1296

Технические аспекты реализации информационных технологий (аппаратное обеспечение ПЭВМ)

Лекция

Информатика, кибернетика и программирование

Основы технического обеспечения информационных технологий. (Типы вычислительных устройств. История появления и развития ВТ.) Основы построения компьютерных систем. Внешние устройства ПЭВМ (принтеры, мониторы, устройства ввода-вывода). Состав системного блока (системная плата, процессор, запоминающие устройства).

Русский

2013-01-06

432.5 KB

72 чел.

Лекция  2/1. Технические аспекты реализации информационных технологий (аппаратное обеспечение  ПЭВМ).

Учебные и воспитательные цели:

  1.  Разобрать типы, классификацию и состав  современных ПЭВМ.
  2.  Показать курсантам важность  и актуальность данной темы и воспитывать у них потребность в глубоком освоении учебного материала.

Учебные вопросы

  1.  Основы технического обеспечения информационных технологий. (Типы вычислительных устройств.  История  появления и развития ВТ.)
  2.  Основы построения компьютерных систем. Внешние устройства ПЭВМ (принтеры, мониторы, устройства ввода-вывода).
  3.  Состав системного блока (системная плата, процессор, запоминающие устройства).

ВВЕДЕНИЕ

Персональным компьютером (сокращенно ПК  англ. реrsonal сomputer) называют небольшую ЭВМ, ориентированную на неспециалиста в вычислительной технике.

До появления персональных компьютеров инженеры, ученые, экономисты, представители других профессий общались с ЭВМ только с помощью посредников - инженеров-системотехников и программистов, поскольку работа на ЭВМ старых типов требовала специальной подготовки. С появлением персональных ЭВМ необходимость в таком посредничестве отпала, так как процесс общения с ЭВМ значительно упростился. Кроме того, произошло снижение их стоимости. В связи с этим, персональные компьютеры стали такими же привычными на рабочих местах инженеров, ученых, секретарей и менеджеров как, например, телефоны.

1. Типы вычислительных устройств. История появления и развития ВТ 

Современные вычислительные устройства подразделяются на механические, аналоговые и цифровые.

Механические устройства, такие как счеты, арифмометры, логарифмические линейки, применяются очень мало.

Аналоговые вычислительные машины применяются для исследований в области кибернетики, для моделирования живых существ, в протезировании, в различных системах автоматического регулирования.

Наиболее широко распространены в настоящее время цифровые вычислительные устройства.

 Их можно условно классифицировать по следующим категориям:

1)    портативные вычислители — калькуляторы;

2) элементы управления автоматизированными системами, навигационным оборудованием и т. п. — так называемые чипы;

  1.  элементы мобильных систем — сотовые телефоны;
  2.  вычислительные машины.

История появления и развития ВТ начинается со времени использования человеком окружающих предметов или меток для счета, хотя первым счетным инструментом была, несомненно, рука.

В IV в. для облегчения вычислений стали использовать счеты.

В 1642 г. (по другим источникам 1643 г.) французский философ, теолог, физик Блез Паскаль (все слышали о единице измерения давления — Паскале) изобрел устройство, механически выполняющее сложение чисел.

В 1673 г. Готфилд Лейбниц сконструировал арифмометр, способный выполнять четыре арифметических действия. На арифмометре можно было производить довольно сложные вычисления, но для это требовался счетчик — человек, работающий с арифмометром, который придерживался специально составленных инструкций последовательности действий. Впоследствии такие инструкции стали называть программами.

В первой половине XIX в. английский математик Чарльз Бэббидж пытается создать автоматическое вычислительное устройство, которое само считывает программу с перфокарт (карты с отверстиями, которые уже широко применялись в ткацких станках) и имеет склад-память для хранения данных и промежуточных результатов. Но из-за низкого уровня развития техники* то время ему не удалось воплотить свою идею. С Бэббиджем работала Ада Лавлейс. Она создавала рабочие инструкции для проектируемой вычислительной машины и считается первым программистом.

В 1941 г. немецкий инженер Конрад Цузе переоткрыл идеи Бэббиджа и, руководствуясь ими, построил машину, работающую на электромеханических реле.

В 1943 г. Говард Эйкен независимо от Конрада Цузе с помощью работ Бэббиджа построил на одном из предприятий фирмы IBM аналогичную машину «Марк-1». Над усовершенствованием машины, созданной Цузе и Эйкеном, стали работать несколько групп одновременно.

В этом же году группа исследователей под руководством двух Джонов — Мочли и Экерта сконструировали машину, работающую на электронных лампах, что увеличило скорость работы машины в тысячу раз. Однако чтобы настроить машину для решения конкретной задачи, т.е. задать программу, требовалось несколько часов или даже дней, так как необходимо было перепаять провода по соответствующей схеме. Чтобы упростить процесс введения программы, необходимо было создать машину, которая могла бы хранить программу в своей памяти.

В 1945 г. математик Джон фон Нейман разработал основные принципы функционирования универсальных вычислительных машин. И при создании современных компьютеров используются эти принципы, впоследствии названные его именем.

  1.  Арифметическо-логическое устройство выполняет арифметические и логические операции.
  2.  Оперативная память хранит данные, программы, промежуточные результаты.
  3.  Устройства ввода-вывода (в настоящее время это клавиатура, мышь, монитор, принтер и др.) — вводят данные в ВМ и выводят из нее.
  4.  Устройство управления руководит процессом, координирует работу всех устройств.

Справедливости ради надо отметить, что многие серьезные исследователи считают Неймана лишь популяризатором идей Мочли и Экерта, в лаборатории которых он оказался случайно, уже после создания первых ЭВМ.

В 1949 г. английский исследователь Морис Уилкс создал первый компьютер на основе этих принципов.

1.1 История появления и развития персональных компьютеров

Персональные компьютеры появились в начале 80-х гг. в США. К тому времени производилось большое количество типов ЭВМ — от суперЭВМ до мини-ЭВМ. Однако ощущалась необходимость иметь ЭВМ такого типа, которую теперь мы называем «персональной».

В результате уже к началу 80-х гг. существовало несколько заметных фирм — производителей ПЭВМ, из которых выделялась IBM (International Business Machines).

Первая модель ПЭВМ этой фирмы появилась в 1981 г. называлась IBM PC (16-разрядный процессор Intel 8086), затем IBM PC XT, IBM PC AT (1984 г., с процессором i80286) и т.д.

Эти модели IBM PC оказались настолько удачными по конструкции, что уже с 1982 г. производством подобных ПЭВМ (и различных комплектующих к ним, т.е. блоков и узлов) начали заниматься десятки, а позже и сотни различных фирм во многих странах мира. Производимые ими ПЭВМ получили название IBM PC-совместимых (или просто — IBM-совместимых).

В настоящее время IBM PC-совместимые ПЭВМ составляют до 80—90% мирового парка ЭВМ и включают ПЭВМ, рассчитанные на применение в самых различных областях человеческой деятельности.

Необходимо отметить, что широкой известностью в мире пользуются и ПЭВМ Макинтош фирмы Apple Corporation (5— 10 % мирового парка ПЭВМ). Они известны высокой надежностью, богатым программным обеспечением, удобством общения для пользователя, однако они довольно дорогие.

1.2 Основные направления развития ВТ. Экономическая целесообразность применения ВТ

Стороннему наблюдателю может показаться, что развитие ВТ идет только в сторону увеличения производительности — скорости обработки информации и миниатюризации — уменьшения размеров вычислительных устройств при той же производительности. Однако нельзя рассматривать эти внешние проявления как самоцель.

