В наши дни развитие компьютерной техники достигло таких высот, что почти каждый человек носит компьютер с собой. Как не сложно догадаться, это смартфон. Да-да. Он построен на тех же технологических основаниях, что и Apple (II).
Теперь предлагаю нам с тобой переместиться из истории развития компьютеров в их устройство. Давай определимся с терминологией. Компьютером мы будем называть устройство, состоящее из системного блока, монитора, клавиатуры и компьютерной мышки. Сегодня мы с тобой можем найти массу различных по виду компьютеров.
На рисунке (1) представлен так называемый десктоп, desktop или настольный компьютер. Часто можно встретить вариацию настольного компьютера в виде моноблока, когда системный блок и монитор объединены в одном корпусе. Мобильный вариант компьютера — ноутбук, notebook или laptop. И как вершина мобильности, конечно же, планшеты и смартфоны.
Вне зависимости от того, в каком исполнении или какой формы тот компьютер, на котором ты сейчас работаешь, принцип его функционирования будет плюс-минус одним и тем же.
ОАПТП. Лекция 1
Компьютер — это многофункциональное электронное устройство для обработки информации.
 |
 |
 |
| Рис. (1). Персональный компьютер | Рис. (2). Ноутбук | Рис. (3). Моноблок |
 |
 |
|
| Рис. (4). Планшет | Рис. (5). Смартфон |
Системный блок. Мы с тобой будем рассматривать классический пример. Такой, как изображён на рисунке (6).
Рис. (6). Системный блок
По сути, системный блок — это просто коробка, в которой «живёт» микропроцессор. Но не только он. Если мы откроем системный блок, то увидим подобную картину.
Рис. (7). Открытый системный блок
За сплетением проводов мы видим большую печатную плату, на которой смонтированы различные разъёмы и множество электронных компонентов. Это материнская плата — motherboard. На ней «живёт» процессор, оперативная память и множество других необходимых для работы компьютера компонентов. Материнская плата содержит на себе множество металлических дорожек, с помощью которых, например, процессор «общается» с оперативной памятью.
Другие устройства в диспетчере устройств как убрать Windows 11.Неизвестное устройство.PCI-контроллер
Рис. (8). Материнская плата (общий вид)
Рис. (9). «Дорожки» на материнской плате (фрагмент)
Использование печатных плат стало тоже весьма значительной вехой в развитии компьютерной техники. Эти самые «дорожки», показанные на рисунке (9), есть не что иное, как замена проводам. Функция прежняя — размер меньше. В мобильных устройствах производители стараются вообще не использовать провода ни в каком виде. Если это, конечно, позволяют инженерные решения и конструкция устройства.
Итак, материнская плата объединяет на себе все возможные устройства, необходимые для работы компьютера и/или обеспечивает для них «пути сообщения» — интерфейсы как для внутренних устройств, так и для периферии (монитор, клавиатура, компьютерная мышь, принтер и т. п.).
История появления всех периферийных устройств и каждого из них в отдельности заслуживает отдельного повествования.
Источник: www.yaklass.ru
Урок 27
Компьютер как средство обработки информации.
Представление о микропроцессоре
Любой компьютер может быть рассмотрен с технической точки зрения как система взаимосвязанных материальных объектов (устройств) разного принципа действия. Все эти устройства объединяет общая цель — техническое обеспечение основных этапов обработки информации.
Одни устройства служат для того, чтобы компьютер смог получать информацию, другие преобразуют введенную в компьютер информацию, третьи обеспечивают вывод информации из компьютера, а некоторые несут вспомогательные функции. Техническую часть персонального компьютера принято называть аппаратным обеспечением. Аппаратное обеспечение всегда может быть представлено в виде базовой части, составляющей основу любой модели компьютера, и периферийной части, которую составляют разнообразные устройства ввода-вывода.
Из раздела вы узнаете, из каких устройств состоит базовая часть компьютера, познакомитесь с различными видами внутренней и внешней памяти, их назначением, физическими принципами и характеристиками. Приводится краткая характеристика периферийных устройств — устройств ввода (клавиатуры, манипуляторов, сенсорных и сканирующих устройств, систем распознавания символов) и вывода (мониторов, принтеров, плоттеров). Вы познакомитесь с упрощенной структурой компьютера и основными принципами взаимодействия его частей. Лучшего понимания вы достигнете, если хорошо освоите тему, посвященную алгебре логики, которая заложена в основу организации работы базовой части компьютера.
В разделе также рассматриваются компьютерные сети, для функционирования которых тоже необходимо специальное аппаратное обеспечение. Вы получите представление о каналах связи, о назначении сетевых адаптеров и модемов, о роли протоколов.
