Электронно-вычислительная машина (ЭВМ), ПЭВМ, компьютер, персональный компьютер (ПК) – историческое становление современного названия компьютера связано с функциями, выполняемыми данным устройством. ПК – это комплекс устройств, предназначенный для автоматизации создания, хранения, обработки и передачи информации.
Состав ПК(Hardware – аппаратное обеспечение).
Системный блок (материнская (системная) плата; процессор, память, блок питания, звуковая и видео карты, …) – Tower, Mini Tower – основное устройство («сердце») компьютера.
Периферия – это устройства, которые не соединены напрямую с магистралью, т.е. все устройства кроме процессора и ОП (оперативной памяти). Часть периферийных устройств принято размещать в системном блоке («внутренняя» периферия).
Upgrade – аппаратное обновление, т.е. модернизация ПК.
Монитор (дисплей)
– основное устройство вывода информации для визуального наблюдения.
Клавиатура
– основное устройство ввода символов.
Мышка(механическая, оптическая)
– основное устройство позиционирования для ввода команд.
– НГМД (накопитель на гибкие магнитные диски) – устройство для работы с дискетой.
– устройство для работы с диском.
Модем(внутренний, внешний)
– устройство для подключения к глобальной сети Интернет.
Принтер(матричный, струйный (цветной), лазерный)
– устройство для вывода информации на бумагу.
Сканер(планшетный, ручной)
– устройство для ввода графическо-текстовой информации.
Колонки, наушники
– устройства для вывода звуковой информации.
Микрофон
– устройство для ввода звуковой информации.
Кассовый аппарат
– устройство для ввода информации по учету движения наличных денежных средств.
Электронные весы
– устройство для ввода информации о весе товара.
Цифровой фотоаппарат,
Web-камера
– устройство для ввода фотографий, видео информации.
Стример (streamers):
ü внутренний
ü внешний
– запоминающее уст-во на магнитной ленте с последовательным доступом к данным, по принципу действия — обычный магнитофон. Осн. назначение: запись и воспроизведение инф-ции, создание резервных копий данных.
Плоттер(графопостроитель)
– используются для вывода сложных и широкоформатных графических объектов (плакатов, чертежей, схем и т.д.). Графопостроители рисуют изображения с помощью пера (пишущего блока). Основные области применения: САПР (системы автоматизированного проектирования), ГИС (географические информационные системы).
Дигитайзер(digitizer, Цифрователь)
– кодирующее уст-во для преобразования бумажных изображений в цифровую форму, обеспечивающее ввод двумерного (в том числе и полутонового) или трехмерного изображения в компьютер в виде растровой таблицы; внешнее специализированное уст-во граф. ввода.
Гаджет (англ. gadget — приспособление)
– оригинальное, нестандартное техническое приспособление, портативное устройство с определённой узкой функциональностью. Гаджетом можно считать любой цифровой прибор, достаточно небольшой, чтобы надеть на руку. В ПО гаджет (виджет) – небольшое приложение, предоставляющее дополнительную информацию, например, прогноз погоды или курс валют.
Магистрально-модульный принцип построения ПК
В основу архитектуры ПК положен магистрально-модульный принцип, что позволяет потребителю комплектовать нужную ему конфигурацию ПК и производить ее модернизацию.
Шина (магистраль) представляет собой многопроводные линии.
Модуль – это устройство ПК, подключаемое к магистрали. Все устройства (модули) подключаются к магистрали. Но, непосредственно к магистрали можно подключить лишь процессор и ОП (оперативную память), остальные устройства, подключаются с помощью специальных устройств – контроллеров (контроллер клавиатуры, дисководов; видеоадаптер – видео-карта и т.д.). Использование контроллеров вызвано тем, что параметры компонентов ПК существенно различаться, например, их быстродействие. Процессор может проводить сотни миллионов операций в секунду. А пользователь может вводить 2-3 знака в секунду. Контроллер клавиатуры обеспечивает согласование скорости ввода информации со скоростью ее обработки.