Конечная цель развития ВТ — облегчение жизни человека, избавление его от рутинной работы. В этом отношении еще очень мало сделано. Часто компьютер не облегчает, а даже затрудняет работу. Например, бухгалтер в России должен сначала заполнить формы на ПК, вводя данные с клавиатуры, потом произвести расчет, распечатать результат в многочисленных формах, отчитаться перед проверяющими организациями. Это ненамного быстрее, чем если бы применялась простая бумажная отчетность. Идеальным в примере с бухгалтером являлась бы полная замена бухгалтера автоматизированной системой: при покупке какого-либо товара данные должны сразу поступать в систему, а также автоматически производиться необходимые налоговые отчисления. Система должна самостоятельно формировать бухгалтерские отчеты по просто организованной схеме запросов.

На Западе развиваются системы, использующие электронные деньги. Со временем электронные платежи должны полностью вытеснить бумажные деньги. Это бы значительно сократило расходы государств на банковскую, бухгалтерскую, контролирующую область производства.

Производители электронного оборудования огромное внимание уделяют повышению быстродействия, увеличению вычислительных мощностей компьютеров. Сравнительно мало средств выделяется на развитие периферийных систем, систем регулирования, способных применяться в быту. Если бы ситуация поменялась, больше внимания уделялось робототехнике, большинство людей были бы в ближайшее время освобождены от рутинных бытовых забот (уборка, стирка и т.д.).

К сожалению, большинство компьютеров на мелких фирмах в настоящее время используются как печатные машинки и в лучшем случае применяются для коммуникаций: Интернет, факсимильная связь. Экономически нецелесообразно приобретать для этих целей сверхскоростные ПК. С описанными выше задачами вполне приемлемо справляются ПК в тысячи раз менее производительные.

1.3 Типы современных ЭВМ

Среди множества современных ЭВМ можно выделить основные классы:

1. СуперЭВМ предназначены для решения громоздких задач в военном деле, экономике, космонавтике, метеорологии и пр. Это очень сложные и дорогие машины. Лучшие ПЭВМ по производительности примерно в 100 тыс. раз слабее суперЭВМ.

В мае 2005 года установлен новый рекорд быстродействия для компьютера. СуперЭВМ IBM BlueGene/L в Lawrence Livermore National Laboratory достиг на тесте Linpack производительности 135.3 Tflop/s(135 триллионов операций в секунду над числами с плавающей запятой). Компьютер предназначается для моделирования ядерных взрывов и обеспечения интересов национальной безопасности США.

Родоначальником производства суперкомпьютеров считается американская компания Cray Research.

Серийно суперЭВМ производятся только в Японии и США. В России их делают в единичных экземплярах и по производительности они сильно отстают от лидеров.

2. Мэйнфреймы или большие вычислительные комплексы (БВК). В 90-х годах они были очень распространены в СССР и во всем мире. В СССР это были в основном различные модификации серии ЕС. Ориентировочные данные подобных ЭВМ: быстродействие до 5 млн опер./с; объем ОЗУ до 8 Мбайт; занимаемая площадь от 50 до 200 м2;

Мэйнфрейм начала XXI века — это 1 или 2 стойки высотой по 2 м и весом по 1 т каждая.

Область применения БВК — решение особо ответственных задач в военной, финансовой и прочих сферах — там, где требуется исключительная надежность работы. От суперЭВМ мэйнфреймы отличаются прежде всего огромным количеством пользователей (см. таблицу) и более отказоустойчивой работой.

В них используются все известные средства повышения производительности и надежности вычислительных систем. Поэтому сравнивать БВК даже десятилетней давности с современным ПЭВМ только по производительности и объему ОЗУ сложно. Стоимость современных серийно выпускаемых мэйнфреймов исчисляется миллионами долларов за 1 штуку. Но в крупных организациях применение БВК экономически более оправдано, чем применение сетей ПК, так как их обслуживание значительно дешевле. К сожалению, дипломированных специалистов по мэйнфреймам в России не готовят, хотя БВК используются практически в каждом крупном городе. И, конечно, мэйнфреймы у нас не разрабатываются и не производятся.

В настоящее время около 70% деловой информации в мире хранится на мэйнфреймах.

3. Мини-ЭВМ. Ранее они использовались в небольших организациях для решения сравнительно небольших задач. В СССР были     распространены мини-ЭВМ серии СМ. Примерные данные их: быстродействие до 1,5 млн операций в секунду (MIPS); занимаемая площадь до 30 м2.

современные мини-ЭВМ, благодаря достижениям микроэлектроники, по размерам сравнялись с ПЭВМ, имея огромное превосходство над последними в производительности и надежности. Известный тип Мини-ЭВМ- VAX фирмы DEC.

Они находят применение, например, в банковской сфере, в качестве серверов (центральных ЭВМ) высоко надежных локальных вычислительных сетей с числом рабочих станций до 300.

4. Рабочие станции — это младшие модели супер-ЭВМ, их производительность выше, чем у самых мощных ПК. Чаще всего это однопользовательские компьютеры. Применяются рабочие станции в студиях анимации, при разработках в системах автоматизированного проектирования.

Для примера приведем короткое описание настольной рабочей станции HP с8000. Содержит 2 или 4 процессора, поддерживает лучшие графические адаптеры  совместимость на уровне двоичных кодов с приложениями HP-UX 10.20, HP-UX 11.0 и HP-UX Hi. Стандартной является 2-процес-сорная архитектура (РА-8800 900 МГц и 1 ГГц с технологией Dual Core), а 4-процес-сорная система ориентирована на работу с ресурсоемкими приложениями, в том числе графическими. HP c8000 поддерживает 16 ГБ высокопроизводительной памяти SDRAM с функцией обнаружения и исправления ошибок (ЕСС), что позволяет справляться с самой большой нагрузкой без ущерба для качества и стабильности. Модули DIMM 4 ГБ следующего поколения позволяют увеличить объем памяти до 32 ГБ.

5. Персональные ЭВМ (ПЭВМ, ПК). Они, обладая большими возможностями, вытеснили мэйнфреймы и мини-ЭВМ из многих областей деятельности. И действительно, их возможности велики: производительность — более 1 млн опер./с (тактовая частота может превышать 3600 МГц); объем ОЗУ 1 Гбайт; объем винчестера — 300 Гбайт.

6. Карманные персональные компьютеры (0,5—0,1 кг) — КПК имеют в виде своей более простой разновидности электронные записные книжки (они позволяют только записывать и читать текст). Эти ЭВМ отличаются от ПК не только размерами, но и тем, что формат данных, применяемый в них, не совместим с ПК. В них используются собственные операционные системы.

7. Смартфоны (умные телефоны) можно условно выделить в отдельный тип ЭВМ, так как у них огромные перспективы. Эти устройства являются гибридами сотовых телефонов и карманных персональных компьютеров (КПК). Для примера рассмотрим некоторые характеристики одного из популярных коммуникаторов.


1.4 Типы ПЭВМ

Большинство пользователей сталкивается с IBM-совместимыми ПК. Однако это не единственный тип машин. Выпускаются ПК Apple Macintosh, Sun Microsystems и др.

Эти ПК не совместимы друг с другом по программному обеспечению. Единственная сфера беспроблемного обмена информацией между этими разнотипными ПК — это Интернет. Каждый из типов ПК обычно выпускается в настольной и портативной разновидности (ноутбуки).

