Для информатики компьютер - это не только инструмент для работы с информацией, но и объект изучения. Вы узнаете, как компьютер устроен, какую работу с его помощью можно выполнять, какие для этого существуют программные средства.
С давних времен люди стремились облегчить свой труд. С этой целью создавались различные машины и механизмы, усиливающие физические возможности человека. Компьютер был изобретен в середине XX века для усиления возможностей умственной работы человека, т. е. работы с информацией.
Из истории науки и техники известно, что идеи многих своих изобретений человек "подглядел" в природе.
Например, еще в XV веке великий итальянский ученый и художник Леонардо да Винчи изучал строение тел птиц и использовал эти знания для конструирования летательных аппаратов.
Русский ученый Н. Е. Жуковский, основоположник аэродинамики, также исследовал механизм полета птиц. Результаты этих исследований используются при расчетах конструкций самолетов.
Можно сказать, что Леонардо да Винчи и Жуковский "списывали" свои летающие машины с птиц.
А есть ли в природе прототип у компьютера? Да! Таким прототипом является сам человек. Только изобретатели стремились передать компьютеру не физические, а интеллектуальные возможности человека.
По своему назначению компьютер - универсальное техническое средство для работы человека с информацией.
По принципам устройства компьютер - это модель человека, работающего с информацией.
Какие устройства входят в состав компьютера. Имеются четыре основные составляющие информационной функции человека:
Компьютер включает в себя устройства, выполняющие эти функции мыслящего человека:
В ходе работы компьютера информация через устройства ввода попадает в память; процессор извлекает из памяти обрабатываемую информацию, работает с ней и помещает в нее результаты обработки; полученные результаты через устройства вывода сообщаются человеку. Чаще всего в качестве устройства ввода используется клавиатура, а устройства вывода - экран дисплея или принтер (устройство печати) (рис. 2.2).
| Рис. 2.2. Информационный обмен в компьютере |
Что такое данные и программа. И все-таки нельзя отождествлять "ум компьютера" с умом человека. Важнейшее отличие состоит в том, что работа компьютера строго подчинена заложенной в него программе, человек же сам управляет своими действиями.
В памяти компьютера хранятся данные и программы.
Данные - это обрабатываемая информация, представленная в памяти компьютера в специальной форме. Немного позже вы познакомитесь со способами представления данных в компьютерной памяти.
Программа - это описание последовательности действий, которые должен выполнить компьютер для решения поставленной задачи обработки данных.
Если информация для человека - это знания, которыми он обладает, то информация для компьютера - это данные и программы, хранящиеся в памяти. Данные - это "декларативные знания", программы - "процедурные знания компьютера".
Принципы фон Неймана. В 1946 году американским ученым Джоном фон Нейманом были сформулированы основные принципы устройства и работы ЭВМ. Первый из этих принципов определяет состав устройств ЭВМ и способы их информационного взаимодействия. Об этом говорилось выше. С другими принципами фон Неймана вам еще предстоит познакомиться.
Вопросы и задания
Внутренняя и внешняя память. Работая с информацией, человек пользуется не только своими знаниями, но и книгами, справочниками и другими внешними источниками. В главе 1 "Человек и информация" ныло отмечено, что информация хранится в памяти человека и на внешних носителях. Заученную информацию человек может забыть, а записи сохраняются надежнее.
У компьютера тоже есть два вида памяти: внутренняя (оперативная) и внешняя (долговременная) память.
Внутренняя память - это электронное устройство, которое хранит информацию, пока питается электроэнергией. При отключении компьютера от сети информация из оперативной памяти исчезает. Программа во время ее выполнения хранится во внутренней памяти компьютера. Сформулированное правило относится к принципам Неймана. Его называют принципом хранимой программы.
Внешняя память - это различные магнитные носители (ленты, диски), оптические диски. Сохранение информации на них не требует постоянного электропитания.
На рис. 2.3 показана схема устройства компьютера с учетом двух видов памяти. Стрелки указывают направления информационного обмена.
Наименьший элемент памяти компьютера называется битом памяти. На рис. 2.4 каждая клетка изображает бит. Вы видите, что у слова "бит" есть два значения: единица измерения количества информации и частица памяти компьютера. Покажем, как связаны между собой эти понятия.
В каждом бите памяти может храниться в данный момент одно из двух значений: нуль или единица. Использование двух знаков для представления информации называетсядвоичной кодировкой .
Данные и программы в памяти компьютера хранятся в виде двоичного кода.
Один символ двухсимвольного алфавита несет 1 бит информации.
В одном бите памяти содержится один бит информации.
Битовая структура определяет первое свойство внутренней памяти компьютера - дискретность . Дискретные объекты составлены из отдельных частиц. Например, песок дискретен, так как состоит из песчинок. "Песчинками" компьютерной памяти являются биты.
Второе свойство внутренней памяти компьютера - адресуемость . Восемь расположенных подряд битов памяти образуют байт. Вы знаете, что это слово также обозначает единицу количества информации, равную восьми битам. Следовательно, I одном байте памяти хранится один байт информации.
Во внутренней памяти компьютера все байты пронумерованы. Нумерация начинается с нуля.
Порядковый номер байта называется его адресом.
Принцип адресуемости означает, что:
Запись информации в память, а также чтение ее из памяти производится по адресам.