Функциональная схема ПК
Процессор
Оперативная память
МАГИСТРАЛЬ
Устройства ввода
Долговременная память
Устройства вывода
Клавиатура
НГМД
Монитор
Мышь, трекбол
НЖМД
Принтер
Сканер
CD-ROM
Акустические колонки
Микрофон
DVD-ROM
Плоттер
Цифровая камера
Джойстик
Классификация современных ЭВМ:
1. компьютеры IBM PC (персональные компьютеры) – это компьютеры, созданные для обработки небольших объемов информации;
2. мейнфреймы (большие ЭВМ) – это компьютеры, предназначенные для обработки больших объемов информации;
3. супер-ЭВМ – это компьютеры, для решения задач, требующих громадных объемов вычислений. Потребители этих ЭВМ военные, метеорологи, геологи и пр. ученые;
4. мини-ЭВМ – это компьютеры, занимают промежуточное положение между ПК и мейнфреймами и используется для решения задач, для которых производительность ПК недостаточна, используется для обеспечения централизованного хранения и обработки информации. К мини-ЭВМ подключается множество терминалов (дисплеев с клавиатурой) или ПК;
5. рабочие станции – это ПК, младшие модели мини-ЭВМ, предназначенные для работы с одним пользователем. Имеет производительность, как у самых мощных ПК, или больше;
6. компьютеры типа Macintosh фирмы Apple – это разновидность ПК, не совместимая со стандартом IBM PC. Применяются в издательствах, образовании и др. областях;
7. notebook (карманные компьютеры) – это небольшие компьютеры весом от 300-500 гр. до нескольких кг. Работают на батарейках несколько часов. Среди карманных компьютеров есть компьютеры без клавиатуры, информацию в них можно вводить непосредственно с дисплея: символы вписываются от руки специальными «пером», а компьютер уже сам переводит их в машинный формат.
Мультимедиа компьютер
Мультимедиа компьютер – ПК с мощным процессором, большой ОП (оперативной памятью) и жестким диском, имеющий звуковую карту с микрофоном и колонками, CD- или DVD-ROM дисковод, к ПК подключены сканер и цветной струйный принтер. Мультимедиа технология позволяет интегрировать (объединять) различные виды представления и обработки информации: числовой, текстовой, графической, видео и звуковой. Важной особенностью мультимедиа технологий является их интерактивность (общая активность), т.е. то, что в диалоге с компьютером пользователю отводится активная роль.
Параметры компьютера
№
Устройство ПК
Характеристика устройства
Процессор
Разные изготовители.Типы процессоров: Intel Celeron, Pentium, AMD Sempron, Athlon
Тактовая частота – величина, характеризующая быстродействие процессора, измеряется в мегагерцах (МГц), т.е. количество базовых операций, которые производит процессор в секунду.
Пример: За 20 лет тактовая частота увеличилась на 2 порядка от 4 МГц (процессор 8086, 1978 г.) до 500 МГц (процессор Pentium III, 1999 г.).
Разрядность – число одновременно обрабатываемых битов информации, т.е. количеством двоичных разрядов, которые процессор обрабатывает за один такт.
Пример: разрядность увеличивалась за 20 лет в 8 раз. Процессор Pentium II имеет разрядность 64/32.
Быстродействие – число выполняемых процессором операций в сек.
Производительность процессора – интегральная характеристика, которая зависит от частоты, разрядности, а также особенностей архитектуры (наличие кэш-памяти и др.); определяется в процессе тестирования, по скорости выполнения операций в какой-либо программной среде.
Винчестер
(HDD)
Имеют различный объем памяти до нескольких десятков Гигабайт.
Пример: 1,6 Гигабайт, 4 Гб, 80 Гб. См. на ПК.
5 400 оборотов/мин.
Монитор
Для связи с монитором применяют видеокарты от 1 Мегабайта до нескольких десятков.
Пример: видеокарта – 2 Мегабайта. См. на ПК.