Последние темы раздела посвящены описанию основных классов современных компьютеров. Один класс образуют большие компьютеры, к которым отнесены суперкомпьютеры и суперсерверы. Другой класс составляют малые компьютеры: персональные, портативные и производственные. Для каждого подкласса приводятся основные характеристики и особенности.
И в заключение, вы узнаете историю основных этапов развития компьютерной техники — от идеи создания аналитической машины до перспективных моделей «компьютера будущего».
Компьютер как средство обработки информации
Изучив эту тему, вы узнаете:
— каково назначение аппаратного обеспечения компьютера;
— каков состав базового комплекта компьютера;
— что означает понятие производительности компьютера.
Перед вами на столе установлен компьютер. Вы можете обратиться к нему за помощью, пообщаться с ним — иногда как с добрым или строгим учителем, иногда как с партнером в игре. Компьютер помогает вам в решении самых разных задач, учит, развлекает. При этом компьютер послушно выполняет ваши указания в виде определенных команд. Компьютер обладает чрезвычайно высокой по сравнению с человеческими возможностями скоростью работы, благодаря чему команды исполняются почти мгновенно.
Что же позволяет компьютеру так безукоризненно исполнять волю человека? Как устроен компьютер и из каких частей он состоит? Ответы на эти вопросы могут быть простыми или сложными в зависимости от того, как человек собирается его использовать.
В этом учебнике вы познакомитесь с устройством компьютера с точки зрения пользователей, чтобы уметь обращаться с компьютером как с инструментом для обработки информации. Компьютер должен воспринимать и распознавать вводимую информацию, запоминать ее, совершать над ней различные действия и выводить результаты своей работы, то есть выполнять основные этапы обработки информации (рисунок 16.1): ввод, хранение, преобразование, вывод.
Рис. 16.1. Основные этапы обработки информации
Для решения всех этих задач необходимы технические устройства и программы. Совокупность технических устройств называют аппаратным обеспечением (англ. hardware — аппаратные средства).
Аппаратное обеспечение персонального компьютера — система взаимосвязанных технических устройств, выполняющих ввод, хранение, обработку и вывод информации.
Отдельные части компьютера — блоки, связанные между собой с помощью различных устройств: электрических кабелей, разъемов, портов и т. п.
Из всего многообразия составных частей компьютера можно выделить минимально необходимый базовый комплект: устройство ввода информации — клавиатура, устройство вывода — монитор и отдельный блок, который называют системным. Эти устройства обеспечивают основные этапы обработки информации, отображенные на рисунке 16.1. С помощью клавиатуры человек вручную вводит информацию (данные и команды) в память компьютера. Монитор используется для отображения вводимых данных, а также для вывода на экран результатов обработки информации. Системный блок обеспечивает преобразование и хранение информации.
Наряду с клавиатурой и монитором при работе с персональным компьютером используется еще ряд устройств, не входящих в базовый комплект, но обеспечивающих ввод и вывод информации. Трудно, например, представить себе работу современного компьютера без маленькой помощницы — мыши, которая легко движется по коврику даже в руках неопытного пользователя.
Очень полезно иметь печатающее устройство — принтеру позволяющий распечатывать в считанные минуты текстовые, табличные, графические документы. Часто в комплект современного компьютера входят также сканер (устройство ввода информации с листа книги, журнала и т. п.), звуковые колонки, наушники, микрофон и др. Те, кто увлекается компьютерными играми, знают, что для управления ими часто используется джойстик.
Наличие этих и многих других устройств в составе компьютера позволяет использовать его в качестве универсального инструмента обработки разнообразной информации. В последующих темах вы более подробно познакомитесь с назначением и особенностями аппаратного обеспечения персонального компьютера.
Независимо от комплектации компьютера нас всегда будут интересовать характеристики его возможностей, которые также позволяют сравнивать компьютеры между собой. Одна из таких важнейших характеристик — производительность компьютера, которая приближенно характеризуется количеством элементарных операций, выполняемых за одну секунду (оп/с).
Производительность компьютера — характеристика, показывающая скорость выполнения компьютером операций обработки информации.
Контрольные вопросы
1. Как вы понимаете назначение компьютера?
2. Назовите основные этапы обработки информации компьютером.
3. Опишите основные этапы обработки информации с помощью обычного микрокалькулятора.
4. Что понимают под аппаратным обеспечением компьютера?
5. Что входит в базовый комплект персонального компьютера?
6. Каково назначение клавиатуры и монитора?
7. Перечислите известные вам устройства компьютера, не входящие в базовый комплект.