1.5 Состав ПЭВМ. Принцип работы компьютера

Монитор — это основное устройство для отслеживания процессов, происходящих в ПК. В принципе, пользоваться компьютером можно и без монитора, вслепую. Для этого надо просто хорошо знать последовательность команд, которые выполняет пользователь, например, для ввода текста. Если эту последовательность действий безошибочно выполнить, то информация будет сохранена. Естественно, такой способ ввода информации практически не имеет смысла, так как любая ошибка не может быть оперативно обнаружена.

Наиболее распространенный тип мониторов для настольных ПК — с электронно-лучевой трубкой. Внешне такой монитор похож на телевизор. К современному ПК можно подключить «плоский» монитор, созданный по жидкокристаллической или газоплазменной технологии. Практически все мобильные компьютеры — ноутбуки — оснащены жидкокристаллическими мониторами.

В системном блоке располагаются всевозможные вычислители, преобразующие информацию; всевозможные виды памяти, запоминающие устройства (ЗУ) и другие вспомогательные устройства.

По конструкции системные блоки делятся на несколько видов:

• настольные (DeskTop);

• наколенные (LapTop) (4—8 кг);

блокнотные (NoteBook) (I—2 кг);

суперблокнотные (SubNoteBook) (0,5—1 кг).

Клавиатура — это основное устройство для управления компьютером. Если не подсоединить клавиатуру к системному блоку и включить его, он начинает «жалобно» пищать — включается встроенный динамик, сигнализирующий об ошибках конфигурации ПК. Конечно, и без клавиатуры ПК может кое-что выполнить: в частности, проверить работоспособность основных своих частей. Но полноценная работа без клавиатуры невозможна.

Принцип работы компьютера. В оперативную память компьютера вводится программа. Устройство управления считывает содержание первой ячейки, где находится первая инструкция (команда), и организует ее выполнение. Команда может задавать выполнение арифметических или логических действий, ввод данных из памяти или в память, ввод данных с внешних устройств и т.д. После выполнения первой команды выполняется другая, записанная в следующей ячейке.

2.  Внешние устройства ПЭВМ

Внешние устройства можно классифицировать по следующим принципам:

1. По отношению к процессору внешними являются системная шина, контроллеры и другие электронные элементы, находящиеся на системной плате, устройства внутри системного блока, а также устройства, подключаемые к системному блоку.

2. По отношению к системной плате и процессору внешними являются устройства, расположенные внутри системного блока, — всевозможные дисковые накопители (винчестер, флоппи-дисковод, CD-ROM и т.д.), ленточные накопители, а также устройства, подключаемые к системному блоку.

    3.  По отношению к системному блоку внешними могут являться монитор и клавиатура, входящие в стандартный комплект поставки, и все остальные подключаемые внешние устройства.

Внешние устройства подразделяются на устройства ввода, вывода и ввода-вывода.

К устройствам ввода относятся:

• клавиатура,

• манипулятор «мышь», трекбол, трекпойнт, •джойстик,                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          

• графический планшет,

• сканер,

• цифровая фото- и видеокамера,

• микрофон,

• магнитофон, другие бытовые электронные приборы, служащие для записи звука,

• видеомагнитофоны, если они подключены для приема видеосигнала,

•телевизионные тюнеры и всевозможные ресиверы, используемые для приема   телевизионного и спутникового сигнала,

• всевозможные музыкальные инструменты,

• аналого-цифровые преобразователи и системы датчиков, используемые для сбора  внешней информации: температуры, давления, уровня освещенности и т.д.

• игровые устройства типа штурвалов, рулей, педалей,

• киберперчатки и киберкостюм.

к Устройствам вывода относятся:

• монитор,

• принтер и плоттер,

• сектор Брайля клавиатуры для слепых,

• акустические системы и другие аудиоустройства, подключаемые через звуковую плату,

• устройство выдачи запахов,

• устройство передачи тактильных импульсов,

• устройство передачи вкуса (находится на стадии лабораторных разработок).

К устройствам ввода-вывода относятся:

• аудиокарта (звуковая плата),

• ксерокс, если он имеет интерфейс с ПК,

• модем,

• шлем виртуальной реальности,

• карта обработки видеоизображений.

2.1  Устройства вывода информации

           К устройствам вывода относятся:  монитор, дисплей

Функция: выводить информацию для просмотра с целью ознакомления и/или дальнейшего редактирования (изменения содержания) и форматирования (придания внешнего вида, формы содержанию).

Типы. VGA, SVGA и т.д.

Различные режимы работы монитора:

Мониторы могут работать в двух режимах: символьном и графическом.

И в том и другом случае экран разбит на строки и столбцы. Но в первом случае в каждое знакоместо экрана (пересечение столбца и строки) выводится 1 символ из 256, во втором — точка, и затем из них складывается изображение. Символами являются кириллица, латиница, цифры, знаки препинания, а также спецсимволы и псевдографические символы.

Кроме того, можно менять разрешающую способность и количество цветов: разрешающая способность для графического режима зависит от количества точек на экране (т.е. числа столбцов и строк) — 320x200, 640x480, 800x600, 1024x768, 1600x1200 и т.д.; количество цветов — монохром, 16, 256 и т.д. до нескольких миллионов.

принтер и плоттер

Функция: выводить информацию на бумагу (твердый носитель).

Типы: принтер — матричный, струйный, лазерный и т.д.;

плоттер — перьевой, струйный, режущий.

Важнейшие характеристики: разрешающая способность 300—1200 dpi (точек на линейный дюйм — 2,54 см), скорость печати 0,5 — 15 стр./мин.

сектор Брайля для слепых

Функция: выводить информацию в виде, доступном для слепых — в виде специального набора символов, воспринимаемых на ощупь.

Типы: отдельное устройство или часть специальной клавиатуры.

• акустические системы и другие аудиоустройства

Функция: выводить информацию в виде звуковых колебаний.

Типы: колонки, наушники, аудиоусилители и т.д.

Общее свойство: подключение к выходу звуковой платы ПК или к аудиовыходу лазерного накопителя.

устройство выдачи запахов

Функция: выводить информацию в виде воздушной смеси молекулярных соединений.

устройство передачи тактильных импульсов

Функция: выводить информацию в виде импульсов, воспринимаемых осязательной системой человека.

Типы: внутри вибромыши — для людей с ослабленным зрением, внутри киберкостюмов — для моделирования ударов и вибрации и т.д.

2.2  Принтеры. Матричные, струйные и лазерные принтеры

Принтер (печатающее устройство) предназначен для вывода информации на бумагу. Все современные принтеры могут выводить и текст, и рисунки, и графики. Существует несколько тысяч моделей принтеров, которые могут использоваться с IBM-совместимых ПЭВМ. Наиболее широко применяются принтеры следующих типов: матричные, струйные и лазерные.

Матричные принтеры — это наиболее распространенный тип принтеров.

Принцип печати этих принтеров: печатающая головка принтера содержит вертикальный ряд тонких металлических стержней (их называют иголками). Головка движется вдоль печатаемой строки, а иголки в нужный момент ударяют по бумаге через красящую ленту. Этим и обеспечивается формирование на бумаге символов и изображений.

В дешевых моделях принтеров используется печатающая головка с 9 иголками. Более качественная и быстрая печать обеспечивается принтерами с 18 и 24 иголками. Скорость печати — от 0,5 до 2 страниц в минуту. Качество печати у лучших моделей подобных принтеров — до 360 dpi (качество выражается в dpi* т.е. количеством точек на дюйм).

