Реферат: Устройство компьютера:. Устройство компьютера реферат

Реферат - Устройство компьютера - Информатика, программирование

1.1. Как он устроен и как работает 1.2. Системный бл ок компьютера 1.3. Память компьютера

Едва ли сейчас можно найти человека, который никогда не слышал о персональных компьютерах или никогда их не видел. Персональные компьютеры выпускаются в разных корпусах. На рис. 1.1 показан внешний вид настольного персонального компьютера.

Рис. 1.1. Настольный персональный компьютер.

Если вы много путешествуете, можете брать компьютер с собой. В этом случае вам подойдет компьютер блокнотного типа. Он имеет размеры небольшой книги (рис. 1.2).

Рис. 1.2. Блокнотный персональный компьютер.

Есть и другие варианты конструктивного исполнения компьютеров. Окончательный выбор — дело вашего вкуса. Однако если вы планируете подключать к компьютеру большое количество внешних устройств, приобретайте компьютер с большим, просторным корпусом и мощным блоком питания. Впрочем, об этом чуть позже.

1.1. Как он устроен и как работает

Любой компьютер (даже самый большой) состоит из четырех частей — устройства ввода информации, устройства обработки информации, устройства хранения и устройства вывода информации. Конструктивно эти части могут быть объединены в одном корпусе размером с книгу (компьютеры класса Notebook — записная книжка) или же каждая часть может состоять из нескольких достаточно громоздких устройств (большие компьютеры, такие как ЕС ЭВМ).

Чаще всего персональный компьютер состоит из системного блока (показан справа от видеомонитора на рис. 1.1), видеомонитора (рис. 1.3), клавиатуры (рис. 1.4), принтера (рис. 1.5), мыши (рис. 1.6). Иногда к компьютеру дополнительно подключаются звуковые колонки, головные телефоны и микрофон, а также другие устройства ввода и вывода информации, например, устройство ввода графической информации, которое называется сканер (рис. 1.7).

Системный блок объединяет устройства обработки и хранения информации.

Рис. 1.3. Видеомонитор.

Видеомонитор напоминает бытовой телевизор, однако обычно он обладает более высоким разрешением. Нетрудно догадаться, что монитор предназначен для вывода информации. Компьютер может выводить на экран монитора как текстовую, так и графическую информацию. С помощью специального (и довольно дорогостоящего оборудования) к компьютеру можно подключить бытовой видеомагнитофон и одновременно с обычной работой просматривать в небольшом окне экрана монитора (или на всем экране) видеофильмы.

Рис. 1.4. Клавиатура.

Клавиатура компьютера напоминает клавиатуру пишущей машинки. Ее назначение аналогично — набирать текст. Однако в компьютере набираемый текст не печатается сразу на бумаге, а запоминается на диске — запоминающем устройстве, расположенном в основном блоке. Кроме набора текста клавиатура используется для управления компьютером, а также для решения других задач, о чем вы еще узнаете.

Рис. 1.5. Принтер.

Принтер предназначен для печати информации, хранящейся в основном блоке компьютера. Это может быть текст, графическое изображение, таблицы и т. п… Промышленность выпускает принтеры на любой вкус — от самых дешевых, стоимостью $100 — $200, которые печатают медленно и не очень качественно, до дорогих лазерных и цветных струйных принтеров, которые стоят от сотен долларов до нескольких тысяч долларов и обеспечивают качество, обычно достижимое лишь в типографии.

Рис. 1.6. Мышь.

Мышь — это небольшая коробочка, с одной, двумя или тремя кнопками на верхней крышке. Для работы с мышью ее надо передвигать по поверхности стола. Компьютер следит за перемещениями мыши и передвигает на экране монитора изображение специального указателя — курсора. Таким образом, передвигая мышь по поверхности стола вы будете передвигать курсор по экрану монитора.

С помощью мыши вы можете указывать компьютеру на те элементы изображения, с которыми он должен что-либо сделать. Установив курсор на объект, следует нажать одну из кнопок. При этом компьютер узнает, что вы установили курсор на нужный объект.

Для выполнения на компьютере некоторых задач (например, таких как создание графических изображений) мышь даже более нужна чем клавиатура, так как является графическим устройством ввода компьютера.

С помощью звуковых колонок, головных телефонов и микрофона компьютер может общаться с человеком естественным для человека способом. Жаль только, что человеческую речь компьютер понимает пока с большим трудом, если вообще понимает…

Рис. 1.7. Сканер.

Сканер предназначен для ввода в компьютер графических изображений, таких как черно/белые или цветные фотографии. С помощью сканера можно ввести в компьютер графическое изображение страницы книги с текстом. Компьютер сможет «прочитать» это изображение и преобразовать его в обычный текст. Этот текст впоследствии можно будет отредактировать или отформатировать. Однако чаще всего сканер используется для ввода фотографий.

С помощью плоттера компьютер может вычертить чертеж детали, географическую карту или другое подобное изображение. Плоттер рисует специальными цветными фломастерами. Качество обычно хуже, чем достижимое на лазерном принтере, однако есть плоттеры, способные работать с бумагой очень большого размера, например, формата А0 (33,11" x 46,81" или 841 мм х 1189 мм). Лазерные принтеры обычно используют формат бумаги А4 (8,27" x 11,69" или 210 мм х 297 мм), и только некоторые из них — А3 (11.69" x 16,54" или 297 мм х 420 мм).

Такое устройство, как дигитайзер, нужно далеко не всем. Это устройство состоит из планшета и специальной коробочки с кнопками. Дигитайзер предназначен для полуавтоматического ввода в компьютер чертежей, схем, географических карт. Чертеж или рисунок кладется на планшет, сверху располагается коробочка, соединенная с планшетом. Через специальную линзу с перекрещивающимися линиями вы видите поверхность чертежа или рисунка, на которой лежит коробочка. Перемещая перекрестие линий от одной точки чертежа к другой и нажимая кнопки на коробочке, вы можете ввести в компьютер карандашный эскиз детали или географическую карту.

К компьютеру можно подключить и другие устройства, например, устройство для чтения штрихового кода, используемого для маркировки товара в магазинах, или модем.

Итак, компьютер состоит из четырех частей, в качестве которых могут быть использованы описанные выше устройства. Как эти части соединяются и как взаимодействуют между собой?

На рис. 1.8 изображены те действия над информацией, которые может выполнять компьютер.

Рис 1.8. Действия, выполняемые компьютером

Компьютер может вводить информацию, обрабатывать, выводить, а также накапливать. Не вдаваясь в детали, отметим, что вся информация хранится в компьютере в виде чисел (даже текстовая, звуковая или графическая).

Устройства ввода преобразуют вводимую информацию в числа. Например, когда вы нажимаете клавиши на клавиатуре, из нее в основной блок передаются числа, соответствующие нажимаемой клавише. Если вводится звуковая информация, она также преобразуется в поток чисел, каждое из которых соответствует амплитуде звукового сигнала в данный момент времени. При вводе изображения при помощи сканера полученный образ хранится в виде чисел, описывающих цвет и интенсивность отдельных точек изображения. При передвижении мыши по поверхности стола направление перемещения мыши и расстояние преобразуются в цифровую форму и передаются в компьютер.

Человеку неудобно работать с цифровой информацией, он предпочитает аналоговую. Например, многие люди привыкли к механическим часам и не покупают электронные с цифровой индикацией, так как им легче определять время по положению стрелок. Компьютер (вернее, устройство обработки информации, входящее в состав компьютера), «любит» иметь дело с числами.

Поэтому получив от человека информацию, после обработки компьютер должен преобразовать ее из цифровой формы в форму, удобную для человека. Устройства вывода выдают человеку готовый результат обработки в виде изображения, звука и т. д.

Что же касается хранения информации, то она хранится в цифровом виде. Это удобно для обработки информации компьютером. Обычный пользователь никогда не имеет непосредственного доступа к информации, хранящейся в устройствах памяти компьютера, поэтому для него не имеет значения формат записанных там данных.

Помимо введенной для обработки информации в компьютере хранится и другой вид данных — программы для работы с информацией. Программы хранятся в виде чисел и представляют собой ни что иное, как инструкции компьютеру по работе с информацией. Программы предписывают компьютеру, какие следует выполнять операции в ответ на действия человека, работающего с компьютером. Как правило, для решения каждой задачи требуется иметь отдельную программу, хотя бывают и универсальные программы, способные выполнять несколько разных задач.

Программы составляются людьми, чья профессия — программисты. Составление программ — чрезвычайно сложная задача, требующая значительной специальной подготовки, больших затрат труда и времени. Программирование «на хорошем уровне» доступно лишь профессионалам высокого класса. Однако пользователям компьютеров не стоит волноваться по этому поводу. В настоящий момент можно купить программу, подходящую для решения практически любой задачи. Для использования компьютера от вас не требуется умения составлять программы, как не требуется и детального знакомства с устройством и принципами работы компьютера.

1.2. Системный блок компьютера

Что же скрывается внутри системного блока компьютера? Там находится устройство обработки информации, устройства хранения информации и другие узлы.

Если открыть корпус системного блока компьютера (рис. 1.11), вы увидите блок питания (Power Supply), большую печатную плату с микросхемами, называемую материнской платой (Motherboard), в которую вставлены платы размером поменьше — контроллеры, а также устройства внешней памяти — накопители на гибких магнитных дисках (FDD или НГМД) и накопители на магнитных (жестких) дисках (HDD или НМД). Внутри корпуса есть также маленький громкоговоритель и много соединительных кабелей.

Устройства ввода/вывода, такие как мышь (Mouse), клавиатура (Keyboard), видеомонитор и принтер (Printer) подключаются непосредственно к материнской плате либо к контроллерам (Controller) — маленьким платам, вставленным в материнскую плату. Аналогично подключаются к материнской плате НГМД, НМД и громкоговоритель, а также кнопки и светодиоды, расположенные на лицевой панели корпуса основного блока.

Рис. 1.11. Системный блок компьютера.

На материнской плате есть большая микросхема — центральный процессор (CPU или ЦП). Это мозг компьютера. Процессор выполняет всю обработку данных, поступающих в компьютер и хранящихся в памяти компьютера. Обработка выполняется по управлением программы, которая, как я уже писала, также хранится в памяти компьютера. Персональные компьютеры оснащаются центральными процессорами разной мощности (производительности). В зависимости от решаемой вами задачи может потребоваться тот или иной процессор, о чем я еще буду говорить.

Кроме центрального процессора, на материнской плате расположено еще одно важнейшее устройство — оперативная память или оперативное запоминающее устройство (RAM или ОЗУ). ОЗУ имеет относительно небольшой объем — обычно от 1 до 16 мегабайт, однако, как это видно из названия, центральный процессор имеет оперативный (быстрый) доступ к данным, записанным в ОЗУ (на извлечение данных из ОЗУ требуется не более 60-100 наносекунд). Говорят, что данные в ОЗУ имеют малое время доступа.

Почему вся память компьютера не работает так же быстро, как ОЗУ? Тому есть две причины. Во-первых, быстродействующая память дорого стоит. Во-вторых, все данные, хранящиеся в ОЗУ, пропадают при выключении питания компьютера. Устройства памяти типа НМД или НГМД сохраняют данные, даже если компьютер не работает, и могут использоваться для долговременного хранения информации, однако время доступа к данным даже для лучших НМД составляет 5-10 миллисекунд, а для НГМД оно существенно больше.

1.3. Память компьютера

Расскажем подробнее о том, как устроена и работает память компьютера.

ОЗУ и ПЗУ

Вы уже знаете, что на материнской плате компьютера есть оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) емкостью несколько мегабайт с малым временем доступа. Эта память используется для временного хранения данных, обрабатываемых центральным процессором. Однако в ОЗУ хранятся не только данные, туда перед запуском должна быть записана программа.

Кроме ОЗУ на материнской плате есть микросхема постоянного запоминающего устройства (ROM или ПЗУ). Данные записываются в ПЗУ один раз при изготовлении микросхемы на заводе и обычно не могут быть изменены впоследствии. В ПЗУ хранятся программы, которые компьютер запускает автоматически при включении питания. Эти программы предназначены для проверки исправности и обслуживания аппаратуры самого компьютера. Они также выполняют первоначальную загрузку главной обслуживающей программы компьютера — так называемой операционной системы.

Наглядно ОЗУ и ПЗУ можно представить себе в в виде массива ячеек, в которые записаны отдельные байты информации. Каждая ячейка имеет свой номер, причем нумерация начинается с нуля. Номер ячейки является адресом (Address) байта.

Центральный процессор при работе с ОЗУ должен указать адрес байта, который он желает прочитать из памяти или записать в память (рис. 1.12). Разумеется, из ПЗУ можно только читать данные. Прочитанные из ОЗУ или ПЗУ данные процессор записывает в свою внутреннюю память, устроенную аналогично ОЗУ, но работающую значительно быстрее и имеющую емкость не более десятков байт.

Рис. 1.12. Работа процессора с ОЗУ.

Процессор может обрабатывать только те данные, которые находятся в его внутренней памяти, в ОЗУ или в ПЗУ. Все эти виды устройства памяти называются устройствами внутренней памяти, они обычно располагаются непосредственно на материнской плате компьютера (внутренняя память процессора находится в самом процессоре).

Память на магнитных дисках

Любой компьютер (предназначенный для серьезной работы) оснащен так называемыми устройствами внешней памяти. К этим устройствам относятся в первую очередь накопители на гибких магнитных дисках (НГМД) и накопители на жестких магнитных дисках (НМД).

Устройства внешней памяти, как я уже говорила, предназначены для долговременного хранения информации. НГМД и НМД относятся к дисковым магнитным устройствам памяти, так как информация в этих устройствах записывается на вращающихся дисках, покрытых магнитным материалом, напоминающем покрытие лент обычных аудио- и видеокассет. И хотя по своему составу магнитное покрытие, используемое в дисковых накопителях, отличается от покрытия обычных бытовых магнитных лент, в них используется аналогичный принцип записи информации.

В обычных бытовых магнитофонах на магнитную ленту записывается аналоговый сигнал непосредственно с микрофона, проигрывателя пластинок, компакт-дисков или другого источника. Компьютер записывает на магнитные диски биты информации. Если надо записать несколько байт данных, все биты этих байтов записываются последовательно на одну дорожку.

Дорожки образуют на магнитных дисках концентрические круги. Блок специальных магнитных головок перемещается по радиальной оси к центру или от центра диска, прочерчивая по поверхности диска воображаемые круги. Эти круги и называются дорожками или цилиндрами (рис. 1.13).

Рис. 1.13. Магнитный диск.

Компьютер может произвольно устанавливать блок магнитных головок на любую дорожку диска, однако сами данные на дорожке просматриваются компьютером последовательно по мере вращения диска.

Конструктивно НГМД выполнен таким образом, что вы можете менять установленные в нем магнитные диски. Такие сменные магнитные диски называются гибкими магнитными дисками или флоппи-дисками (их также называют дискетами) и расположены в специальном картонном конверте, защищающем их от повреждения. Кстати, пусть название «гибкие диски» не вводят вас в заблуждение — с такими дисками надо обращаться осторожно и ни в коем случае не изгибать их!

Флоппи-диски нельзя подвергать нагреву, располагать вблизи сильных электромагнитных полей (понятно почему — информация будет стерта). Для лучшей сохранности данных старайтесь держать дискеты подальше от сильных магнитов и видеомонитора. Нельзя также касаться пальцами поверхности диска, так как вы можете загрязнить ее жиром, который всегда есть на коже.

На верхнюю поверхность дискеты обычно наклеивается этикетка, на которой вы можете отметить, какие программы или данные находятся на дискете. Для отметок на этикетке дискеты лучше всего использовать мягкий простой карандаш или фломастер, но не шариковую ручку, так как она может оставить вмятины и испортить дискету. Если вы стираете старое обозначение с этикетки дискеты ластиком, следите за тем, чтобы крошки ластика не попали в прорезь для магнитных головок. В противном случае вы можете повредить не только дискету, но и НГМД.

Старайтесь держать дискету в специальном бумажном пакетике, в котором она продается. Не следует класть дискету без пакетика на стол или рабочие бумаги, так как пыль с поверхности стола или бумаг может попасть на поверхность магнитного диска и это приведет к ее повреждению. Я также не рекомендую курить в помещении, где установлен компьютер, пепел от сигарет может послужить причиной преждевременного выхода из строя дискет или НГМД.

В настоящее время используются флоппи-диски двух типов — диаметром 5,25" (рис. 1.14) и 3,5" (рис. 1.15). В зависимости от конструкции диска и материала магнитного покрытия вы можете записать на флоппи-диск от 360 Кбайт до 2,88 Мбайт данных. Больше всего распространены флоппи-диски диаметром 3,5" и емкостью 1,44 Мбайт, диаметром 5,25" и емкостью 1,2 Мбайт, а также диаметром 5,25" и емкостью 360 Кбайт.

Емкость флоппи-дисков можно определить из обозначения на коробке. Приведем обозначение для встречающихся чаще всего дискет:

Дискеты диаметром 5,25" и разной плотностью внешне практически ничем не отличаются друг от друга, за исключением того что у дискет емкостью 360 Кбайт отверстие для вращающегося вала имеет окантовку по краям. У дискет емкостью 1200 Кбайт (или как принято говорить, емкостью 1,2 Мбайт) такой окантовки нет.

Емкость дискет диаметром 3,5" легко определить по внешнему виду, так как у дискет емкостью 1,44 Мбайт (1440 Кбайт) есть специальное отверстие для обозначения емкости. Дискеты емкостью 720 Кбайт такого отверстия не имеют.

Рис. 1.14. Флоппи-диск диаметром 5,25".

Данные, записанные на дискете, можно защитить от случайного стирания или перезаписи. В дискете диаметром 5,25" для этого надо заклеить отверстие защиты от записи при помощи специальной полоски. Набор таких полосок продается вместе с дискетами. В дискете диаметром 3,5" для защиты от записи есть специальная крышечка. Вы можете с ее помощью закрыть отверстие, защитив таким образом записанные на дискете данные.

Рис. 1.15. Флоппи-диск диаметром 3,5".

Дискеты надо вставлять в прорезь НГМД осторожно, при этом они должны вставляться таким образом, чтобы прорезь для магнитных головок была направлена внутрь НГМД, а прорезь защиты от записи (или отверстие защиты от записи в дискетах диаметром 3,5") находилась слева. При этом этикетка должна быть наклеена сверху. Если вы вставите дискету неправильно, это может привести к повреждению НГМД.

На рис. 1.16 показано, как правильно вставлять дискету диаметром 3,5". Дискета вставляется до щелчка без приложения усилий. Для извлечения дискеты нажмите кнопку, указанную на рисунке.

Рис. 1.16. Работа с дискетой диаметром 3,5".

На рис. 1.17 показано, как правильно устанавливать в НГМД дискету диаметром 5,25". После того как вы вставили дискету, следует повернуть ручку фиксатора в направлении, указанном на рисунке стрелкой. Перед тем как вынимать дискету из дисковода, ручку фиксатора следует вернуть в исходное положение.

Рис. 1.17. Работа с дискетой диаметром 5,25".

В накопителях НМД используется сразу несколько дисков с магнитным покрытием, вращающихся на общем валу. Так же как и в НГМД, для записи данных на диски используется блок магнитных головок, причем данные записываются на обе поверхности дисков. Однако в НГМД магнитные головки касаются поверхности флоппи-дисков, а в НМД парят очень близко над поверхностью. Поэтому, в частности, а также потому что сами диски более жесткие механически, емкость НМД существенно выше и составляет сотни, а то и тысячи Мбайт.

По сравнению с НГМД время доступа к данным в НМД существенно меньше. Это связано с тем, что скорость вращения дисков в НМД выше, чем скорость вращения флоппи-диска в НГМД.

Накопители НМД есть практически в каждом персональном компьютере. В настоящее время это самое распространенное устройство, предназначенное для долговременного хранения данных.

Лазерные дисковые накопители

Все шире используются лазерные дисковые накопители. Лазерные накопители отличаются значительной емкостью (650 Мбайт и более), однако обычно обладают худшим быстродействием по сравнению с НМД. Так же как и в НГМД вы можете менять диски с информацией, однако емкость такого «флоппи-диска» значительно больше, не говоря уже о значительно большей надежности хранения данных. Размеры лазерного и флоппи-диска примерно одинаковы.

Не вдаваясь в детали отметим, что существуют три разных типа лазерных накопителей.

Первый тип позволяет только читать лазерные диски, похожие на обычные компакт-диски CD. Эти накопители работают как сменное ПЗУ и называются CD-ROM. Компакт-диски для накопителей CD-ROM готовятся с помощью специального оборудования стоимостью в тысячи долларов, однако стоимость самих компакт-дисков (без учета стоимости информации, записанной на диске) ничтожна. Накопители CD-ROM стоят порядка 200-300 долларов, что сравнительно немного. Они обеспечат вам доступ к значительным объемам данных, не говоря уже о том, что такие накопители позволяют проигрывать обычные звуковые компакт-диски через головные телефоны или звуковое оборудование, подключенное к компьютеру.

Второй тип лазерных накопителей позволяет записывать информацию на лазерный диск только один раз. Это так называемые WORM-накопители. Их удобно использовать для работы с большими объемами редко изменяющейся, но пополняющейся информации, такой как, например, каталоги больших библиотек.

Самый удобный, но и самый дорогой тип лазерных накопителей — накопители с перезаписью. При емкости порядка 600 Мбайт и быстродействии, сравнимом с быстродействием НМД, стоимость таких накопителей может достигать несколько тысяч долларов. Однако высокая надежность и возможность смены дисков с данными делают их весьма привлекательными, если необходимо работать с очень большими объемами данных.

Накопители на магнитной ленте

Нельзя обойти вниманием и такой тип внешних устройств памяти, как накопители на магнитной ленте или стримеры. По своему принципу действия эти устройства напоминают бытовые кассетные магнитофоны. Чаще всего стримеры используют для резервного копирования содержимого НМД, что позволяет избежать потери данных при выходе НМД из строя. Самые хорошие стримеры позволяют записать на одну кассету с магнитной лентой до 2 Гбайт информации, однако из-за высокой стоимости таких стримеров больше распространены стримеры с кассетами, рассчитанными на запись 150 или 250 Мбайт данных.

Иерархия памяти в персональном компьютере

Подводя итог сказанному, отметим иерархичность памяти компьютера. Непосредственно в центральном процессоре расположена очень быстродействующая память небольшого размера (десятки байт). На материнской плате есть несколько более медленная память ОЗУ и ПЗУ емкостью порядка нескольких мегабайт (емкость ПЗУ обычно составляет сотни килобайт). И, наконец, к компьютеру подключаются относительно медленные устройства внешней памяти, способные хранить тысячи мегабайт данных. В приведенной ниже таблице отражены приблизительные характеристики основных типов запоминающих устройств, используемых в персональных компьютерах.