8. Что понимается под производительностью компьютера?
Микропроцессор
Изучив эту тему, вы узнаете:
— что такое микропроцессор и каково его назначение;
— каковы основные характеристики микропроцессора — тактовая частота и разрядность.
Центральным устройством в компьютере является процессор. Он выполняет различные арифметические и логические операции, к которым сводится решение любой задачи обработки информации на компьютере. Кроме того, процессор управляет работой всех устройств компьютера.
Процессор — устройство, обеспечивающее преобразование информации и управление другими устройствами компьютера.
Что же представляет собой современный процессор? Для ответа на этот вопрос вспомним, что вся история развития компьютеров тесно связана с достижениями человечества в области электроники, материаловедения и других областей науки и техники.
Именно открытия некоторых свойств материалов и веществ, в частности на основе кремния, позволили создать процессор для современного компьютера на кремниевом кристалле. Современный процессор представляет собой микросхему, или чип (англ. chip — чип), выполненную на миниатюрной кремниевой пластине — кристалле. Поэтому его принято называть микропроцессором (англ. Central Processing Unit, CPU).
Первый в мире микропроцессор создан в 1971 году инженерами фирмы Intel. Для современных компьютеров микропроцессоры фирмы Intel и фирмы AMD являются наиболее распространенными.
Микропроцессор конструктивно представляет собой интегральную микросхему, а точнее, сверхбольшую интегральную схему (СБИС). Слово «сверхбольшая» относится не к размерам интегральной схемы, а к количеству заключенных в ней электронных компонентов, размещенных на кремниевой пластине. Число таких компонентов достигает нескольких миллионов.
Совершенствование технологий позволяет минимизировать электронные компоненты и увеличить их количество на одном кристалле, что влечет за собой уменьшение размеров устройств, повышение скорости работы и увеличение надежности. Микропроцессор имеет контакты в виде штырьков, которые вставляются в специальный разъем, или сокет (англ. socket — разъем), на системной плате. Разъем имеет форму прямоугольника с несколькими рядами отверстий по периметру.
Обработка любой информации на компьютере связана с выполнением процессором различных арифметических и логических операций. Арифметические операции — это базовые математические операции, такие как сложение, вычитание, умножение и деление. Логические операции (логическое сложение, логическое умножение, отрицание и др.) представляют собой некоторые специальные операции, которые чаще всего используются при проверке соотношений между различными величинами. Это необходимо для управления работой компьютера.
В состав процессора входят:
— арифметико-логическое устройство (АЛУ), выполняющее базовые арифметические и логические операции;
— устройство управления (УУ);
— элементы памяти.
Процессор должен обеспечить автоматическое исполнение программы, хранящейся в памяти компьютера, для чего выполняет следующие действия:
— извлечь из памяти команду;
— расшифровать команду;
— выполнить команду.
Эти действия процессор повторяет до команды окончания программы. Важной характеристикой процессора является его производительность (количество элементарных операций, выполняемых им за одну секунду), которая и определяет быстродействие компьютера в целом. В свою очередь, производительность процессора зависит от двух других его характеристик — тактовой частоты и разрядности.
Тактовая частота задает ритм жизни компьютера. Тактовая частота — это количество тактов в секунду. Такт — интервал времени между началами двух соседних тактовых импульсов. Единица измерения тактовой частоты — герц (Гц). Для современных компьютеров тактовая частота измеряется единицами гигагерц (ГГц), 1 ГГц = 109 Гц.
Чем выше тактовая частота, тем меньше длительность выполнения операций и тем выше производительность компьютера. Тактовая частота определяет число тактов работы процессора в секунду. В течение одного такта может быть выполнена элементарная операция, например сложение двух чисел. Современный персональный компьютер может выполнять миллионы и миллиарды таких элементарных операций в секунду.
Разрядность процессора определяет размер минимальной порции информации, обрабатываемой процессором за один такт. Эта порция информации, часто называемая машинным словом, представлена последовательностью двоичных разрядов (бит). Процессор в зависимости от его типа может иметь одновременный доступ к 8, 16, 32, 64 битам.
С повышением разрядности увеличивается объем информации, обрабатываемой процессором за один такт, что ведет к уменьшению количества тактов работы, необходимых для выполнения сложных операций. Кроме того, чем выше разрядность, тем с большим объемом памяти может работать процессор. Первые микропроцессоры (1971 г. — фирма Intel) имели разрядность 4 бит, тактовую частоту 108 кГц и способность адресовать 640 байт основной памяти. В 2000 году компьютеры оснащались 32-разрядными микропроцессорами с тактовой частотой порядка 1,7-3 ГГц.