Память можно представить как многоквартирный дом, в котором каждая квартира - это байт, а номер квартиры - адрес. Для того чтобы почта дошла по назначению, необходимо указать правильный адрес. Именно так, по адресам, обращается процессор к внутренней памяти компьютера.
В современных компьютерах имеется еще один вид внутренней памяти, который называется постоянным запоминающим устройством - ПЗУ. Это энергонезависимая память, информация из которой может только читаться.
Носители и устройства внешней памяти. Устройства внешней памяти - это устройства чтения и записи информации на внешние носители. Информация на внешних носителях хранится в виде файлов. Что это такое, подробнее вы узнаете позже.
Важнейшими устройствами внешней памяти на современных компьютерах являются накопители на магнитных дисках (НМД), или дисководы .
Кто не знает, что такое магнитофон? На магнитофон мы привыкли записывать речь, музыку, а затем прослушивать записи. Звук записывается на дорожках магнитной ленты с помощью магнитной головки. С помощью этого же устройства магнитная запись снова превращается в звук.
НМД действует аналогично магнитофону. На дорожки диска записывается все тот же двоичный код: намагниченный участок - единица, ненамагниченный - нуль. При чтении с диска эта запись превращается в нули и единицы в битах внутренней памяти.
К магнитной поверхности диска подводится записывающая головка (рис. 2.5), которая может перемещаться по радиусу. Во время работы НМД диск вращается. В каждом фиксированном положении головка взаимодействует с круговой дорожкой. На эти концентрические дорожки и производится запись двоичной информации.
|
| Рис. 2.5. Дисковод и магнитный диск |
Другим видом внешних носителей являются оптические диски (другое их название - лазерные диски). На них используется не магнитный, а оптико-механический способ записи и чтения информации.
Сначала появились лазерные диски, на которые информация записывается только один раз. Стереть или перезаписать ее невозможно. Такие диски называются CD-ROM - Compact Disk-Read Only Memory, что в переводе значит "компактный диск - только для чтения". Позже были изобретены перезаписываемые лазерные диски - CD-RW. На них, как и на магнитных носителях, хранимую информацию можно стирать и записывать заново.
Носители, которые пользователь может извлекать из дисковода, называют сменными.
Наибольшей информационной емкостью из сменных носителей обладают лазерные диски типа DVD-ROM - видеодиски. Объем информации, хранящейся на них, может достигать десятков гигабайтов. На видеодисках записываются полноформатные видеофильмы, которые можно просматривать с помощью компьютера, как по телевизору.
Вопросы и задания
1. Постарайтесь объяснить, зачем компьютеру нужны два вида памяти: внутренняя и внешняя.
2. Что такое "принцип хранимой программы"?
3. В чем заключается свойство дискретности внутренней памяти ЭВМ?
4. Какие два значения имеет слово "бит"? Как они связаны между собой?
5. В чем заключается свойство адресуемости внутренней памяти ЭВМ?
6. Назовите устройства внешней памяти ЭВМ.
7. Какие типы оптических дисков вы знаете?
Что такое ПК. Современные ЭВМ бывают самыми разными: от больших, занимающих целый зал, до маленьких, помещающихся на столе, в портфеле и даже в кармане. Разные ЭВМ используются для разных целей. Сегодня самым массовым видом ЭВМ являются персональные компьютеры. Персональные компьютеры (ПК) предназначены для личного (персонального) использования.
Несмотря на разнообразие моделей ПК, в их устройстве существует много общего. Об этих общих свойствах и пойдет сейчас речь.
Основные устройства ПК. Основной "деталью" персонального компьютера является микропроцессор (МП). Это миниатюрная электронная схема, созданная путем очень сложной технологии, выполняющая функцию процессора ЭВМ.
Персональный компьютер представляет собой набор взаимосвязанных устройств. Главным в этом наборе является системный блок . В системном блоке находится "мозг" машины: микропроцессор и внутренняя память. Там же помещаются: блок электропитания, дисководы, контроллеры внешних устройств. Системный блок снабжен внутренним вентилятором для охлаждения.
Системный блок обычно помещен в металлический корпус, с наружной стороны которого имеются: клавиша включения электропитания, щели для установки сменных дисков и дисковые устройства, разъемы для подключения внешних устройств.
К системному блоку подключены клавишное устройство (клавиатура), монитор (другое название - дисплей) и мышь (манипулятор). Иногда используются другие типы манипуляторов: джойстик, трекбол и пр. Дополнительно к ПК могут быть подключены: принтер (устройство печати), модем (для выхода на телефонную линию связи) и другие устройства (рис. 2.6).
На рис. 2.6 показана настольная модель ПК. Кроме того, существуют портативные модели (ноутбуки) и карманные компьютеры.
Все устройства ПК, кроме процессора и внутренней памяти, называются внешними устройствами . Каждое внешнее устройство взаимодействует с процессором ПК через специальный блок, который называется контроллером (от английского "controller" - "контролер", "управляющий"). Существуют контроллер дисковода, контроллер монитора, контроллер принтера и др. (рис. 2.7).
Магистральный принцип взаимодействия устройств ПК. Принцип, по которому организована информационная связь между процессором, оперативной памятью и внешними устройствами, похож на принцип телефонной связи. Процессор через многопроводную линию, которая называется магистралью (другое название - шина ), связывается с другими устройствами (рис. 2.8).