Отметим, что центральный процессор принципиально не имеет непосредственного доступа к внешней памяти. Для того чтобы записать данные на диск, процессор должен поместить их вначале в ОЗУ, откуда они при помощи специальной аппаратуры компьютера будут переписаны на дорожки диска. Данные, читаемые с диска, также вначале помещаются в ОЗУ, и только после этого центральный процессор может получить к ним доступ.

Иерархическое построение памяти компьютера позволяет снизить стоимость подсистемы памяти компьютера, так как те данные, которые нужны чаще, хранятся в быстродействующей (и более дорогостоящей) памяти, в то время как большой объем редко используемых данных можно хранить в относительно дешевой внешней памяти.

www.ronl.ru

Реферат - Устройство компьютера - Программирование

Рис. 1.1. Настольный персональный компьютер. Если вы много путешествуете, можете брать компьютер с собой. В этом случае вам подойдет компьютер блокнотного типа. Он имеет размеры небольшой книги (рис. 1.2).

Рис. 1.2. Блокнотный персональный компьютер. Есть и другие варианты конструктивного исполнения компьютеров. Окончательный выбор - дело вашего вкуса. Однако если вы планируете подключать к компьютеру большое количество внешних устройств, приобретайте компьютер с большим, просторным корпусом и мощным блоком питания. Впрочем, об этом чуть позже. 1.1. Как он устроен и как работает Любой компьютер (даже самый большой) состоит из четырех частей - устройства ввода информации, устройства обработки информации, устройства хранения и устройства вывода информации. Конструктивно эти части могут быть объединены в одном корпусе размером с книгу (компьютеры класса Notebook - записная книжка) или же каждая часть может состоять из нескольких достаточно громоздких устройств (большие компьютеры, такие как ЕС ЭВМ). Чаще всего персональный компьютер состоит из системного блока (показан справа от видеомонитора на рис. 1.1), видеомонитора (рис. 1.3), клавиатуры (рис. 1.4), принтера (рис. 1.5), мыши (рис. 1.6). Иногда к компьютеру дополнительно подключаются звуковые колонки, головные телефоны и микрофон, а также другие устройства ввода и вывода информации, например, устройство ввода графической информации, которое называется сканер (рис. 1.7). Системный блок объединяет устройства обработки и хранения информации.

Рис. 1.3. Видеомонитор. Видеомонитор напоминает бытовой телевизор, однако обычно он обладает более высоким разрешением. Нетрудно догадаться, что монитор предназначен для вывода информации. Компьютер может выводить на экран монитора как текстовую, так и графическую информацию. С помощью специального (и довольно дорогостоящего оборудования) к компьютеру можно подключить бытовой видеомагнитофон и одновременно с обычной работой просматривать в небольшом окне экрана монитора (или на всем экране) видеофильмы.

Рис. 1.4. Клавиатура. Клавиатура компьютера напоминает клавиатуру пишущей машинки. Ее назначение аналогично - набирать текст. Однако в компьютере набираемый текст не печатается сразу на бумаге, а запоминается на диске - запоминающем устройстве, расположенном в основном блоке. Кроме набора текста клавиатура используется для управления компьютером, а также для решения других задач, о чем вы еще узнаете.

Рис. 1.5. Принтер. Принтер предназначен для печати информации, хранящейся в основном блоке компьютера. Это может быть текст, графическое изображение, таблицы и т. п.. Промышленность выпускает принтеры на любой вкус - от самых дешевых, стоимостью $100 - $200, которые печатают медленно и не очень качественно, до дорогих лазерных и цветных струйных принтеров, которые стоят от сотен долларов до нескольких тысяч долларов и обеспечивают качество, обычно достижимое лишь в типографии.

Рис. 1.6. Мышь. Мышь - это небольшая коробочка, с одной, двумя или тремя кнопками на верхней крышке. Для работы с мышью ее надо передвигать по поверхности стола. Компьютер следит за перемещениями мыши и передвигает на экране монитора изображение специального указателя - курсора. Таким образом, передвигая мышь по поверхности стола вы будете передвигать курсор по экрану монитора. С помощью мыши вы можете указывать компьютеру на те элементы изображения, с которыми он должен что-либо сделать. Установив курсор на объект, следует нажать одну из кнопок. При этом компьютер узнает, что вы установили курсор на нужный объект. Для выполнения на компьютере некоторых задач (например, таких как создание графических изображений) мышь даже более нужна чем клавиатура, так как является графическим устройством ввода компьютера. С помощью звуковых колонок, головных телефонов и микрофона компьютер может общаться с человеком естественным для человека способом. Жаль только, что человеческую речь компьютер понимает пока с большим трудом, если вообще понимает...

Рис. 1.7. Сканер. Сканер предназначен для ввода в компьютер графических изображений, таких как черно/белые или цветные фотографии. С помощью сканера можно ввести в компьютер графическое изображение страницы книги с текстом. Компьютер сможет "прочитать" это изображение и преобразовать его в обычный текст. Этот текст впоследствии можно будет отредактировать или отформатировать. Однако чаще всего сканер используется для ввода фотографий. С помощью плоттера компьютер может вычертить чертеж детали, географическую карту или другое подобное изображение. Плоттер рисует специальными цветными фломастерами. Качество обычно хуже, чем достижимое на лазерном принтере, однако есть плоттеры, способные работать с бумагой очень большого размера, например, формата А0 (33,11" x 46,81" или 841 мм х 1189 мм). Лазерные принтеры обычно используют формат бумаги А4 (8,27" x 11,69" или 210 мм х 297 мм), и только некоторые из них - А3 (11.69" x 16,54" или 297 мм х 420 мм). Такое устройство, как дигитайзер, нужно далеко не всем. Это устройство состоит из планшета и специальной коробочки с кнопками. Дигитайзер предназначен для полуавтоматического ввода в компьютер чертежей, схем, географических карт. Чертеж или рисунок кладется на планшет, сверху располагается коробочка, соединенная с планшетом. Через специальную линзу с перекрещивающимися линиями вы видите поверхность чертежа или рисунка, на которой лежит коробочка. Перемещая перекрестие линий от одной точки чертежа к другой и нажимая кнопки на коробочке, вы можете ввести в компьютер карандашный эскиз детали или географическую карту. К компьютеру можно подключить и другие устройства, например, устройство для чтения штрихового кода, используемого для маркировки товара в магазинах, или модем. Итак, компьютер состоит из четырех частей, в качестве которых могут быть использованы описанные выше устройства. Как эти части соединяются и как взаимодействуют между собой? На рис. 1.8 изображены те действия над информацией, которые может выполнять компьютер.

Рис 1.8. Действия, выполняемые компьютером Компьютер может вводить информацию, обрабатывать, выводить, а также накапливать. Не вдаваясь в детали, отметим, что вся информация хранится в компьютере в виде чисел (даже текстовая, звуковая или графическая). Устройства ввода преобразуют вводимую информацию в числа. Например, когда вы нажимаете клавиши на клавиатуре, из нее в основной блок передаются числа, соответствующие нажимаемой клавише. Если вводится звуковая информация, она также преобразуется в поток чисел, каждое из которых соответствует амплитуде звукового сигнала в данный момент времени. При вводе изображения при помощи сканера полученный образ хранится в виде чисел, описывающих цвет и интенсивность отдельных точек изображения. При передвижении мыши по поверхности стола направление перемещения мыши и расстояние преобразуются в цифровую форму и передаются в компьютер. Человеку неудобно работать с цифровой информацией, он предпочитает аналоговую. Например, многие люди привыкли к механическим часам и не покупают электронные с цифровой индикацией, так как им легче определять время по положению стрелок. Компьютер (вернее, устройство обработки информации, входящее в состав компьютера), "любит" иметь дело с числами. Поэтому получив от человека информацию, после обработки компьютер должен преобразовать ее из цифровой формы в форму, удобную для человека. Устройства вывода выдают человеку готовый результат обработки в виде изображения, звука и т. д. Что же касается хранения информации, то она хранится в цифровом виде. Это удобно для обработки информации компьютером. Обычный пользователь никогда не имеет непосредственного доступа к информации, хранящейся в устройствах памяти компьютера, поэтому для него не имеет значения формат записанных там данных. Помимо введенной для обработки информации в компьютере хранится и другой вид данных - программы для работы с информацией. Программы хранятся в виде чисел и представляют собой ни что иное, как инструкции компьютеру по работе с информацией. Программы предписывают компьютеру, какие следует выполнять операции в ответ на действия человека, работающего с компьютером. Как правило, для решения каждой задачи требуется иметь отдельную программу, хотя бывают и универсальные программы, способные выполнять несколько разных задач. Программы составляются людьми, чья профессия - программисты. Составление программ - чрезвычайно сложная задача, требующая значительной специальной подготовки, больших затрат труда и времени. Программирование "на хорошем уровне" доступно лишь профессионалам высокого класса. Однако пользователям компьютеров не стоит волноваться по этому поводу. В настоящий момент можно купить программу, подходящую для решения практически любой задачи. Для использования компьютера от вас не требуется умения составлять программы, как не требуется и детального знакомства с устройством и принципами работы компьютера. 1.2. Системный блок компьютера Что же скрывается внутри системного блока компьютера? Там находится устройство обработки информации, устройства хранения информации и другие узлы. Если открыть корпус системного блока компьютера (рис. 1.11), вы увидите блок питания (Power Supply), большую печатную плату с микросхемами, называемую материнской платой (Motherboard), в которую вставлены платы размером поменьше - контроллеры, а также устройства внешней памяти - накопители на гибких магнитных дисках (FDD или НГМД) и накопители на магнитных (жестких) дисках (HDD или НМД). Внутри корпуса есть также маленький громкоговоритель и много соединительных кабелей. Устройства ввода/вывода, такие как мышь (Mouse), клавиатура (Keyboard), видеомонитор и принтер (Printer) подключаются непосредственно к материнской плате либо к контроллерам (Controller) - маленьким платам, вставленным в материнскую плату. Аналогично подключаются к материнской плате НГМД, НМД и громкоговоритель, а также кнопки и светодиоды, расположенные на лицевой панели корпуса основного блока.

Рис. 1.11. Системный блок компьютера. На материнской плате есть большая микросхема - центральный процессор (CPU или ЦП). Это мозг компьютера. Процессор выполняет всю обработку данных, поступающих в компьютер и хранящихся в памяти компьютера. Обработка выполняется по управлением программы, которая, как я уже писала, также хранится в памяти компьютера. Персональные компьютеры оснащаются центральными процессорами разной мощности (производительности). В зависимости от решаемой вами задачи может потребоваться тот или иной процессор, о чем я еще буду говорить. Кроме центрального процессора, на материнской плате расположено еще одно важнейшее устройство - оперативная память или оперативное запоминающее устройство (RAM или ОЗУ). ОЗУ имеет относительно небольшой объем - обычно от 1 до 16 мегабайт, однако, как это видно из названия, центральный процессор имеет оперативный (быстрый) доступ к данным, записанным в ОЗУ (на извлечение данных из ОЗУ требуется не более 60-100 наносекунд). Говорят, что данные в ОЗУ имеют малое время доступа. Почему вся память компьютера не работает так же быстро, как ОЗУ? Тому есть две причины. Во-первых, быстродействующая память дорого стоит. Во-вторых, все данные, хранящиеся в ОЗУ, пропадают при выключении питания компьютера. Устройства памяти типа НМД или НГМД сохраняют данные, даже если компьютер не работает, и могут использоваться для долговременного хранения информации, однако время доступа к данным даже для лучших НМД составляет 5-10 миллисекунд, а для НГМД оно существенно больше. 1.3. Память компьютера Расскажем подробнее о том, как устроена и работает память компьютера. ОЗУ и ПЗУ Вы уже знаете, что на материнской плате компьютера есть оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) емкостью несколько мегабайт с малым временем доступа. Эта память используется для временного хранения данных, обрабатываемых центральным процессором. Однако в ОЗУ хранятся не только данные, туда перед запуском должна быть записана программа. Кроме ОЗУ на материнской плате есть микросхема постоянного запоминающего устройства (ROM или ПЗУ). Данные записываются в ПЗУ один раз при изготовлении микросхемы на заводе и обычно не могут быть изменены впоследствии. В ПЗУ хранятся программы, которые компьютер запускает автоматически при включении питания. Эти программы предназначены для проверки исправности и обслуживания аппаратуры самого компьютера. Они также выполняют первоначальную загрузку главной обслуживающей программы компьютера - так называемой операционной системы. Наглядно ОЗУ и ПЗУ можно представить себе в в виде массива ячеек, в которые записаны отдельные байты информации. Каждая ячейка имеет свой номер, причем нумерация начинается с нуля. Номер ячейки является адресом (Address) байта. Центральный процессор при работе с ОЗУ должен указать адрес байта, который он желает прочитать из памяти или записать в память (рис. 1.12). Разумеется, из ПЗУ можно только читать данные. Прочитанные из ОЗУ или ПЗУ данные процессор записывает в свою внутреннюю память, устроенную аналогично ОЗУ, но работающую значительно быстрее и имеющую емкость не более десятков байт.

Рис. 1.12. Работа процессора с ОЗУ. Процессор может обрабатывать только те данные, которые находятся в его внутренней памяти, в ОЗУ или в ПЗУ. Все эти виды устройства памяти называются устройствами внутренней памяти, они обычно располагаются непосредственно на материнской плате компьютера (внутренняя память процессора находится в самом процессоре). Память на магнитных дисках Любой компьютер (предназначенный для серьезной работы) оснащен так называемыми устройствами внешней памяти. К этим устройствам относятся в первую очередь накопители на гибких магнитных дисках (НГМД) и накопители на жестких магнитных дисках (НМД). Устройства внешней памяти, как я уже говорила, предназначены для долговременного хранения информации. НГМД и НМД относятся к дисковым магнитным устройствам памяти, так как информация в этих устройствах записывается на вращающихся дисках, покрытых магнитным материалом, напоминающем покрытие лент обычных аудио- и видеокассет. И хотя по своему составу магнитное покрытие, используемое в дисковых накопителях, отличается от покрытия обычных бытовых магнитных лент, в них используется аналогичный принцип записи информации. В обычных бытовых магнитофонах на магнитную ленту записывается аналоговый сигнал непосредственно с микрофона, проигрывателя пластинок, компакт-дисков или другого источника. Компьютер записывает на магнитные диски биты информации. Если надо записать несколько байт данных, все биты этих байтов записываются последовательно на одну дорожку. Дорожки образуют на магнитных дисках концентрические круги. Блок специальных магнитных головок перемещается по радиальной оси к центру или от центра диска, прочерчивая по поверхности диска воображаемые круги. Эти круги и называются дорожками или цилиндрами (рис. 1.13).

Рис. 1.13. Магнитный диск. Компьютер может произвольно устанавливать блок магнитных головок на любую дорожку диска, однако сами данные на дорожке просматриваются компьютером последовательно по мере вращения диска. Конструктивно НГМД выполнен таким образом, что вы можете менять установленные в нем магнитные диски. Такие сменные магнитные диски называются гибкими магнитными дисками или флоппи-дисками (их также называют дискетами) и расположены в специальном картонном конверте, защищающем их от повреждения. Кстати, пусть название "гибкие диски" не вводят вас в заблуждение - с такими дисками надо обращаться осторожно и ни в коем случае не изгибать их! Флоппи-диски нельзя подвергать нагреву, располагать вблизи сильных электромагнитных полей (понятно почему - информация будет стерта). Для лучшей сохранности данных старайтесь держать дискеты подальше от сильных магнитов и видеомонитора. Нельзя также касаться пальцами поверхности диска, так как вы можете загрязнить ее жиром, который всегда есть на коже. На верхнюю поверхность дискеты обычно наклеивается этикетка, на которой вы можете отметить, какие программы или данные находятся на дискете. Для отметок на этикетке дискеты лучше всего использовать мягкий простой карандаш или фломастер, но не шариковую ручку, так как она может оставить вмятины и испортить дискету. Если вы стираете старое обозначение с этикетки дискеты ластиком, следите за тем, чтобы крошки ластика не попали в прорезь для магнитных головок. В противном случае вы можете повредить не только дискету, но и НГМД. Старайтесь держать дискету в специальном бумажном пакетике, в котором она продается. Не следует класть дискету без пакетика на стол или рабочие бумаги, так как пыль с поверхности стола или бумаг может попасть на поверхность магнитного диска и это приведет к ее повреждению. Я также не рекомендую курить в помещении, где установлен компьютер, пепел от сигарет может послужить причиной преждевременного выхода из строя дискет или НГМД. В настоящее время используются флоппи-диски двух типов - диаметром 5,25" (рис. 1.14) и 3,5" (рис. 1.15). В зависимости от конструкции диска и материала магнитного покрытия вы можете записать на флоппи-диск от 360 Кбайт до 2,88 Мбайт данных. Больше всего распространены флоппи-диски диаметром 3,5" и емкостью 1,44 Мбайт, диаметром 5,25" и емкостью 1,2 Мбайт, а также диаметром 5,25" и емкостью 360 Кбайт. Емкость флоппи-дисков можно определить из обозначения на коробке. Приведем обозначение для встречающихся чаще всего дискет:

Обозначение Диаметр флоппи-диска, дюймы Емкость флоппи-диска, Кбайт 5.25" 2S/2D 5,25 360 5.25" 2S/HD 5,25 1200 3.5" 2S/2D 3,5 720 3.5" 2S/HD 3,5 1440

Дискеты диаметром 5,25" и разной плотностью внешне практически ничем не отличаются друг от друга, за исключением того что у дискет емкостью 360 Кбайт отверстие для вращающегося вала имеет окантовку по краям. У дискет емкостью 1200 Кбайт (или как принято говорить, емкостью 1,2 Мбайт) такой окантовки нет. Емкость дискет диаметром 3,5" легко определить по внешнему виду, так как у дискет емкостью 1,44 Мбайт (1440 Кбайт) есть специальное отверстие для обозначения емкости. Дискеты емкостью 720 Кбайт такого отверстия не имеют.

Рис. 1.14. Флоппи-диск диаметром 5,25". Данные, записанные на дискете, можно защитить от случайного стирания или перезаписи. В дискете диаметром 5,25" для этого надо заклеить отверстие защиты от записи при помощи специальной полоски. Набор таких полосок продается вместе с дискетами. В дискете диаметром 3,5" для защиты от записи есть специальная крышечка. Вы можете с ее помощью закрыть отверстие, защитив таким образом записанные на дискете данные.

Рис. 1.15. Флоппи-диск диаметром 3,5". Дискеты надо вставлять в прорезь НГМД осторожно, при этом они должны вставляться таким образом, чтобы прорезь для магнитных головок была направлена внутрь НГМД, а прорезь защиты от записи (или отверстие защиты от записи в дискетах диаметром 3,5") находилась слева. При этом этикетка должна быть наклеена сверху. Если вы вставите дискету неправильно, это может привести к повреждению НГМД. На рис. 1.16 показано, как правильно вставлять дискету диаметром 3,5". Дискета вставляется до щелчка без приложения усилий. Для извлечения дискеты нажмите кнопку, указанную на рисунке.

Рис. 1.16. Работа с дискетой диаметром 3,5". На рис. 1.17 показано, как правильно устанавливать в НГМД дискету диаметром 5,25". После того как вы вставили дискету, следует повернуть ручку фиксатора в направлении, указанном на рисунке стрелкой. Перед тем как вынимать дискету из дисковода, ручку фиксатора следует вернуть в исходное положение.

Рис. 1.17. Работа с дискетой диаметром 5,25". В накопителях НМД используется сразу несколько дисков с магнитным покрытием, вращающихся на общем валу. Так же как и в НГМД, для записи данных на диски используется блок магнитных головок, причем данные записываются на обе поверхности дисков. Однако в НГМД магнитные головки касаются поверхности флоппи-дисков, а в НМД парят очень близко над поверхностью. Поэтому, в частности, а также потому что сами диски более жесткие механически, емкость НМД существенно выше и составляет сотни, а то и тысячи Мбайт. По сравнению с НГМД время доступа к данным в НМД существенно меньше. Это связано с тем, что скорость вращения дисков в НМД выше, чем скорость вращения флоппи-диска в НГМД. Накопители НМД есть практически в каждом персональном компьютере. В настоящее время это самое распространенное устройство, предназначенное для долговременного хранения данных. Лазерные дисковые накопители Все шире используются лазерные дисковые накопители. Лазерные накопители отличаются значительной емкостью (650 Мбайт и более), однако обычно обладают худшим быстродействием по сравнению с НМД. Так же как и в НГМД вы можете менять диски с информацией, однако емкость такого "флоппи-диска" значительно больше, не говоря уже о значительно большей надежности хранения данных. Размеры лазерного и флоппи-диска примерно одинаковы. Не вдаваясь в детали отметим, что существуют три разных типа лазерных накопителей. Первый тип позволяет только читать лазерные диски, похожие на обычные компакт-диски CD. Эти накопители работают как сменное ПЗУ и называются CD-ROM. Компакт-диски для накопителей CD-ROM готовятся с помощью специального оборудования стоимостью в тысячи долларов, однако стоимость самих компакт-дисков (без учета стоимости информации, записанной на диске) ничтожна. Накопители CD-ROM стоят порядка 200-300 долларов, что сравнительно немного. Они обеспечат вам доступ к значительным объемам данных, не говоря уже о том, что такие накопители позволяют проигрывать обычные звуковые компакт-диски через головные телефоны или звуковое оборудование, подключенное к компьютеру. Второй тип лазерных накопителей позволяет записывать информацию на лазерный диск только один раз. Это так называемые WORM-накопители. Их удобно использовать для работы с большими объемами редко изменяющейся, но пополняющейся информации, такой как, например, каталоги больших библиотек. Самый удобный, но и самый дорогой тип лазерных накопителей - накопители с перезаписью. При емкости порядка 600 Мбайт и быстродействии, сравнимом с быстродействием НМД, стоимость таких накопителей может достигать несколько тысяч долларов. Однако высокая надежность и возможность смены дисков с данными делают их весьма привлекательными, если необходимо работать с очень большими объемами данных. Накопители на магнитной ленте Нельзя обойти вниманием и такой тип внешних устройств памяти, как накопители на магнитной ленте или стримеры. По своему принципу действия эти устройства напоминают бытовые кассетные магнитофоны. Чаще всего стримеры используют для резервного копирования содержимого НМД, что позволяет избежать потери данных при выходе НМД из строя. Самые хорошие стримеры позволяют записать на одну кассету с магнитной лентой до 2 Гбайт информации, однако из-за высокой стоимости таких стримеров больше распространены стримеры с кассетами, рассчитанными на запись 150 или 250 Мбайт данных. Иерархия памяти в персональном компьютере Подводя итог сказанному, отметим иерархичность памяти компьютера. Непосредственно в центральном процессоре расположена очень быстродействующая память небольшого размера (десятки байт). На материнской плате есть несколько более медленная память ОЗУ и ПЗУ емкостью порядка нескольких мегабайт (емкость ПЗУ обычно составляет сотни килобайт). И, наконец, к компьютеру подключаются относительно медленные устройства внешней памяти, способные хранить тысячи мегабайт данных. В приведенной ниже таблице отражены приблизительные характеристики основных типов запоминающих устройств, используемых в персональных компьютерах.