Достоинства таких принтеров: низкая стоимость расходных материалов (новый картридж с лентой стоит порядка 50 рублей), нетребовательность к качеству бумаги, простота обслуживания. Недостатки: невысокое качество и скорость печати, большой шум при работе.

Струйные принтеры выводят текст или изображение на бумагу или пленку. В этих принтерах иглы печатающей головки заменены трубочками с микроскопическими отверстиями — соплами. Красящая лента заменена контейнером с чернилами.

С помощью сопел чернила микрокаплями выбрасываются на поверхность листа бумаги и тем создают точки различного цвета, составляющие изображение. Так как диаметр сопел может быть значительно меньше диаметра игл матричного принтера, то и качество изображения может быть много выше. Струйная технология лучше всех остальных технологий приспособлена для многоцветной печати.

Но подобные принтеры требуют и бумагу, и чернила очень высокого качества, которые стоят дорого. Стоимость нового картриджа может составлять до половины стоимости нового принтера. Себестоимость одной распечатки формата А4 может превышать 5 рублей. Струйные принтеры сложны в эксплуатации и ремонте, поскольку возможно засорение микротрубочек или засыхание в них чернил. Чернила имеют свойство «расплываться» по бумаге при попадании даже незначительной влаги. Поэтому «струйные» распечатки надо хранить особенно аккуратно.

Струйные принтеры обладают высоким (до 600 dpi) качеством печати по сравнению с матричными принтерами и низким по сравнению с лазерными принтерами. Скорость печати у струйных принтеров сопоставима со скоростью матричных и значительно меньше, чем у лазерных принтеров.

Неоспоримым преимуществом струйных принтеров является их низкая стоимость.

Лазерные принтеры выводят текст и изображение на бумагу или пленку, хорошо передаются одноцветные полутоновые изображения, но для цветной печати они приспособлены значительно хуже, чем струйные. По принципу действия лазерные принтеры очень похожи на копировальные аппараты (ксероксы). В этих принтерах вместо красящей ленты и чернил используется красящий порошок (тонер). Роль печатающей головки играет лазерная система — очень тонкий инструмент. Она проецирует изображение на вращающийся светочувствительный барабан, с которого изображение с помощью тонера переносится на бумагу.

Требуемое качество бумаги — высокое.

Лазерные принтеры обеспечивают очень высокое качество печати, близкое к типографскому (до 1200 dpi), некоторые модели — даже близкое к качеству фотографии (режим печати PhotoColor) и высокую скорость печати.

Главный недостаток лазерных принтеров — их высокая стоимость. Однако стоимость их эксплуатации гораздо ниже, чем у струйных принтеров.

Редкие типы принтеров. Плоттеры. Сравнительные характеристики принтеров

Светодиодные принтеры — это разновидность лазерных принтеров, но вместо лазерной системы изображение проецируется на светочувствительный барабан с помощью линейки светодиодов (содержащей до 15 330 диодов), т.е. линейка формирует сразу всю строку светочувствительного барабана.

Все качества лазерного принтера сохраняются.

Термопринтеры, изображение в которых получается с помощью нагревательных элементов головки на специальной термобумаге (по этому принципу работает выводящее устройство факсимильного аппарата). Недостаток такого принтера — бумага, которая чернеет при нагревании и неудобна в эксплуатации. Термопринтеры продолжают использоваться в мобильных системах благодаря их компактности.

Термовосковые принтеры по принципу действия близки к термопринтерам, но нагреванию подвергается не бумага, а специальная цветная лента. С поверхности ленты испаряется краситель, благодаря чему на обычной бумаге остается отпечаток. Качество печати у таких принтеров выше, чем у струйных, но в эксплуатации такие принтеры очень дороги.

Лепестковые принтеры — изображение в них получается ударным способом, как в матричных принтерах. Однако по красящей ленте ударяют не иголки, а «лепестки» с выдавленными на них символами. Такие принтеры могут печатать только текст и используют ограниченный набор символов. Лепестковая технология реализована во многих электронных пишущих машинках.

Грифельные принтеры — похожи по принципу действия на струйные. Только в качестве красителя в них выступают не чернила, а твердые мелки, которые сначала расплавляются, а затем выпрыскиваются на бумагу. Так производители пытайся бороться с основным недостатком струйной технологии — засыханием и засооением сопел печатающей голошеи

Плоттер, или графопостроитель (ГП), служит для вывода чертежей, графиков, качественных изображений на бумагу или синтетическую пленку.

Применяется в основном в проектных и конструкторских бюро, в рекламных агентствах.

Разновидность ГП — режущие, служат для вырезания из синтетической пленки фигур произвольного контура. Используются в рекламных целях, в том числе для составления плакатов большого размера — до 2гЗ м2.

Устройство и принцип действия. ГП представляет собой чертежное или режущее программно-управляемое устройство. Программой для него могут служить фотография, рисунок, чертеж, введенные в ЭВМ, или программа на некотором языке.

ГП имеет подвижную каретку с закрепленным на ней пишущим узлом, на котором находится несколько пишущих элементов (перьев). Узел может перемещаться над поверхностью листа бумаги. В нужных местах он опускает перо и удерживает его в этом положении, оставляя след в виде непрерывной линии.

Конструктивно ГП делятся на 2 вида — планшетные и барабанные. В первых бумага или пленка закрепляется на плоском горизонтальном (или наклонном) планшете, а пишущий узел перемещается над поверхностью бумаги. Позволяют изготовлять чертежи формата А1 и АО.

Во вторых бумага перематывается с барабана на барабан, расположенный горизонтально рядом. Пишущий узел перемещается перпендикулярно направлению перемотки бумаги.

В настоящее время используются в основном барабанные ГП с пишущим узлом струйного типа. Они обеспечивают и очень высокое качество цветного изображения, и высокую скорость вывода изображения, а также получение документов больших размеров — до 300x91 мм.

2.3  Мониторы

Мониторы являются важнейшими устройствами отображения информации. Качество экрана монитора является решающим фактором для сохранности зрения пользователя ПК. Интенсивная работа в течение многих часов является очень сильной нагрузкой для зрения.

Цифровые (TTL) мониторы применялись на заре эры ПК. TTL является аббревиатурой английского термина Transistor Transistor Logic, что в переводе на русский язык звучит как транзисторно-транзисторная логика. Термином TTL обозначают стандартную серию цифровых микросхем, применяемых в электронной технике. И как всегда, когда речь идет о цифровой технике, сигналы имеют только два состояния: логической «1» и логического «0» («да», и «нет»)-                                                                                                                                               Монохромный Hercules-монитор был способен отображать изображение с разрешением 728x348, причем только в виде светлых и темных точек.

Hercules-монитор может работать в комплексе со всей системой только при наличии соответствующей графической карты. Это происходит потому, что блок развертки монитора получает необходимые синхроимпульсы только от графической карты. При отсутствии этих импульсов синхронизация не происходит, и картина на экране остается целиком темной.

Другие мониторы формируют изображение (аналогично телевизорам) в результате высокой частоты смены кадров изображения при минимальном его мерцании.

Компактное оформление и отсутствие сложной электроники значительно влияет на вес. Если вес монитора менее 10 кг, т° с большой долей уверенности можно утверждать, что речь идет именно о монохромном мониторе. Цветной монитор обычно весит не менее 12,5 кг.

Цифровые RGB-мониторы (Red/Green/Blue— красный/зеленый/синий) в основном предназначены для подключения к карте стандарта EGA. Подобные устройства поддерживают и монохромный режим с разрешением, позволяющим отображать 16 градаций цвета. У RGB-монитора каждый цветовой сигнал (красный/зеленый/синий) передается от карты к монитору в цифровом виде по отдельному проводнику.

