Лекция №1(2006год)

Вид материала

Содержание

Аппаратура (устройство компьютера)
Системный блок
CD-ROM появился в 1983
Монитор (дисплей)
Манипулятор “мышь”
Печатающее устройство (принтер)
Сетевой адаптер

Подобный материал:

08.03.12

Лекция №1(2006год)

Задачи курса. Устройство компьютера

Профессиональная подготовка – одна из важнейших задач, стоящих перед системой высшего образования. Приемы работы с вычислительной техникой, знание состава компьютерной системы, умение работать с операционной системой и использовать основные прикладные программы – это тот минимум знаний, который очень поможет выпускнику ВУЗа в начале профессиональной карьеры.

Современный компьютер представляет собой сочетание двух важнейших компонент: аппаратуры (hardware (хэдве), или просто hard), состоящей из целого ряда устройств, и программного обеспечения (software (софтве) или просто soft), представляющего собой совокупность программ по управлению работой компьютера и обработке поступающей в компьютер информации. И если вы приобретаете компьютер, то сам по себе он будет представлять лишь оберточную бумагу, в которую заворачивают продукт, т. е. Программное обеспечение. Помимо ПО, вам придется наполнить ваш компьютер и другим содержанием, позволяющим вам выполнять те или иные функции, для обработки информации, а именно: современными прикладными системами: текстовыми редакторами, базами данных и т.д.

АППАРАТУРА (УСТРОЙСТВО КОМПЬЮТЕРА)

Рассмотрим, что же собой представляет АППАРАТУРА, а иначе устройство компьютера. Первый признак, по которому делятся компьютеры, – платформа. Их две:

платформа IBM-совместимых компьютеров;
платформа Apple (эпл).

Причем первые из них наиболее распространены и мы с вами будем рассматривать именно эти ПК. Этот стандарт породила фирма IBM, однако на сегодняшний день далеко не обязательно, чтобы лучшие представители данной платформы принадлежали фирме IBM.

Вторые – это компьютеры серии Macintosh, они используют особое программное обеспечение, да и «начинка» их существенно отличается от IBM-ской.

В зависимости от назначения и конструкции персональные компьютеры делятся на несколько категорий:

настольные (desktop);
переносные, портативные (notebook);
карманные (pocket) (покит).

Современный компьютер похож на детский конструктор типа «сделай сам». Каждое из составляющих его устройств можно поменять на другое того же типа, но более совершенное, что обеспечивает простую модернизацию вашего компьютера.

Стандартный настольный или напольный (что в данном случае все равно) персональный компьютер состоит из стандартных устройств-блоков:

системного блока,
дисплея (монитора),
клавиатуры,
манипулятора “мышь”.
принтера.

СИСТЕМНЫЙ БЛОК, который содержит основную электронную начинку ПЭВМ и включает в себя:

центральный процессор (ЦП CPU).

Микропроцессор – устройство, которое реализует все основные операции по обработке информации.

Выполнен микропроцессор в виде большой интегральной схемы. Тип процессора определяет возможности ПЭВМ в целом.

При выборе процессора обращают внимание на три показателя:

Семейство;
Поколение;
Модификация.

1. Семейство

В основе IBM компьютеров лежит линия Intel. Однако в последнее время еще одна компания составила конкуренцию фирме Intel – это компания AMD.

Процессоры Intel и AMD соответствуют стандартам IBM-совместимых компьютеров, однако каждый из них требует свою материнскую плату, а иногда и память. Так, что установить процессор от AMD на плату для Pentium 4 вам, увы, не удастся.

Поколение

Процессоров фирмы Intel за всю 30-летнюю историю (первый микропроцессор Intel 4004 создан в 1971 году доктором Тедом Хоффманом) сменилось восемь их поколений (i80286, i80386, i80486, Pentium, Pentium Pro, Pentium II, III, 4, , и т.д.). Сегодня процессоры 286,386,486,Pentium 133 сняты с производства. С 1997г. компания Intel выпускает компьютеры с технологией ММХ (MultiMedia eXtention – мультимедийное расширение). Отличаются друг от друга скоростью работы, архитектурой, внешним видом и т.д.

Модификация

В каждом поколении имеются еще и модификации, отличающиеся друг от друга назначением и ценой. Например, Pentium 4 имеет три модификации:

Xeon – для мощных серверов;
Pentium – для производительных настольных компьютеров;
Celeron – для домашних компьютеров.

Семейство процессоров AMD имеет:

Athlon – для дорогих настольных компьютеров и графических станций;
Duron –для недорогих домашних ПК.

Срок жизни одной производственной технологии для конкретной модели около двух лет. Производительность процессора принято оценивать предельной частотой (тактовой частотой). Современные процессоры работают в диапазоне частот от 2,5 до 3 и более ГГц. Каждые полтора года частота увеличивается более чем в 2 раза.