Устройство Емкость, Мбайт Среднее время доступа к данным, мсек ОЗУ 1-32 0,00005-0,0001 НМД 40-3000 5-25 НГМД 0,36-2,88 100-200 CD-ROM 600-1000 200-700 Лазерный диск с перезаписью 120-650 17-300 Стример 60-2500 5-25 мин

Отметим, что центральный процессор принципиально не имеет непосредственного доступа к внешней памяти. Для того чтобы записать данные на диск, процессор должен поместить их вначале в ОЗУ, откуда они при помощи специальной аппаратуры компьютера будут переписаны на дорожки диска. Данные, читаемые с диска, также вначале помещаются в ОЗУ, и только после этого центральный процессор может получить к ним доступ. Иерархическое построение памяти компьютера позволяет снизить стоимость подсистемы памяти компьютера, так как те данные, которые нужны чаще, хранятся в быстродействующей (и более дорогостоящей) памяти, в то время как большой объем редко используемых данных можно хранить в относительно дешевой внешней памяти.

www.ronl.ru

Реферат: Устройство компьютера

1.1. Как он устроен и как работает1.2. Системный блок компьютера1.3. Память компьютера

Едва ли сейчас можно найти человека, который никогда не слышал о персональных компьютерах или никогда их не видел. Персональные компьютеры выпускаются в разных корпусах. На рис. 1.1 показан внешний вид настольного персонального компьютера.

Рис. 1.1. Настольный персональный компьютер.

Если вы много путешествуете, можете брать компьютер с собой. В этом случае вам подойдет компьютер блокнотного типа. Он имеет размеры небольшой книги (рис. 1.2).

Рис. 1.2. Блокнотный персональный компьютер.

Есть и другие варианты конструктивного исполнения компьютеров. Окончательный выбор - дело вашего вкуса. Однако если вы планируете подключать к компьютеру большое количество внешних устройств, приобретайте компьютер с большим, просторным корпусом и мощным блоком питания. Впрочем, об этом чуть позже.

1.1. Как он устроен и как работает

Любой компьютер (даже самый большой) состоит из четырех частей - устройства ввода информации, устройства обработки информации, устройства хранения и устройства вывода информации. Конструктивно эти части могут быть объединены в одном корпусе размером с книгу (компьютеры класса Notebook - записная книжка) или же каждая часть может состоять из нескольких достаточно громоздких устройств (большие компьютеры, такие как ЕС ЭВМ).

Чаще всего персональный компьютер состоит из системного блока (показан справа от видеомонитора на рис. 1.1), видеомонитора (рис. 1.3), клавиатуры (рис. 1.4), принтера (рис. 1.5), мыши (рис. 1.6). Иногда к компьютеру дополнительно подключаются звуковые колонки, головные телефоны и микрофон, а также другие устройства ввода и вывода информации, например, устройство ввода графической информации, которое называется сканер (рис. 1.7).

Системный блок объединяет устройства обработки и хранения информации.

Рис. 1.3. Видеомонитор.

Видеомонитор напоминает бытовой телевизор, однако обычно он обладает более высоким разрешением. Нетрудно догадаться, что монитор предназначен для вывода информации. Компьютер может выводить на экран монитора как текстовую, так и графическую информацию. С помощью специального (и довольно дорогостоящего оборудования) к компьютеру можно подключить бытовой видеомагнитофон и одновременно с обычной работой просматривать в небольшом окне экрана монитора (или на всем экране) видеофильмы.

Рис. 1.4. Клавиатура.

Клавиатура компьютера напоминает клавиатуру пишущей машинки. Ее назначение аналогично - набирать текст. Однако в компьютере набираемый текст не печатается сразу на бумаге, а запоминается на диске - запоминающем устройстве, расположенном в основном блоке. Кроме набора текста клавиатура используется для управления компьютером, а также для решения других задач, о чем вы еще узнаете.

Рис. 1.5. Принтер.

Принтер предназначен для печати информации, хранящейся в основном блоке компьютера. Это может быть текст, графическое изображение, таблицы и т. п.. Промышленность выпускает принтеры на любой вкус - от самых дешевых, стоимостью $100 - $200, которые печатают медленно и не очень качественно, до дорогих лазерных и цветных струйных принтеров, которые стоят от сотен долларов до нескольких тысяч долларов и обеспечивают качество, обычно достижимое лишь в типографии.

Рис. 1.6. Мышь.

Мышь - это небольшая коробочка, с одной, двумя или тремя кнопками на верхней крышке. Для работы с мышью ее надо передвигать по поверхности стола. Компьютер следит за перемещениями мыши и передвигает на экране монитора изображение специального указателя - курсора. Таким образом, передвигая мышь по поверхности стола вы будете передвигать курсор по экрану монитора.

С помощью мыши вы можете указывать компьютеру на те элементы изображения, с которыми он должен что-либо сделать. Установив курсор на объект, следует нажать одну из кнопок. При этом компьютер узнает, что вы установили курсор на нужный объект.

Для выполнения на компьютере некоторых задач (например, таких как создание графических изображений) мышь даже более нужна чем клавиатура, так как является графическим устройством ввода компьютера.

С помощью звуковых колонок, головных телефонов и микрофона компьютер может общаться с человеком естественным для человека способом. Жаль только, что человеческую речь компьютер понимает пока с большим трудом, если вообще понимает...

Рис. 1.7. Сканер.

Сканер предназначен для ввода в компьютер графических изображений, таких как черно/белые или цветные фотографии. С помощью сканера можно ввести в компьютер графическое изображение страницы книги с текстом. Компьютер сможет "прочитать" это изображение и преобразовать его в обычный текст. Этот текст впоследствии можно будет отредактировать или отформатировать. Однако чаще всего сканер используется для ввода фотографий.

С помощью плоттера компьютер может вычертить чертеж детали, географическую карту или другое подобное изображение. Плоттер рисует специальными цветными фломастерами. Качество обычно хуже, чем достижимое на лазерном принтере, однако есть плоттеры, способные работать с бумагой очень большого размера, например, формата А0 (33,11" x 46,81" или 841 мм х 1189 мм). Лазерные принтеры обычно используют формат бумаги А4 (8,27" x 11,69" или 210 мм х 297 мм), и только некоторые из них - А3 (11.69" x 16,54" или 297 мм х 420 мм).

Такое устройство, как дигитайзер, нужно далеко не всем. Это устройство состоит из планшета и специальной коробочки с кнопками. Дигитайзер предназначен для полуавтоматического ввода в компьютер чертежей, схем, географических карт. Чертеж или рисунок кладется на планшет, сверху располагается коробочка, соединенная с планшетом. Через специальную линзу с перекрещивающимися линиями вы видите поверхность чертежа или рисунка, на которой лежит коробочка. Перемещая перекрестие линий от одной точки чертежа к другой и нажимая кнопки на коробочке, вы можете ввести в компьютер карандашный эскиз детали или географическую карту.

К компьютеру можно подключить и другие устройства, например, устройство для чтения штрихового кода, используемого для маркировки товара в магазинах, или модем.

Итак, компьютер состоит из четырех частей, в качестве которых могут быть использованы описанные выше устройства. Как эти части соединяются и как взаимодействуют между собой?

На рис. 1.8 изображены те действия над информацией, которые может выполнять компьютер.

Рис 1.8. Действия, выполняемые компьютером

Компьютер может вводить информацию, обрабатывать, выводить, а также накапливать. Не вдаваясь в детали, отметим, что вся информация хранится в компьютере в виде чисел (даже текстовая, звуковая или графическая).

Устройства ввода преобразуют вводимую информацию в числа. Например, когда вы нажимаете клавиши на клавиатуре, из нее в основной блок передаются числа, соответствующие нажимаемой клавише. Если вводится звуковая информация, она также преобразуется в поток чисел, каждое из которых соответствует амплитуде звукового сигнала в данный момент времени. При вводе изображения при помощи сканера полученный образ хранится в виде чисел, описывающих цвет и интенсивность отдельных точек изображения. При передвижении мыши по поверхности стола направление перемещения мыши и расстояние преобразуются в цифровую форму и передаются в компьютер.

Человеку неудобно работать с цифровой информацией, он предпочитает аналоговую. Например, многие люди привыкли к механическим часам и не покупают электронные с цифровой индикацией, так как им легче определять время по положению стрелок. Компьютер (вернее, устройство обработки информации, входящее в состав компьютера), "любит" иметь дело с числами.

Поэтому получив от человека информацию, после обработки компьютер должен преобразовать ее из цифровой формы в форму, удобную для человека. Устройства вывода выдают человеку готовый результат обработки в виде изображения, звука и т. д.

Что же касается хранения информации, то она хранится в цифровом виде. Это удобно для обработки информации компьютером. Обычный пользователь никогда не имеет непосредственного доступа к информации, хранящейся в устройствах памяти компьютера, поэтому для него не имеет значения формат записанных там данных.

Помимо введенной для обработки информации в компьютере хранится и другой вид данных - программы для работы с информацией. Программы хранятся в виде чисел и представляют собой ни что иное, как инструкции компьютеру по работе с информацией. Программы предписывают компьютеру, какие следует выполнять операции в ответ на действия человека, работающего с компьютером. Как правило, для решения каждой задачи требуется иметь отдельную программу, хотя бывают и универсальные программы, способные выполнять несколько разных задач.

Программы составляются людьми, чья профессия - программисты. Составление программ - чрезвычайно сложная задача, требующая значительной специальной подготовки, больших затрат труда и времени. Программирование "на хорошем уровне" доступно лишь профессионалам высокого класса. Однако пользователям компьютеров не стоит волноваться по этому поводу. В настоящий момент можно купить программу, подходящую для решения практически любой задачи. Для использования компьютера от вас не требуется умения составлять программы, как не требуется и детального знакомства с устройством и принципами работы компьютера.

1.2. Системный блок компьютера

Что же скрывается внутри системного блока компьютера? Там находится устройство обработки информации, устройства хранения информации и другие узлы.

Если открыть корпус системного блока компьютера (рис. 1.11), вы увидите блок питания (Power Supply), большую печатную плату с микросхемами, называемую материнской платой (Motherboard), в которую вставлены платы размером поменьше - контроллеры, а также устройства внешней памяти - накопители на гибких магнитных дисках (FDD или НГМД) и накопители на магнитных (жестких) дисках (HDD или НМД). Внутри корпуса есть также маленький громкоговоритель и много соединительных кабелей.

Устройства ввода/вывода, такие как мышь (Mouse), клавиатура (Keyboard), видеомонитор и принтер (Printer) подключаются непосредственно к материнской плате либо к контроллерам (Controller) - маленьким платам, вставленным в материнскую плату. Аналогично подключаются к материнской плате НГМД, НМД и громкоговоритель, а также кнопки и светодиоды, расположенные на лицевой панели корпуса основного блока.

Рис. 1.11. Системный блок компьютера.

На материнской плате есть большая микросхема - центральный процессор (CPU или ЦП). Это мозг компьютера. Процессор выполняет всю обработку данных, поступающих в компьютер и хранящихся в памяти компьютера. Обработка выполняется по управлением программы, которая, как я уже писала, также хранится в памяти компьютера. Персональные компьютеры оснащаются центральными процессорами разной мощности (производительности). В зависимости от решаемой вами задачи может потребоваться тот или иной процессор, о чем я еще буду говорить.

Кроме центрального процессора, на материнской плате расположено еще одно важнейшее устройство - оперативная память или оперативное запоминающее устройство (RAM или ОЗУ). ОЗУ имеет относительно небольшой объем - обычно от 1 до 16 мегабайт, однако, как это видно из названия, центральный процессор имеет оперативный (быстрый) доступ к данным, записанным в ОЗУ (на извлечение данных из ОЗУ требуется не более 60-100 наносекунд). Говорят, что данные в ОЗУ имеют малое время доступа.

Почему вся память компьютера не работает так же быстро, как ОЗУ? Тому есть две причины. Во-первых, быстродействующая память дорого стоит. Во-вторых, все данные, хранящиеся в ОЗУ, пропадают при выключении питания компьютера. Устройства памяти типа НМД или НГМД сохраняют данные, даже если компьютер не работает, и могут использоваться для долговременного хранения информации, однако время доступа к данным даже для лучших НМД составляет 5-10 миллисекунд, а для НГМД оно существенно больше.

1.3. Память компьютера

Расскажем подробнее о том, как устроена и работает память компьютера.

ОЗУ и ПЗУ

Вы уже знаете, что на материнской плате компьютера есть оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) емкостью несколько мегабайт с малым временем доступа. Эта память используется для временного хранения данных, обрабатываемых центральным процессором. Однако в ОЗУ хранятся не только данные, туда перед запуском должна быть записана программа.

Кроме ОЗУ на материнской плате есть микросхема постоянного запоминающего устройства (ROM или ПЗУ). Данные записываются в ПЗУ один раз при изготовлении микросхемы на заводе и обычно не могут быть изменены впоследствии. В ПЗУ хранятся программы, которые компьютер запускает автоматически при включении питания. Эти программы предназначены для проверки исправности и обслуживания аппаратуры самого компьютера. Они также выполняют первоначальную загрузку главной обслуживающей программы компьютера - так называемой операционной системы.

Наглядно ОЗУ и ПЗУ можно представить себе в в виде массива ячеек, в которые записаны отдельные байты информации. Каждая ячейка имеет свой номер, причем нумерация начинается с нуля. Номер ячейки является адресом (Address) байта.

Центральный процессор при работе с ОЗУ должен указать адрес байта, который он желает прочитать из памяти или записать в память (рис. 1.12). Разумеется, из ПЗУ можно только читать данные. Прочитанные из ОЗУ или ПЗУ данные процессор записывает в свою внутреннюю память, устроенную аналогично ОЗУ, но работающую значительно быстрее и имеющую емкость не более десятков байт.

Рис. 1.12. Работа процессора с ОЗУ.

Процессор может обрабатывать только те данные, которые находятся в его внутренней памяти, в ОЗУ или в ПЗУ. Все эти виды устройства памяти называются устройствами внутренней памяти, они обычно располагаются непосредственно на материнской плате компьютера (внутренняя память процессора находится в самом процессоре).

Память на магнитных дисках

Любой компьютер (предназначенный для серьезной работы) оснащен так называемыми устройствами внешней памяти. К этим устройствам относятся в первую очередь накопители на гибких магнитных дисках (НГМД) и накопители на жестких магнитных дисках (НМД).

Устройства внешней памяти, как я уже говорила, предназначены для долговременного хранения информации. НГМД и НМД относятся к дисковым магнитным устройствам памяти, так как информация в этих устройствах записывается на вращающихся дисках, покрытых магнитным материалом, напоминающем покрытие лент обычных аудио- и видеокассет. И хотя по своему составу магнитное покрытие, используемое в дисковых накопителях, отличается от покрытия обычных бытовых магнитных лент, в них используется аналогичный принцип записи информации.

В обычных бытовых магнитофонах на магнитную ленту записывается аналоговый сигнал непосредственно с микрофона, проигрывателя пластинок, компакт-дисков или другого источника. Компьютер записывает на магнитные диски биты информации. Если надо записать несколько байт данных, все биты этих байтов записываются последовательно на одну дорожку.

Дорожки образуют на магнитных дисках концентрические круги. Блок специальных магнитных головок перемещается по радиальной оси к центру или от центра диска, прочерчивая по поверхности диска воображаемые круги. Эти круги и называются дорожками или цилиндрами (рис. 1.13).

Рис. 1.13. Магнитный диск.

Компьютер может произвольно устанавливать блок магнитных головок на любую дорожку диска, однако сами данные на дорожке просматриваются компьютером последовательно по мере вращения диска.

Конструктивно НГМД выполнен таким образом, что вы можете менять установленные в нем магнитные диски. Такие сменные магнитные диски называются гибкими магнитными дисками или флоппи-дисками (их также называют дискетами) и расположены в специальном картонном конверте, защищающем их от повреждения. Кстати, пусть название "гибкие диски" не вводят вас в заблуждение - с такими дисками надо обращаться осторожно и ни в коем случае не изгибать их!

Флоппи-диски нельзя подвергать нагреву, располагать вблизи сильных электромагнитных полей (понятно почему - информация будет стерта). Для лучшей сохранности данных старайтесь держать дискеты подальше от сильных магнитов и видеомонитора. Нельзя также касаться пальцами поверхности диска, так как вы можете загрязнить ее жиром, который всегда есть на коже.

На верхнюю поверхность дискеты обычно наклеивается этикетка, на которой вы можете отметить, какие программы или данные находятся на дискете. Для отметок на этикетке дискеты лучше всего использовать мягкий простой карандаш или фломастер, но не шариковую ручку, так как она может оставить вмятины и испортить дискету. Если вы стираете старое обозначение с этикетки дискеты ластиком, следите за тем, чтобы крошки ластика не попали в прорезь для магнитных головок. В противном случае вы можете повредить не только дискету, но и НГМД.

Старайтесь держать дискету в специальном бумажном пакетике, в котором она продается. Не следует класть дискету без пакетика на стол или рабочие бумаги, так как пыль с поверхности стола или бумаг может попасть на поверхность магнитного диска и это приведет к ее повреждению. Я также не рекомендую курить в помещении, где установлен компьютер, пепел от сигарет может послужить причиной преждевременного выхода из строя дискет или НГМД.

В настоящее время используются флоппи-диски двух типов - диаметром 5,25" (рис. 1.14) и 3,5" (рис. 1.15). В зависимости от конструкции диска и материала магнитного покрытия вы можете записать на флоппи-диск от 360 Кбайт до 2,88 Мбайт данных. Больше всего распространены флоппи-диски диаметром 3,5" и емкостью 1,44 Мбайт, диаметром 5,25" и емкостью 1,2 Мбайт, а также диаметром 5,25" и емкостью 360 Кбайт.

Емкость флоппи-дисков можно определить из обозначения на коробке. Приведем обозначение для встречающихся чаще всего дискет:

Дискеты диаметром 5,25" и разной плотностью внешне практически ничем не отличаются друг от друга, за исключением того что у дискет емкостью 360 Кбайт отверстие для вращающегося вала имеет окантовку по краям. У дискет емкостью 1200 Кбайт (или как принято говорить, емкостью 1,2 Мбайт) такой окантовки нет.

Емкость дискет диаметром 3,5" легко определить по внешнему виду, так как у дискет емкостью 1,44 Мбайт (1440 Кбайт) есть специальное отверстие для обозначения емкости. Дискеты емкостью 720 Кбайт такого отверстия не имеют.

Рис. 1.14. Флоппи-диск диаметром 5,25".

Данные, записанные на дискете, можно защитить от случайного стирания или перезаписи. В дискете диаметром 5,25" для этого надо заклеить отверстие защиты от записи при помощи специальной полоски. Набор таких полосок продается вместе с дискетами. В дискете диаметром 3,5" для защиты от записи есть специальная крышечка. Вы можете с ее помощью закрыть отверстие, защитив таким образом записанные на дискете данные.

Рис. 1.15. Флоппи-диск диаметром 3,5".

Дискеты надо вставлять в прорезь НГМД осторожно, при этом они должны вставляться таким образом, чтобы прорезь для магнитных головок была направлена внутрь НГМД, а прорезь защиты от записи (или отверстие защиты от записи в дискетах диаметром 3,5") находилась слева. При этом этикетка должна быть наклеена сверху. Если вы вставите дискету неправильно, это может привести к повреждению НГМД.

На рис. 1.16 показано, как правильно вставлять дискету диаметром 3,5". Дискета вставляется до щелчка без приложения усилий. Для извлечения дискеты нажмите кнопку, указанную на рисунке.

Рис. 1.16. Работа с дискетой диаметром 3,5".

На рис. 1.17 показано, как правильно устанавливать в НГМД дискету диаметром 5,25". После того как вы вставили дискету, следует повернуть ручку фиксатора в направлении, указанном на рисунке стрелкой. Перед тем как вынимать дискету из дисковода, ручку фиксатора следует вернуть в исходное положение.

Рис. 1.17. Работа с дискетой диаметром 5,25".

В накопителях НМД используется сразу несколько дисков с магнитным покрытием, вращающихся на общем валу. Так же как и в НГМД, для записи данных на диски используется блок магнитных головок, причем данные записываются на обе поверхности дисков. Однако в НГМД магнитные головки касаются поверхности флоппи-дисков, а в НМД парят очень близко над поверхностью. Поэтому, в частности, а также потому что сами диски более жесткие механически, емкость НМД существенно выше и составляет сотни, а то и тысячи Мбайт.

По сравнению с НГМД время доступа к данным в НМД существенно меньше. Это связано с тем, что скорость вращения дисков в НМД выше, чем скорость вращения флоппи-диска в НГМД.

Накопители НМД есть практически в каждом персональном компьютере. В настоящее время это самое распространенное устройство, предназначенное для долговременного хранения данных.

Лазерные дисковые накопители

Все шире используются лазерные дисковые накопители. Лазерные накопители отличаются значительной емкостью (650 Мбайт и более), однако обычно обладают худшим быстродействием по сравнению с НМД. Так же как и в НГМД вы можете менять диски с информацией, однако емкость такого "флоппи-диска" значительно больше, не говоря уже о значительно большей надежности хранения данных. Размеры лазерного и флоппи-диска примерно одинаковы.

Не вдаваясь в детали отметим, что существуют три разных типа лазерных накопителей.

Первый тип позволяет только читать лазерные диски, похожие на обычные компакт-диски CD. Эти накопители работают как сменное ПЗУ и называются CD-ROM. Компакт-диски для накопителей CD-ROM готовятся с помощью специального оборудования стоимостью в тысячи долларов, однако стоимость самих компакт-дисков (без учета стоимости информации, записанной на диске) ничтожна. Накопители CD-ROM стоят порядка 200-300 долларов, что сравнительно немного. Они обеспечат вам доступ к значительным объемам данных, не говоря уже о том, что такие накопители позволяют проигрывать обычные звуковые компакт-диски через головные телефоны или звуковое оборудование, подключенное к компьютеру.