Hercules- и EGA-мониторы в настоящее время не применяются.

Несмотря на развитие жидкокристаллических технологий, с помощью которых производятся «плоские» мониторы, подавляющее большинство эксплуатируемых ПК оснащено мониторами с электронно-лучевыми трубками. Эти похожие на телевизоры устройства обладают наилучшей четкостью, яркостью и насыщенностью цветов по сравнению с мониторами, изготовленными по другим технологиям.

Все современные мониторы условно относят к стандарта SVGA. Хотя, строго говоря, даже исходя из данных, при денных в таблице, наименование SVGA применяется к цели ком широкому спектру устройств.

Следует отметить, что и VGA- и SVGA-мониторы подключаются к системному блоку через однотипный кабель данных. Поэтому по внешним данным определить, какой перед вами монитор — VGA или SVGA, не представляется возможным.

Принцип действия монитора на базе электронно-лучевой трубки мало отличается от принципа действия обычного телевизора и заключается в том, что испускаемый катодом (электронной пушкой) пучок электронов, попадая на экран, покрытый люминофором, вызывает его свечение. На пути пучка электронов обычно находятся дополнительные электроды: модулятор, регулирующий интенсивность пучка электронов и связанную с ней яркость изображения, и отклоняющая система, позволяющая изменять направление пучка. Заметим, что любое текстовое или графическое изображение на экране монитора компьютера (так же, как и телевизора) состоит из множества дискретных точек люминофора, представляющих собой минимальный элемент изображения (растра) и называемых «пикселами». Такие мониторы называют растровыми. Электронный луч в этом случае периодически сканирует весь экран, образуя на нем близко расположенные строки развертки. По мере движения луча по строкам видеосигнал, подаваемый на модулятор, изменяет яркость светового пятна и образует некоторое видимое изображение. Разрешающая способность монитора определяется числом элементов изображения, которые он способен воспроизводить по горизонтали и вертикали, например, 640x480 или 1024x768 пикселов.

Для формирования растра в мониторе используются специальные сигналы. В цикле сканирования луч движется по зигзагообразной траектории от левого верхнего угла до правого нижнего. Прямой ход луча по горизонтали осуществляется сигналом строчной (горизонтальной — Н. Sync) развертки, а по вертикали — кадровой (вертикальной — V. Sync) развертки.

Жидкокристаллические дисплеи

В конце 80-х гг. были представлены первые модели PC тапа Laptop. Основным фактором, повлекшим снижение их цены было, в первую очередь, применение в качестве отображения информации жидкокристаллических экранов — LCD. является сокращением английского названия Liquid Crystal display (жидкокристаллический дисплей). Подобный экран состоит из двух стеклянных пластин, между которыми находится масса, содержащая жидкие кристаллы, которые могут изменять свою оптическую структуру и свойства в зависимости от приложенного к ним электрического разряда. Это означает, что кристалл под действием электронного поля изменяет свою ориентацию, тем самым кристаллы по-разному отражают свет и делают возможным отображение информации.

Проведем аналогию. Если вставить в стакан с медом ложку и разместить его перед белым листом бумаги, то можно понять принцип действия жидкокристаллического экрана. Если ложка повернута узкой стороной, то вы не можете хорошо ее разглядеть. Если повернуть ложку поперек, то она будет хорошо видна. При вращении ложки заметно, что сопротивление меда относительно велико, что имеет место и для жидкокристаллического экрана: кристаллы могут двигаться только с определенной скоростью.

Это свойство ярко проявляется при перемещении по LCD-экрану курсора мыши. При быстром перемещении курсор просто исчезает. Жидкие кристаллы получают электрический импульс, однако они все же не успевают среагировать, как курсор уже переместился на другое место. Поэтому при относительно быстрых перемещениях мыши имейте в виду, что курсор мыши исчезнет, и необходимо некоторое время, чтобы снова найти его в каком-нибудь углу экрана.

При установке параметров Windows можно определить так называемую опцию «След мыши», чтобы придать движению мыши кометообразный хвост.

В качестве резюме следует сказать, что быстрые изменения картинок на LCD-мониторах почти невозможны. При использовании различных игр, которые предусматривают частую смену декораций, очень скоро наталкиваешься на границы возможного для таких мониторов.

Другой недостаток может быть знаком по наручным часам, калькуляторам и т.д., которые работают с LCD-индикаторами. Если наклониться и посмотреть на экран под косым углом, то можно увидеть только серебристую поверхность. Изображение и резкость LCD-экранов очень сильно зависят от угла наблюдения экрана пользователем, оптимальное качество достигается только при фронтальном размещении такого дисплея. Отклонение угла обзора от перпендикуляра постепенно приводит к затемнению изображения до тех пор, пока в определенном положении изображение и вовсе пропадет.

Жидкие кристаллы сами не светятся, поэтому подобные мониторы нуждаются в подсветке (Backlight) или во внешнем освещении. Дальнейшее развитие LCD-мониторов направлено на представление цвета, т.е. на изменение отдельными кристаллами своей окраски под воздействием электрических импульсов, а также на «активные» LCD-дисплеи, излучающие свет.

Из-за больших проблем с оптимальным освещением и отображением цвета при покупке PC с LCD-дисплеем следует установить экран на воспроизведение белого цвета и обратить внимание на равномерность освещения. Для цветных дисплеев эта проблема еще более значительна, чем для монохромных. Здесь дело не только в высвечивании, но и в расцвечивании слоев. Различные участки слоев могут быть тоньше или толще других и поэтому отражать цвета слабее или интенсивнее.

Важным направлением в этой области является так называемый Duals Display, который в отличие от LCD-дисплея способен поддерживать быстрое движение и более высокую контрастность изображения. Дисплей этого типа разработан на основе технологий TFT (Thin Film Transistor), которая применяется в компьютерах типа Laptop фирмы Toshiba.

Газоплазменные мониторы

У газоплазменных мониторов нет описанных выше ограничений. Они имеют две стеклянные пластины, между которыми находятся не кристаллы, а газовая смесь, которая высвечивается в соответствующих местах под действием электрических импульсов.

Недостатком таких мониторов является невозможность их использования в переносных компьютерах с аккумуляторным и батарейным питанием из-за большого потребления тока.

2.4  Устройства ввода информации

    К устройствам ввода относятся;

Клавиатура — устройство для ввода информации от польза вателя в компьютер. Используется стандартная — 101-кла-вишная или 104- (107, 119) клавишная под Windows. Co-стоит из трех областей: алфавитно-цифровой (для введе-ния символов — букв, цифр, пунктуационных знаков), навигационной, дополнительной клавиатуры.

Манипулятор «мышь» — основное устройство для взаимодействия с графическим интерфейсом ПК. Мыши могут быть стандартными — подключаемыми через стандартный последовательный порт (СОМ1, COM2) с помощью кабеля; беспроводными (в этом случае сигналы передаются радиоспособом или инфракрасным излучением на специальный контроллер).

Трекбол — разновидность мыши, перемещение указателя осуществляется не движением устройства по столу, а вращением специального шарика. Трекбол может быть отдельным устройством или встраиваться в клавиатуру.

Трекпоинт — разновидность мыши, перемещение указателя осуществляется нажатием специального управляющего штырька. Трекпоинт чаще всего применяется в портативных компьютерах.

Джойстик — игровой манипулятор. Чаще всего он подключается к специальному разъему (game-порт) на звуковой плате.

