نوری حرکت می کنند منتقل می شود. به لطف پیشرفت در فناوری فیبر نوری، این کابل مقرون به صرفه تر می شود.

سرورها

سرور در شبکه سرویس گیرنده/سرور، کامپیوتری با یک هارد دیسک با ظرفیت زیاد است که می تواند برنامه ها و فایل هایی را که برای سایر رایانه های موجود در شبکه قابل دسترسی است ذخیره کند. سرور همچنین می تواند دسترسی به دستگاه های جانبی (مانند چاپگرها) را کنترل کند و برای اجرای یک سیستم عامل شبکه (NOS، سیستم عامل شبکه) استفاده می شود.

کارت های رابط شبکه

کارت های رابط شبکه (NIC، Network Interface Card) روی کامپیوترهای رومیزی و لپ تاپ نصب می شوند. آنها برای تعامل با دستگاه های دیگر در شبکه محلی استفاده می شوند. اگر به سادگی نحوه دریافت و انتقال داده‌ها را کامپیوترهای متصل به شبکه در نظر بگیریم، کارت‌های شبکه مدرن (آداپتورهای شبکه) نقش فعالی در بهبود عملکرد، اولویت‌بندی ترافیک حیاتی (اطلاعات ارسالی/دریافتی) و نظارت بر ترافیک شبکه دارند. علاوه بر این، آنها از ویژگی هایی مانند فعال سازی از راه دور از ایستگاه کاری مرکزی یا تغییرات پیکربندی از راه دور پشتیبانی می کنند که به طور قابل توجهی در زمان و تلاش مدیران در شبکه های در حال رشد صرفه جویی می کند.

هاب ها

در یک پیکربندی کابل کشی ساختاریافته، همه کامپیوترهای موجود در شبکه با یک هاب (یا سوئیچ) ارتباط برقرار می کنند.

هابیا هاب (Hub) - یک دستگاه دسترسی چندگانه که به عنوان نقطه اتصال مرکزی در توپولوژی "ستاره فیزیکی" عمل می کند.

کامپیوترهای متصل به هاب یک بخش LAN را تشکیل می دهند. این طراحی اتصال تعداد زیادی از کاربران را به شبکه آسان می کند، حتی اگر به طور مکرر جابجا شوند. اساسا، عملکرد یک هاب این است که کاربران را به یک بخش شبکه متصل کند.

مراکز سنتیتنها از یک بخش شبکه پشتیبانی می کند و به همه کاربرانی که به آنها متصل می شوند پهنای باند یکسانی ارائه می دهد.

هاب های دو سرعته(دو سرعت) را می توان به طور سودمند برای ایجاد شبکه های مدرن با بخش های شبکه مشترک استفاده کرد.

هاب ها همچنین یک نقطه مرکزی برای کابل کشی، تغییرات پیکربندی، عیب یابی و مدیریت متمرکز ارائه می دهند که انجام همه آنها را آسان تر می کند.

سوئیچ ها

تعویض(سوئیچ) - یک دستگاه چند پورت که سوئیچینگ بسته با سرعت بالا بین پورت ها را فراهم می کند. در شبکه سوئیچینگ بسته، دستگاهی است که بسته ها را معمولاً به یکی از گره های شبکه اصلی هدایت می کند. به چنین دستگاهی سوئیچ داده (داده PABX) نیز می گویند.

روترها

روترها می توانند عملکردهای ساده زیر را انجام دهند:

· اتصال شبکه های محلی (LAN) به شبکه های گسترده (WAN).

· اتصال چندین شبکه محلی

روترها به پروتکل مورد استفاده بستگی دارند (به عنوان مثال TCP/IP، IPX، AppleTalk). از آنجایی که روتر مبتنی بر پروتکل است، می تواند بر اساس عواملی مانند هزینه، سرعت تحویل و غیره، بهترین مسیر برای تحویل داده ها را انتخاب کند. روترها همچنین به شما اجازه می دهند تا ترافیک پخش را به طور موثر مدیریت کنید و اطمینان حاصل کنید که داده ها فقط به پورت های مورد نیاز ارسال می شوند.

سرورهای دسترسی از راه دور

اگر نیاز به دسترسی به شبکه برای کاربران راه دور دارید که از خانه یا در حین سفر یک اتصال شماره گیری برقرار می کنند، باید یک سرور دسترسی از راه دور نصب کنید. این دستگاه به چندین کاربر این امکان را می دهد که از طریق یک خط شماره گیری (با شماره گیری یک شماره تلفن) به یک شبکه متصل شوند و به منابع شبکه دسترسی پیدا کنند، همانطور که در محیط اداری انجام می دهند. علاوه بر این، چنین سرورهایی ممکن است محافظت در برابر دسترسی غیرمجاز کاربر را فراهم کنند.

مودم ها

مودم ها به کاربران رایانه امکان تبادل اطلاعات و اتصال به اینترنت از طریق خطوط تلفن معمولی را می دهند. نام "مودم" به دلیل عملکرد دستگاه است و به معنای "مدولاتور/دمودولاتور" است. یک مودم سیگنال‌های دیجیتالی را که از کامپیوتر می‌آیند به سیگنال‌های آنالوگ منتقل شده از طریق شبکه تلفن عمومی تعدیل می‌کند، و مودم دیگری این سیگنال‌ها را در انتهای گیرنده دمودوله می‌کند و آنها را به شکل دیجیتالی تبدیل می‌کند.