Второй тип лазерных накопителей позволяет записывать информацию на лазерный диск только один раз. Это так называемые WORM-накопители. Их удобно использовать для работы с большими объемами редко изменяющейся, но пополняющейся информации, такой как, например, каталоги больших библиотек.

Самый удобный, но и самый дорогой тип лазерных накопителей - накопители с перезаписью. При емкости порядка 600 Мбайт и быстродействии, сравнимом с быстродействием НМД, стоимость таких накопителей может достигать несколько тысяч долларов. Однако высокая надежность и возможность смены дисков с данными делают их весьма привлекательными, если необходимо работать с очень большими объемами данных.

Накопители на магнитной ленте

Нельзя обойти вниманием и такой тип внешних устройств памяти, как накопители на магнитной ленте или стримеры. По своему принципу действия эти устройства напоминают бытовые кассетные магнитофоны. Чаще всего стримеры используют для резервного копирования содержимого НМД, что позволяет избежать потери данных при выходе НМД из строя. Самые хорошие стримеры позволяют записать на одну кассету с магнитной лентой до 2 Гбайт информации, однако из-за высокой стоимости таких стримеров больше распространены стримеры с кассетами, рассчитанными на запись 150 или 250 Мбайт данных.

Иерархия памяти в персональном компьютере

Подводя итог сказанному, отметим иерархичность памяти компьютера. Непосредственно в центральном процессоре расположена очень быстродействующая память небольшого размера (десятки байт). На материнской плате есть несколько более медленная память ОЗУ и ПЗУ емкостью порядка нескольких мегабайт (емкость ПЗУ обычно составляет сотни килобайт). И, наконец, к компьютеру подключаются относительно медленные устройства внешней памяти, способные хранить тысячи мегабайт данных. В приведенной ниже таблице отражены приблизительные характеристики основных типов запоминающих устройств, используемых в персональных компьютерах.

Отметим, что центральный процессор принципиально не имеет непосредственного доступа к внешней памяти. Для того чтобы записать данные на диск, процессор должен поместить их вначале в ОЗУ, откуда они при помощи специальной аппаратуры компьютера будут переписаны на дорожки диска. Данные, читаемые с диска, также вначале помещаются в ОЗУ, и только после этого центральный процессор может получить к ним доступ.

Иерархическое построение памяти компьютера позволяет снизить стоимость подсистемы памяти компьютера, так как те данные, которые нужны чаще, хранятся в быстродействующей (и более дорогостоящей) памяти, в то время как большой объем редко используемых данных можно хранить в относительно дешевой внешней памяти.

superbotanik.net

Реферат - Устройство компьютера - Компьютеры и периферийные устройства

Устройство компьютера.

1.1.Что может компьютер

1.2.Как он устроен и как работает

1.3.Чем измерить количество информации

1.4.Системный блок компьютера

1.5.Память компьютера

1.6.Какие бывают программы

1.7.Прикладные программы

Едва ли сейчас можнонайти человека, который никогда не слышал о персональных компьютерах или никогдаих не видел. Персональные компьютеры выпускаются в разных корпусах. На рис. 1.1показан внешний вид настольного персонального компьютера. В зависимости отконфигурации стоимость настольного персонального компьютера может лежать впределах от 700 до более чем 10000 долларов.

<img src="/cache/referats/2045/image002.jpg" v:shapes="_x0000_s1066">

Рис. 1.1.Настольный персональный компьютер.

Если вымного путешествуете, можете брать компьютер с собой. В этом случае вам подойдеткомпьютер блокнотного типа. Он имеет размеры небольшой книги (рис. 1.2).Возможности компьютера не всегда соответствуют его размерам, поэтому если выготовы побольше заплатить, то можете приобрести очень мощный компьютерблокнотного типа. Стоимость такого компьютера лежит в пределах от 1000 до 14000долларов.

<img src="/cache/referats/2045/image004.jpg" v:shapes="_x0000_s1072">

Рис. 1.2.Блокнотный персональный компьютер.

Есть и другие варианты конструктивного исполнениякомпьютеров. Окончательный выбор — дело вашего вкуса. Однако если вы планируетеподключать к компьютеру большое количество внешних устройств, приобретайтекомпьютер с большим, просторным корпусом и мощным блоком питания. Впрочем, обэтом чуть позже.

1.1. Что может компьютер

Вы, вероятно, слышали такиеслова как «компьютер думает», «компьютер принимаетрешение», «компьютер пишет стихи и сочиняет музыку». Однакоосновное назначение компьютера — облегчение человеческого труда. Именно дляэтой прозаической задачи он и используется чаще всего. С помощью компьютера выза несколько минут можете проделать такую работу, на которую обычно требуетсянесколько недель или которая вообще не может быть выполнена без компьютера. Аэкономия времени, как известно, связана с экономией денег. Поэтому те вложениясредств, которые вы сделаете, приобретая компьютер, оправданы. Затраченные деньгивернутся очень быстро и начнут приносить прибыль.

Какую же работу можно сделать с помощью компьютера,и какие можно с его помощью решать задачи?

Приведемдалеко не полный список.

Подготовка текстовыхдокументов, графических изображений, электронная почта, обучение, созданиеинформационно-поисковых систем, подготовка к изданию рекламных листков,журналов, газет и книг, организация бухгалтерского учета и учета материальныхценностей, подготовка рекламных роликов и демонстрационных программ, автоматизированноепроектирование, моделирование физических процессов, математические расчеты,создание и исполнение музыкальных произведений, управление технологическимипроцессами, создание автоматизированных измерительных лабораторий, игры иразвлечения.

Однако нам пора узнать, из чего состоит компьютер и какон может делать все то, о чем я только что писала.

1.2. Как он устроен и как работает

Любой компьютер (даже самыйбольшой) состоит из четырех частей — устройства ввода информации, устройстваобработки информации, устройства хранения и устройства вывода информации.Конструктивно эти части могут быть объединены в одном корпусе размером с книгу(компьютеры класса Notebook — записная книжка) или жекаждая часть может состоять из нескольких достаточно громоздких устройств(большие компьютеры, такие как ЕС ЭВМ).

Чаще всего персональныйкомпьютер состоит из системного блока (показан справа от видеомонитора на рис.1.1), видеомонитора (рис. 1.3), клавиатуры (рис. 1.4), принтера (рис. 1.5),мыши (рис. 1.6). Иногда к компьютеру дополнительно подключаются звуковыеколонки, головные телефоны и микрофон, а также другие устройства ввода и выводаинформации, например, устройство ввода графической информации, котороеназывается сканер (рис. 1.7).

<img src="/cache/referats/2045/image006.jpg" v:shapes="_x0000_s1077"> Системный блокобъединяет устройства обработки и хранения информации. О том, как компьютеробрабатывает и хранит информацию, я расскажу немного позже.

Рис. 1.3.Видеомонитор.

Видеомонитор напоминаетбытовой телевизор, однако обычно он обладает более высоким разрешением.Нетрудно догадаться, что монитор предназначен для вывода информации. Компьютерможет выводить на экран монитора как текстовую, так и графическую информацию. Спомощью специального (и довольно дорогостоящего оборудования) к компьютеруможно подключить бытовой видеомагнитофон и одновременно с обычной работойпросматривать в небольшом окне экрана монитора (или на всем экране)видеофильмы.

<img src="/cache/referats/2045/image008.jpg" v:shapes="_x0000_s1068">

Рис. 1.4.Клавиатура.

Клавиатура компьютера напоминаетклавиатуру пишущей машинки. Ее назначение аналогично — набирать текст. Однако вкомпьютере набираемый текст не печатается сразу на бумаге, а запоминается надиске — запоминающем устройстве, расположенном в основном блоке. Кроме наборатекста клавиатура используется для управления компьютером, а также для решениядругих задач, о чем вы еще узнаете.

<img src="/cache/referats/2045/image010.jpg" v:shapes="_x0000_s1051">

Рис. 1.5.Принтер.

Принтер предназначен дляпечати информации, хранящейся в основном блоке компьютера. Это может бытьтекст, графическое изображение, таблицы и т. п… Промышленность выпускаетпринтеры на любой вкус — от самых дешевых, стоимостью $100 — $200, которыепечатают медленно и не очень качественно, до дорогих лазерных и цветныхструйных принтеров, которые стоят от сотен долларов до нескольких тысячдолларов и обеспечивают качество, обычно достижимое лишь в типографии.

<img src="/cache/referats/2045/image012.jpg" v:shapes="_x0000_s1052">

Рис. 1.6.Мышь.

Мышь — это небольшаякоробочка, с одной, двумя или тремя кнопками на верхней крышке. Для работы смышью ее надо передвигать по поверхности стола. Компьютер следит заперемещениями мыши и передвигает на экране монитора изображение специальногоуказателя — курсора. Таким образом, передвигая мышь по поверхности стола выбудете передвигать курсор по экрану монитора.

С помощью мыши вы можетеуказывать компьютеру на те элементы изображения, с которыми он должен что-либосделать. Установив курсор на объект, следует нажать одну из кнопок. При этомкомпьютер узнает, что вы установили курсор на нужный объект.

Для выполнения на компьютеренекоторых задач (например, таких как создание графических изображений) мышьдаже более нужна чем клавиатура, так как является графическим устройством вводакомпьютера.

С помощью звуковых колонок, головных телефонов имикрофона компьютер может общаться с человеком естественным для человекаспособом. Жаль только, что человеческую речь компьютер понимает пока с большимтрудом, если вообще понимает…

<img src="/cache/referats/2045/image014.jpg" v:shapes="_x0000_s1053">

Рис. 1.7.Сканер.

Сканер предназначен дляввода в компьютер графических изображений, таких как черно/белые или цветныефотографии. С помощью сканера можно ввести в компьютер графическое изображениестраницы книги с текстом. Компьютер сможет «прочитать» это изображениеи преобразовать его в обычный текст. Этот текст впоследствии можно будетотредактировать или отформатировать. Однако чаще всего сканер используется дляввода фотографий.

С помощью плоттера компьютер может вычертить чертеждетали, географическую карту или другое подобное изображение. Плоттер рисуетспециальными цветными фломастерами. Качество обычно хуже, чем достижимое налазерном принтере, однако есть плоттеры, способные работать с бумагой оченьбольшого размера, например, формата А0 (33,11" x46,81" или 841 мм х 1189 мм). Лазерные принтерыобычно используют формат бумаги А4 (8,27" x11,69" или 210 мм х 297 мм), и только некоторыеиз них — А3 (11.69" x 16,54" или 297 мм х 420 мм).

Такое устройство, какдигитайзер, нужно далеко не всем. Это устройство состоит из планшета испециальной коробочки с кнопками. Дигитайзер предназначен дляполуавтоматического ввода в компьютер чертежей, схем, географических карт.Чертеж или рисунок кладется на планшет, сверху располагается коробочка,соединенная с планшетом. Через специальную линзу с перекрещивающимися линиямивы видите поверхность чертежа или рисунка, на которой лежит коробочка.Перемещая перекрестие линий от одной точки чертежа к другой и нажимая кнопки накоробочке, вы можете ввести в компьютер карандашный эскиз детали илигеографическую карту.

К компьютеру можноподключить и другие устройства, например, устройство для чтения штриховогокода, используемого для маркировки товара в магазинах, или модем.

Итак, компьютер состоит изчетырех частей, в качестве которых могут быть использованы описанные вышеустройства. Как эти части соединяются и как взаимодействуют между собой?

На рис. 1.8 изображены те действия над информацией,которые может выполнять компьютер.

<img src="/cache/referats/2045/image016.jpg" v:shapes="_x0000_s1054">

Рис 1.8.Действия, выполняемые компьютером.

Компьютер может вводить информацию, обрабатывать,выводить, а также накапливать. Не вдаваясь в детали, отметим, что всяинформация хранится в компьютере в виде чисел (даже текстовая, звуковая илиграфическая).

Устройства ввода преобразуютвводимую информацию в числа. Например, когда вы нажимаете клавиши наклавиатуре, из нее в основной блок передаются числа, соответствующие нажимаемойклавише. Если вводится звуковая информация, она также преобразуется в потокчисел, каждое из которых соответствует амплитуде звукового сигнала в данныймомент времени. При вводе изображения при помощи сканера полученный образхранится в виде чисел, описывающих цвет и интенсивность отдельных точекизображения. При передвижении мыши по поверхности стола направление перемещениямыши и расстояние преобразуются в цифровую форму и передаются в компьютер.

Человеку неудобно работать сцифровой информацией, он предпочитает аналоговую. Например, многие людипривыкли к механическим часам и не покупают электронные с цифровой индикацией,так как им легче определять время по положению стрелок. Компьютер (вернее,устройство обработки информации, входящее в состав компьютера),«любит» иметь дело с числами.

Поэтому получив от человекаинформацию, после обработки компьютер должен преобразовать ее из цифровой формыв форму, удобную для человека. Устройства вывода выдают человеку готовыйрезультат обработки в виде изображения, звука и т. д.

Что же касается храненияинформации, то она хранится в цифровом виде. Это удобно для обработкиинформации компьютером. Обычный пользователь никогда не имеет непосредственногодоступа к информации, хранящейся в устройствах памяти компьютера, поэтому длянего не имеет значения формат записанных там данных.

Помимо введенной для обработкиинформации в компьютере хранится и другой вид данных — программы для работы синформацией. Программы хранятся в виде чисел и представляют собой ни что иное,как инструкции компьютеру по работе с информацией. Программы предписываюткомпьютеру, какие следует выполнять операции в ответ на действия человека,работающего с компьютером. Как правило, для решения каждой задачи требуетсяиметь отдельную программу, хотя бывают и универсальные программы, способныевыполнять несколько разных задач.

Программы составляютсялюдьми, чья профессия — программисты. Составление программ — чрезвычайносложная задача, требующая значительной специальной подготовки, больших затраттруда и времени. Программирование «на хорошем уровне» доступно лишьпрофессионалам высокого класса. Однако пользователям компьютеров не стоитволноваться по этому поводу. В настоящий момент можно купить программу,подходящую для решения практически любой задачи. Для использования компьютераот вас не требуется умения составлять программы, как не требуется и детальногознакомства с устройством и принципами работы компьютера.

1.3. Чем измерить количество информации

Для того чтобыориентироваться в единицах измерения количества информации, я расскажу вам отом, в каком виде информация хранится и обрабатывается компьютером.

Наименьшая единица информации, принятая в вычислительнойтехнике, называется бит (bit). Бит может приниматьдва численных значения: 0 или 1. Действительно, один бит несет в себеминимальную информацию. Как можно себе представить бит? Обычно его сравнивают слампочкой (рис. 1.9), которая может быть включена (состояние 1) или выключена(состояние 0). Иногда проводят аналогию с выключателем: состояние«включено» соответствует 1, состояние выключено — 0.

<img src="/cache/referats/2045/image018.jpg" align=«left» hspace=«12» v:shapes="_x0000_s1079">

Рис. 1.9. Одинбит.

Если взять 8 лампочек ипоставить их рядом, объединив в группу, получим наглядное представление о болеекрупной единице измерения количества информации — байте (byte).Каждая лампочка в группе соответствует одному биту. Таким образом, байт состоитиз 8 бит (рис. 1.10).

<img src="/cache/referats/2045/image020.jpg" v:shapes="_x0000_s1082">

Рис. 1.10.Один байт.

Много ли информации можно представить одним байтом?Не очень. Всего возможны 256 комбинаций из включенных и выключенных лампочекили из установленных в 1 либо сброшенных в 0 бит.

Обычно каждую комбинацию обозначают определеннымчислом. Например, когда все биты в байте сброшены в ноль, этой комбинациисоответствует число 0. При этом говорят, что значение байта равно 0. Когда всебиты в байте установлены в 1, значение байта равно 255. Есть и другие,промежуточные значения от 1 до 254 включительно.

Данные, вводимые при помощи клавиатуры или буквы(символы), отображаемые на экране видеомонитора, могут быть представленыбайтами. Восьми бит оказывается достаточно для представления всех букв исимволов. При этом каждой букве или символу ставится в соответствие байт сопределенным значением, т. е. с определенной комбинацией установленных в 1 исброшенных в 0 бит. Говорят также, что каждая буква или символ имеет свой код.Приведем пример кодов для некоторых цифр, латинских и русских букв(используется в операционной системе Microsoft Windows):

PRIVATEСимвол

Код символа

00110000

1

00110001

2

00110010

A

01000001

B

01000010

C

01000011

a

01100001

b

01100010

c

01100011

А

11000000

Б

11000001

Количество возможныхкомбинаций бит в байте достаточно для представления всех латинских и русскихбукв, а также символов, таких как точка, запятая и двоеточие. Однако с помощьюодного байта можно представить только одну букву. Текст, разумеется, состоит измногих букв. Когда вы набираете текст на клавиатуре, нажимая одну клавишу задругой, компьютер (под управлением соответствующей программы) получает байты,соответствующие буквам последовательно, один за другим и записывает их в своюпамять. Когда вы распечатываете текст на принтере, байты из памяти компьютера(опять же под управлением программы) посылаются в принтер, который ираспечатывает ранее введенный вами текст.

Одна стандартнаямашинописная страница текста содержит примерно 2000 букв. Можно сказать, чтоодна страница текста содержит 2000 байт информации.

Есть ли более крупныеединицы измерения количества информации? Разумеется, есть. Одна из таких единицназывается килобайт (сокращенная запись — Кбайт). Один килобайт содержит 1024байт. Одна страница машинописного текста содержит примерно 2 килобайтаинформации или, другими словами, два килобайта данных.

Используются и еще болеекрупные единицы измерения — мегабайт и гигабайт. Один мегабайт равен 1024килобайтам, а один гигабайт (Гбайт) — 1024 мегабайтам. Книга, состоящая из 500страниц текста без рисунков, содержит примерно 1 мегабайт (Мбайт) информации.

Современные компьютеры могутхранить от десятков и сотен мегабайт до тысяч гигабайт данных. Обычноперсональные компьютеры оснащаются памятью размером 200-300 мегабайт, чтопозволяет запомнить примерно 100-150 тысяч страниц текста. Это не слишком мало,не правда ли?

Вы должны уметьориентироваться в единицах измерения информации и представлять себе, сколькоместа ваши данные занимают в памяти компьютера. Выбирая компьютер, вы должныоснастить его достаточным количеством памяти, исходя из решаемых вами задач.Конечно, можно купить побольше памяти, с запасом, однако при этом вы можетевпустую потратить много денег (память размером в 1 гигабайт стоит порядкатысячи долларов).

1.4. Системный блок компьютера

Что же скрывается внутрисистемного блока компьютера? Там находится устройство обработки информации,устройства хранения информации и другие узлы.

Если открыть корпуссистемного блока компьютера (рис. 1.11), вы увидите блок питания (Power Supply), большую печатнуюплату с микросхемами, называемую материнской платой (Motherboard),в которую вставлены платы размером поменьше — контроллеры, а также устройствавнешней памяти — накопители на гибких магнитных дисках (FDD или НГМД) инакопители на магнитных (жестких) дисках (HDD или НМД). Внутри корпуса естьтакже маленький громкоговоритель и много соединительных кабелей.

Устройства ввода/вывода,такие как мышь (Mouse), клавиатура (Keyboard), видеомонитор и принтер (Printer)подключаются непосредственно к материнской плате либо к контроллерам (Controller) — маленьким платам, вставленным в материнскуюплату. Аналогично подключаются к материнской плате НГМД, НМД игромкоговоритель, а также кнопки и светодиоды, расположенные на лицевой панеликорпуса основного блока.

<img src="/cache/referats/2045/image022.jpg" v:shapes="_x0000_s1057">

Рис. 1.11.Системный блок компьютера.

На материнской плате естьбольшая микросхема — центральный процессор (CPU или ЦП). Это мозг компьютера.Процессор выполняет всю обработку данных, поступающих в компьютер и хранящихсяв памяти компьютера. Обработка выполняется по управлением программы, которая,как я уже писала, также хранится в памяти компьютера. Персональные компьютерыоснащаются центральными процессорами разной мощности (производительности). Взависимости от решаемой вами задачи может потребоваться тот или иной процессор,о чем я еще буду говорить.

Кроме центрального процессора, на материнской платерасположено еще одно важнейшее устройство — оперативная память или оперативноезапоминающее устройство (RAM или ОЗУ). ОЗУ имеет относительно небольшой объем — обычно от 1 до 16 мегабайт, однако, как это видно из названия, центральныйпроцессор имеет оперативный (быстрый) доступ к данным, записанным в ОЗУ (наизвлечение данных из ОЗУ требуется не более 60-100 наносекунд). Говорят, чтоданные в ОЗУ имеют малое время доступа.

Почему вся память компьютера не работает так жебыстро, как ОЗУ? Тому есть две причины. Во-первых, быстродействующая памятьдорого стоит. Во-вторых, все данные, хранящиеся в ОЗУ, пропадают при выключениипитания компьютера. Устройства памяти типа НМД или НГМД сохраняют данные, дажеесли компьютер не работает, и могут использоваться для долговременного храненияинформации, однако время доступа к данным даже для лучших НМД составляет 5-10миллисекунд, а для НГМД оно существенно больше.

1.5. Память компьютера

Расскажем подробнее о том,как устроена и работает память компьютера.

ОЗУ и ПЗУ

Вы уже знаете, что наматеринской плате компьютера есть оперативное запоминающее устройство (ОЗУ)емкостью несколько мегабайт с малым временем доступа. Эта память используетсядля временного хранения данных, обрабатываемых центральным процессором. Однаков ОЗУ хранятся не только данные, туда перед запуском должна быть записанапрограмма.

Кроме ОЗУ на материнской плате есть микросхемапостоянного запоминающего устройства (ROM или ПЗУ). Данные записываются в ПЗУодин раз при изготовлении микросхемы на заводе и обычно не могут быть измененывпоследствии. В ПЗУ хранятся программы, которые компьютер запускаетавтоматически при включении питания. Эти программы предназначены для проверкиисправности и обслуживания аппаратуры самого компьютера. Они также выполняютпервоначальную загрузку главной обслуживающей программы компьютера — такназываемой операционной системы.

Наглядно ОЗУ и ПЗУ можно представить себе в в виде массива ячеек, в которые записаны отдельные байтыинформации. Каждая ячейка имеет свой номер, причем нумерация начинается с нуля.Номер ячейки является адресом (Address) байта.