системную (материнскую) плату – которая организует работу процессора, обеспечивает прием, обработку и передачу информации (данных) на другие блоки и периферийные устройства;

Если процессор является «мозговым центром» системного блока, то материнская плата осуществляет контроль (как хорошая хозяйка в доме поддерживает порядок) и за процессором и за всеми остальными устройствами. От работы системной платы зависит быстродействие и стабильность работы вашего компьютера.

Системная плата содержит:

набор разъемов и портов для подключения отдельных устройств;
шину – информационную магистраль, связывающую их во едино;

Именно по шине передаются сигналы между всеми видами компьютерной «начинки» и именно по ней доставляется информация процессору;

базовый набор микросхем, чипсет, с помощью которых материнская плата и осуществляет контроль над всем происходящим внутри системного блока;
микросхема BIOS –координационный центр системной платы, управляющий всеми ее возможностями;
встроеннык (интегрированные) дополнительные устройства.

оперативную память (ОЗУ), осуществляющую временное хранение выполняемых программ, результатов расчетов, промежуточных и исходных данных;

Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ или RAM (Random Access Memory)). Память, в которой хранятся все загруженные программы пользователя, после выключения машины эта информации из памяти исчезает. Объем одного модуля ОЗУ может составлять 256 Мб, 512 Мб и т.д., а таких модулей можно “ вставить” в материнскую плату несколько.

постоянную память (ПЗУ) для неизменяющихся в процессе эксплуатации программ, например, тестирования и первоначальной загрузки компьютера.

Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ или ROM (Read Only Memory)). Устройство хранения программ и данных, определяющих работу ПЭВМ после включения питания. Эти программы в процессе работа ПЭВМ не изменяются (например, программы тестирования устроств ПЭВМ). Т.е. эта область памяти машины не может быть изменена пользователем.

В роли ПЗУ выступает жесткий магнитный диск (винчестр) (HDD от Hard Disk Drive) предназначен для хранения постоянно используемой при работе с компьютером информации. Доступ к информации, хранимой на винчестере, осуществляется намного быстрее, чем к информации на дискете. Жесткие диски в современных компьютерах имеют объем от 10 до 150 Гб и более.

сменные накопители - предназначены в основном для хранения постоянно не используемой информации, архивации содержимого жесткого магнитного диска (винчестера) и переноса программ с одного компьютера на другой. Это:

флоппи–диски (гибкие диски или дискеты) емкостью 1,44 Мбайт;
CD- диски (компакт-диски), объем до 800 Мб. Запись и считывание информации с таких дисков производится с помощью специальных приводов, называемых дисководами (FDD и CD-ROM или СD-R(W) (Recordable), дающие возможность однократной и многократной записи). В последнее время широкое распространение получают диски формата DVD (цифровой многофункциональный диск, или как о нем часто говорят цифровой видеодиск), имеющие объем 3,2 – 4,7 Гб (Однако существуют многослойные, двусторонние диски, объем которых достигает 17 Гб). Его отличает единый интерактивный стандарт для компьютера и телевизора, совместимость с существующими CD-дисками, единая файловая система для всех приложений, большая емкость, высокая скорость записи и считывания видеоинформации и других данных.

Для DVD дисков требуется DVD-дисковод, кстати, который читает и обычные CD-диски. Поэтому покупка обычных CD-ROM-в уже не имеет смысла.

Сама технология лазерной записи информации на компакт-диски появилась задолго до рождения персональных компьютеров. Приоритет в разработке «лазерной» технологии принадлежит советским ученым Александру Прохорову и Николаю Басову. В 1964 году они были удостоены Нобелевской премии, а в 1968 году компания Philips получила первый патент на лазерную запись данных. Весомый вклад в разработку «холодных» лазеров внес ученик Прохорова – Жорес Алферов, ставший Нобелевским лауреатом в 2000 году – за три месяца до смерти своего учителя.

Первый CD-ROM появился в 1983 году, хотя окончательно этот дисковод «прижился» на компьютерах лишь в начале 90-х годов.

USB –накопители или Flash-диски (Flash Drive) накопители брелки – самая удачная разработка 2001 года. Объем флэш-памяти составляет 128 Мб, 256 Мб и т.д.

Кроме этого системный блок содержит:

видеоадаптер (видеокарта) обеспечивающий формирование картинки на мониторе.

Наиболее популярны видеокарты компании NVIDIA, ATI и SIS.

звуковую карту (плату) и акустические системы (колонки), обеспечивающую качественное воспроизведение и восприятие звука. При наличии звуковой карты к компьютеру можно подсоединить наушники и микрофон и слушать музыку (при наличии CD) и работать с различными обучающими языковыми программами.
блок питания, преобразующий высокое переменное напряжение, в низкое постоянное, необходимое для работы электроники, и вентиляторы.