Отличаются размером диагонали экрана; разрешением, т.е. количеством пикселей (точек) по горизонтали и вертикали.
Пример: 15’’ (15 дюймов; дюйм – англ. мера длины, 1’’ = 2,54 см), 17’’ и т.д.
Виды мониторов:
Ø мониторы CRT-моделей или ЭЛТ-мониторы (электронно-лучевые трубки);
Ø плоские мониторы LCD-моделей или ЖК-мониторы (жидкокристаллические);
Ø мониторы на основе OLED-технологии или плазменные мониторы (мониторы на базе органических светоизлучающих диодов).
Преимущества OLED-технологии:
· уменьшение толщины экрана, улучшение качества изображения (яркость, большой угол обзора);
· уменьшение потребления электроэнергии.
Примечание: у ноутбуков покрытие экрана глянцевое, разрешение экрана WXGA 1280 х 800
ОП/ОЗУ – /оперативное запоминающее устройство
Время доступа к информации (считывания/записи данных). В современных модулях памяти время доступа меньше 70 нc - наносекунд (70*10-9с).
Пример: 128 Мегабайт, 512 Мб, 1024 Мб. См. на ПК.
Хранение информации
= Гибкий диск (дискета или флоппи-диск) – может длительно хранить информацию. Емкость дискеты 3,5’’ (диаметр диска) – 1 Мбайт. Имеют форму диска и помещаются в пластмассовый корпус. Считывается с дискеты и записывается на дискету информация с помощью дисковода.
[ Лазерный диск содержит большую информацию (CD-диск – 700 Мб и более DVD-диск – от 4,7 Гб до 17 Гб). Лазерные диски имеют форму диска, выполненного из специального материала, воспринимающего выжигание лазером. Информация с лазерных дисков считывается специальными дисководами (CD-ROM, CD-RW-приводами, DVD-ROM, DVD-RW-приводами). RW-приводы предназначены не только для чтения, но и для записи компакт-дисков.
[ Flash-память – непостоянное запоминающее устройство, состоящее из электронной микросхемы. Применяется для хранения изменяемой информации. Flash заменяет несколько десятков дискет, компактна и надежна. Flash-память реализована в устройствах малых размеров (Flash-брелки). Для работы c флешками используются USB-порты.
: Жесткий диск (винчестер) может длительно хранить информацию. Представляют собой несколько десятков дисков заключенных в металлический корпус. Наибольшая информация, которая хранится на винчестере, определяется его типом и колеблется от 1 Мегабайта до нескольких Гигабайт. Жесткий диск находится в системном блоке. Хранение информации основано на принципе магнитной записи.
[ Сменные кассеты с магнитной лентой емкостью от 20 Мб до 2 Гб. Для работы с кассетами используются стриммеры.
1 Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) или ОП хранит информацию только во время работы компьютера, при ее обработке. Емкость ОП от 1 Кб до 512 Кб.
1 Буфер (буфер обмена) кратковременно хранит ограниченную информацию, которую надо переместить или скопировать с одной части носителя информации на другую или из одного файла в другой.
Для хранения информации на диске, диск должен быть отформатирован. Магнитная головка дисковода расставляет метки дорожек и секторов. Форматирование –создание логической и физической структуры диска, т.е. разметка диска на дорожки (треки) с помощью концентрических окружностей и сектора с помощью радиусов.
Флешку форматировать не обязательно, но иногда есть необходимость отформатировать флэшку! Например, если Вы пользователь операционной системы ниже Windows 2000 *. Как правило, флешки больших объемов отформатированы в формате NTFS, что может являться проблемой для определения usb-накопителя старыми операционными системами. Для исправления данной проблемы Вы можете попробовать отформатировать флешку в формате FAT32.
Виды форматирования
Характеристика
Быстрое
Производится очистка корневого каталога и таблицы размещения файлов. Информация, т.е. сами файлы, сохраняются и возможно их восстановление.
Полное
Физическое форматирование (проверка качества магнитного покрытия дискеты и ее разметка на дорожки и сектора).