Центральный процессор приработе с ОЗУ должен указать адрес байта, который он желает прочитать из памятиили записать в память (рис. 1.12). Разумеется, из ПЗУ можно только читатьданные. Прочитанные из ОЗУ или ПЗУ данные процессор записывает в своювнутреннюю память, устроенную аналогично ОЗУ, но работающую значительно быстрееи имеющую емкость не более десятков байт.

<img src="/cache/referats/2045/image024.jpg" align=«left» hspace=«12» v:shapes="_x0000_s1084">

Рис. 1.12.Работа процессора с ОЗУ.

Процессор может обрабатывать только те данные,которые находятся в его внутренней памяти, в ОЗУ или в ПЗУ. Все эти видыустройства памяти называются устройствами внутренней памяти, они обычнорасполагаются непосредственно на материнской плате компьютера (внутренняяпамять процессора находится в самом процессоре).

Памятьна магнитных дисках

Любой компьютер (предназначенный для серьезнойработы) оснащен так называемыми устройствами внешней памяти. К этим устройствамотносятся в первую очередь накопители на гибких магнитных дисках (НГМД) инакопители на жестких магнитных дисках (НМД).

Устройства внешней памяти,как я уже говорила, предназначены для долговременного хранения информации. НГМДи НМД относятся к дисковым магнитным устройствам памяти, так как информация вэтих устройствах записывается на вращающихся дисках, покрытых магнитнымматериалом, напоминающем покрытие лент обычных аудио- и видеокассет. И хотя посвоему составу магнитное покрытие, используемое в дисковых накопителях,отличается от покрытия обычных бытовых магнитных лент, в них используетсяаналогичный принцип записи информации.

В обычных бытовыхмагнитофонах на магнитную ленту записывается аналоговый сигнал непосредственнос микрофона, проигрывателя пластинок, компакт-дисков или другого источника.Компьютер записывает на магнитные диски биты информации. Если надо записатьнесколько байт данных, все биты этих байтов записываются последовательно наодну дорожку.

Дорожки образуют намагнитных дисках концентрические круги. Блок специальных магнитных головокперемещается по радиальной оси к центру или от центра диска, прочерчивая поповерхности диска воображаемые круги. Эти круги и называются дорожками илицилиндрами (рис. 1.13).

<img src="/cache/referats/2045/image026.jpg" v:shapes="_x0000_s1085">

Рис. 1.13.Магнитный диск.

Компьютер может произвольно устанавливать блокмагнитных головок на любую дорожку диска, однако сами данные на дорожкепросматриваются компьютером последовательно по мере вращения диска.

Конструктивно НГМД выполнен таким образом, что выможете менять установленные в нем магнитные диски. Такие сменные магнитныедиски называются гибкими магнитными дисками или флоппи-дисками (их такженазывают дискетами) и расположены в специальном картонном конверте, защищающемих от повреждения. Кстати, пусть название «гибкие диски» не вводятвас в заблуждение — с такими дисками надо обращаться осторожно и ни в коемслучае не изгибать их!

Флоппи-диски нельзяподвергать нагреву, располагать вблизи сильных электромагнитных полей (понятнопочему — информация будет стерта). Для лучшей сохранности данных старайтесьдержать дискеты подальше от сильных магнитов и видеомонитора. Нельзя такжекасаться пальцами поверхности диска, так как вы можете загрязнить ее жиром,который всегда есть на коже.

На верхнюю поверхностьдискеты обычно наклеивается этикетка, на которой вы можете отметить, какиепрограммы или данные находятся на дискете. Для отметок на этикетке дискетылучше всего использовать мягкий простой карандаш или фломастер, но не шариковуюручку, так как она может оставить вмятины и испортить дискету. Если вы стираетестарое обозначение с этикетки дискеты ластиком, следите за тем, чтобы крошкиластика не попали в прорезь для магнитных головок. В противном случае вы можетеповредить не только дискету, но и НГМД.

Старайтесь держать дискету вспециальном бумажном пакетике, в котором она продается. Не следует кластьдискету без пакетика на стол или рабочие бумаги, так как пыль с поверхностистола или бумаг может попасть на поверхность магнитного диска и это приведет кее повреждению. Я также не рекомендую курить в помещении, где установленкомпьютер, пепел от сигарет может послужить причиной преждевременного выхода изстроя дискет или НГМД.

В настоящее времяиспользуются флоппи-диски двух типов — диаметром 5,25" (рис. 1.14) и3,5" (рис. 1.15). В зависимости от конструкции диска и материаламагнитного покрытия вы можете записать на флоппи-диск от 360 Кбайт до 2,88Мбайт данных. Больше всего распространены флоппи-диски диаметром 3,5" иемкостью 1,44 Мбайт, диаметром 5,25" и емкостью 1,2 Мбайт, а такжедиаметром 5,25" и емкостью 360 Кбайт.

Емкость флоппи-дисков можноопределить из обозначения на коробке. Приведем обозначение для встречающихсячаще всего дискет:

PRIVATEОбозначение

Диаметр флоппи-диска, дюймы

Емкость флоппи-диска, Кбайт

5.25" 2S/2D

5,25

360

5.25" 2S/HD

5,25

1200

3.5" 2S/2D

3,5

720

3.5" 2S/HD

3,5

1440

Дискеты диаметром 5,25"и разной плотностью внешне практически ничем не отличаются друг от друга, заисключением того что у дискет емкостью 360 Кбайт отверстие для вращающегосявала имеет окантовку по краям. У дискет емкостью 1200 Кбайт (или как принятоговорить, емкостью 1,2 Мбайт) такой окантовки нет.

Емкость дискет диаметром 3,5" легко определитьпо внешнему виду, так как у дискет емкостью 1,44 Мбайт (1440 Кбайт) естьспециальное отверстие для обозначения емкости. Дискеты емкостью 720 Кбайттакого отверстия не имеют.

<img src="/cache/referats/2045/image028.jpg" v:shapes="_x0000_s1060">

Рис. 1.14.Флоппи-диск диаметром 5,25".

Данные, записанные на дискете,можно защитить от случайного стирания или перезаписи. В дискете диаметром5,25" для этого надо заклеить отверстие защиты от записи при помощиспециальной полоски. Набор таких полосок продается вместе с дискетами. Вдискете диаметром 3,5" для защиты от записи есть специальная крышечка. Выможете с ее помощью закрыть отверстие, защитив таким образом записанные надискете данные.

<img src="/cache/referats/2045/image030.jpg" v:shapes="_x0000_s1061">

Рис. 1.15.Флоппи-диск диаметром 3,5".

Дискеты надо вставлять впрорезь НГМД осторожно, при этом они должны вставляться таким образом, чтобыпрорезь для магнитных головок была направлена внутрь НГМД, а прорезь защиты отзаписи (или отверстие защиты от записи в дискетах диаметром 3,5")находилась слева. При этом этикетка должна быть наклеена сверху. Если вывставите дискету неправильно, это может привести к повреждению НГМД.

На рис. 1.16 показано, какправильно вставлять дискету диаметром 3,5". Дискета вставляется до щелчкабез приложения усилий. Для извлечения дискеты нажмите кнопку, указанную нарисунке.

<img src="/cache/referats/2045/image032.jpg" v:shapes="_x0000_s1062">

Рис. 1.16.Работа с дискетой диаметром 3,5".

На рис. 1.17 показано, как правильно устанавливатьв НГМД дискету диаметром 5,25". После того как вы вставили дискету,следует повернуть ручку фиксатора в направлении, указанном на рисунке стрелкой.Перед тем как вынимать дискету из дисковода, ручку фиксатора следует вернуть висходное положение.

<img src="/cache/referats/2045/image034.jpg" v:shapes="_x0000_s1063">

Рис. 1.17.Работа с дискетой диаметром 5,25".

В накопителях НМДиспользуется сразу несколько дисков с магнитным покрытием, вращающихся на общемвалу. Так же как и в НГМД, для записи данных на диски используется блокмагнитных головок, причем данные записываются на обе поверхности дисков. Однаков НГМД магнитные головки касаются поверхности флоппи-дисков, а в НМД паряточень близко над поверхностью. Поэтому, в частности, а также потому что самидиски более жесткие механически, емкость НМД существенно выше и составляетсотни, а то и тысячи Мбайт.

По сравнению с НГМД время доступа к данным в НМДсущественно меньше. Это связано с тем, что скорость вращения дисков в НМД выше,чем скорость вращения флоппи-диска в НГМД.

Накопители НМД есть практически в каждомперсональном компьютере. В настоящее время это самое распространенноеустройство, предназначенное для долговременного хранения данных.

Лазерныедисковые накопители

Все шире используютсялазерные дисковые накопители. Лазерные накопители отличаются значительнойемкостью (650 Мбайт и более), однако обычно обладают худшим быстродействием посравнению с НМД. Так же как и в НГМД вы можете менять диски с информацией,однако емкость такого «флоппи-диска» значительно больше, не говоряуже о значительно большей надежности хранения данных. Размеры лазерного и флоппи-дискапримерно одинаковы.

Не вдаваясь в детали отметим, что существуют триразных типа лазерных накопителей.

Первый тип позволяет толькочитать лазерные диски, похожие на обычные компакт-диски CD. Эти накопителиработают как сменное ПЗУ и называются CD-ROM. Компакт-диски для накопителейCD-ROM готовятся с помощью специального оборудования стоимостью в тысячидолларов, однако стоимость самих компакт-дисков (без учета стоимостиинформации, записанной на диске) ничтожна. Накопители CD-ROM стоят порядка200-300 долларов, что сравнительно немного. Они обеспечат вам доступ кзначительным объемам данных, не говоря уже о том, что такие накопителипозволяют проигрывать обычные звуковые компакт-диски через головные телефоныили звуковое оборудование, подключенное к компьютеру.

Второй тип лазерныхнакопителей позволяет записывать информацию на лазерный диск только один раз.Это так называемые WORM-накопители. Их удобно использовать для работы сбольшими объемами редко изменяющейся, но пополняющейся информации, такой как,например, каталоги больших библиотек.

Самый удобный, но и самыйдорогой тип лазерных накопителей — накопители с перезаписью. При емкостипорядка 600 Мбайт и быстродействии, сравнимом с быстродействием НМД, стоимостьтаких накопителей может достигать несколько тысяч долларов. Однако высокаянадежность и возможность смены дисков с данными делают их весьмапривлекательными, если необходимо работать с очень большими объемами данных.

Накопителина магнитной ленте

Нельзя обойти вниманием и такой тип внешнихустройств памяти, как накопители на магнитной ленте или стримеры. По своемупринципу действия эти устройства напоминают бытовые кассетные магнитофоны. Чащевсего стримеры используют для резервного копирования содержимого НМД, чтопозволяет избежать потери данных при выходе НМД из строя. Самые хорошиестримеры позволяют записать на одну кассету с магнитной лентой до 2 Гбайтинформации, однако из-за высокой стоимости таких стримеров большераспространены стримеры с кассетами, рассчитанными на запись 150 или 250 Мбайтданных.

Иерархияпамяти в персональном компьютере

Подводя итог сказанному, отметим иерархичностьпамяти компьютера. Непосредственно в центральном процессоре расположена оченьбыстродействующая память небольшого размера (десятки байт). На материнскойплате есть несколько более медленная память ОЗУ и ПЗУ емкостью порядканескольких мегабайт (емкость ПЗУ обычно составляет сотни килобайт). И, наконец,к компьютеру подключаются относительно медленные устройства внешней памяти,способные хранить тысячи мегабайт данных. В приведенной ниже таблице отраженыприблизительные характеристики основных типов запоминающих устройств,используемых в персональных компьютерах.

PRIVATEУстройство

Емкость, Мбайт

Среднее время доступа к данным, мсек

ОЗУ

1-32

0,00005-0,0001

НМД

40-3000

5-25

НГМД

0,36-2,88

100-200

CD-ROM

600-1000

200-700

Лазерный диск с перезаписью

120-650

17-300

Стример

60-2500

5-25 мин

Отметим, что центральныйпроцессор принципиально не имеет непосредственного доступа к внешней памяти.Для того чтобы записать данные на диск, процессор должен поместить их вначале вОЗУ, откуда они при помощи специальной аппаратуры компьютера будут переписанына дорожки диска. Данные, читаемые с диска, также вначале помещаются в ОЗУ, итолько после этого центральный процессор может получить

www.ronl.ru

Реферат Устройство компьютера

Устройство компьютера.

1.1. Что может компьютер

1.2. Как он устроен и как работает

1.3. Чем измерить количество информации

1.4. Системный блок компьютера

1.5. Память компьютера

1.6. Какие бывают программы

1.7. Прикладные программы

Едва ли сейчас можно найти человека, который никогда не слышал о персональных компьютерах или никогда их не видел. Персональные компьютеры выпускаются в разных корпусах. На рис. 1.1 показан внешний вид настольного персонального компьютера. В зависимости от конфигурации стоимость настольного персонального компьютера может лежать в пределах от 700 до более чем 10000 долларов.

Рис. 1.1. Настольный персональный компьютер.

Если вы много путешествуете, можете брать компьютер с собой. В этом случае вам подойдет компьютер блокнотного типа. Он имеет размеры небольшой книги (рис. 1.2). Возможности компьютера не всегда соответствуют его размерам, поэтому если вы готовы побольше заплатить, то можете приобрести очень мощный компьютер блокнотного типа. Стоимость такого компьютера лежит в пределах от 1000 до 14000 долларов.

Рис. 1.2. Блокнотный персональный компьютер.

Есть и другие варианты конструктивного исполнения компьютеров. Окончательный выбор - дело вашего вкуса. Однако если вы планируете подключать к компьютеру большое количество внешних устройств, приобретайте компьютер с большим, просторным корпусом и мощным блоком питания. Впрочем, об этом чуть позже.

1.1. Что может компьютер

Вы, вероятно, слышали такие слова как "компьютер думает", "компьютер принимает решение", "компьютер пишет стихи и сочиняет музыку". Однако основное назначение компьютера - облегчение человеческого труда. Именно для этой прозаической задачи он и используется чаще всего. С помощью компьютера вы за несколько минут можете проделать такую работу, на которую обычно требуется несколько недель или которая вообще не может быть выполнена без компьютера. А экономия времени, как известно, связана с экономией денег. Поэтому те вложения средств, которые вы сделаете, приобретая компьютер, оправданы. Затраченные деньги вернутся очень быстро и начнут приносить прибыль.

Какую же работу можно сделать с помощью компьютера, и какие можно с его помощью решать задачи?

Приведем далеко не полный список.

Подготовка текстовых документов, графических изображений, электронная почта, обучение, создание информационно-поисковых систем, подготовка к изданию рекламных листков, журналов, газет и книг, организация бухгалтерского учета и учета материальных ценностей, подготовка рекламных роликов и демонстрационных программ, автоматизированное проектирование, моделирование физических процессов, математические расчеты, создание и исполнение музыкальных произведений, управление технологическими процессами, создание автоматизированных измерительных лабораторий, игры и развлечения.

Однако нам пора узнать, из чего состоит компьютер и как он может делать все то, о чем я только что писала.

1.2. Как он устроен и как работает

Любой компьютер (даже самый большой) состоит из четырех частей - устройства ввода информации, устройства обработки информации, устройства хранения и устройства вывода информации. Конструктивно эти части могут быть объединены в одном корпусе размером с книгу (компьютеры класса Notebook - записная книжка) или же каждая часть может состоять из нескольких достаточно громоздких устройств (большие компьютеры, такие как ЕС ЭВМ).

Чаще всего персональный компьютер состоит из системного блока (показан справа от видеомонитора на рис. 1.1), видеомонитора (рис. 1.3), клавиатуры (рис. 1.4), принтера (рис. 1.5), мыши (рис. 1.6). Иногда к компьютеру дополнительно подключаются звуковые колонки, головные телефоны и микрофон, а также другие устройства ввода и вывода информации, например, устройство ввода графической информации, которое называется сканер (рис. 1.7).

С истемный блок объединяет устройства обработки и хранения информации. О том, как компьютер обрабатывает и хранит информацию, я расскажу немного позже.

Рис. 1.3. Видеомонитор.

Видеомонитор напоминает бытовой телевизор, однако обычно он обладает более высоким разрешением. Нетрудно догадаться, что монитор предназначен для вывода информации. Компьютер может выводить на экран монитора как текстовую, так и графическую информацию. С помощью специального (и довольно дорогостоящего оборудования) к компьютеру можно подключить бытовой видеомагнитофон и одновременно с обычной работой просматривать в небольшом окне экрана монитора (или на всем экране) видеофильмы.

Рис. 1.4. Клавиатура.

Клавиатура компьютера напоминает клавиатуру пишущей машинки. Ее назначение аналогично - набирать текст. Однако в компьютере набираемый текст не печатается сразу на бумаге, а запоминается на диске - запоминающем устройстве, расположенном в основном блоке. Кроме набора текста клавиатура используется для управления компьютером, а также для решения других задач, о чем вы еще узнаете.

Рис. 1.5. Принтер.

Принтер предназначен для печати информации, хранящейся в основном блоке компьютера. Это может быть текст, графическое изображение, таблицы и т. п.. Промышленность выпускает принтеры на любой вкус - от самых дешевых, стоимостью $100 - $200, которые печатают медленно и не очень качественно, до дорогих лазерных и цветных струйных принтеров, которые стоят от сотен долларов до нескольких тысяч долларов и обеспечивают качество, обычно достижимое лишь в типографии.

Рис. 1.6. Мышь.

Мышь - это небольшая коробочка, с одной, двумя или тремя кнопками на верхней крышке. Для работы с мышью ее надо передвигать по поверхности стола. Компьютер следит за перемещениями мыши и передвигает на экране монитора изображение специального указателя - курсора. Таким образом, передвигая мышь по поверхности стола вы будете передвигать курсор по экрану монитора.

С помощью мыши вы можете указывать компьютеру на те элементы изображения, с которыми он должен что-либо сделать. Установив курсор на объект, следует нажать одну из кнопок. При этом компьютер узнает, что вы установили курсор на нужный объект.

Для выполнения на компьютере некоторых задач (например, таких как создание графических изображений) мышь даже более нужна чем клавиатура, так как является графическим устройством ввода компьютера.

С помощью звуковых колонок, головных телефонов и микрофона компьютер может общаться с человеком естественным для человека способом. Жаль только, что человеческую речь компьютер понимает пока с большим трудом, если вообще понимает...

Рис. 1.7. Сканер.

Сканер предназначен для ввода в компьютер графических изображений, таких как черно/белые или цветные фотографии. С помощью сканера можно ввести в компьютер графическое изображение страницы книги с текстом. Компьютер сможет "прочитать" это изображение и преобразовать его в обычный текст. Этот текст впоследствии можно будет отредактировать или отформатировать. Однако чаще всего сканер используется для ввода фотографий.

С помощью плоттера компьютер может вычертить чертеж детали, географическую карту или другое подобное изображение. Плоттер рисует специальными цветными фломастерами. Качество обычно хуже, чем достижимое на лазерном принтере, однако есть плоттеры, способные работать с бумагой очень большого размера, например, формата А0 (33,11" x 46,81" или 841 мм х 1189 мм). Лазерные принтеры обычно используют формат бумаги А4 (8,27" x 11,69" или 210 мм х 297 мм), и только некоторые из них - А3 (11.69" x 16,54" или 297 мм х 420 мм).

Такое устройство, как дигитайзер, нужно далеко не всем. Это устройство состоит из планшета и специальной коробочки с кнопками. Дигитайзер предназначен для полуавтоматического ввода в компьютер чертежей, схем, географических карт. Чертеж или рисунок кладется на планшет, сверху располагается коробочка, соединенная с планшетом. Через специальную линзу с перекрещивающимися линиями вы видите поверхность чертежа или рисунка, на которой лежит коробочка. Перемещая перекрестие линий от одной точки чертежа к другой и нажимая кнопки на коробочке, вы можете ввести в компьютер карандашный эскиз детали или географическую карту.

К компьютеру можно подключить и другие устройства, например, устройство для чтения штрихового кода, используемого для маркировки товара в магазинах, или модем.

Итак, компьютер состоит из четырех частей, в качестве которых могут быть использованы описанные выше устройства. Как эти части соединяются и как взаимодействуют между собой?

На рис. 1.8 изображены те действия над информацией, которые может выполнять компьютер.

Рис 1.8. Действия, выполняемые компьютером.

Компьютер может вводить информацию, обрабатывать, выводить, а также накапливать. Не вдаваясь в детали, отметим, что вся информация хранится в компьютере в виде чисел (даже текстовая, звуковая или графическая).

Устройства ввода преобразуют вводимую информацию в числа. Например, когда вы нажимаете клавиши на клавиатуре, из нее в основной блок передаются числа, соответствующие нажимаемой клавише. Если вводится звуковая информация, она также преобразуется в поток чисел, каждое из которых соответствует амплитуде звукового сигнала в данный момент времени. При вводе изображения при помощи сканера полученный образ хранится в виде чисел, описывающих цвет и интенсивность отдельных точек изображения. При передвижении мыши по поверхности стола направление перемещения мыши и расстояние преобразуются в цифровую форму и передаются в компьютер.

Человеку неудобно работать с цифровой информацией, он предпочитает аналоговую. Например, многие люди привыкли к механическим часам и не покупают электронные с цифровой индикацией, так как им легче определять время по положению стрелок. Компьютер (вернее, устройство обработки информации, входящее в состав компьютера), "любит" иметь дело с числами.

Поэтому получив от человека информацию, после обработки компьютер должен преобразовать ее из цифровой формы в форму, удобную для человека. Устройства вывода выдают человеку готовый результат обработки в виде изображения, звука и т. д.

Что же касается хранения информации, то она хранится в цифровом виде. Это удобно для обработки информации компьютером. Обычный пользователь никогда не имеет непосредственного доступа к информации, хранящейся в устройствах памяти компьютера, поэтому для него не имеет значения формат записанных там данных.

Помимо введенной для обработки информации в компьютере хранится и другой вид данных - программы для работы с информацией. Программы хранятся в виде чисел и представляют собой ни что иное, как инструкции компьютеру по работе с информацией. Программы предписывают компьютеру, какие следует выполнять операции в ответ на действия человека, работающего с компьютером. Как правило, для решения каждой задачи требуется иметь отдельную программу, хотя бывают и универсальные программы, способные выполнять несколько разных задач.

Программы составляются людьми, чья профессия - программисты. Составление программ - чрезвычайно сложная задача, требующая значительной специальной подготовки, больших затрат труда и времени. Программирование "на хорошем уровне" доступно лишь профессионалам высокого класса. Однако пользователям компьютеров не стоит волноваться по этому поводу. В настоящий момент можно купить программу, подходящую для решения практически любой задачи. Для использования компьютера от вас не требуется умения составлять программы, как не требуется и детального знакомства с устройством и принципами работы компьютера.