В зависимости от ориентации максимального размера системный блок может быть вертикальным (Tower)(тауэ) и горизонтальным (Desktop).

На лицевой панели системного блока располагаются кнопки включения питания (Power) (пауэ) , кнопка перезагрузки (Reset), дисководы, индикаторные лампочки.

На задней панели системного блока имеются разъемы (slot) для подключения других блоков.

МОНИТОР (ДИСПЛЕЙ) служит для отображения вводимой и выводимой текстовой или графической информации. Существуют мониторы:

люминесцентные на основе электронно-лучевой трубки (ЭЛТ) (принцип работы как в обычном телевизоре).

Изображение на экране в таких дисплеях может формироваться двумя методами: векторным и растровым.

Векторный. Электронный луч, перемещаясь по экрану, образует отрезок, называемый вектором. У таких дисплеев очень высокое быстродействие, но очень сложное (и дорогое) управление. Поэтому в ПЭВМ они практически не применяются.

Растровый. Электронный луч постоянно перемещается по параллельным горизонтальным строкам по порядку от первой до последней и от последней к первой. Картинка, образованная такими строками называется растром, а светящаяся точка (элемент изображения) – пикселем.

Достоинства: низкая цена, хорошее качество изображения, недостатки: вес и габариты;

жидкокристаллические (ЖК - мониторы), они «плоские» и тонкие (похожи на циферблат электронных часов). Достоинства: компактны и легки, безопасны с медицинской и экологической точки зрения, потребляют в несколько раз меньше электроэнергии, обладают плоским экраном. Цифровой метод передачи информации (в ЭЛТ используется аналоговый сигнал, который приводит к помехам и искажениям). Недостатки: по контрастности, зернистости, корректности изображения цветов отстают от ЭЛТ, высокая стоимость;
плазменные – обладают всеми достоинствами ЭЛТ и ЖК, однако очень дорогие.

Основные технические характеристики дисплея:

разрешающая способность
размер пятна (точки)
количество воспроизводимых цветов
размер экрана (по диагонали)
масса, габариты, стоимость.

Разрешение дисплея измеряется количеством точек, высвечиваемых по горизонтали (m) и вертикали (n) и указывается в виде произведения m x n. Чем больше точек (пикселей) может быть воспроизведено на экране одного и того же размера, тем выше качество изображения. Бывает следующая разрешающая способность 640*480, 800*600, 1024*768, 1280*1024, 1600*1200 и т.д.

Информация на экране дисплея отображается в двух режимах: текстовом и графическом. При выводе информации в текстовом режиме символы мгновенно воспроизводятся в требуемом участке (знакоместе). Их обычно 2000 (25 строк по 80 символов). В графическом режиме дисплей воспринимает символы как картинки и отображает их по точкам. Скорость вывода при таком выводе падает.

По размеру экрана бывают 14^”, 15^”, 17^”, 19^”, 20^”, 21^” и т.д.. Наиболее распространены 15^” и 17^”дюймовые мониторы

КЛАВИАТУРА служит для ввода в компьютер алфавитно-цифровых и псевдографических символов;

Клавиатура посредством электронной схемы преобразует нажатие клавиши в закодированный электрический сигнал. В стандартном компьютере используется 101- и 104-клавишные клавиатуры.

На клавишах приведена надпись на русском и (или) английском языках, которая указывает на их назначение. Обычно клавиши подразделяют на группы:

алфавитно-цифровые - для ввода цифр, арифметичских, буквенных (русских или латинских) и других символов. После нажатия на них на дисплее появляется соответствующий символ в месте, указанном курсором. Курсор или маркер - это мигающий, либо выделенный каким-либо другим способом знак на экране дисплея, который указывает позицию, в которой будет отображен очередной вводимый с клавиатуры символ;
клавиши управления курсором - клавиши ““, ““, ““, ““, “Home”, “End”, “PgUp”, “PgDn” и др. С помощью этих клавиш перемещают курсор или “перелистывают страницы” изображенного на экране текста;

функциональные, назначение которых заранее не оговорено и задается в процессе работы на ПЭВМ.

В каждом пакете прикладных программ назначение этих клавиш различно, но в документации к этим программам оно описано. Функциональных клавиш 10 или 12, обозначаются они F1...F10 и располагаются в верхнем ряду клавиатуры или сгруппированы слева.

специальные управляющие позволяют ввести в компьютер информацию или подтвердить окончание ввода строки символов (клавиша ENTER), отменить какое-либо действие (клавиша ESC), удалить символ над курсором (клавиша DEL), удалить символ слева от курсора (клавиша BackSpace), перезагрузить компьютер (комбинация клавиш CTRL-ALT-DEL).

Кроме этого еще имеются:

клавиши индикаторы;
цифровая клавиатура для ввода цифр и знаков арифметических действий;
управляющие клавиши для изменения назначения клавиш (Alt, Ctrl, Shift).

