Конспект лекций по дисциплине информатика для студентов заочного отделения

Вид материала

Конспект

Содержание 3. Техническое обеспечение компьютера Тактовая частота Оперативная память Постоянная память Гибкие магнитные диски (дискеты) Оптические диски CD-ROM – диски только для считывания информации; CD-R DVD-ROM – диски только для считывания; DVD-R Mitsumi kfk-ea4xt.

Подобный материал:

• Краткий конспект лекций по дисциплине «Основы лесоводства и лесной таксации» Для студентов, 923.35kb.
• Конспект лекций Для специальности -100100 з/о сокращенной формы обучения Киров 2002, 1277.87kb.
• Учебно-методический комплекс по дисциплине «теория и методика преподавания информатики», 378.57kb.
• Методические указания по выполнению контрольной работы №2 по дисциплине Информатика, 278.17kb.
• Опорный конспект лекций и методические указания для выполнения контрольной работы для, 931.78kb.
• Методические указания и вопросы контрольной работы По дисциплине «Средства измерения, 313.48kb.
• Методические указания по выполнению контрольной работы №1 по дисциплине Информатика, 390.61kb.
• Конспект лекций по разделу "Трехфазные цепи", 122.38kb.
• Конспект лекций по курсу "Информатика и использование компьютерных технологий в образовании", 1797.24kb.
• Конспект лекций для студентов по специальности i-25 01 08 «Бухгалтерский учет, анализ, 2183.7kb.

3. Техническое обеспечение компьютера

Конструктивно ПК выполняется в виде системного блока и подключаемых к нему различных устройств: клавиатуры, мыши, монитора, принтера и др.

В системном блоке на специальной плате, именуемой материнской платой, размещаются микропроцессор, основная память, системная шина, гнезда расширения, другие устройства.

Микропроцессор

Выполняет основные функции по программной обработке данных и управлению остальными устройствами ПК. В его состав входят:

• устройство управления (УУ), формирующее и передающее сигналы управления различным блокам компьютера;
  
• арифметико-логическое устройство (АЛУ), выполняющее собственно обработку данных;
  
• микропроцессорная память (МПП), применяемая для кратковременного хранения информации, непосредственно используемой в вычислениях (емкость – несколько десятков байт);
  
• регистры, применяемые при выполнении команд программы класса «регистр-регистр», «регистр-память» для хранения адресов данных, самих данных, признаков результатов и т.п.;
  
• КЭШ-память, представляющая собой высокоскоростную память, позволяющую микропроцессору увеличить скорость выполнения операций (емкость – сотни Кбайт);
  
• интерфейсная система, обеспечивающая связь микропроцессора с другими устройствами ПК.
  

Основными характеристиками микропроцессора являются:

тактовая частота, разрядность, количество регистров, система команд, объем КЭШ-памяти.

Тактовая частота определяет, сколько элементарных операций (тактов) выполняет процессор за 1 секунду. Именно она в основном определяет быстродействие компьютера. Измеряется тактовая частота в МГц.

Примеры тактовых частот для микропроцессоров некоторых персональных компьютеров (ПК):

Фирма	Марка ПК	Тактовые частоты в МГц
Intel	386 DX	16, 20, 25, 33
Intel	486 DX4	75, 100
Intel	Pentium MMX	166, 200
AMD	Am486 DX4	75, 100, 120
AMD	AMD-K5	133, 166

Память ПК

Кроме микропроцессорной памяти, регистровой памяти и КЭШ-памяти, содержащихся в самом микропроцессоре, в ПК используются также:

• основная память;
  
• КЭШ-память 2-го уровня;
  
• внешняя память.
  

Основная память включает в свой состав оперативную память (ОЗУ- оперативное запоминающее устройство); постоянную память (ПЗУ- постоянное запоминающее устройство).

Оперативная память служит процессору для оперативной записи и считывания информации, связанной с выполняемой в данный момент времени программой.

Основное ее достоинство – высокое быстродействие. Оно определяется тем минимальным промежутком времени, через который процессор может обращаться к ячейкам памяти. Как правило, это время для оперативной памяти составляет 60, 80 нс.

Объем оперативной памяти невелик и обычно составляет от 32 до 512 Мбайт. В системных платах используются модули основной памяти типа SIMM и DIMM емкостью 4, 8, 16 и 32 Мбайт.

Другим недостатком оперативной памяти является сохранение информации лишь до момента выключения компьютера.

Постоянная память предназначена для хранения неизменяемой (постоянной) информации. Как правило, здесь хранится набор микропрограмм для BIOS – базовой системы ввода-вывода, а также справочную информацию по характеристикам используемых аппаратных средств.

КЭШ-память служит для увеличения скорости обработки данных компьютером. Она имеет быстродействие в несколько раз большее, чем у оперативной памяти, и предназначена для хранения наиболее часто используемых участков оперативной памяти.