1.3. Чем измерить количество информации

Для того чтобы ориентироваться в единицах измерения количества информации, я расскажу вам о том, в каком виде информация хранится и обрабатывается компьютером.

Наименьшая единица информации, принятая в вычислительной технике, называется бит (bit). Бит может принимать два численных значения: 0 или 1. Действительно, один бит несет в себе минимальную информацию. Как можно себе представить бит? Обычно его сравнивают с лампочкой (рис. 1.9), которая может быть включена (состояние 1) или выключена (состояние 0). Иногда проводят аналогию с выключателем: состояние "включено" соответствует 1, состояние выключено - 0.

Рис. 1.9. Один бит.

Если взять 8 лампочек и поставить их рядом, объединив в группу, получим наглядное представление о более крупной единице измерения количества информации - байте (byte). Каждая лампочка в группе соответствует одному биту. Таким образом, байт состоит из 8 бит (рис. 1.10).

Рис. 1.10. Один байт.

Много ли информации можно представить одним байтом? Не очень. Всего возможны 256 комбинаций из включенных и выключенных лампочек или из установленных в 1 либо сброшенных в 0 бит.

Обычно каждую комбинацию обозначают определенным числом. Например, когда все биты в байте сброшены в ноль, этой комбинации соответствует число 0. При этом говорят, что значение байта равно 0. Когда все биты в байте установлены в 1, значение байта равно 255. Есть и другие, промежуточные значения от 1 до 254 включительно.

Данные, вводимые при помощи клавиатуры или буквы (символы), отображаемые на экране видеомонитора, могут быть представлены байтами. Восьми бит оказывается достаточно для представления всех букв и символов. При этом каждой букве или символу ставится в соответствие байт с определенным значением, т. е. с определенной комбинацией установленных в 1 и сброшенных в 0 бит. Говорят также, что каждая буква или символ имеет свой код. Приведем пример кодов для некоторых цифр, латинских и русских букв (используется в операционной системе Microsoft Windows):

Количество возможных комбинаций бит в байте достаточно для представления всех латинских и русских букв, а также символов, таких как точка, запятая и двоеточие. Однако с помощью одного байта можно представить только одну букву. Текст, разумеется, состоит из многих букв. Когда вы набираете текст на клавиатуре, нажимая одну клавишу за другой, компьютер (под управлением соответствующей программы) получает байты, соответствующие буквам последовательно, один за другим и записывает их в свою память. Когда вы распечатываете текст на принтере, байты из памяти компьютера (опять же под управлением программы) посылаются в принтер, который и распечатывает ранее введенный вами текст.

Одна стандартная машинописная страница текста содержит примерно 2000 букв. Можно сказать, что одна страница текста содержит 2000 байт информации.

Есть ли более крупные единицы измерения количества информации? Разумеется, есть. Одна из таких единиц называется килобайт (сокращенная запись - Кбайт). Один килобайт содержит 1024 байт. Одна страница машинописного текста содержит примерно 2 килобайта информации или, другими словами, два килобайта данных.

Используются и еще более крупные единицы измерения - мегабайт и гигабайт. Один мегабайт равен 1024 килобайтам, а один гигабайт (Гбайт) - 1024 мегабайтам. Книга, состоящая из 500 страниц текста без рисунков, содержит примерно 1 мегабайт (Мбайт) информации.

Современные компьютеры могут хранить от десятков и сотен мегабайт до тысяч гигабайт данных. Обычно персональные компьютеры оснащаются памятью размером 200-300 мегабайт, что позволяет запомнить примерно 100-150 тысяч страниц текста. Это не слишком мало, не правда ли?

Вы должны уметь ориентироваться в единицах измерения информации и представлять себе, сколько места ваши данные занимают в памяти компьютера. Выбирая компьютер, вы должны оснастить его достаточным количеством памяти, исходя из решаемых вами задач. Конечно, можно купить побольше памяти, с запасом, однако при этом вы можете впустую потратить много денег (память размером в 1 гигабайт стоит порядка тысячи долларов).

1.4. Системный блок компьютера

Что же скрывается внутри системного блока компьютера? Там находится устройство обработки информации, устройства хранения информации и другие узлы.

Если открыть корпус системного блока компьютера (рис. 1.11), вы увидите блок питания (Power Supply), большую печатную плату с микросхемами, называемую материнской платой (Motherboard), в которую вставлены платы размером поменьше - контроллеры, а также устройства внешней памяти - накопители на гибких магнитных дисках (FDD или НГМД) и накопители на магнитных (жестких) дисках (HDD или НМД). Внутри корпуса есть также маленький громкоговоритель и много соединительных кабелей.

Устройства ввода/вывода, такие как мышь (Mouse), клавиатура (Keyboard), видеомонитор и принтер (Printer) подключаются непосредственно к материнской плате либо к контроллерам (Controller) - маленьким платам, вставленным в материнскую плату. Аналогично подключаются к материнской плате НГМД, НМД и громкоговоритель, а также кнопки и светодиоды, расположенные на лицевой панели корпуса основного блока.

Рис. 1.11. Системный блок компьютера.

На материнской плате есть большая микросхема - центральный процессор (CPU или ЦП). Это мозг компьютера. Процессор выполняет всю обработку данных, поступающих в компьютер и хранящихся в памяти компьютера. Обработка выполняется по управлением программы, которая, как я уже писала, также хранится в памяти компьютера. Персональные компьютеры оснащаются центральными процессорами разной мощности (производительности). В зависимости от решаемой вами задачи может потребоваться тот или иной процессор, о чем я еще буду говорить.

Кроме центрального процессора, на материнской плате расположено еще одно важнейшее устройство - оперативная память или оперативное запоминающее устройство (RAM или ОЗУ). ОЗУ имеет относительно небольшой объем - обычно от 1 до 16 мегабайт, однако, как это видно из названия, центральный процессор имеет оперативный (быстрый) доступ к данным, записанным в ОЗУ (на извлечение данных из ОЗУ требуется не более 60-100 наносекунд). Говорят, что данные в ОЗУ имеют малое время доступа.

Почему вся память компьютера не работает так же быстро, как ОЗУ? Тому есть две причины. Во-первых, быстродействующая память дорого стоит. Во-вторых, все данные, хранящиеся в ОЗУ, пропадают при выключении питания компьютера. Устройства памяти типа НМД или НГМД сохраняют данные, даже если компьютер не работает, и могут использоваться для долговременного хранения информации, однако время доступа к данным даже для лучших НМД составляет 5-10 миллисекунд, а для НГМД оно существенно больше.

1.5. Память компьютера

Расскажем подробнее о том, как устроена и работает память компьютера.

ОЗУ и ПЗУ

Вы уже знаете, что на материнской плате компьютера есть оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) емкостью несколько мегабайт с малым временем доступа. Эта память используется для временного хранения данных, обрабатываемых центральным процессором. Однако в ОЗУ хранятся не только данные, туда перед запуском должна быть записана программа.

Кроме ОЗУ на материнской плате есть микросхема постоянного запоминающего устройства (ROM или ПЗУ). Данные записываются в ПЗУ один раз при изготовлении микросхемы на заводе и обычно не могут быть изменены впоследствии. В ПЗУ хранятся программы, которые компьютер запускает автоматически при включении питания. Эти программы предназначены для проверки исправности и обслуживания аппаратуры самого компьютера. Они также выполняют первоначальную загрузку главной обслуживающей программы компьютера - так называемой операционной системы.

Наглядно ОЗУ и ПЗУ можно представить себе в в виде массива ячеек, в которые записаны отдельные байты информации. Каждая ячейка имеет свой номер, причем нумерация начинается с нуля. Номер ячейки является адресом (Address) байта.

Центральный процессор при работе с ОЗУ должен указать адрес байта, который он желает прочитать из памяти или записать в память (рис. 1.12). Разумеется, из ПЗУ можно только читать данные. Прочитанные из ОЗУ или ПЗУ данные процессор записывает в свою внутреннюю память, устроенную аналогично ОЗУ, но работающую значительно быстрее и имеющую емкость не более десятков байт.

Рис. 1.12. Работа процессора с ОЗУ.

Процессор может обрабатывать только те данные, которые находятся в его внутренней памяти, в ОЗУ или в ПЗУ. Все эти виды устройства памяти называются устройствами внутренней памяти, они обычно располагаются непосредственно на материнской плате компьютера (внутренняя память процессора находится в самом процессоре).

Память на магнитных дисках

Любой компьютер (предназначенный для серьезной работы) оснащен так называемыми устройствами внешней памяти. К этим устройствам относятся в первую очередь накопители на гибких магнитных дисках (НГМД) и накопители на жестких магнитных дисках (НМД).

Устройства внешней памяти, как я уже говорила, предназначены для долговременного хранения информации. НГМД и НМД относятся к дисковым магнитным устройствам памяти, так как информация в этих устройствах записывается на вращающихся дисках, покрытых магнитным материалом, напоминающем покрытие лент обычных аудио- и видеокассет. И хотя по своему составу магнитное покрытие, используемое в дисковых накопителях, отличается от покрытия обычных бытовых магнитных лент, в них используется аналогичный принцип записи информации.

В обычных бытовых магнитофонах на магнитную ленту записывается аналоговый сигнал непосредственно с микрофона, проигрывателя пластинок, компакт-дисков или другого источника. Компьютер записывает на магнитные диски биты информации. Если надо записать несколько байт данных, все биты этих байтов записываются последовательно на одну дорожку.

Дорожки образуют на магнитных дисках концентрические круги. Блок специальных магнитных головок перемещается по радиальной оси к центру или от центра диска, прочерчивая по поверхности диска воображаемые круги. Эти круги и называются дорожками или цилиндрами (рис. 1.13).

Рис. 1.13. Магнитный диск.

Компьютер может произвольно устанавливать блок магнитных головок на любую дорожку диска, однако сами данные на дорожке просматриваются компьютером последовательно по мере вращения диска.

Конструктивно НГМД выполнен таким образом, что вы можете менять установленные в нем магнитные диски. Такие сменные магнитные диски называются гибкими магнитными дисками или флоппи-дисками (их также называют дискетами) и расположены в специальном картонном конверте, защищающем их от повреждения. Кстати, пусть название "гибкие диски" не вводят вас в заблуждение - с такими дисками надо обращаться осторожно и ни в коем случае не изгибать их!

Флоппи-диски нельзя подвергать нагреву, располагать вблизи сильных электромагнитных полей (понятно почему - информация будет стерта). Для лучшей сохранности данных старайтесь держать дискеты подальше от сильных магнитов и видеомонитора. Нельзя также касаться пальцами поверхности диска, так как вы можете загрязнить ее жиром, который всегда есть на коже.

На верхнюю поверхность дискеты обычно наклеивается этикетка, на которой вы можете отметить, какие программы или данные находятся на дискете. Для отметок на этикетке дискеты лучше всего использовать мягкий простой карандаш или фломастер, но не шариковую ручку, так как она может оставить вмятины и испортить дискету. Если вы стираете старое обозначение с этикетки дискеты ластиком, следите за тем, чтобы крошки ластика не попали в прорезь для магнитных головок. В противном случае вы можете повредить не только дискету, но и НГМД.

Старайтесь держать дискету в специальном бумажном пакетике, в котором она продается. Не следует класть дискету без пакетика на стол или рабочие бумаги, так как пыль с поверхности стола или бумаг может попасть на поверхность магнитного диска и это приведет к ее повреждению. Я также не рекомендую курить в помещении, где установлен компьютер, пепел от сигарет может послужить причиной преждевременного выхода из строя дискет или НГМД.

В настоящее время используются флоппи-диски двух типов - диаметром 5,25" (рис. 1.14) и 3,5" (рис. 1.15). В зависимости от конструкции диска и материала магнитного покрытия вы можете записать на флоппи-диск от 360 Кбайт до 2,88 Мбайт данных. Больше всего распространены флоппи-диски диаметром 3,5" и емкостью 1,44 Мбайт, диаметром 5,25" и емкостью 1,2 Мбайт, а также диаметром 5,25" и емкостью 360 Кбайт.

Емкость флоппи-дисков можно определить из обозначения на коробке. Приведем обозначение для встречающихся чаще всего дискет:

Дискеты диаметром 5,25" и разной плотностью внешне практически ничем не отличаются друг от друга, за исключением того что у дискет емкостью 360 Кбайт отверстие для вращающегося вала имеет окантовку по краям. У дискет емкостью 1200 Кбайт (или как принято говорить, емкостью 1,2 Мбайт) такой окантовки нет.

Емкость дискет диаметром 3,5" легко определить по внешнему виду, так как у дискет емкостью 1,44 Мбайт (1440 Кбайт) есть специальное отверстие для обозначения емкости. Дискеты емкостью 720 Кбайт такого отверстия не имеют.

Рис. 1.14. Флоппи-диск диаметром 5,25".

Данные, записанные на дискете, можно защитить от случайного стирания или перезаписи. В дискете диаметром 5,25" для этого надо заклеить отверстие защиты от записи при помощи специальной полоски. Набор таких полосок продается вместе с дискетами. В дискете диаметром 3,5" для защиты от записи есть специальная крышечка. Вы можете с ее помощью закрыть отверстие, защитив таким образом записанные на дискете данные.

Рис. 1.15. Флоппи-диск диаметром 3,5".

Дискеты надо вставлять в прорезь НГМД осторожно, при этом они должны вставляться таким образом, чтобы прорезь для магнитных головок была направлена внутрь НГМД, а прорезь защиты от записи (или отверстие защиты от записи в дискетах диаметром 3,5") находилась слева. При этом этикетка должна быть наклеена сверху. Если вы вставите дискету неправильно, это может привести к повреждению НГМД.

На рис. 1.16 показано, как правильно вставлять дискету диаметром 3,5". Дискета вставляется до щелчка без приложения усилий. Для извлечения дискеты нажмите кнопку, указанную на рисунке.

Рис. 1.16. Работа с дискетой диаметром 3,5".

На рис. 1.17 показано, как правильно устанавливать в НГМД дискету диаметром 5,25". После того как вы вставили дискету, следует повернуть ручку фиксатора в направлении, указанном на рисунке стрелкой. Перед тем как вынимать дискету из дисковода, ручку фиксатора следует вернуть в исходное положение.

Рис. 1.17. Работа с дискетой диаметром 5,25".

В накопителях НМД используется сразу несколько дисков с магнитным покрытием, вращающихся на общем валу. Так же как и в НГМД, для записи данных на диски используется блок магнитных головок, причем данные записываются на обе поверхности дисков. Однако в НГМД магнитные головки касаются поверхности флоппи-дисков, а в НМД парят очень близко над поверхностью. Поэтому, в частности, а также потому что сами диски более жесткие механически, емкость НМД существенно выше и составляет сотни, а то и тысячи Мбайт.

По сравнению с НГМД время доступа к данным в НМД существенно меньше. Это связано с тем, что скорость вращения дисков в НМД выше, чем скорость вращения флоппи-диска в НГМД.

Накопители НМД есть практически в каждом персональном компьютере. В настоящее время это самое распространенное устройство, предназначенное для долговременного хранения данных.

Лазерные дисковые накопители

Все шире используются лазерные дисковые накопители. Лазерные накопители отличаются значительной емкостью (650 Мбайт и более), однако обычно обладают худшим быстродействием по сравнению с НМД. Так же как и в НГМД вы можете менять диски с информацией, однако емкость такого "флоппи-диска" значительно больше, не говоря уже о значительно большей надежности хранения данных. Размеры лазерного и флоппи-диска примерно одинаковы.

Не вдаваясь в детали отметим, что существуют три разных типа лазерных накопителей.

Первый тип позволяет только читать лазерные диски, похожие на обычные компакт-диски CD. Эти накопители работают как сменное ПЗУ и называются CD-ROM. Компакт-диски для накопителей CD-ROM готовятся с помощью специального оборудования стоимостью в тысячи долларов, однако стоимость самих компакт-дисков (без учета стоимости информации, записанной на диске) ничтожна. Накопители CD-ROM стоят порядка 200-300 долларов, что сравнительно немного. Они обеспечат вам доступ к значительным объемам данных, не говоря уже о том, что такие накопители позволяют проигрывать обычные звуковые компакт-диски через головные телефоны или звуковое оборудование, подключенное к компьютеру.

Второй тип лазерных накопителей позволяет записывать информацию на лазерный диск только один раз. Это так называемые WORM-накопители. Их удобно использовать для работы с большими объемами редко изменяющейся, но пополняющейся информации, такой как, например, каталоги больших библиотек.

Самый удобный, но и самый дорогой тип лазерных накопителей - накопители с перезаписью. При емкости порядка 600 Мбайт и быстродействии, сравнимом с быстродействием НМД, стоимость таких накопителей может достигать несколько тысяч долларов. Однако высокая надежность и возможность смены дисков с данными делают их весьма привлекательными, если необходимо работать с очень большими объемами данных.

Накопители на магнитной ленте

Нельзя обойти вниманием и такой тип внешних устройств памяти, как накопители на магнитной ленте или стримеры. По своему принципу действия эти устройства напоминают бытовые кассетные магнитофоны. Чаще всего стримеры используют для резервного копирования содержимого НМД, что позволяет избежать потери данных при выходе НМД из строя. Самые хорошие стримеры позволяют записать на одну кассету с магнитной лентой до 2 Гбайт информации, однако из-за высокой стоимости таких стримеров больше распространены стримеры с кассетами, рассчитанными на запись 150 или 250 Мбайт данных.

Иерархия памяти в персональном компьютере

Подводя итог сказанному, отметим иерархичность памяти компьютера. Непосредственно в центральном процессоре расположена очень быстродействующая память небольшого размера (десятки байт). На материнской плате есть несколько более медленная память ОЗУ и ПЗУ емкостью порядка нескольких мегабайт (емкость ПЗУ обычно составляет сотни килобайт). И, наконец, к компьютеру подключаются относительно медленные устройства внешней памяти, способные хранить тысячи мегабайт данных. В приведенной ниже таблице отражены приблизительные характеристики основных типов запоминающих устройств, используемых в персональных компьютерах.

Отметим, что центральный процессор принципиально не имеет непосредственного доступа к внешней памяти. Для того чтобы записать данные на диск, процессор должен поместить их вначале в ОЗУ, откуда они при помощи специальной аппаратуры компьютера будут переписаны на дорожки диска. Данные, читаемые с диска, также вначале помещаются в ОЗУ, и только после этого центральный процессор может получить к ним доступ.

Иерархическое построение памяти компьютера позволяет снизить стоимость подсистемы памяти компьютера, так как те данные, которые нужны чаще, хранятся в быстродействующей (и более дорогостоящей) памяти, в то время как большой объем редко используемых данных можно хранить в относительно дешевой внешней памяти.

1.6. Какие бывают программы

Все, что компьютер делает, он делает в соответствии с инструкциями, составленными человеком - программами. Вспомните музыкальные автоматы, в которых на вращающихся дисках с просверленными или выдолбленными отверстиями была записана последовательность команд для проигрывания музыки - чем не специализированный музыкальный компьютер? Меняя диски, вы можете менять исполняемую таким автоматом музыку. Можно сказать, что на диске записана программа для исполнения того или иного музыкального произведения.

В компьютере под управлением программы центральный процессор может выполнять пересылку данных между своей внутренней памятью, ОЗУ и ПЗУ, а также инициировать передачу данных из внешней памяти в ОЗУ или из ОЗУ во внешнюю память. Процессор может также (под управлением программы) выполнять передачу данных из таких устройств ввода данных, как клавиатура или мышь, в ОЗУ, и обратную передачу - из ОЗУ в устройства вывода данных, такие как принтер или плоттер.

Кроме того, процессор может выполнять арифметические или логические операции над числами, хранящимися во внутренней памяти, процессора, в ОЗУ или ПЗУ. Иногда компьютер комплектуется дополнительным арифметическим сопроцессором (Coprocessor), который помогает центральному процессору выполнять арифметические операции над числами и значительно ускоряет выполнение таких операций.

Как я уже говорила, самая первая программа, которую начинает выполнять компьютер после включения питания, записана в ПЗУ. Ее назначение - проверить работоспособность устройств компьютера и загрузить основную управляющую программу - операционную систему.

Операционная система при помощи видеомонитора и клавиатуры компьютера помогает пользователю запускать другие программы, необходимые для выполнения тех или иных прикладных задач. Сама операционная система поставляется на флоппи-дисках. Вы можете загружать ее с флоппи-диска, но лучше записать ее на НМД, в этом случае можно легко сделать так, что после включения питания и проверки работоспособности систем компьютер автоматически загрузит операционную систему.

Если вы постоянно работаете с одной и той же программой, вы можете сделать так, чтобы сразу после загрузки операционной системы она автоматически запускала вашу программу.

Программы можно разделить на три категории. Во-первых, бывают программы, записанные в ПЗУ компьютера. Эти программы запускаются при включении питания и выполняют служебные функции, касающиеся самого компьютера. Во-вторых, есть главная управляющая программа - операционная система - предназначенная для запуска других программ, выполняющих полезную работу. В-третьих, есть прикладные программы, которые, собственно, и нужны для того чтобы затраты на покупку компьютера оправдались.

Вы, как пользователь персонального компьютера, для начала должны освоить работу с программой, записанной в ПЗУ, научиться выполнять основные действия по управлению программами с помощью команд операционной системы, и, конечно, освоить несколько наиболее полезных прикладных программ, в частности, программы, предназначенные для редактирования и печати текстов. Это и будет вашим первым шагом в освоении компьютерной техники и компьютерных технологий.

1.7. Прикладные программы

Вам должно быть интересно, какие прикладные программы созданы для персонального компьютера и что они могут делать. Есть несколько групп программ, с которыми чаще всего работают пользователи:

текстовые процессоры;

графические редакторы;

электронные таблицы;

почтовые и телекоммуникационные программы.

Текстовые процессоры

Как следует из названия, текстовые процессоры предназначены для обработки текстов. Однако возможности современных текстовых процессоров выходят далеко за рамки простого набора и печати текста.

С помощью современного текстового процессора вы можете работать одновременно с несколькими документами, включать в текст графические изображения, которые будут автоматически "обтекаться" текстом. Вы можете в автоматическом режиме расставить знаки переноса слов с одной строки на другую и проверить правильность написания слов. Для того чтобы перенести или скопировать несколько слов или любую часть документа в другое место вам достаточно выделить ее несколькими движениями мыши по столу, перенести в нужное место документа и положить там. Вы можете запомнить фрагменты текста или сложные последовательности операций над текстом и вызывать их при необходимости, нажимая заданную вами комбинацию клавиш.