Подобно тому как каждый абонент телефонной сети имеет свой номер, каждое подключаемое к ПК внешнее устройство также получает номер, который выполняет роль адреса этого устройства. Информация, передаваемая внешнему устройству, сопровождается его адресом и подается на контроллер. В данной аналогии контроллер подобен телефонному аппарату, который преобразует электрический сигнал, идущий по проводам, в звук, когда вы слушаете телефон, и преобразует звук в электрический сигнал, когда вы говорите.
Магистраль - это кабель, состоящий из множества проводов. Характерная организация магистрали такая: по одной группе проводов (шина данных ) передается обрабатываемая информация, по другой (шина адреса ) - адреса памяти или внешних устройств, к которым обращается процессор. Есть еще третья часть магистрали - шина управления ; по ней передаются управляющие сигналы (например, проверка готовности устройства к работе, сигнал к началу работы устройства и др.).
Вопросы и задания
Все чаще персональные компьютеры используются не только на производстве и в учебных заведениях, но и в домашних условиях. Их можно купить в магазине так же, как покупают телевизоры, видеомагнитофоны и другую бытовую технику. При покупке любого товара желательно знать его основные характеристики, для того, чтобы приобрести именно то, что вам нужно. Такие основные характеристики есть и у ПК.
Характеристики микропроцессора. Существуют различные модели микропроцессоров, выпускаемые разными фирмами. Основными характеристиками МП являются тактовая частота и разрядность процессора.
Режим работы микропроцессора задается микросхемой, которая называется генератором тактовой частоты . Это своеобразный метроном внутри компьютера. На выполнение процессором каждой операции отводится определенное количество тактов. Ясно, что если метроном "стучит" быстрее, то и процессор работает быстрее. Тактовая частота измеряется в мегагерцах - МГц. Частота в 1 МГц соответствует миллиону тактов в одну секунду. Вот некоторые характерные тактовые частоты микропроцессоров: 600 МГц, 800 МГц, 1000 МГц. Последняя величина называется гигагерцем - ГГц. Современные модели микропроцессоров работают с тактовыми частотами в несколько гигагерц.
Следующая характеристика - разрядность процессора. Разрядностью называют максимальную длину двоичного кода, который может обрабатываться или передаваться процессором целиком. Разрядность процессоров на первых моделях ПК была равна 8 битам. Затем появились 16-разрядные процессоры. На современных ПК чаще всего используются 32-разрядные процессоры. Наиболее высокопроизводительные машины имеют процессоры с разрядностью 64 бита.
Объем внутренней (оперативной) памяти. Про память компьютера мы уже говорили. Она делится на оперативную (внутреннюю) память и долговременную (внешнюю) память. Производительность машины очень сильно зависит от объема внутренней памяти. Если для работы каких-то программ не хватает внутренней памяти, то компьютер начинает переносить часть данных во внешнюю память, что резко снижает его производительность. Скорость чтения/записи данных в оперативную память на несколько порядков выше, чем во внешнюю.
Объем оперативной памяти влияет на производительность компьютера. Современные программы требуют оперативной памяти объемом в десятки и сотни мегабайтов.
Для хорошей работы современных программ требуется оперативная память в сотни мегабайтов: 128 Мб, 256 Мб и более.
Характеристики устройств внешней памяти. Устройства внешней памяти - это накопители на магнитных и оптических дисках. Встроенные в системном блоке магнитные диски называются жесткими дисками, или винчестерами. Это очень важная часть компьютера, поскольку именно здесь хранятся все необходимые для работы компьютера программы. Чтение/запись на жесткий диск производится быстрее, чем на все другие виды внешних носителей, но все-таки медленнее, чем в оперативную память. Чем больше объем жесткого диска, тем лучше. На современных ПК устанавливают жесткие диски, объем которых измеряется и гигабайтах: десятки и сотни гигабайтов. Покупая компьютер, вы приобретаете и необходимый набор программ на жестком диске. Обычно покупатель сам заказывает состав программного обеспечения компьютера.
Все остальные носители внешней памяти - сменные, г. е. их можно вставлять в дисковод и доставать из дисковода. К ним относятся гибкие магнитные диски - дискеты и оптические диски - CD-ROM, CD-RW, DVD-ROM. Стандартная дискета вмещает 1,4 Мб информации. Дискеты удобны для длительного хранения программ и данных, а также для переноса информации с одного компьютера на другой.
В последнее время на смену гибким дискам как основному средству переноса информации с одного компьютера на другой приходит флэш-память. Флэш-память - это электронное устройство внешней памяти, используемое для чтения и записи информации в файловом формате. Флэш-память, как и диски, - энергонезависимое устройство. Однако, по сравнению с дисками, флэш-память обладает гораздо большим информационным объемом (сотни и тысячи мегабайтов). А скорость чтения и записи данных на флэш-носителе приближается к скорости работы оперативной памяти.
Практически обязательной составляющей комплекта ПК стали дисководы для CD-ROM. Современное программное обеспечение распространяется именно на этих носителях. Вместимость CD-ROM исчисляется сотнями мегабайтов (стандартный объем - 700 Мб).
DVD-дисководы вы можете приобретать по собственному желанию. Объем данных на дисках этого типа исчисляется гигабайтами (4,7 Гб, 8,5 Гб, 17 Гб). Часто на DVD-дисках записываются видеофильмы. Время их воспроизведения достигает 8 часов. Это 4-5 полноформатных фильмов. Пишущие оптические дисководы позволяют производить запись и перезапись информации на CD-RW и DVD-RW. Постоянное снижение цен на перечисленные виды устройств переводит их из категории "предметов роскоши" в общедоступные.