Логическое форматирование (создание каталога и таблицы размещения файлов).
После полного форматирования вся информация будет уничтожена.
Память ПК делится на внутреннюю(ОЗУ – оперативное запоминающее устройство и ПЗУ – постоянное запоминающее устройство)и внешнюю(ДЗУ – долговременное запоминающее устройство или ВЗУ – внешнее запоминающее устройство).
Внутренняя память
Для запуска ПК существует постоянное запоминающее устройство (ПЗУ – ROM), в котором постоянно хранится информация, позволяющая проверить функционирование основных устройств ПК (протестировать ПК) и загрузить операционную систему (ОС). Программы, обеспечивающие начальную работу ПК, называются BIOS (Base Input/Output System – базовая система вводы/вывода). ПЗУ расположено на системной плате и питается от батарейки, поэтому записанные в нем программы не стираются при выключении ПК. После завершения начальной загрузки ПК происходит загрузка ОС.
ОЗУ или ОП служит для временного хранения информации при ее обработке. При выключении ПК, хранящаяся в ней информация теряется. Из процессора в ОП поступают адрес (номер) ячейки и код операции (чтение или запись). При чтении процессор получает из ОП команду или операнд. При записи из процессора по указанному адресу поступает результат.
КЭШ-память (с англ. Cache - «Тайник») – блок высокоскоростной памяти большой емкости, в которую копируются данные извлеченные из ОП, для передачи их в МП (микропроцессор), такое сохранение основных команд позволяет повысить производительность процессора. При правильном выключении ПК данные из КЭШ-памяти переписывается на винчестер, а при неправильном выключении эти данные теряются.
Внешняя память
Основной функцией внешней памяти является способность долговременно хранить большой объем информации (программы, документы и т.д.). Устройство, которое обеспечивает запись/считывание информации на носители, называется накопителем или дисководом:
· накопители на гибких магнитных дисках (НГМД);
· накопители на жестких магнитных дисках (НЖМД) или «винчестеры»;
· дисководы CD-ROM;
· дисководы DVD-ROM;
· стримеры –устройства последовательного доступа, т.к. удаленные (расположенные дальше) фрагменты данных могут быть прочитаны только после считывания предшествующих им (менее удаленных).
Внешняя память – жесткие и гибкие магнитные диски («винчестеры» и дискеты), лазерные или оптические диски – CD, Flash-память, кассеты. «Винчестер» в современных ПК является основным устройством хранения информации. Внешняя па мять, в отличии от ОП, энергонезависимая, т.е. ее содержимое сохраняется после отключения питания ПК. Единица хранения во внешней памяти – файл.
Файл – это последовательность байтов, записанная на внешнюю память и имеющая имя. Обмен информацией между ОП и внешней памятью осуществляется файлами.
№
Виды дисков
Физические принципы записи информации
Гибкий диск
Магнитный
Информация записывается на магнитный носитель (диск покрыт ферромагнитным лаком) с помощью магнитных головок. В процессе записи головка с сердечником из магнитомягкого материала (малая остаточная намагниченность) перемещается вдоль магнитного слоя магнитожесткого носителя (большая остаточная намагниченность). Электрические импульсы создают в головке магнитное поле, которое последовательно намагничивает (1) или не намагничивает (0) элементы носителя.
При считывании информации намагниченные участки носителя вызывают в магнитной головке импульс тока (явление электромагнитной индукции).
Жесткий диск
Лазерный диск
Оптический
Информация на лазерном диске записана на одну спиралевидную дорожку (как на грампластинке), содержащую чередующиеся участки с различной отражающей способностью (ровная поверхность, углубление). Лазерный луч падает на поверхность вращающегося диска, причем интенсивность отраженного луча, в зависимости от отражающей способности участка дорожки, приобретает значения 0 или 1. С помощью фотопреобразователя световые импульсы преобразуются в последовательности электрических импульсов, которые передаются в компьютер.