Графический планшет — устройство, облегчающее ввод графической информации, например при рисовании. В ряде случаев им пользоваться удобнее, чем мышью, так как устройство ввода выполнено в виде шариковой ручки или пера.

Сканер — это устройство для ввода в компьютер графической информации.

Цифровая видеокамера, другое название Web-камера, предназначена для организации видеоконференций в Интернете. Качество изображений плохое, но достаточное для видеотелефона. Не может использоваться отдельно от ПК.

Цифровая фотокамера — мобильное устройство, которое может быть подключено к ПК для сохранения и обработки изображения. Цифровой фотоаппарат не имеет пленки, фотографии хранятся в FLASH-памяти или на дисках. Размер камеры сопоставим с обычным фотоаппаратом.

Микрофон подключается к линейному входу звуковой карты.

Магнитофон, другие бытовые электронные приборы, служащие для записи звука, могут рассматриваться как внешние устройства ввода информации в ПК, если они подключены к звуковой карте.

Телевизионные тюнеры и всевозможные ресиверы, используемые для приема телевизионного и спутникового сигнала.

Всевозможные электронные музыкальные инструменты. Они подключаются к MIDI-входу звуковой платы.

• Аналого-цифровые преобразователи и системы датчиков, используемые для сбора внешней информации: температуры, давления, уровня освещенности и т.д.

Игровые устройства типа штурвалов, рулей, педалей. Применяются в играх и тренажерах.

Киберперчатки и киберкостюм служат для отслеживания движения конечностей человека с последующим отображением в мире виртуальной реальности. Применяются в компьютерных играх, тренажерах и чаще всего совместно со шлемами виртуальной реальности.

Сканеры и их устройство. Виды сканеров и их характеристики

Сканер служит для считывания с листа бумаги и ввода в ЭВМ графической информации, изображения.

Основные типы сканеров:

а) планшетные. Внешним видом они напоминают настольные ксероксы. Принцип действия такой же, только если ксерокс выдает копию на бумагу, то сканер записывает ее в память компьютера;

б) ручные. По внешнему виду он напоминает гигантскую мышь. Для сканирования надо перемещать устройство по поверхности бумаги;

в) роликовые. Это небольшое устройство, которое протаскивает бумагу с исходной информацией через систему валиков. Недостатком является невозможность сканирования не расшитых книг;

г) слайд-сканеры. Это специализированные устройства для ввода изображений с фотопленки;

д) портативные. По размеру они сопоставимы с толстым маркером. Их можно использовать отдельно от компьютера (имеется собственная память). Информация вводится построчно.

Сканер вводит изображение в ЭВМ как множество точек, указав для каждой координаты и номер цвета. По этим данным выводится на монитор копия изображения.

Если же с помощью сканера считывать и вводить текст, то потребуются специальные программы, которые преобразуют множество точек изображения, представляющего текст, в последовательность символов (букв алфавита и пр.). Наиболее популярная программа по переводу сканированных изображений в текст — Finereader. Она выдает символьное представление текста, позволяет исправить ошибки ввода, затем включает текст в редактор Word. Такие возможности сканера позволяют быстро вводить тексты большого объема.

Есть программы, способные распознавать даже рукописный текст.

Основные характеристики сканера — число воспроизводимых цветов, а также разрешающая способность, определяющая качество изображения, выражаемая, как и для принтеров, в dpi.

Джойстик, планшет, цифровые фотокамеры, видеокамеры

Джойстик — игровой манипулятор, устройство (рукоятка) для ручного управления движением курсором на экране монитора. Используется главным образом с игровыми программами.

Графический планшет — это планшет со специальным покрытием, на который можно положить лист бумаги и графическим пером писать на нем. Все, что написано, будет введено в ПЭВМ в виде изображения. Графическое перо — аналог мыши, снабжено 1—2 кнопками. Может быть перо-карандаш, перо-ручка, перо-ластик.

Для ввода и работы с текстом нужна специальная программа, как и для сканера.

Подобное устройство используется вместо клавиатуры или в дополнение к ней в некоторых карманных ЭВМ.

Цифровая фотокамера имеет размеры обычного фотоаппарата. Съемка выполняется обычным способом, но изображение воспринимается светочувствительным датчиком-матрицей, содержащим большое количество (например, 700x500) пикселей-фотодатчиков, и запоминается затем в ЗУ. При подключении камеры к ПЭВМ на экране воспроизводится кадр, который можно распечатать на принтере.

Качество снимка определяется, в основном, размером датчика-матрицы. В зависимости от модели он может быть 1024x1536, 2048x3072 и более. Размер внутреннего ЗУ также различен. Большинство современных камер в качестве хранилищ снимков используют FLASH-память.

Цифровая видеокамера чаще всего присутствует в комплекте ПК как приставка для организации видеоконференций в Интернете. Другое название этого устройства — Web-камера. Качество видеоизображения низкое, зато низкая и цена устройства, примерно 30 долларов, и маленький размер результирующих видеофайлов, что важно при передаче через низкоскоростные телефонные линии связи.

Устройства ввода-вывода информации

Аудиокарта (звуковая плата) — устройство, предназначенное для воспроизведения звука. Для этого надо подключить к аудиокарте акустические системы или наушники.

Если к звуковой плате подключить микрофон или другое устройство, генерирующее электрический эквивалент звуковых колебаний (магнитофон, радиоприемник и т.п.), то можно и записать звук в память ПК. К специальному разъему (игровому порту) звуковой карты можно подключить также и джойстик. Если на карте есть MIDI-разъем, то к ПК можно подключить электронно-музыкальные инструменты.

У любой звуковой платы есть два различных устройства воспроизведения звука: волновой и табличный синтезаторы.

Модем — устройство для подключения к другим компьютерам по телефонной линии. Модемы выпускают во внешнем или внутреннем исполнении. Функционально при этом они не отличаются, разве что внутренний модем занимает лишний разъем на материнской плате, а внутренний — какой-либо из портов ПК (LPT или СОМ) и место на столе.

Шлем виртуальной реальности — устройство, внешне напоминающее угловатый мотоциклетный шлем. В нем расположены мониторы для представления трехмерного видеоизображения. Устройством ввода в шлеме являются датчики, отслеживающие перемещение головы пользователя в пространстве. Данные о перемещении обрабатываются ПК, и соответствующим образом меняется картинка мира, наблюдаемая на мониторах шлема.

Карта обработки видеоизображений. Это устройство применяется для монтажа видеопродукции. Через эту карту можно ввести видеоинформацию (с видеокамеры или используя телевизионный сигнал), обработать ее на ПК, а затем вывести на видеоленту результат.

В зависимости от качества и стандарта входного-выходного сигнала карты обработки изображений (видеобластеры) могут быть очень дорогими — профессиональными или сравнительно дешевыми — для любителей.

Аудиосистемы ПЭВМ  Компьютерный звук

Полноценный современный компьютер должен быть оснащен звуковыми системами.

Звук — это распространяющееся в пространстве колебание давления воздуха.

Ухо воспринимает звуковые колебания от 16 Гц до 20 кГц. Для записи звуковых сигналов в компьютер их необходимо преобразовать в цифровой формат (АЦП — аналоговый цифровой преобразователь). Для вывода необходимо обратное преобразование (ЦАП).

Обработка звука в компьютере включает в себя как цифровые, так и аналоговые компоненты.

Современные цифровые платы воспроизводят широкий диапазон звуков. Помимо записанных в цифровом формате звуков, каждая аудиоплата может генерировать звуки с помощью синтезатора. Такие звуки называются MIDI-звуками.