Особо следует отметить возможность редактирования документов в таком виде, в котором они появятся на бумаге после печати. Очень удобно, когда вы сразу редактируете текст и знаете, как он получится после печати на принтере. Такая возможность позволит вам сэкономить много времени на печати черновиков документа.

Что же касается возможностей внешнего оформления документов, то они ограничены только вашей фантазией. Вы можете выбрать любые шрифты из многих сотен, можете задать любой размер букв, сделать их наклонными, выделенными или подчеркнутыми, задать любой цвет (что иногда имеет смысл, даже если ваш принтер черно/белый). Вы можете добавить в различные места документа звуковые комментарии, введенные при помощи микрофона. Эти комментарии, разумеется, нельзя распечатать на принтере, однако их можно прослушать при помощи звуковых колонок или головных телефонов, если ваш компьютер оборудован соответствующим образом.

Вы можете легко задать одноколоночное или многоколоночное расположение текста на листе, формат, расположение и размер листов бумаги, на которых будет распечатан текст.

Одинаково оформленные параграфы текста можно связать с так называемым стилем оформления параграфа, имеющего в качестве одного из атрибутов имя. Если вы один раз определите оформление какого-либо параграфа и присвоите ему стиль, то все похожие параграфы вы сможете оформить аналогично, просто указав имя стиля. При изменении оформления, связанного со стилем, все соответствующие параграфы автоматически изменяют свое оформление. Это означает, в частности, что если вам надо изменить оформление всех заголовков в книге, вам не надо менять его вручную для каждого отдельного заголовка. Вы можете изменить стиль, связанный с этим заголовком, оформление всех остальных заголовков изменится автоматически. Вместо часов утомительного труда вы сделаете изменение оформления за одну минуту.

Для больших документов и книг текстовый процессор автоматически создаст оглавление и предметный указатель, пронумерует страницы и расположит колонтитулы (строки, которые расположены в самой верхней и самой нижней части страницы и которые повторяются в пределах главы или всей книги).

Текстовые процессоры позволяют организовать поиск нужного документа среди сотен по названию, ключевым словам или другой аналогичной информации.

Особенно следует отметить удобство работы с таблицами. Вы видите на экране видеомонитора таблицу в таком виде, в каком она будет напечатана на принтере. В клетках таблицы можно расположить не только текст, но и графические изображения. Изменения размеров колонок можно сделать простым движением мыши, растягивая или сжимая нужную колонку. Высота строки таблицы устанавливается автоматически в соответствии с ее содержимым. Когда вы набираете текст в клетке таблицы, происходит автоматическое добавление строк, если набираемый текст не помещается в клетке на одной строке.

Словом, известная шутка о том, что современные текстовые процессоры могут делать все, кроме прогуливания собак, не так далека от истины. И это понятно, если учесть, что подавляющее большинство персональных компьютеров используется для подготовки текстов. Мы будем очень подробно изучать один из мощнейших текстовых процессоров - Microsoft Word for Windows, который удачно сочетает богатство возможностей и простоту использования. Книга, которую вы сейчас читаете, подготовлена полностью с помощью этого текстового процессора.

Графические редакторы

Несмотря на то, что текстовые процессоры могут содержать в себе средства подготовки графических иллюстраций, если вам нужно готовить действительно качественные и сложные графические изображения, следует приобрести программу, специально предназначенную для создания и редактирования графических изображений. Полученное с помощью этих редакторов изображение вы сможете без труда включить в текст, созданный текстовым процессором.

Графические редакторы позволяют создавать сложные трехмерные изображения с теневыми эффектами, плавными переходами тонов. Вы можете осветить объект несколькими источниками света и подбирать их расположение до тех пор, пока не получите необходимую выразительность создаваемого образа.

Если вы ввели в компьютер фотографию, пользуясь сканером, графические редакторы позволят вам выполнить ретуширование и разнообразную сложную обработку фотографий, монтаж и другие виды работ, знакомые и незнакомые профессиональным фотографам.

Даже не обладая способностями художника, вы сможете создавать достаточно сложные изображения. Если же вам не хватает собственной фантазии, вы можете воспользоваться готовыми библиотеками рисунков и фотографий, которые продаются на компакт-дисках и флоппи-дисках, как в составе графических редакторов, так и отдельно.

Есть графические редакторы, значительно облегчающие процесс создания чертежей и схем. Эти редакторы незаменимы при подготовке чертежей деталей, полезны при вычерчивании электрических и других схем, а также географических карт.

Многие редакторы позволяют создавать многослойные изображения. Вы можете, например, в качестве первого слоя нарисовать карту мира, в качестве второго - нанести границы стран, в качестве третьего - обозначения и названия городов и т. д. Можно распечатывать и просматривать как все слои изображения сразу, так и отдельные слои.

В следующих томах нашей серии мы научим вас работать с такими современными графическими редакторами, как Corel Draw, Designer, Photofinish.

Электронные таблицы

Программы электронных таблиц позволяют работать с информацией, которую удобно представлять в табличном виде. В клетках электронной таблицы может быть текст, числа, графические изображения. Вы можете поместить в клетки электронной таблицы формулы, по которым численное значение, хранящееся в клетке, будет вычисляться исходя из содержимого других клеток. Например, вы можете подсчитать сумму всех чисел в столбце и эта сумма автоматически будет пересчитываться каждый раз, когда изменяется содержимое любой клетки данного столбца.

Основное применение электронных таблиц - бухгалтерские и коммерческие расчеты, организация баз данных, представление табличных данных в виде графических диаграмм.

В одном из томов нашей серии мы рассмотрим мощнейшее средство для работы с электронными таблицами - программу Microsoft Excel.

Почта и телекоммуникация

Вряд ли стоит говорить о том, что без удобных и быстрых средств передачи информации невозможна успешная деятельность никакой фирмы. Однако обычное письмо из России в Америку может идти неделями. За это время ваше предложение, изложенное в письме, перестанет быть актуальным. Конечно, можно позвонить по телефону, однако как, например, передать по телефону спецификацию персонального компьютера и фотографию его внешнего вида? Словесное описание может не устроить потенциального покупателя. Конечно, вы можете воспользоваться факсом, однако для этого вам необходимо дозвониться до своего зарубежного партнера, что может оказаться нелегкой задачей.

К счастью, если у вас имеется персональный компьютер, из этой ситуации есть простой выход. С помощью специального устройства - модема - вы можете подключить компьютер к телефонной линии. Если ваш партнер сделает то же самое, вы сможете обмениваться любой информацией, которую можно ввести в компьютер. Вы сможете при помощи цветного сканера ввести, например, цветное изображение предлагаемого к продаже компьютера, позвонить своему партнеру, и передать это изображение через телефонную линию. Партнер может распечатать изображение на цветном принтере и вы оба останетесь довольны.

Имеются программы, которые специально предназначены для передачи информации из одного компьютера в другой. С помощью этих программ вы можете также посылать и принимать факсы, если вы подключили к компьютеру не обычный модем, а факс-модем. С помощью факс-модема и соответствующей программы вы можете посылать факсы также просто, как распечатывать документы на принтере.

Есть программы, которые работают в режиме электронной почты. В этом случае вам не обязательно дозваниваться до своего партнера, чтобы передать ему данные. Вы можете позвонить на выделенный для электронной почты телефонный узел и оставить свою почту там. Почта будет доставлена адресату автоматически, причем достаточно быстро.

Отметим, однако, что большинство действительно надежно работающих систем электронной почты являются платными, причем платить надо за подключение, вносить месячную плату, а также платить за количество переданной информации. Если вы передаете данные на другой континент, плата за переданные данные может составить значительную сумму, поэтому соизмеряйте объемы передаваемой информации с вашими возможностями.

Реферат Устройство компьютера и его основные блоки Слово «компьютер» означает «вычислитель», т.е. устройство для вычислений. Потребность в автоматизации обработки данных, в том числе в вычислении, возникла очень давно. Многие тысячи лет назад для счёта использовались счётные палочки, камешки и т.д. Более 1500 лет назад (а может ещё и раньше) для облегчения вычислений стали использовать счёты.

Реферат Архитектура персонального компьютера Слово «компьютер» означает «вычислитель». Потребность в автоматизации обработки данных, в том числе вычислений, возникла очень давно. В настоящее время индустрия производства компьютеров и программного обеспечения является одной из наиболее важных сфер экономики развитых и развивающихся стран.

Реферат Архитектура персональных компьютеров IBM PC ТЕМА: АРХИТЕКТУРА ПЕРСОНАЛЬНЫХ КОМПЬЮТЕРОВ IBM PC                                                                                 П Л А Н                                                                                 ВВЕДЕНИЕ                         1.

nreferat.ru

Реферат - Устройство персонального компьютера Назначение и

Содержание

Введение

ГЛАВА 1. Назначение и группы периферийных устройств

ГЛАВА 2. Периферийные устройства ввода-вывода информации

2.1 Внешние накопители

2.2 Флэш-карты

2.3 Модемы

ГЛАВА 3 Периферийные устройства вывода информации

3.1 Мониторы

3.2 Принтеры

3.3 Плоттеры (графопостроители)

3.4 Проекционная техника

3.5 Аудиосистема

ГЛАВА 4. Периферийные устройства ввода информации

4.1 Клавиатура

4.2 Сканер

4.3 Графический планшет

ГЛАВА 5. Дополнительные периферийные устройства

5.1 Манипуляторы

5.2 Web-камеры

Заключение

Список литературы

Введение

Все началось с идеи научить машину считать или хотя бы складывать многоразрядные числа. Еще около 1500 г. Леонардо да Винчи разработал эскиз 13-разрядного суммирующего устройства. Это была первая попытка решить указанную задачу. Первую же действующую машину построил в 1642 г. французский физик и математик Блез Паскаль.

Спустя почти двести пятьдесят лет появился широко используемый агрегат – арифмометр, выполняющий 4 арифметических действия. Уже в начале XIX века уровень развития ряда наук и областей практической деятельности был столь высок, что они требовали огромного объема вычислений, выходящих за пределы возможностей человека. Над созданием и совершенствованием соответствующей техники работали как выдающиеся ученые, так и неизвестные изобретатели, и инженеры, посвятившие свою жизнь конструированию вычислительных устройств. Так, например, в 1822 г. английский математик Чарльз Бэббидж спроектировал, и почти 30 лет строил машину, которая сначала была названа «разносной», а позднее «аналитической». Именно в «аналитическую» машину были заложены принципы, ставшие фундаментальными для вычислительной техники:

Автоматическое выполнение операций – необходимость, чтобы операции следовали одна за другой безостановочно, без «зазоров», требующих непосредственного вмешательства человека.

Работа по вводимой «на ходу» программе – для автоматического выполнения операций программа должна вводиться в исполнительное устройство со скоростью, соизмеримой со скоростью выполнения операций. Бэббидж предложил использование перфокарт, с предварительно записанной программой.

Необходимость специального устройства для хранения данных – блок памяти, который Бэббидж назвал «складом».

Все эти идеи натолкнулись на невозможность реализации из-за механической основы вычислительных устройств.

Впервые автоматически действующие вычислительные устройства появились в середине XX века. Это стало возможно при использовании электромеханических реле наряду с механической конструкцией. Работы над релейными машинами велись вплоть до 1944 г. пока под руководством Говарда Айкена на фирме IBM не была запущена машина «Марк-1», впервые реализовавшая идеи Бэббиджа.

В России в начале 50-х под руководством Н. И. Бессонова была создана одна из самых мощных релейных машин РВМ-1: она выполняла до 20 умножений в секунду с достаточно длинными двоичными числами.

Первой же действующей ЭВМ стал ENIAC, созданный под руководством Д. Моучли и П. Эккерта. ENIAC содержал 18 тысяч электронных ламп и множество электромеханических элементов.

Но эти и ряд других первых ЭВМ не имели важнейшего качества – программы не хранились в памяти машин, а набирались при помощи внешних коммутирующих устройств. Первая ЭВМ с хранимой программой EDSAC была построена в Великобритании в 1949 г.

Первая отечественная ЭВМ – МЭСМ была создана в 1951 г. под руководством Л. А. Лебедева. Одной из лучших в мире для своего времени была БЭСМ-6, созданная в середине 60, и долгое время бывшая базовой в обороне, космических и научно-технических исследованиях в СССР.

С развитием вычислительной техники появлялись новые ЭВМ, гораздо более мощные и меньшие в размерах, чем свои первые предшественники, называемые в наше время ПК – персональный компьютер. Наряду с базовой конструкцией ПК развивались и периферийные устройства (ПУ), о которых и пойдет речь далее.

Глава 1. Назначение и группы периферийных устройств

Основное назначение ПУ — обеспечить поступление в ПК из окружающей среды программ и данных для обработки, а также выдачу результатов работы ПК в виде, пригодном для восприятия человека или для передачи на другую ЭВМ, или в иной, необходимой форме. ПУ в немалой степени определяют возможности применения ПК.

Периферийные устройства можно разделить на несколько групп по функциональному назначению:

Устройства ввода-вывода – предназначены для ввода информации в ПК, вывода в необходимом для оператора формате или обмена информацией с другими ПК. К такому типу ПУ можно отнести внешние накопители (ленточные, магнитооптические), модемы.

Устройства вывода – предназначены для вывода информации в необходимом для оператора формате. К этому типу периферийных устройств относятся: принтер, монитор (дисплей), аудиосистема.

Устройства ввода – Устройствами ввода являются устройства, посредством которых можно ввести информацию в компьютер. Главное их предназначение — реализовывать воздействие на машину. К такому виду периферийных устройств относятся: клавиатура (входит в базовую конфигурацию ПК), сканер, графический планшет и т.д.

Дополнительные ПУ – такие как манипулятор «мышь», который лишь обеспечивает удобное управление графическим интерфейсом операционных систем ПК и не несет ярко выраженных функций ввода либо вывода информации; WEB-камеры, способствующие передаче видео и аудио информации в сети Internet, либо между другими ПК. Последние, правда, можно отнести и к устройствам ввода, благодаря возможности сохранения фото, видео и аудио информации на магнитных или магнитооптических носителях.

Каждые из перечисленных групп устройств выполняют определенные функции ограниченные их возможностями и назначением.

Глава 2 Периферийные устройства ввода-вывода информации.

Периферийные устройства ввода-вывода бывают нескольких видов в зависимости от назначения.

2.1 Внешние накопители

Ленточные (магнитные) накопители – стримеры. Благодаря достаточно большому объему и довольно высокой надежности чаще всего используются в рамках устройств резервного копирования данных на предприятиях и в крупных компаниях (хранят резервные копии баз данных и другой важной информации).

/>

(стример)

На ленточный накопитель не просто сохраняется резервная копия данных, но также создается образ накопителя данных. Это позволяет пользователю восстанавливать определенное состояние или использовать этот образ как эталонный банк данных, например, когда данные были изменены.

Принцип записи на магнитных носителях основан на изменении намагниченности отдельных участков магнитного слоя носителя. Запись осуществляется при помощи магнитной головки, которая создает магнитное поле. При считывании информации намагниченные участки создают в магнитной головке слабые токи, которые превращаются в двоичный код, соответствующий записанному.

Магнитооптические накопители – приводы CD-ROM, CD-R, CD-RW, DVD-R, DVD-RW. Также могут использоваться в качестве устройств резервного копирования, но, в отличие от стримеров, обладают гораздо меньшей вместимостью данных (CD-R, CD-RW до 700 MB данных, DVD-R, DVD-RW до 4.7 GB данных).

/>/>

(Привод лазерных дисков и сам носитель)

Информация на магнитооптических накопителях типа CD-R, представляется чередованием углублений и пиков. Этот рельеф создается при производстве механическим путем. Информация наносится вдоль тонких дорожек. Считывание происходит путем сканирования дорожек лазерным лучом, который по-разному отражается от углублений и пиков.

На дисках, которые позволяют многократную перезапись, применяется магнитооптический принцип, в основу которого положено физическое свойство: коэффициент отражения лазерного луча от по-разному намагниченных участков диска с особым образом нанесенным магнитным покрытием различен.

Скорость записи\перезаписи таких носителей различна и зависит от характеристик самого привода и «болванки» диска. В настоящее время чаще встречаются приводы со скоростями записи\перезаписи 48х и 24х для CD-R/RWи 16х и 8х для DVD-R/RWсоответственно.

2.2 Флэш-карты

Стоило компьютерам научиться обрабатывать массивы данных, появилась проблема, где и как хранить и переносить эти данные. Решений нашлось много – от бумажных перфокарт до магнитных лент и дисков. У каждой из технологий было множество своих плюсов и, как водится еще больше минусов.

Все мы склонны к лени, ищем наиболее приятные и комфортные условия, и не готовы идти на жертвы, если этого не требует мода. И поэтому, как только персональный компьютер потерял статус престижной и дорогой игрушки, пользователи все в более требовательной форме стали намекать производителям на неудобства обращения с ними.

Сегодня предмет нашего разговора – сменная память. К этой разновидности памяти пользователи предъявляют несколько скромных требований:

Энергонезависимость – т.е. не нуждаться в батарейках, неожиданная разрядка которых приведет к потере информации.

Надежность – не потерять данные под воздействием грозы, падении или при попадании в лужу.

Компактной – чтобы не размышлять, а стоит ли тащить все это с собой.

Долговечной – чтобы не бегать в магазин каждый месяц за новой, т.к. старая отслужила свой срок.

Универсальной – совместимой со множеством устройств, в которых могут потребоваться данные.

Пятнадцать лет назад компания Toshibaпридумала технологию энергонезависимой полупроводниковой памяти, которую она назвала флэш-памятью. Микросхемы, сохраняющие данные после отключения питания были известны и ранее (BIOS), но с такой памятью было связанно много неудобств: для записи требовались специальные устройства-программаторы, а, чтобы стереть информацию приходилось применять ультрафиолетовое облучение кристалла. Флэш-память позволяет записывать и стирать данные без таких сложностей, благодаря чему обладает неплохим быстродействием и, к тому же, достаточно надежна.

Вскоре чипы флэш-памяти стали встраивать в различные устройства, а на их основе были созданы флэш-карты, с помощью которых можно было транспортировать различные данные.

/>/>

(Флэш-карты 128 Mb)

2.3 Модемы

В настоящее время существуют два вида модемов: аналоговые и цифровые (технология xDSL).

/>/>

(Аналоговый модем) (Цифровой (xDSL) модем)

Аналоговые модемы более популярны из-за своей дешевизны и используются в основном для выхода в сеть Internet, и только иногда (из-за невысокой (до 56 Кбит/с) скорости передачи данных) для связи с другими ПК. Цифровые же модемы довольно дорогие и используются для высокоскоростных соединений с сетью Internet, либо для организации локальной сети на больших расстояниях (xDSLмодемы позволяют передавать и принимать информацию со скоростью до 5Мбит/с на расстоянии 5-7 км).

Модемы имеют несколько типов соединений с ПК: COM, USBили (для цифровых модемов) посредством сетевой карты. Модем, соединение которого идет через COM-порт, требует дополнительного источника (блока) питания, а при соединении при помощи USB-порта потребность в блоке питания отпадает. xDSL-модемы также требуют дополнительного источника питания.

Глава 3 Периферийные устройства вывода информации

Периферийные устройства вывода предназначены для вывода информации в необходимом для оператора формате. Среди них есть обязательные (входящие в базовую конфигурацию ПК) и необязательные устройства.

3.1 Мониторы

Монитор является необходимым устройством вывода информации. Монитор (или дисплей) позволяет вывести на экран алфавитно-цифровую или графическую информацию в удобном для чтения и контроля пользователем виде. В соответствии с этим, существует два режима работы: текстовой и графический. В текстовом режиме экран представлен в виде строк и столбцов. В графическом формате параметры экрана задаются числом точек по горизонтали и числом точечных строк по вертикали. Количество горизонтальных и вертикальных линий экрана называется разрешением. Чем оно выше, тем больше информации можно отобразить на единице площади экрана.

Цифровые мониторы. Самый простой — монохромный монитор позволяет отображать только черно-белое изображение. Цифровые RGB — мониторы (Red-Green-Blue) поддерживают и монохромной режим, и цветной (с 16 оттенками цвета).

Аналоговые мониторы. Аналоговая передача сигналов производится в виде различных уровней напряжения. Это позволяет формировать палитру с оттенками разной степени глубины.

Мультичастотные мониторы. Видеокарта формируем сигналы синхронизации, которые относятся к горизонтальной частоте строк и вертикальной частоте повторения кадров. Эти значения монитор должен распознавать и переходить в соответствующий режим.

/>

ЭЛТ-монитор

По возможности настройки можно выделить: одночастотные мониторы, которые воспринимают сигналы только одной фиксированной частоты; многочастотные, которые воспринимают несколько фиксированных частот; мультичастотные, настраивающиеся на произвольные значения частот синхроносигналов в некотором диапазоне.

Жидкокристаллические дисплеи (LCD). Их появление связано с борьбой за снижение габаритов и веса переносных компьютеров.

Основной из недостаток — невозможность быстрого изменения картинок или быстрого движения курсора мыши и т.п. Такие экраны нуждаются в дополнительной подсветке или во внешнем освещении.

Преимущества данных экранов — в значительном сокращении спектра вредных воздействий.

/>

(Жидкокристаллический дисплей)

Газоплазменные мониторы. Не имеют ограничений LCD -экранов. Их недостаток — большое потребление электроэнергии.

Особо надо выделить группу сенсорных экранов, так как они позволяют не только выводить на экран данные, но и вводить их, то есть попадают в класс устройств ввода/вывода. Эта относительно новая технология не получила еще широкого распространения. Такие экраны обеспечивают самый простой и короткий путь общения с компьютером: достаточно просто указать на то, что вас интересует. Устройство ввода полностью интегрировано в монитор. Используются в информационно справочных системах.

/>

(Газоплазменный монитор)

Пользователи ПК проводят в непосредственной близости от работающих мониторов многие часы подряд. В связи с этим фирмы-производители дисплеев усилили внимание к оснащению. Их специальными средствами защиты от всех видов воздействий, которые негативно сказываются на здоровье пользователя. В настоящее время распространяются мониторы с низким уровнем излучения (LR-мониторы, от Low Radiation). Используются и другие методы, повышающие комфортность работы с дисплеями.

3.2 Принтеры

Принтер это широко распространенное устройство вывода информации на бумагу, его название образовано от английского глагола to print — печатать. Принтер не входит в базовую конфигурацию ПК. Существуют различные типы принтеров:

Типовой принтер работает аналогично электрической печатающей машинке. Достоинства: четкое изображение символов, возможность изменения шрифтов при замене типового диска. Недостатки: шум при печати, низкая скорость печати (30-40 зн./сек.), невозможна печать графического изображения.