МАНИПУЛЯТОР “МЫШЬ” для перемещения курсора на экране дисплея и выполнения, определенных положением курсора, действий. Основные действия выполняемые мышью:

позиционирование;
щелчок (левой или правой кнопкой);
двойной щелчок левой кнопкой

Первый промышленный образец выпущен корпорацией Ксерокс (Xerox). Это небольшая коробочка с одной, двумя или тремя клавишами. Наиболее распространены двухклавишные мыши. При перемещении мыши по столу курсор мыши передвигается по экрану. Функции клавиш определяются программой, в обычном режиме основной является левая кнопка мыши, а правая – дополнительная для вызова контекстного меню. Но мышь может быть адаптирована и для левши, тогда основной будет правая кнопка, а левая – дополнительной.

В настоящее время мышь преимущественно имеет две клавиши и колесо прокрутки, которое служит для быстрого перелистывания страниц документа. Самые простые и дешевые – это оптико-механические мишки, но они и менее надежные.

Оптические мыши более дорогие и надежные. Существуют инфракрасные беспроводные мыши.

ПЕЧАТАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО (ПРИНТЕР) для вывода цифровой, символьной и графической информации на бумагу.

Существует множество моделей принтеров:

матричные;
струйные;
лазерные.

В матричных принтерах печатающая головка содержит ряд вертикальных иголок (обычно 9,12,18,24 или 48). Она перемещается вдоль печатаемой строки. Иголки в нужный момент ударяют через красящую ленту по бумаге. Скорость печати такого принтера от 10 до 60 секунд на страницу при обычном качестве печати, при более высоком качестве – скорость печати уменьшается. Одним из важнейших качеств таких принтеров – низкая стоимость обслуживания (дешевые ленты), высокая надежность, возможность печати на рулонной бумаге. Самые популярные матричные принтеры фирмы Epson.

Струйные принтеры. Пишущая головка-сопло в них выбрасывает под давлением в нужные места микроскопические струйки специальных чернил. Возможна также цветная печать. Качество печати более высокое по сравнению с матричными принтерами, а также выше скорость печати.

Лазерные принтеры. Лазерным лучом на специальном барабане «построчно» формируется невидимая (электростатическая) копия того документа, который должен быть выведен на печать. Барабан, вращаясь, касается тонера. Частички тонера притягиваются к заряженным участкам барабана, и благодаря этому на барабане появляется видимая копия документа. Наэлектризованная бумага притягивается к барабану и прокатывается. Краска переносится на бумагу и фиксируется при нагревании до 200-220^ОС.

Скорость печати у стандартных лазерных принтеров намного выше чем у матричных. Например, принтер фирмы Hewlett-Packard HP 5Si печатает 28 страниц в минуту.

В состав ПЭВМ могут входить и другие устройства: стример, манипуляторы джойстик, сканер, графопостроители и плоттеры, модем, сетевой адаптер, блок бесперебойного питания.

Стример – устройство памяти на магнитной ленте большой емкости (от 40 Мбайт до нескольких Гбайт). Их основное применение состоит в создании резервных копий баз данных.

Манипуляторы джойстик (рукоятка) и трекбол выполняют те же функции, что и манипулятор «мышь».

Сканер – считывающее устройство, обеспечивающее вод текстов и графической информации в ПЭВМ. При считывании сканером текста он фиксируется в памяти машины как картинка. Распознавание символов требует наличия специальных программ.

Графопостроитель (плоттер) – используется для вывода чертежей на бумагу.

Модем – устройство, дающее возможность подключить ПЭВМ к телефонной линии связи. Он может быть встроенным в системный блок в виде платы, а также в виде отдельного устройства. Это устройство, которое осуществляет модуляцию, т.е. преобразование цифровой информации, поступающей из компьютера, в аналоговую форму, необходимую для телефонной линии и демодуляцию (обратное преобразование). Модем дает возможность пользователю выйти в глобальные сети (Internet).

Сетевой адаптер (сетевая карта) предназначен для объединения компьютеров в локальную сеть.

Блок бесперебойного питания служит для минимизации потерь при кратковременном отключении от сети.

При выборе ПЭВМ следует сравнивать такие характеристики как производитель, тип микропроцессора, тактовая частота, емкость памяти, стоимость. Также следует учитывать тот класс задач, который будет решаться на данной ПЭВМ. При выборе ПЭВМ немаловажен и тот фактор, что ПЭВМ морально устаревает в течение 2-х лет, а программное обеспечение развивается очень быстрыми темпами и постоянно требует более высокого класса машин.

Blog

Лекция №1(2006год)

Содержание

Лекция №1(2006год)

Задачи курса. Устройство компьютера

АППАРАТУРА (УСТРОЙСТВО КОМПЬЮТЕРА)