 

Обычно аудиоплата состоит из трех модулей:

1) блок цифровой записи, воспроизведения и обработки звука;

2) многоголосный частотный синтезатор звука, в состав которого часто входит интерфейс музыкальных инструментов;

3) встроенные интерфейсы внешних устройств, в том числе усилители.

Основные параметры

В аналого-цифровом преобразователе аналоговый сигнал после нормирования по амплитуде кодируется. То есть каждому моменту измерения по временной шкале ставится в соответствие цифровое значение мгновенной амплитуды сигнала. Таким образом, аналоговый звуковой сигнал представляется последовательностью чисел.                                                                                                                                                                                                                     

Частота, с которой сигнал оцифровывается, называется частотой дискретизации (Sampling Rate). Очевидно, что чем короче временные промежутки между отдельными измерениями, т. е. чем выше частота дискретизации, тем точнее описывается и затем воспроизводится звуковой сигнал. Обратное преобразование осуществляется с помощью цифро-аналогового преобразователя и реализуется достаточно просто.

Чем выше частота дискретизации, тем более естественным окажется воспроизводимый картой звук. Отметим, что некоторые карты имеют различные частоты дискретизации при воспроизведении и записи звука: обычно это 44,1 кГц при воспроизведении стереосигналов, что соответствует стандарту звуковых компакт-дисков, и 22,05 кГц при записи.

Разрядность

Очевидно, что преобразование аналогового сигнала в цифровой код можно произвести только с какой-то степенью точности. Под разрешающей способностью аналого-цифрового преобразователя понимают наименьшее изменение аналогового сигнала, которое может привести к изменению цифрового кода. Например, 8-разрядный преобразователь может квантовать амплитуду сигнала на 256 (28) уровней, 16-разрядный — на 65536 (216) уровней. С увеличением разрядности АЦП растет его динамический диапазон. Каждый бит соответствует примерно 6 дБ. В этом случае 8-разрядное преобразование может обеспечить динамический диапазон 48 дБ (качество аналогового кассетного магнитофона), 12-разрядное — 72 дБ (качество аналогового катушечного, магнитофона) и 16-разрядное — 96 дБ (качество проигрывателя компакт-дисков).

Усилитель

Почти все звуковые карты оснащены усилителем низкой частоты, имеющим мощность 2—4 Вт (у стерео 2x2 и 2x4 Вт). Благодаря наличию соответствующего разъема на карте к ней можно подключить или головные телефоны, или стереофонические акустические системы. Имея мощную звуковую карту (с 16-разрядным представлением данных и частотой дискретизации 44,1 кГц) и привод CD-ROM, вы сэкономите на проигрывателе компакт-дисков, поскольку привод CD-ROM в PC обеспечивает точно такие же характеристики воспроизводимого звукового сигнала, как и отдельный проигрыватель аудиокомпакт-дисков.

Игровой порт

Практически на любой звуковой карте находится разъем для подключения джойстика (игровой порт — Game). Это 15-контактный штекер типа SUB-D.

Два игровых порта в одной системе не могут быть активны. Если вы непременно хотите подключить к компьютеру два джойстика, то сделайте это с помощью Y-образного разветвителя (переходника) — каждый игровой порт рассчитан на подключение двух джойстиков.

Модем

Определение и назначение модема. Локальная сеть обычно строится на каналах, которые создаются под эту сеть. При создании глобальных сетей нет возможности прокладывать для каждой такой сети новые специальные каналы связи, соединяющие ЭВМ, удаленные друг от друга на тысячи километров. Это было бы слишком дорого. Поэтому в подобных сетях используют телефонные линии связи, которые к моменту появления первых глобальных сетей уже опутали весь земной шар. Однако телефонные линии не рассчитаны на передачу цифровых сигналов, с которыми работает ЭВМ.

Использование этих линий в глобальных сетях стало возможным благодаря применению специальных устройств — модемов, необходимых компонентов любой глобальной сети.

Итак, модем — это устройство сопряжения ЭВМ с телефонной линией, воспринимающее сигналы от компьютера в преобразующее их в пригодную для телефонной сети форму, и наоборот. Собственно, само название модема происходит от слов «модуляция—демодуляция».

По конструкции модемы делятся на 2 вида: внешние и внутренние.

Внутренний модем имеет вид платы, встраиваемой внутрь системного блока персональной ЭВМ в один из разъемов системной платы. Внешний модем представляет собой отдельный аппарат, подключаемый с одной стороны к одному из СОМ-портов ПЭВМ, а с другой — к телефонной сети.

Свойства модемов определяются большим числом специфических характеристик, которые так или иначе отражаются в его маркировке.

Скорость передачи — это одна из основных характеристик модема, которая выражается количеством бит информации, передаваемых им за 1 с (обозначается, как уже отмечалось, в бит/с). Различные типы модемов обладают разной скоростью. Но в сети допускается использование любых типов модемов благодаря тому, что каждый из них способен, как правило, определять скорость модема, с которым он связывается. Передача данных в итоге идет на меньшей из двух скоростей — его собственной и другого модема.

Скорость модема определяется поддерживаемым им линейным протоколом. Модемы с протоколом V.32bis обладают скоростью передачи 14 400 бит/с, V.34 — 28 800 бит/с, V.34+ _ 36 600 бит/с.

Протокол V.90 поддерживает скорость 56 000 бит/с, но эта скорость — только в сторону абонента, а от абонента скорость Передачи вдвое ниже.

.

  1.  Состав системного блока

1.   Блок питания. Служит для преобразования тока электросети (переменный ток напряжением 220 В) в ток, необходимый для работы ПК (постоянный ток различных напряжений: 12 В, 5 В, 3 В и других значений).

2. Системная плата. На ней располагаются важнейшие электронные компоненты ПК — процессор, оперативная память, слоты для подключения контроллеров и т.д.

3.  Дисковые накопители. Предназначены для долговременного хранения информации.

     Примеры дисковых накопителей:

•  Винчестер, или жесткий диск, — основное хранилище информации в компьютере, чаще всего обозначается в Windows как Диск С:

•   Устройство для чтения дискет. Диск 3,5"(А:).

•   CD-ROM: лазерный дисковод (D:).

4.  Адаптеры внешних устройств.- Контроллеры, платы, карты, адаптеры — синонимы, заключающие в себе представление о пластиковой пластине с размещенными на ней радиоэлектронными компонентами и микросхемами. Они предназначены для подключения к системному блоку таких внешних устройств, как монитор, графический планшет и т.п.

5.  Соединительные шлейфы; элементы управления системным блоком — кнопки на передней панели, индикаторы, встроенный динамик; крепежные элементы конструкции.

3.1  Системная плата и процессор

Системная (материнская) плата является основной составной частью каждого PC. Это не только «сердце компьютера», но и самостоятельный элемент, который управляет внутренними связями и взаимодействует через прерывания с другими внешними устройствами. В этом отношении материнская плата является элементом внутри PC, влияющим на общую производительность компьютера. Супербыстрый винчестер или гиперпроизводительная графическая карта нисколько не смогут увеличить его производительность, если тормозится поток данных к материнской плате.

Материнскую плату (Motherboard) также называют главной (Mainboard), или системной, платой.

Размеры материнской платы нормированы. Также стандартизованы и отверстия внутри платы, которые соединяют ее с дном корпуса. Материнская плата обычно крепится двумя винтами, остающиеся отверстия предусмотрены для специальных стоек, которые фиксируют материнскую плату в корпусе. В случае когда вы самостоятельно устанавливаете или меняете материнскую плату, можно использовать эти стойки от старой платы, поскольку они редко продаются отдельно.