При выборке нужных данных микропроцессор сначала ищет данные в КЭШ-памяти и, лишь при отсутствии их, обращается к оперативной памяти. Такой подход позволяет увеличить скорость работы компьютера на 10-20%.

КЭШ-память размещается обычно как в самом микропроцессоре (КЭШ-память 1-го уровня), так и на материнской плате (КЭШ-память 2-го уровня). Это достаточно дорогая память и объем ее ограничен.

Объем КЭШ-памяти 1-го уровня может быть порядка 256-512 Кбайт. Объем КЭШ памяти 2-го уровня может достигать нескольких Мбайт.

Внешняя память предназначена долговременного хранения больших объемов информации. Для этой цели наиболее часто используются:

• жесткие магнитные диски («винчестеры»);
  
• гибкие магнитные диски (дискеты);
  
• оптические диски.
  

Жесткие магнитные диски имеют большую емкость: от 10 до 100 Гбайт. Время доступа к информации для них составляет в среднем 11 мс. Используются для хранения программного обеспечения компьютера и данных пользователей.

Конструктивно жесткий магнитный диск (винчестер) представляет собой набор твердых дискообразных пластин, изготовленных из сплавов алюминия или из керамики и покрытых слоем магнитного материала, размещенных друг над другом на одной оси. Между пластинами располагаются магнитные головки, которые могут перемещаться над поверхностью пластин, осуществляя при этом запись или считывание информации. Такая конструкция помещается в герметически закрытый корпус и размещается в системном блоке ПК.

Обычно жесткий магнитный диск является несъемным устройством, однако в последнее время появились и начинают широко использоваться съемные магнитные диски (Rack). Это позволяет, например, легко переносить большие объемы информации с одного ПК на другой.

Гибкие магнитные диски (дискеты) используются обычно для хранения копий программ и данных, а также для переноса информации с одного ПК на другой.

Дискета – это гибкая дискообразная пластина, покрытая с обеих сторон магнитным окислом и помещенная в пластиковую оболочку. Информация записывается по концентрическим дорожкам (как на старых пластинках). Дорожки делятся на секторы (с емкостью памяти по 512 байт). Один или несколько смежных секторов образуют кластер.

В настоящее наибольшее распространение получили дискеты размером 3,5 дюйма. Они имеют 80 дорожек по 18 секторов каждая. Емкость памяти составляет 1,44 Мбайт.

В начале 90-х годов появились дискеты диаметром 3,5 дюйма сверхвысокой плотности емкостью 2,88 Мбайт, но они не завоевали большой популярности. В 1995 году фирма Microsoft ввела свой стандарт DMF высокой плотности 1,68 Мбайт на дискетах 3,5 дюйма.

В последнее время появились трехдюймовые дискеты, которые могут хранить до 3 Гбайт информации. Они изготавливаются по новой технологии Nano2 и требуют специального оборудования для чтения и записи.

Дискета является съемным устройством внешней памяти. Для использования в работе дискета помещается в дисковод через специальное отверстие системном блоке ПК.

Оптические диски также являются съемными устройствами внешней памяти, но в отличие от дискет, имеют значительно большую емкость, благодаря компактной записи информации с использованием лазерной технологии (другое их название – компакт-диски). Например, один из видов оптических дисков CD-ROM имеет емкость 160-650 Кбайт.

Время доступа к данным у этого диска от 0,1 с в зависимости от скорости дисковода для CD на ПК. Используются 4, 6, 8, 12 и 16-ти скоростные устройства, например, CD-ROM 16x GoldStar, скорость считывания 1,8 Мбайт/с.

В настоящее время используются следующие основные виды оптических дисков:

CD-ROM – диски только для считывания информации;

CD-R – диски с возможностью однократной записи;

CD-RW – диски с многократной перезаписью;

DVD-ROM – диски только для считывания;

DVD-R – диски с возможностью однократной записи;

DVD-RAM – диски с возможностью многократной перезаписи.

Основными достоинствами оптических дисков являются:

• сменяемость и компактность носителей;
  
• большая информационная емкость;
  
• высокая надежность и долговечность;
  
• малая чувствительность к загрязнениям и вибрациям;
  
• нечувствительность к электромагнитным полям.
  

Устройства ввода

Для ПК наиболее часто используются следующие устройства ввода:

-клавиатура;

-манипулятор типа «мышь»;

-сканер.

Клавиатура служит для ввода числовой и текстовой информации, а также команд пользователей. Включает в себя алфавитно-цифровые клавиши, предназначенные для ввода чисел и текстов, и специальные управляющие и функциональные клавиши.

Примеры клавиатур:

Genius KWD-820;

MITSUMI KFK-EA4XT.

Манипулятор типа «мышь» представляет собой устройство с 2-мя или 3-мя клавишами и используется для ввода команд пользователя по принципу «укажи и выбери нужную команду».

Примеры манипуляторов:

Mitsumi Mouse;

Genius EasyMouse PS/2.