Все остальные типы устройств относятся к числу устройств ввода/вывода. Обязательными из них являются клавиатура, монитор и манипулятор (обычно - мышь). Дополнительные устройства: принтер, модем, сканер, звуковая система и некоторые другие. Выбор этих устройств зависит от потребностей и финансовых возможностей покупателя. Всегда можно найти источники справочной информации о моделях таких устройств и их эксплуатационных свойствах.
Вопросы и задания
Компью́тер (англ. computer - «вычислитель») - многозначный термин, наиболее часто употребляется в качестве обозначения программно управляемого электронного устройства обработки информации.
Термин «компьютер» и аббревиатура «ЭВМ», принятая в русскоязычной научной литературе, являются синонимами. Электро́нная вычисли́тельная маши́на (ЭВМ) - вычислительная машина, построенная с использованием в качестве функциональных элементов электронных устройств вместо механических. Термин употреблялся в качестве исторического преемника (механической) вычислительной машины.
При помощи вычислений компьютер способен обрабатывать информацию по определённому алгоритму. Любая задача для компьютера является последовательностью вычислений.
Физически компьютер может функционировать за счёт перемещения каких-либо механических частей, движения электронов, фотонов,квантовых частиц или за счёт использования эффектов любых других физических явлений.
В системном блоке компьютер имеет все необходимые процессоры для работы, включая главный микропроцессор и ему вспомогательные. От главного процессора зависит скорость работы машины. Вся информация (документы, картинки, видео, программы и т.д.) хранится на жестком диске (винчестер) – это память. Есть еще оперативная память, от размера которого зависит мощность работы, т.е. с какой скоростью компьютер может работать параллельно с несколькими поставленными задачами. Также доступны различного рода носители информации (диски, флэшки, карты памяти), с помощью которых можно переносить информацию, не перенося сам компьютер. Клавиатура и мышь служит пультом управления, а монитор – навигационное поле управления, чтобы мы видели чем мы управляем. Для того чтобы компьютер работал, ему необходима программа управления. Одной из такой является всем известный и уже изрядно надоевшей Windows.
С позиций функционального назначениякомпьютер – это система, состоящая из четырех основных устройств, выполняющих определенные функции: запоминающего устройства (памяти), арифметико-логического устройства, устройства управления и устройства ввода-вывода.
ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО
Запоминающее устройство, или просто память, предназначается для хранения информации и команд программы. Информация, хранящаяся в запоминающем устройстве, представляет собой закодированные с помощью двух цифр 1и 0, числа, буквы, символы, слова.
Команды , хранящиеся в памяти, это закодированные с помощью двух цифр 1 и 0 инструкции компьютеру по выполнению определенных действий. Например, командой может служить код, составленный из единиц и нулей, который предписывает ЭВМ выполнить сложение или вычитание двух чисел, выдачу сообщения на экран дисплея или печатающее устройство, ввод в память с клавиатуры чисел или текста и т.д. Совокупность команд образует программу , которая определяет последовательность действий компьютера.
АРИФМЕТИКО-ЛОГИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО В арифметико-логическом устройстве (АЛУ) производятся арифметические и логические действия. Часто это устройство называют определенным блоком. Следует отметить, что арифметико-логическое устройство может выполнять только одно арифметическое действие – сложение. Это обусловлено физическими принципами работы ЭВМ. Все же остальные действия (вычитание, умножение, деление, возведение в степень) реализуются как совокупность операций сложения.
УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ
Устройство управления
(УУ) позволяет управлять всем ходом вычислительного и логического процесса в компьютера. Это техническое воплощение идеи, заложенной в программе.
Функция устройства управления
заключается в том, чтобы прочесть очередную команду, расшифровать ее и подключить необходимые цепи и устройства для ее выполнения. Следует так организовать работу устройства управления, чтобы считывание очередной команды из памяти происходило автоматически. Устройство управления для выполнения команды в компьютере организует повторение одного и того же цикла:
1) формирование адреса очередной команды, адрес первой команды формируется вне цикла специальным способом;
2) чтение очередной команды программы, хранящейся в памяти, и расшифровка ее содержания;
3) выполнение команды, т.е. подключение необходимых электрических цепей, схем, блоков.
Количество циклов определяется количеством команд в программе. Функция устройства управления обусловливается содержанием программы, хранящейся в памяти. В связи с этим и появился термин программное управление компьютером, означающий, что устройство управления работает в соответствии с той программой, которую разработал человек и поместил на хранение в память компьютера.
УСТРОЙСТВА ВВОДА-ВЫВОДА
Устройства ввода-вывода вводят информацию в память ЭВМ и выводят информацию из памяти ЭВМ.
Описанный принцип работы ЭВМ – это классическая организация вычислительной системы, известная под названием неймановской структуры . Идеи математикаДжона фон Неймана применительно к работе ЭВМ с хранимой в памяти программой стали известныв 1946 г. С тех пор было создано множество разнотипных компьютеров, но классическое представление о работе ЭВМ справедливо и по сегодняшний день.
Компьютер - это многофункциональное электронное устройство, предназначенное для накопления, обработки и передач» информации. Под архитектурой персонального компьютера понимается его логическая организация, структура и ресурсы, т. е. средства вычислительной системы, которые могут быть выделены процессу обработки данных на определенный интервал времени.