При установке материнской платы обратите внимание на то, чтобы она не имела контакта с дном и боковыми металлическими сторонами корпуса. Короткое замыкание может превратить материнскую плату в груду металлолома, прежде чем процессор отработает хоть один такт. Винты, которыми плата крепится к корпусу, для безопасности должны быть проложены изолирующими шайбами.

Общая производительность системы определяется не только так называемой тактовой частотой, т.е. скоростью, с которой работают элементы на материнской плате, но и количеством данных, обрабатываемых в единицу времени.

Микропроцессор (МП)центральный блок ПК, предназначенный для управления работой всех блоков машины и выполнения арифметических и логических операций над информацией.

В состав микропроцессора входят:

 Устройство управления (УУ): формирует и подает во все блоки машины в нужные моменты времени определенные сигналы управления (управляющие импульсы), обусловленные спецификой выполняемой операции и результатами предыдущих операций; формирует адреса ячеек памяти, используемых выполняемой операцией, и передает эти адреса в соответствующие блоки компьютера; опорную последовательность импульсов устройство управления получает от генератора тактовых импульсов.

Арифметико-логическое устройство (АЛУ): предназначено для выполнения всех арифметических и логических операций над числовой и символьной информацией (в некоторых моделях ПК для ускорения выполнения операций к АЛ У подключается дополнительный математический сопроцессор).

Микропроцессорная память (МПП): предназначена для кратковременного хранения записи и выдачи информации непосредственно в ближайшие такты работы машины, используемой в вычислениях; МПП строится на регистрах и используется для обеспечения высокого быстродействия машины, ибо основная память (ОП) не всегда обеспечивает скорость записи, поиска и считывания информации, необходимую для эффективной работы быстродействующего микропроцессора. Регистры — быстродействующие ячейки памяти различной длины (в отличие от ячеек ОП, имеющих стандартную длину один байт и более низкое быстродействие).

Интерфейсная система микропроцессора: предназначена для сопряжения с другими устройствами ПК; включает в себя внутренний интерфейс МП, буферные запоминающие регистры и схемы управления портами ввода-вывода (ПВВ) и системной шиной.

Итак, запомним, что интерфейс (interface) — совокупность средств сопряжения и связи устройств компьютера, обеспечивающая их эффективное взаимодействие.

Порт ввода-вывода (I/O port) — аппаратура сопряжения, позволяющая подключить к микропроцессору другое устройство ПК. 5- Генератор тактовых импульсов: генерирует последовательность электрических импульсов; частота генерируемых им-

пульсов определяет тактовую частоту машины. Промежуток времени между соседними импульсами определяет время одного такта работы машины или просто такт работы машины. Частота генератора тактовых импульсов является одной из основных характеристик персонального компьютера и во многом определяет скорость его работы, ибо каждая операция в машине выполняется за определенное количество тактов.

3.2  Виды и назначение запоминающих устройств

Устройства хранения информации могут быть классифицированы по следующим признакам:

По способу хранения информации — магнитоэлектрические, оптические, магнитооптические и др.

По виду носителя информации — накопители на гибких и жестких магнитных дисках, оптических и магнитооптических дисках, магнитной ленте, твердотельные элементы памяти.

•  По способу организации доступа к информации — накопители прямого, последовательного и блочного доступа.

•   По размеру используемого носителя информации.

•   По типу устройства хранения информации — встраиваемые (внутренние), внешние, автономные, мобильные (носимые) и др.

Под накопителем информации понимается само устройство записи, хранения и воспроизведения информации, а носитель информации — это предмет, на который производится запись информации (диск, лента, твердотельный носитель).

Персональные компьютеры имеют четыре иерархических уровня памяти:

• микропроцессорная память (МПП);

• регистровая кэш-память;

• основная память (ОП);

• внешняя память (ВЗУ).

Заключение

В данной лекции рассмотрены история развития  и история  появления средств вычислительной техники, внешние устройства, состав системного блока, устройства ввода – вывода. В ней раскрыты основные вопросы  аппаратного обеспечения ПЭВМ: состав и назначение отдельных устройств, из которых состоит ПЭВМ. А также раскрыто основное использование  ПЭВМ  в повседневной деятельности при работе на компьютере пользователей.  


Литература:

  1.  Информатика: учебник. Под ред. Н. Макаровой. — М.: Финансы и статистика,  2010,768 с.
  2.  Симонович В.С. Информатика базовый курс: Учебник. - М.: Питер; Спб.2010-Пресс, 2010,680 с.
  3.  Симонович В.С. Информатика для экономистов и юристов: Учебник - М.: Питер; Спб.2010-Пресс, 2000,680 с.
  4.  Гук М. Аппаратные средства PC: Энциклопедия. - СПб.: Питер, 2001, 816 с.
  5.  Информатика.    Энциклопедический    словарь.    Под    ред.    Д. А.Поспелова.- М: Педагогика-Пресс, 2000, 349 с.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

63987. ЗЕМЕЛЬНЫЙ ФОНД КРАСНОДАРСКОГО КРАЯ: СТРУКТУРА НАЗНАЧЕНИЯ ЗЕМЕЛЬ И ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ 1.97 MB
  Цель данной работы - рассмотреть структуру назначения земельного фонда РФ и Краснодарского края. Указанная цель определила постановку следующих исследовательских задач: проанализировать общую характеристику земельного фонда РФ; провести структурный анализ...
63989. АНАЛИЗ СИСТЕМЫ УЧЕТА И ВНУТРЕННЕГО КОНТРОЛЯ ЗА ДВИЖЕНИЕМ ДЕНЕЖНЫХ СРЕДСТВ НА ПРЕДПРИЯТИИ 280.85 KB
  Цель исследования – разработать пути совершенствования учёта денежных средств на предприятии ЗАО Туринский ЦБЗ. Степень внедрения – рекомендации и предложения нашли применение в практической деятельности ЗАО Туринский ЦБЗ.
63990. Словообразование в американском варианте современного английского языка 476 KB
  Основные различия американского и британского вариантов английского языка. Проблема определения мирового статуса американского варианта английского языка. Американский вариант английского языка в современном мире.
63991. Тактика осмотра места происшествия 442.5 KB
  Целью данной дипломной работы является рассмотрение понятия, сущности осмотра места происшествия, а также тактики осмотра места происшествия в помещении. Для достижения указанной цели нужно найти ответы на следующие вопросы: изучить сущность осмотра места происшествия...
63992. Особенности представлений о браке у мужчин и женщин с различными уровнями удовлетворенности браком 556.5 KB
  Ценностные ориентации супругов в браке. Межличностное взаимодействие супругов представляет основу семейного благополучия и психологического комфорта ее членов. Качество брачных отношений во многом обусловлено совместимостью супругов социальным и психофизическим...
63993. Учет затрат и калькулирования себестоимости продукции животноводства на примере ООО «Лидер» 116.52 KB
  Задачи процесса производства продукции и нормативные документы. Методы учета затрат и калькулирование себестоимости продукции. Синтетический и аналитический учет затрат на производство продукции животноводства.
63994. Формирование психолого–педагогической компетентности будущих воспитателей по вопросам гендерной социализации 401.69 KB
  Формы и содержание профессиональной подготовки будущих воспитателей ориентированные на формирование психолого педагогической компетентности по вопросам гендерной социализации детей дошкольного возраста. Теоретико-прикладные аспекты гендерной социализации детей дошкольного возраста.