Сканер предназначен для ввода различного вида информации (текстов, рисунков, схем, графиков и т.п.) непосредственно с бумажных носителей. Различают цветные и черно-белые сканеры, а также ручные и планшетные. Ручной сканер требуется вручную перемешать над сканируемой поверхностью, планшетный сканер сам обрабатывает весь лист целиком.

Примеры сканеров:

PARAGON 1200 SP – планшетный, А4, 30бит, цветной;

TWAIN SCAN Gray 800 – ручной, 8 бит, черно-белый.


Устройства вывода

Наиболее часто используются:

-монитор;

-принтер;

-графопостроитель.

Монитор – это устройство для вывода на экран алфавитно-цифровой и графической информации. Его основу составляет видеосистема, включающая экран, видеоадаптер и специальное программное обеспечение, управляющее выводом информации.

Первые мониторы были черно-белыми и позволяли выводить, в основном, только текстовую информацию. Современные компьютеры оснащаются цветными мониторами (16, 256, 1536 оттенков цвета), а их видеоадаптеры позволяют создавать как текстовые, так и графические изображения с высокой разрешающей способностью.

Например, видеоадаптер VGA позволяет создавать на экране в текстовом режиме изображение размером 80х25 символов, а в графическом режиме – 640х480 точек (пиксел). В тоже время более современный видеоадаптер SVGA формирует графические изображения с разрешением 1024х768 или 1280х1024 или 1600х1200 пиксел.

Принтер или печатающее устройство предназначен для вывода информации (как текстовой, так и графической) на бумагу.

Сейчас используются:

-матричные принтеры;

-струйные принтеры;

-лазерные принтеры.

В матричных принтерах изображение формируется из точек ударным способом (игольчатый принцип). Указанные принтеры имеют сейчас сравнительно невысокую стоимость, но и небольшую скорость печати (из-за механического принципа работы). Примеры:

Epson LX-1050 обеспечивает 240 зн/с для формата А3;

Epson LQ-100 обеспечивает 200 зн/с для формата А4.

В струйных принтерах для создания изображения используются специальные чернила, микроскопические капли которых разбрызгиваются на бумагу через микроскопические отверстия, именуемые соплами.

Достоинства: достаточно высокая скорость печати, практически бесшумная работа, возможность создания качественных цветных изображений. К недостаткам можно отнести необходимость использования жидкого расходного материала (специальных чернил).

Примеры струйных принтеров:

Epson Stylus 1000 - формат А3, 300зн/с;

HP DeskJet 690C – формат Ф4, 600х600 dpi с цветным катриджем.

В лазерных принтерах используется принцип ксерографии. Здесь изображение переносится на бумагу со специального барабана, который электризуется в нужных точках с помощью лазера по командам с компьютера, и к этим точкам притягиваются частички тонера – красящего порошка.

Достоинства: обеспечивают наилучшее качество печати и высокую скорость печати, кроме того не требуют жидкого расходного материала. Недостаток – достаточно высокая стоимость.

Примеры лазерных принтеров:

HP LaserJet 5L – формат А4, 1 Мбайт RAM, 4 стр/мин;

HP LaserJet 6P – формат А4, 2 Мбайт RAM, 8 стр/мин.

Графопостроитель (в англоязычном варианте - плоттер) представляет собой специальное устройство для вывода на бумагу высококачественных чертежей, сложных графиков и т.п. Изображения могут формироваться как черно-белыми, так и многоцветными.

Изображения создаются посредством перемещения по листу бумаги одного или нескольких фломастеров под управлением команд, поступающих с компьютера.


Устройства связи ПК с внешними объектами

Для этой цели чаще всего используются: модемы и факс-модемы.

Модем (модулятор/демодулятор) представляет собой устройство для обмена информацией с другими компьютерами по телефонным каналам связи. Он преобразует (модулирует) цифровые сигналы в аналоговые при передаче информации из ПК в телефонную сеть и, наоборот, преобразует (демодулирует) аналоговые сигналы в цифровые при передачи данных из телефонной сети в ПК.

Используются два вида модемов: встроенные и внешние. Первые размещаются непосредственно в системном блоке ПК, а вторые подключаются к ПК через коммутационный порт. В отличие от встроенных модемов, внешние модемы имеют свой блок питания и не увеличивают нагрузку на общий блок питания ПК.

Важной характеристикой для модема является максимально возможная скорость передачи данных. Для разных модемов она может составлять: 12, 24, 96 Кбод и более (1 бод = 1 бит/с).

Примеры модемов:

14.4 USR Sportster встроенный;

33.6 USR Courier внешний.

Факс-модем сочетает в себе обычные возможности модема с возможностью передавать и принимать факсимильные изображения. Слово «факс» происходит от слова «факсимиле», означающее точное воспроизведение графического оригинала: подписи, рисунка, схемы и т.п.

Факс-модем может обмениваться факсимильными изображениями с другими факс-модемами и обычными телефаксными аппаратами.