В основу построения большинства компьютеров положены принципы, сформулированные Джоном фон Нейманом.
1. Принцип программного управления - программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определенной последовательности.
2. Принцип однородности памяти - программы и иные хранятся в одной и той же памяти; над командами можно выполнять те же действия, что и над данными!
3. Принцип адресности - основная память структурно состоит из пронумерованных ячеек.
Компьютеры, построенные на этих принципах, имеют классическую архитектуру.
Архитектура компьютера определяет принцип действия, информационные связи и взаимное соединение сновных логических узлов компьютера, к которым относятся:
центральный процессор;
основная память;
внешняя память;
периферийные устройства.
Конструктивно персональные компьютеры выполнены в виде центрального системного блока, к которому через специальные разъемы присоединяются другие устройства. В состав системного блока входят все основные узлы компьютера:
системная плата;
блок питания;
накопитель на жестком магнитном диске;
накопитель на гибком магнитном диске;
накопитель на оптическом диске;
разъемы для дополнительных устройств.
На системной (материнской) плате в свою очередь размещаются:
микропроцессор;
математический сопроцессор;
генератор тактовых импульсов;
микросхемы памяти;
контроллеры внешних устройств;
звуковая и видеокарты;
таймер.
Архитектура современных персональных компьютеров основана на магистрально-модульном принципе. Модульный принцип позволяет пользователю самому комплектовать нужную ему конфигурацию компьютера и производить при 20
необходимости ее модернизацию. Модульная организация системы опирается на магистральный принцип обмена информацией. Все контроллеры устройств взаимодействуют с микропроцессором и оперативной памятью через системную магистраль передачи данных, называемую системной шиной. Системная шина выполняется в виде печатного мостика на материнской плате.
Микропроцессор - это центральный блок персонального компьютера, предназначенный для управления работой всех блоков машины и для выполнения арифметических и логических операций над информацией.
Системная шина является основной интерфейсной системой компьютера, обеспечивающей сопряжение и связь всех его устройств между собой. Системная шина обеспечивает три направления передачи информации:
между микропроцессором и основной памятью;
между микропроцессором и портами ввода-вывода внешних устройств;
между основной памятью и портами ввода-вывода внешних устройств.
Порты ввода-вывода всех устройств через соответствующие разъемы (слоты) подключаются к шине либо непосредственно, либо через специальные контроллеры (адаптеры).
Основная памят ь предназначена для хранения и оперативного обмена информацией с прочими блоками компьютера.
Внешняя памят ь используется для долговременного хранения информации, которая может быть в дальнейшем использована для решения задач. Генератор тактовых импульсов генерирует последовательность электрических символов, частота которых задает тактовую частоту компьютера. Промежуток времени между соседними импульсами определяет такт работы машины.
Источник питания - это блок, содержащий системы автономного и сетевого питания компьютера.
Таймер - это внутримашинные электронные часы, обеспечивающие автоматический съем текущего момента времени. Таймер подключается к автономному источнику питания и при отключении компьютера от сети продолжает работать.
Внешние устройства компьютера обеспечивают взаимодействие машины с окружающей средой: пользователями, объектами управления и другими компьютерами.
Основными функциональными характеристиками персонального компьютера являются:
1. производительность, быстродействие, тактовая частота. Производительность современных ЭВМ измеряют обычно в миллионах операций в секунду;
2. разрядность микропроцессора и кодовых шин интерфейса. Разрядность - это максимальное количество разрядов двоичного числа, над которым одновременно может выполняться машинная операция, в том числе и операция передачи информации; чем больше разрядность, тем, при прочих равных условиях, будет больше и производительность ПК;
3. типы системного и локальных интерфейсов. Разные типы интерфейсов обеспечивают разные скорости передачи информации между узлами машины, позволяют подключать разное количество внешних устройств и различные их виды;
4. емкость оперативной памяти. Емкость оперативной памяти измеряется обычно в Мбайтах. Многие современные прикладные программы с оперативной памятью, имеющей емкость меньше 16 Мбайт, просто не работают либо работают, но очень медленно;
5. емкость накопителя на жестких магнитных дисках (винчестера). Емкость винчестера измеряется обычно в Гбайтах;
6. тип и емкость накопителей на гибких магнитных дисках. Сейчас применяются накопители на гибких магнитных дисках, использующие дискеты диаметром 3,5 дюйма, имеющие стандартную емкость 1,44 Мб;
7. наличие, виды и емкость кэш-памяти. Кэш-память - это буферная, недоступная для пользователя быстродействующая память, автоматически используемая компьютером для ускорения операций с информацией, хранящейся в более медленно действующих запоминающих устройствах. Наличие кэш-памяти емкостью 256 Кбайт увеличивает производительность персонального компьютера примерно на 20%;
8. тип видеомонитора и видеоадаптера;
9. наличие и тип принтера;
10. наличие и тип накопителя на компакт дисках CD-ROM;
11. наличие и тип модема;
12. наличие и виды мультимедийных аудиовидео-средств;
13. имеющееся программное обеспечение и вид операционной системы;
14. аппаратная и программная совместимость с другими типами ЭВМ. Аппаратная и программная совместимость с другими типами ЭВМ означает возможность использования на компьютере, соответственно, тех же технических элементов и программного обеспечения, что и на других типах машин;
15. возможность работы в вычислительной сети;
16. возможность работы в многозадачном режиме. Многозадачный режим позволяет выполнять вычисления одновременно по нескольким программам (многопрограммный режим) или для нескольких пользователей (многопользовательский режим);
17. надежность. Надежность - это способность системы выполнять полностью и правильно все заданные ей функции;
18. стоимость;
19. габаритами вес.