Кроме центрального микропроцессора во многих компьютерах имеются сопроцессоры — дополнительные специализированные процессоры. Например, математический сопроцессор — микросхема, которая помогает основному процессору в выполнении вычислений при решении на компьютере математических задач.
Одной из основных тенденций в развитии микропроцессоров до недавнего времени было увеличение тактовой частоты и разрядности. Сегодня ведущие производители микропроцессоров отказались от такой стратегии, теперь важнейшими показателями производительности становятся количество процессорных ядер, которые реализуют полный набор возможностей процессора.
Контрольные вопросы
1. Как вы понимаете назначение микропроцессора?
2. Что такое микропроцессор?
3. Какие характеристики микропроцессора вы знаете?
4. Что такое тактовая частота процессора и как она связана с характеристикой «производительность» ?
5. Что такое разрядность процессора?
6. Что зависит от разрядности процессора?
7. В чем назначение сопроцессора?
8. Приведите примеры устройств, использующих микропроцессор.
9. Определите тип микропроцессора в школьном (личном) компьютере.
Источник: xn—-7sbbfb7a7aej.xn--p1ai
Устройства хранения информации
Средства информатизации — средства вычислительной техники и связи, оргтехники, предназначенные для сбора, накопления, хранения, поиска, обработки данных и выдачи информации потребителю.
Технические средства информатизации – это совокупность систем, машин, приборов, механизмов, устройств и прочих видов оборудования, предназначенных для автоматизации различных технологических процессов информатики, причем таких, выходным продуктом которых является информация (данные), используемые для удовлетворения информационных потребностей в разных областях деятельности общества.
Все технические средства информатизации в зависимости от выполняемых функций можно разделить на шесть групп:
1. Устройства ввода информации:
· Текста (клавиатура, сканер);
· Местоуказания (мышь, световое перо, трекбол, графический планшет, джойстик);
· Мультимедиа (графика (сканер и цифровая фотокамера), звук (магнитофон, микрофон), видео (веб-камера, видеокамера)).
2. Устройства вывода информации:
· Текста (монитор, принтер);
· Мультимедиа (графика (принтер, плоттер), звук (наушники, акустические системы), видео (видеомагнитофон, видеокамера)).
3. Устройства обработки информации:
· Микропроцессор;
· Сопроцессор.
4. Устройства передачи и приема информации:
· Сетевая карта.
5. Многофункциональные устройства:
· Устройства копирования;
· Устройства размножения;
· Издательские системы.
Устройства хранения информации
· flash-карты и др.
Как следует из приведенной выше классификации, большая часть современных технических средств информатизации в той или иной мере связана с ЭВМ – персональными компьютерами (ПК).
Устройства ввода и вывода являются непременным и обязательным элементом любой ЭВМ, начиная с самой первой и заканчивая современными ПК, поскольку именно эти устройства обеспечивают взаимодействие пользователя с вычислительной системой.
Все устройства ввода/вывода персонального компьютера относятся к периферийным устройствам, т.е. подключаемым к микропроцессору через системную шину и соответствующие контроллеры. На сегодняшний день существуют целые группы устройств (например, устройства местоуказания, мультимедиа), которые обеспечивают эффективную и удобную работу пользователя.
Главным устройством вычислительной машины является микропроцессор, обеспечивающий в наиболее общем случае управление всеми устройствами и обработку информации. Для решения специфических задач, например, математических вычислений современные персональные компьютеры оснащаются сопроцессорами. Эти устройства относятся к устройствам обработки информации.
Устройства передачи и приема информации (или устройства связи) являются непременными атрибутами современных информационных систем, которые все больше приобретают черты распределенных информационных систем, в которых информация хранится не в одном месте, а распределена в пределах некоторой сети.
Модем (модулятор-демодулятор) – устройство, преобразующее информацию в такой вид, в котором ее можно передавать по телефонным линиям связи. Внутренние модемы имеют PCI-интерфейс и подключаются непосредственно к системной плате. Внешние модемы подключаются через порты COM или USB.
Сетевой адаптер (сетевая плата) – электронное устройство, выполненное в виде платы расширения (может быть интегрирован в системную плату) с разъемом для подключения к линии связи.
Устройства хранения информации занимают не последнее место среди всех технических средств информатизации, поскольку используются для временного (непродолжительного) или длительного хранения обрабатываемой и накапливаемой информации.
Многофункциональные устройства стали появляться сравнительно недавно. Отличительная особенность этих устройств заключается в сочетании целого ряда функций (например, сканирование и печать или печать и брошюровка печатных копий, и т.д.) по автоматизации действий пользователя.