Матричные (игольчатые) принтеры — это самые дешевые аппараты, обеспечивающие удовлетворительное качество печати для широкого круга рутинных операций (главным образом для подготовки текстовых документов). Применяются в сберкассах, в промышленных условиях, где необходима рулонная печать, печать на книжках и плотных карточках и других носителях из плотного материала. Достоинства: приемлемое качество печати при условии хорошей красящей ленты, возможности печати «под копирку». Недостатки: достаточно низкая скорость печати, особенно графических изображений, значительный уровень шума. Среди матичных принтеров есть и достаточно быстрые устройства (так называемые, Shattle-принтеры).

/>

(Матричный принтер)

Струйные принтеры обеспечивают более высокое качество печати. Они особенно удобны для вывода цветных графических изображений. Применение чернил разного цвета дает сравнительно недорогое изображение приемлемого качества. Цветную модель называют СМYB (Cyan-Magenta-Yellow-Black) по названиям основных цветов, образующих палитру.

Струйные принтеры значительно меньше шумят. Скорость печати зависит от качества. Достаточно эффективны при создании рекламных проспектов, календарей, поздравительных открыток. Этот тип принтера занимает промежуточное накопление между матричными и лазерными принтерами.

/>

(Струйный принтер)

Лазерные принтеры — имеют еще более высокое качество печати, приближенное к фотографическому. Они стоят намного дороже, однако скорость печати в 4-5 раз выше, чем у матричных и струйных принтеров. Недостатком лазерных принтеров являются довольно жесткие требования к качеству бумаги — она должна быть достаточно плотной и не должна быть рыхлой, недопустима печать на бумаге с пластиковым покрытием и т.д.

Особенно эффективны лазерные принтеры при изготовлении оригинал-макетов книг и брошюр, деловых писем и материалов, требующих высокого качества. Они позволяют с большой скоростью печатать графики, рисунки.

За последние годы, с одной стороны, стоимость лазерных принтеров снизилась, и теперь их все чаще можно встретить у «рядовых» пользователей. С другой стороны, струйные принтеры по качеству и другим возможностям неуклонно сближаются с лазерными.

Лазерные принтера делятся на два типа: локальные и сетевые. К сетевым принтерам можно подключится, используя IP адрес. Все чаще на рынке можно среди лазерных принтеров встретить цветные. Цветные лазерные принтера встречаются и среди офисных (сетевых).

/>

(Лазерный принтер)

Светодиодные принтеры — альтернатива лазерным. Разработчик — фирма OKI.

Термические принтеры. Используются для получения цветного изображения фотографического качества. Требуют особой бумаги. Такие принтеры пригодны для деловой графики.

Принтер на технологии Micro Dry. Эти принтеры дают полные фотонатуральные цвета, имеют высочайшее разрешение. Это новое конкурентоспособное направление. Намного дешевле лазерных и струйных принтеров. Разработчик — фирма Citizen. Печатает на любой бумаге и картоне. Принтер работает с низким уровнем шума.

3.3 Плоттеры (графопостроители)

Это устройство применяется только в определенных областях: чертежи, схемы, графики, диаграммы и т.п. Широкое применение нашли плоттеры совместно с программами систем автоматического проектирования, где частью результатов работы программы становится конструкторская или технологическая документация. Незаменимы плоттеры и при разработках архитектурных проектов.

Поле черчения плоттера соответствует форматам А0-А4, хотя есть устройства, работающие с рулоном не ограничивающие длину выводимого чертежа (он может иметь длину несколько метров). То есть различают планшетные и барабанные плоттеры.

Планшетные плоттеры, в основном для форматов А2-А3, фиксируют лист и наносят чертеж с помощью пишущего узла, перемещающегося в двух координатах. Они обеспечивают более высокую по сравнению с барабанным точность печати рисунков и графиков.

Рулонный (барабанный) плоттер – остается фактически единственным развивающимся видом плоттера с роликовой подачей листа и пишущим узлом, перемещающимся по одной координате (по другой координате перемещается бумага).

/>

Распространены режущие плоттеры для вывода чертежа на пленку, вместо пишущего узла они имеют резак.

Связь с компьютером плоттеры, как правило, осуществляют через последовательный (COM), параллельный (LPT) или SCSI-интерфейс. Некоторые модели графопостроителей оснащаются встроенным буфером (1 Мбайт и более).

В настоящее время стандартом де-факто для планшетных графопостроителей являются устройства фирмы Hewlett-Packard. Кроме того, графический язык HP-GL (Hewlett-Packard Graphics Language) также стал фактическим стандартом в промышленности. Неплохими плоттерамисчитаются модели DXY от фирмы Roland. Помимо того, что все они совместимы с HP и HP-GL, данные модели используют и собственный графический язык DXY-GL.

В плоттерахмогут использоваться как специальные технологии (например, в электростатических), так и технологии, хорошо знакомые по принтерам (термо-, лазерная, LED, струйная). В настоящее время струйные устройства получают все большее распространение. Например, плоттерыHewlett-Packard семейства DesignJet формата А0 и А1 работают в 4-5 раз быстрее, нежели их перьевые собратья. Используя два струйных чернильных картриджа, струйный плоттерработает с разрешением не хуже 300dpi и имеет два режима: чистовой и эскизный. Применяемый в эскизном (черном) режиме алгоритм позволяет почти вдвое сократить расход чернил. Обычно струйные плоттерымогут эмулировать наиболее известные принтеры, например Epson 1050 и IBM ProPrinter XL24E.

3.4 Проекционная техника

Мультимедиа-проекторы прочно вошли в нашу жизнь в конце XX столетия, и сейчас без них невозможно представить многие сферы человеческой деятельности. Это учебный процесс, презентации, шоу-бизнес и домашнее кино. Мультимедиа-проектор позволяет воспроизводить на большом экране информацию, получаемую от самых разнообразных источников сигнала: компьютера, видеомагнитофона, видеокамеры, фотокамеры, DVD-проигрывателя, игровой приставки. Современный проектор — наиболее совершенное звено в цепи эволюции проекционного оборудования, начало которой положили слайдпроекторы, позволяющие демонстрировать на большом экране фотографические диапозитивы. Им на смену пришли так называемые оверхед-проекторы, проецирующие изображения с просвечиваемых материалов больших размеров. Возможности современных мультимедиа-проекторов поистине безграничны по сравнению с их предшественниками.

/>

(Мультимедийный проектор)

Изображение в мультимедиа-проекторе формируется несколькими основными способами: с помощью жидкокристаллических панелей (LCD-технология) и с помощью микрозеркальных чипов DMD (DLP-технология). В LCD-проекторах свет от лампы проходит через жидкокристаллическую панель, на которой как на обычной пленке, но с помощью цифровой электронной схемы создается картинка. Свет проходит через панель и объектив, и в результате на экран проецируется увеличенное во много раз изображение. В DLP-проекторах свет от лампы отражается от множества управляемых электроникой микрозеркал и также через объектив попадает на экран. Основная характеристика мультимедиа-проектора — его яркость, или световой поток. Чем мощней световой поток, тем больший размер изображения можно получить при заданных освещенности и качестве материала экрана. Световой поток (измеряемый в ANSI-люменах) зависит от конструкции проектора, качества LCD-панелей, мощности и типа лампы.

Разрешение LCD-панели или DMD-чипа — следующий важный параметр, влияющий на выбор проектора. Большинство панелей и чипов разрабатывается с учетом стандартных разрешений, принятых для компьютеров: 640×480 (VGA), 800×600 (SVGA), 1024×768 (XGA), 1280×1024 (SXGA). Если же разрешение проецируемого изображения будет отличаться от базового разрешения проектора (разрешения его LCD-панели или DMD-чипа), оно будет пересчитано при воспроизведении с помощью специального алгоритма практически без потери качества. В последнее время стали появляться мультимедиа-проекторы с LCD-панелями стандарта Wide XGA с разрешением 1366×768, предназначенные в основном для просмотра видеоизображений. Их появление обусловлено популярностью «широких» экранов с соотношением сторон 16:9, вместо традиционного 4:3.

Мультимедиа-проектор — современное и высокотехнологичное устройство. Надежность большинства выпускаемых моделей велика, и пользователю вряд ли придется обращаться в сервисный центр с просьбой о ремонте. Единственная заменяемая деталь проектора — его лампа. В большинстве проекторов используются дуговые лампы с высокой яркостью и более ровным по сравнению с лампами накаливания спектром. Средний срок их службы — 2000 часов работы. Иногда бывает полезно применять функцию экономного режима работы лампы, вдвое продлевающего ее ресурс.

3.5 Аудиосистема

В персональных компьютерах применяются самые разнообразные схемы формирования звуковых сигналов — от простых до сложных.

Вроде бы проблема со звуком для персональных компьютеров решена окончательно. Редко встретишь материнские платы необорудованные аудиоконтроллером. Тем не менее, даже если считать вопрос с аудиоплатами закрытым, остается животрепещущей тема акустических систем.

Животрепещущим этот вопрос остается, потому что многие пользователи не ограничиваются просмотром видеофильмов и играми с объемным звучанием. Настоящие аудиофилы предпочитают качественный стереозвук с объемным звучанием и глубоким басом, не говоря уже об энтузиастах, которые занимаются созданием музыки при помощи своих персональных компьютеров. Для них вообще обязательным элементом домашней студии является качественная стереоакустика, даже если вся остальная роль возложена на компьютер со звуковой платой.

В наши дни на рынке очень много акустических систем, состоящих из двух активных колонок, и выполненных по системе 2.1. Подобные системы в народе называются «пищалками», потому что не способны обеспечить звук высокого качества даже на низком уровне громкости.

Совсем недавно идеалом в мире компьютерных (и не только) акустических систем была система 5.1 (пять сателлитов и один сабвуфер), но в последнее время производители акустики расширяют возможности своих систем, что привело сначала к появлению системы 6.1, а позднее и 8.1

/>

(Акустическая система 5.1)

Глава 4. Периферийные устройства ввода информации

Устройствами ввода являются те устройства, посредством которых можно ввести информацию в компьютер. Главное их предназначение — реализовывать воздействие на ПК. Разнообразие выпускаемых устройств ввода породили целые технологии: от осязаемых до голосовых. Хотя они работают по различным принципам, но предназначаются для реализации одной задачи — позволить пользователю связаться со своим компьютером.

4.1 Клавиатура

Главным устройством ввода большинства компьютерных систем является клавиатура. До тех пор, пока система распознавания голоса не смогут надежно воспринимать человеческую речь, главенствующее положение клавиатуры вряд ли изменится.

До недавнего времени использовалась стандартная клавиатура, 101/102 клавиши (первая модель клавиатуры содержала лишь 83 клавиши), но с развитием персональных компьютеров производители старались развивать и основное устройство ввода информации. Это и привело к созданию мультимедийных клавиатур, с гораздо большим количеством кнопок, которые в наши дни все больше и больше набирают популярность.

/>

К дополнительным клавишам относятся группы клавиш управления мультимедийными приложениями (например, вызов и управление программами просмотра видео), клавиши управления громкостью системы, группа клавиш для быстрого вызова офисных приложений (Word, Excel), калькулятора, InternetExplorerи т.д.

Клавиатуры различаются по двум признакам: способ подключения и дизайн. Подключение клавиатуры к компьютеру может осуществляться через порт PS/2, USB и через ИК (инфракрасный) порт для беспроводных моделей. В последнем способе подключения клавиатура требует дополнительного источника питания, например батарейки.

4.2 Сканер

Для непосредственного считывания графической информации с бумажного или иного носителя в ПК применяется оптические сканеры. Сканируемое изображение считывается и преобразуется в цифровую форму элементами специального устройства: CCD — чипами. Существует множество видов и моделей сканеров. Какой из них выбрать, зависит от задач, для которых сканер предназначается. Самые простые сканеры распознают только два цвета: черный и белый. Такие сканеры используют для чтения штрихового кода.

Ручные сканеры — самые простые и дешевые. Основной недостаток в том, что человек сам перемещает сканер по объекту, и качество полученного изображения зависит от умения и твердости руки. Другой важный недостаток — небольшая ширина полосы сканирования (до 10 см), что затрудняет чтение широких оригиналов.

/>/>

(светодиодный ручной сканер) (лазерный ручной сканер)

Барабанные сканеры применяются в профессиональной типографической деятельности. Принцип заключается в том, что оригинал на барабане освещается источником света, а фотосенсоры переводят отраженное излучение в цифровое значение.

/>/>

(«домашний» барабанный сканер) (промышленный барабанный сканер)

Листовые сканеры. Их основное отличие от двух предыдущих в том, что при сканировании неподвижно закреплена линейка с CCD — элементами, а лист со сканируемым изображением движется относительно нее с помощью специальных валиков.

Планшетные сканеры. Это самый распространенный сейчас вид для профессиональных работ. Сканируемый объект помещается на стеклянный лист, изображение построчно с равномерной скоростью считывается головкой чтения с CCD — сенсорами, расположенной снизу. Планшетный сканер может быть оборудован специальным устройством слайд-приставкой для сканирования диапозитивов и негативов.

/>

(Планшетный сканер)

Для сканирования слайдов и микроизображений ранее использовались слайд-сканеры. Сейчас возможность сканирования слайдов включена во многие модели планшетных сканеров.

Проекционные сканеры. Относительно новое направление. Цветной проекционный сканер является мощным многофункциональным средством для ввода в компьютер любых цветных изображений, включая трехмерные. Он вполне может заменить фотоаппарат.

/>

(Ручной проекционный сканер)

В наше время у сканеров появилось еще одно применение — считывание рукописных текстов, которые затем специальными программами распознавания символов преобразуются в коды ASC II и в дальнейшем могут обрабатываться текстовыми редакторами.

Интерфейс может быть разным:

Собственный интерфейс – сканер поставляется со своей уникальной картой и работает только с ней. Эта карта может не заработать в лично Вашем компьютере или выйти из строя.

SCSI – если использовать сканер не с поставляемой в комплекте картой, то лёгкая совместимость получается не всегда.

LPT (и его варианты, с поддержкой или требованием EPP, ECP или Bi-Directional) – сканеру может быть необходима поддержка портом одного из скоростных протоколов. Если EPP обычно есть всегда, то необходимый для сканеров Epson вариант 8-бит Bi-Directional реализован не везде.

USB – самый распространенный вариант подключения на сегодняшний день. Просто подключить и, при наличии всех драйверов и программ, работает всегда.

4.3 Графический планшет

Настольные компьютеры для конструкторских и дизайнерских работ уже более десяти лет комплектуются графическими планшетами. Это устройство значительно упрощает ввод в ПК чертежей, схем и рисунков. Сначала планшеты были дорогими приспособлениями и поэтому были рассчитаны на сугубо профессиональное использование. Но уже лет пять выпускаются дешевые домашние модели.

/>

(Графический планшет)

Даже, несмотря на хорошие навыки рисования от руки, вам вряд ли удастся изобразить в графическом редакторе что-нибудь путное, водя мышкой. Перо и планшет в корне меняют ситуацию. Если еще к этому добавить появление новых возможностей у графических редакторов. Речь идет о чувствительности к силе нажатия. В зависимости от того, с каким усилием вы проводите линию, в окне программы изменяются ее толщина и прозрачность.

Прозрачная пленка, покрывающая планшет, позволяет выполнять трассировку оригиналов – т.е. под нее можно положить картинку и, обводя наконечником пера ее линии, повторить рисунок в окне редактора.

Глава 5. Дополнительные периферийные устройства

5.1 Манипуляторы

В настоящее время существуют два типа манипуляторов:

Мышь – с развитием операционных систем с графическим интерфейсом этот манипулятор стал просто «незаменимой» частью персонального компьютера. Манипулятор «мышь» обеспечивает простое и удобное управление многими функциями ОС и прикладных программ.

Мыши различаются по трем характеристикам — числу кнопок, используемой технологии и типу соединения устройства с системным блоком. В первоначальной форме в устройстве была одна кнопка. Перебор функций определяется перемещением мыши, но выбор функции происходит только при помощи кнопки, что позволяет избежать случайного запуска задачи при переборе функций меню. С помощью одной кнопки можно реализовать только минимальные возможности устройства. Вся работа компьютера в этом случае заключается в определении положения кнопки — нажата она или нет.

Тем не менее, хорошо составленное меню полностью позволяет реализовать управление компьютером. Однако две кнопки увеличивают гибкость системы. Например, одна кнопка может использоваться для запуска функции, а вторая для ее отмены. Вне всяких сомнений, три кнопки еще более увеличат гибкость управления. Но, с другой стороны, увеличение кнопок увеличивает сходство устройства с клавиатурой, возвращая ему недостатки последней. Практически три кнопки являются разумным пределом, потому что они позволяют лежать указательному, среднему, безымянному пальцам на кнопках, в то время как большой и мизинец используются для перемещения мыши и удержании ее в ладони.

Большинство моделей снабжаются двумя кнопками, но с появлением манипуляторов со «скролом» (валик прокрутки) двухкнопочные мыши постепенно уходят в тень, так как «скрол» одновременно выполняет сразу две функции: может использоваться в качестве третьей кнопки, и очень удобен для прокрутки документов.

Существуют «мыши» двух видов: шариковые и оптические. В шариковых манипуляторах используется механический способ передачи направления движения (шарик расположенный внизу манипулятора при перемещении вращает два расположенных внутри валика). В оптических «мышах» вместо шарика используется светодиод.

/>

Манипулятор «мышь» имеет несколько типов подключения: COM, PS/2, USB, ИК (инфракрасный порт).

«Мыши» с типом подключения при помощи COM-порта – одни и первых манипуляторов. В основном снабжались двумя кнопками. На рынке продержалась довольно долго. PS/2- манипуляторы широко используются и сейчас, несмотря на бурно развивающиеся другие типы соединений. USB и ИК соединения используется, в основном, для оптических манипуляторов. В отличие от всех других типов соединений мыши, использующие инфракрасный порт нуждаются в дополнительном источнике питания. Обычно используются батарейки.

Джойстик – представляет собой подвижную рукоять (или руль) с несколькими кнопками. Это устройство ввода наиболее распространено в области компьютерных игр. В игровых приставках используются цифровые джойстики, а в компьютерах — аналоговые. Аналоговый джойстик имеет перед цифровым множество преимуществ. Самыми главными являются более широкая точность управления и отсутствие необходимости в применении специальной карты и переходника для подключения к компьютеру.

/>/>/>

5.2 Web-камеры.

В настоящее время существует большое количество профессиональных цифровых систем видеонаблюдения, решающих разные задачи и соответственно имеющих различные возможности и цену. Но вполне работоспособную систему можно реализовать и на дешевых Web-камерах с интерфейсом USB. Например, программа в комплекте поставки WebCam фирмы Creative позволяет превратить компьютер в простейшую охранную систему, начинающую захват изображения при обнаружении каких-либо изменений в кадре. Можно настроить камеру так, чтобы ПК подавал звуковой сигнал при движении объекта в кадре. Видеоизображение также можно транслировать в сеть Internet.

/>

(Web-камера)

При отсутствии локальной сети web-камера может подключаться непосредственно к компьютеру, а удаленный доступ к ней в режиме входящих/исходящих звонков может осуществляться через внешний модем. Подключение web-камеры к компьютеру или модему осуществляется через разъем RS-232 (кабель нуль-модем включен в комплект поставки). Web-камера может работать с большинством модемов, поддерживающих протокол V90.

Стремительное развитие беспроводных технологий послужило толчком к созданию целого семейства беспроводных Web-камер. Но последние остаются все еще очень дорогими (почти в 10 раз дороже самых дешевых проводных). Многие современные Web-камеры имеют схожие характеристики и отличаются, в основном, только дизайном и комплектацией поставки.

С помощью Web-камеры можно быстро «отсканировать» рисунок или текст, а текст даже впоследствии «распознать» и сохранить в алфавитно-цифровом виде. Надо лишь подобрать ровную поверхность, хорошо осветить объект и кликнуть мышкой на соответствующую кнопку в прилагаемой к камере простой программе. Особенно актуален такой способ «сканирования» для объектов большого формата, которые на обычный планшетный сканер положить не удается.

Если есть доступ в Интернет, то можно использовать стандартные программки типа Windows Messenger или NetMeeting и общаться с собеседником на другом конце света, видя его изображение (иногда, правда, с большим запаздыванием). Если же скорость связи совсем плохая, то можно автоматически фотографировать собеседников через заранее заданные промежутки времени, после чего изображение будет автоматически отсылаться тому, с кем вы общаетесь, и принимать от него. Даже при наших скоростях связи и более или менее скромном разрешении снимков реально добиться того, чтобы ваш собеседник получал не менее 5-10 свежих фотографий в минуту.

Аналогичным образом можно организовать видеоконференцию с группой удаленных от вас людей (хотя, возможно, в этом случае понадобится специальное программное обеспечение).

Заключение

Вместе с развитием вычислительных систем, стремительно развиваются и другие отрасли цифрового мира. На сегодняшний день среди многообразия цифровых устройств можно встретить некоторые устройства, которые еще несколько лет назад не имели ни малейшего отношения к персональным компьютерам.

К таким устройствам можно отнести цифровые фотоаппараты.

/>

Фотографии с таких фотокамер очень легко можно перенести на компьютер, при наличии USB-кабеля.

При помощи компьютера можно загружать различные картинки или понравившиеся мелодии в современные мобильные телефоны.

/>

Свою маленькую домашнюю киностудию несложно сделать, если дома есть компьютер и цифровая видеокамера.

/>

С каждым днем цифровые технологии все больше входят в нашу жизнь. Я считаю, что в недалеком будущем различные цифровые устройства станут неотъемлемой частью обихода каждого человека.

Список литературы

Статьи журналов Hard&Soft за 2001-2003 г.г.

А.В. Могилев, Н.И. Пак, Е.К. Хеннер. Информатика. М., 2000

И.П. Норенков, В.А. Трудоношин. Телекоммуникационные технологии. М., 2000

В.Н. Петров. Информационные системы. С-Пб., 2002

А.Я. Савельев. Основы информатики. М., 2001

www.ronl.ru

Смотрите также

• 
  Реферат трудовое право
• 
  Венера планета реферат
• 
  Травматический шок реферат
• 
  Реферат гуманистическая психология
• 
  Гуманистическая психология реферат
• 
  Княгиня ольга реферат
• 
  Культура речи реферат
• 
  Реферат по волейболу
• 
  Дипломные рефераты заказ
• 
  Древний китай реферат
• 
  Метание мяча реферат