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Основные устройства, входящие в состав компьютера
компьютер системный блок информация
Компьютер - это не один прибор, а много взаимосвязанных различных устройств, которые могут быть внешними или внутренними, основными ил дополнительными.
К основным устройствам IBM PC относятся системный блок, монитор, клавиатура, мышь.
Системный блок содержит основные функциональные элементы компьютера:
· материнскую плату ;
· процессор ;
· оперативная память ;
· жесткий диск ;
· дисковод для работы с гибкими дисками;
· приводы CD - и DVD - д исков ;
· видеоплату;
· звуковую плату;
· сетевую плату;
· порты ввода - вывода ;
· блок питания .
Все данные при работе компьютера обрабатываются материнской, или системной платой. Материнская плата - это сложная многослойная печатная плата, к которой подключаются остальные компоненты компьютера. Материнская плата покрыта сетью медных проводников-дорожек - по ним электропитание и данные поступают к смонтированным на плате микросхемам и слотам, в которые вставляются все остальные устройства компьютера. Каждое устройство может быть вставлено в определенный слот.
В начале спецификации компьютера, как правило, указывают тип и частоту центрального процессора, объем оперативной памяти. Эти компоненты компьютера - самые главные, поскольку именно они определяют скорость его работы. Можно установить на компьютер самый большой в мире жесткий диск, самый крутой видеоадаптер и продвинутую аудиосистему, однако при медленном процессоре и мизерной памяти всё это богатство будет бесполезным.
Процессор, или микропроцессор, является центральным устройством обработки данных компьютер. Процессор выглядит как микросхема и находится на материнской плате рядом с оперативной памятью. Процессоры выполняют вычисления необходимее для работы программы.
Чем быстрее процессор, тем больше скорость работы компьютера. Скорость процессора определяется его тактовой частотой, которую измеряют в мегагерцах (МГц) или гигагерцах (ГГц).
На процессор устанавливается радиатор, а сверху на радиаторе размещают вентилятор (кулер), который служит для охлаждения процессора.
Оперативная память (ОЗУ), или Random Access Memory (RAM ) служит для кратковременного хранения данных. Как правило, оперативная память располагается на материнской плате рядом с процессором.
Для работы любой программы требуется некоторый объем оперативной памяти, куда загружается часть программы во время запуска. Чем больше программ одновременно работают на компьютере, тем больше оперативной памяти требуется. При завершении работы программы или выключении компьютера данные, хранящиеся в оперативной памяти, стираются.
Объем оперативной памяти измеряется в мегабайтах (Мб). Большинству современных приложений для работы требуется, по крайней мере, 64 Мб оперативной памяти, причем: каждый экземпляр запущенной программы требует памяти. Большим программам, интенсивно использующим видео и звук, например, компьютерным играм, требуется еще больше памяти. Сейчас на компьютеры устанавливают минимум 256 МБ оперативной памяти.
Оперативная память является внутренней памятью и отличается от внешней памяти, примером которой может быть жесткий диск или компакт-диск. Во внешней памяти информация сохраняется даже после выключения компьютера.
Дисководы - это физические устройства для считывания / записи данных с носителей различных типов. Дисководы могут быть внутренними (встроенными в системный блок) либо внешними и подключаться к компьютеру через кабель или беспроводное соединение.
К каждому из внутренних дисководов подключена пара кабелей: кабель данных (плоский серый кабель «шлейф») и кабель питания (более узкий и темный). Кабель данных соединяет дисковод с материнской платой, а кабель питания - к источнику питания (блоку питания).
Жесткий диск (или привод жесткого диска ), или Hard Disk Drive (HDD ) , он же винчестер - это основное хранилище данных на компьютере. Большинство компьютеров оснащено встроенным жестким диском. На него устанавливают приложения, на нём создают файлы и сохраняют различные данные.
Ёмкость жесткого диска отличается у различных компьютеров, выражается в мегабайтах или гигабайтах и в современных компьютерах варьирует от 80 до 500 и более Гбайт.
Дисковод для гибких дисков (флоппи - дисков) читает 3,5 - дюймовые дискеты. Диски для этих устройств являются сменными носителями, их ёмкость - 1,44 Мб. Обычно на них записывают документы, которые создают некоторые приложения (такие, как Word), либо сравнительно небольшие программы, которые можно запустить прямо с гибкого диска. В компьютере дисководу для гибких дисков обычно назначается буква «А».
Приводы С D - и DVD - д исков позволяют читать и записывать («прожигать») данные на компакт-диски. СD- и DVD-диски - это сменные носители. Ёмкость СD-дисков в основном 700 Мб памяти, DVD-дисков 4,7 Гб. Диски бывают для одноразовой записи (CD-R и DVD-R) и перезаписываемые (CD-RW и DVD-RW).
Любые дисководы способны читать данные, а большинство - еще и записывать их, но существуют устройства, предназначенные специально для хранения данных и обмена ими. Как правило. Это внешние устройства, к которым относится USB - д иск, или флеш-карта , подключаемая напрямую к USB - п орту компьютера. Флеш-карты весьма компактны, в настоящее время вмещают от 128 Мб до 4 Гб информации.