Компьютер(от англ. Computer – вычислитель) представляет собой программируемое электронное устройство, способное обрабатывать данные и производить вычисления, а также выполнять другие задачи манипулирования символами.
Основу компьютеров образует аппаратура (hardware), построенная, в основном, с использованием электронных и электромеханических элементов и устройств. Принцип действия компьютеров состоит в выполнении программ (software) – заранее заданных, четко определенных последовательностей арифметических, логических и других операций. Любая компьютерная программа представляет собой последовательность отдельных команд.
Архитектура компьютера – это совокупность аппаратных средств.
Структура компьютера – это некоторая модель, устанавливающая состав, порядок и принципы взаимодействия входящих в нее компонентов.
рис. Структурная схема ПК
Микропроцессор (МП) – центральный блок ПК, предназначенный для управления всеми блоками машины и для выполнения арифметических и логических операций.
В состав МП входят:
· Устройство управления (УУ) – формирует и подает сигналы управления во все блоки компьютера;
· Арифметико–логическое устройство (АЛУ) – предназначено для выполнения всех арифметических и логических операций над информацией;
· Микропроцессорная память (МПП) – служит для кратковременного хранения, записи и выдачи информации.
Генератор тактовых импульсов – генерирует последовательность электрических импульсов; частота генерируемых импульсов определяет тактовую частоту машины. Частота генератора тактовых импульсов определяет, сколько элементарных операций может выполнить процессор за секунду, т.е. определяет скорость его работы.
Память ПК делится на основную (оперативную, внутреннюю) и внешнюю.
Оперативная память (ОП) – предназначена для хранения и оперативного обмена информацией с прочими блоками машины при ее обработке МП.
ОП содержит два вида запоминающих устройств:
· Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) – служит для хранения неизменяемой программной и справочной информации. Это энергонезависимая память (не стирается при выключении компьютера), содержимое которой изготавливается на заводе-изготовителе и со временем не меняется.
· Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ)– предназначено для обработки (записи, считывания и хранения) информации непосредственно участвующей в информационно вычислительном процессе. Эта память энергозависимая (стирается при выключении компьютера). Часть ОЗУ отводится для хранения изображений, получаемых на экране монитора, и называется видеопамятью. Высокоскоростная кэш-память служит для увеличения скорости выполнения операций компьютером и используется при обмене данными между МП и ОЗУ. Кэш-память является промежуточным запоминающим устройством (буфером).
Внешняя память (ВП) –используется для долговременного хранения любой информации.
ВП содержит разнообразные виды запоминающих устройств, но наиболее распространенными являются:
· НЖМД – накопитель на жестком магнитном диске (винчестер) предназначен для постоянного хранения информации, используемой при работе с компьютером (ОС, ППП и др.).
Основная характеристика жесткого диска – это его емкость, то есть количество информации, размещаемой на диске.
· Оптические диски — с помощью дисководов для оптических дисков компьютеры могут считывать специальные компьютерные диски, а также проигрывать обычные аудио компакт-диски. DVD диск может содержать до 4Гбайт информации.
Для обмена информацией между любым устройством и ОП имеются два промежуточных звена:
1) для каждого устройства в ПК имеется электронная схема, которая им управляет. Эта схема называется контроллером (адаптером).
2) все адаптеры взаимодействуют с МП и ОП через системную шину.
Системная шина – это общий канал связи, соединяющий все части компьютера.
Внешние устройства (ВУ) – важнейшая составляющая часть любого вычислительного комплекса.
Состав ВУ может быть различным, например:
· Монитор – устройство для отображения вводимой и выводимой из ПК информации;
· Клавиатура – устройство для ручного ввода информации;
· Манипулятор Мышь – является указательным устройством, т.к. позволяет указывать на различные элементы на экране компьютера.
· Принтер – печатающее устройство для вывода информации на бумажный носитель.
· Сканер служит для считывания текстовой и графической информации в память ПК.
· Сетевой адаптер служит для подключения ПК в локальную сеть, что позволяет использовать программные данные, находящиеся на других ПК.
· Модем – устройство, предназначенное для обмена информацией между удаленными компьютерами по каналам связи.
Популярное:
Как вы ведете себя при стрессе?: Вы можете самостоятельно управлять стрессом! Каждый из нас имеет право и возможность уменьшить его воздействие на нас.
Как распознать напряжение: Говоря о мышечном напряжении, мы в первую очередь имеем в виду мускулы, прикрепленные к костям .
Почему двоичная система счисления так распространена?: Каждая цифра должна быть как-то представлена на физическом носителе.
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку.
Система поиска информации
Источник: megaobuchalka.ru