Существует несколько типов мультимедийных и коммуникационных устройств, позволяющих наделить компьютер способностью работать с видео- и аудиоинформацией, а также подключать его к компьютерным сетям. Эти устройства бывают как встроенными, так и дополнительными, в в последнем случае их устанавливают в слоты расширения.
Звуковая плата (звуковой адаптер) позволяет компьютеру воспроизводить звук высокого качества и записывать его в компьютер. Расширенные возможности работы со звуком, предоставляемые звуковой платой, требуются компьютерным играм и другим современным программам.
Видеоплата, или видеоадаптер (графический адаптер) , имеет собственную оперативную память, которая используется для обработки изображений. По «месту жительства» эту память часто называют видеопамятью (videoRAM или VRAM). Чем больше размер видеопамяти. Тем с большим разрешением и цветностью компьютер отображает изображения и видеоролики.
Сетевая плата (сетевой адаптер) позволяет подключать компьютер к компьютерной сети. Существует несколько типов сетевых плат: Ethernet, Token Ring и платы для доступа к беспроводным сетям. Наиболее популярны Ethernet и беспроводные сети.
Порты - это разъемы на задней или передней панели корпуса системного блока, к которым подключают различные устройства, обычно через кабели. От числа и типа портов компьютера зависит число и тип устройств, которые можно к нему подключить.
Монитор - предназначен для вывода на экран текстовой и графической информации, обеспечивает информационную связь между пользователем и компьютером.
Мониторы бывают с электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ) и с жидкокристаллическими дисплеями (ЖК), цветные и монохромные. Они отличаются друг от друга по размеру, обычно диагональ кинескопа - от 9 до 42 дюймов (или от 23 до 106 см). В зависимости от назначения мониторы оснащаются разными средствами регулировки, цветокорректировки и т.д. Различные мониторы могут поддерживать разные разрешения, т.е. количество точек в водимом изображении по горизонтали и вертикали - от 640*480 точек до 1600*1200 точек на самых больших профессиональных мониторах. Чем выше разрешение, тем более детальным может быть изображение на экране.
Дополнительные, или периферийные, устройства можно разделить на несколько групп:
- устройства ввода, которые создают цифровую копию текстовой или графической информации (сканер, дигитайзер, цифровая фотокамера, графический планшет);
- устройства вывода графической информации (принтер, плоттер) и звуковой информации (колонки, наушники);
- устройства, выполняющие одновременно функцию ввода и вывода (модем, звуковая плата, сетевая плата).
Модем - это устройство, позволяющее компьютерам обмениваться данными через телефонные линии или иные линии связи. Основная характеристика модема - скорость передачи данных (бит/секунду). Наиболее распространены стандартные Dial-Up модемы (до 56 Кбит/сек), DSL-модемы (до 128 Кбит/сек) и модемы для кабельных линий (до 30 тыс. Кб/сек). Модемы бывают как внутренними так и внешними.
Клавиатур a и мышь
Клавиатура предназначена для ввода в компьютер информации и управления его работой. Пока что задача распознавания компьютером человеческого голоса удовлетворительно не решена, поэтому печать на клавиатуре - это основной способ ввода алфавитно-цифровой информации от пользователя в компьютер.
Распространенная сейчас клавиатура под Windows обычно имеет 104 клавиши, в том числе 2 клавиши с изображением окон Windows. Каждая клавиша клавиатуры представляет собой крышку для миниатюрного переключателя (механического или мембранного). Содержащийся в клавиатуре небольшой микропроцессор отслеживает состояние этих переключателей, и при нажатии или отпускании каждой клавиши посылает в компьютер соответствующее сообщение (прерывание), а программы компьютера (операционной системы) обрабатывают эти сообщения.
Клавиатура разделена на 4 блока: алфавитно-цифровой; клавиши управления курсора и редактирования; функциональные клавиши; цифровой блок.
Алфавитно-цифровой (основной) блок
клавиатуры предназначен для ввода букв, цифр и других символов. Каких именно - зависит от того, установлен ли режим ввода латинских или русских и нажата или нет клавиша
Многие клавиши имеют на своей поверхности изображение двух-четырех символов - чтобы клавиша использовалась для нужного ввода символа, применяются управляющие клавиши. Так, клавиши <
Alt
>, <
Ctrl
>, <
Shift
>,
как правило, не выполняют каких либо действий, они предназначены для изменения назначения других клавиш и используется в сочетании с другими клавишами. Например: клавиша
<CapsLock
>
служит для фиксации режима ввода прописных букв (при этом использовать клавишу
< Enter > (Ввод) предназначена для окончания ввода строки при работе с текстом, либо выполняет действие, аналогичное двойному щелчку левой клавиши мыши при работе с объектам.
< Esc > (Отмена) предназначена для отмены действия или операции, закрытия диалогового окна или контекстного меню.
<Пробел> - длинная клавиша без надписи в нижней части клавиатуры - служит для ввода пробела между словами.
Клавиши редактирования - <Back space >, < Delete>, < Insert > .
<Backspace > - клавиша со стрелкой <<Enter > . Она удаляет символ, находящийся слева от курсора.
< Delete > удаляет символ, находящийся справа от курсора.
< Insert > предназначена для переключения режимов ввода символов (режим «вставка» и «замена», по умолчанию работает режим «вставка»).
Клавиши управления курсором <>
К клавишам управления курсором относятся также < Home >, < End >, < Page Up >< Page Down > .
< Home >, < End > перемещают курсор в начало (конец) строки.
< Page Up > , < Page Down > перемешают курсор по тексту вверх (вниз).
Клавиша открывает Главное меню кнопки Пуск. Так же, как и управляющие клавиши, она может использоваться в сочетании с другими клавишами.
Функциональные клавиши - < F 1> … < F 12> - клавиши, которые не имеют заранее определенного значения. Назначение функциональных клавиш необходимо изучать при знакомстве с конкретными программами. Единственная клавиша, которая работает всегда одинаково - клавиша < F 1>, которая вызывает справочную систему. Для разработчиков программ под Windows были разработаны рекомендации по использованию этих клавиш, поэтому их назначение во многих программах совпадает.
Цифровой блок используется для двух целей. При включенном режиме клавиши < NumLock > на цифровой части клавиатуры клавиши предназначены для ввода числовой информации и знаков арифметических действий. При выключенном режиме клавиши < NumLock > дублируются клавиши управления курсором.
Клавиши < NumLock > , < ScrollLock > , < CapsLock > имеют индикаторы в правом верхнем углу клавиатуры, свидетельствующие о включении соответствующего режима.
Манипулятор типа Мышь - это устройство ввода управляющей информации, обеспечивающие перемещение курсора по экрану монитора. Манипулятор представляет собой небольшую коробочку с двумя или тремя клавишами, легко умещающуюся в ладони. Вместе с проводом для подключения к компьютеру это устройство действительно напоминает мышь. Сейчас этот термин закрепился официально.
При перемещении мыши по столу или иной поверхности на экране компьютера соответствующим образом передвигается указатель мыши - курсор, который может менять свой вид в зависимости от выполняемой операции. Когда необходимо выполнить то или иное действие, пользователь нажимает ту или иную клавишу мыши.
Одинарный щелчок по левой клавише мыши служит для выделения объектов. Нужно навести курсор мыши на объект, и щелкнуть (нажать и отпустить клавишу) один раз.
Двойной щелчок по левой клавише мыши используется для открытия окна, документа или запуска программы и равносилен нажатию клавиши < Enter >. Нужно навести курсор мыши на объект, и быстро щелкнуть два раза.
Правая клавиша мыши служит для вызова контекстного меню, что ускоряет выполнение многих команд. Нужно навести курсор мыши на объект, и щелкнуть один раз правой клавишей мыши.
Иногда вместо мыши используют трекбол, сенсорную панель или трекпойнт. Функционально все эти устройства эквивалентны мыши
Размещено на Allbest.ru
Минимальный комплект современного персонального компьютера, его структура и основные элементы. Общая характеристика и назначение системного блока, монитора, клавиатуры и мыши, их внутреннее устройство, разновидности и функциональные особенности.
презентация , добавлен 13.01.2012
Базовая конфигурация персонального компьютера и минимальный комплект аппаратных средств. Внутренние и внешние устройства ввода и вывода. Назначение и функции системного блока, клавиатуры, "мыши", принтера, микрофона, монитора, колонок и наушников.
реферат , добавлен 20.01.2010
Обработка информации компьютерами. Средства преобразования информации в цифровую форму и обратно. Основные устройства компьютера: системный блок, жесткий диск, материнская плата. Устройства ввода и вывода информации: клавиатура и манипулятор мышь.
курсовая работа , добавлен 25.11.2010
Фактор программного управления компьютером. Магистрально-модульный принцип построения. Джойстик - устройство-манипулятор для ввода информации о движениях руки. Состав системного блока. Устройства для вывода информации из памяти компьютера к пользователю.
презентация , добавлен 23.02.2015
Основные части персонального компьютера: системный блок, устройства ввода и вывода информации. Основные элементы системного блока: материнская плата, процессор, оперативная память, кэш-память, накопители. Операционная система, объекты Windows, окна.
реферат , добавлен 21.09.2009
Схема устройства компьютера, магистрально-модульный принцип его построения. Назначение материнской платы, виды шин и портов, работа системного блока и видеокарты, особенности обработки информации. Устройства ввода и вывода, характеристики микрофона.
презентация , добавлен 13.02.2012
Состав вычислительной системы - конфигурация компьютера, его аппаратные и программные средства. Устройства и приборы, образующие аппаратную конфигурацию персонального компьютера. Основная память, порты ввода-вывода, адаптер периферийного устройства.
презентация , добавлен 15.04.2013
Функциональные элементы в составе компьютера: основная (оперативная) и внешняя память, процессор, устройства ввода и вывода информации, коммуникационные устройства; их характеристики. Заполнение таблиц и построение формул в текстовом редакторе Word.
контрольная работа , добавлен 27.02.2010
Разработка устройств ввода данных. Типичная адаптированная под русский алфавит клавиатура. Графический манипулятор мышь. Устройства вывода данных из компьютера. Сервисные режимы печати на принтерах. Интерфейс для подключения сканера к компьютеру.
реферат , добавлен 11.01.2011
Анализ особенностей работы специальных устройств для ввода информации в память компьютера. Клавиатура – устройство позволяющее вводить числовую и текстовую информацию. Виды манипуляторов: мышь, трекбол, джойстик. Устройства для ввода цифровой информации.
