Инфоурок Информатика Другие методич. материалыПособие по основам информатики

Пособие по основам информатики

Скачать материал

Федеральное  агентство  по  образованию

ФГОУ  СПО “Красноярский  технологический  техникум 

пищевой  промышленности”

 

Утверждаю

директор КТТПП

_______________А.В. Семенов

«____»_______________2008г.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ОСНОВЫ ИНФОРМАТИКИ

Учебное пособие

(Часть 1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Красноярск 2008

 

Рассмотрено на заседании цикловой комиссии общеобразовательных дисциплин протокол №____ от «___» ___________________

председатель ЦК

_________А.Л. Абрамочкина

Составлена в соответствии с Государственными требованиями к минимуму  содержания и уровню  подготовки  выпускников 

 

 

 

 

 

Составили:   А.Л. Абрамочкина – преподаватель информатики и О.П. Кастюк - преподаватель информатики и физики Красноярского технологического техникума пищевой промышленности

 

 

 

 

 

 

 

 

 

РЕЦЕНЗИЯ

 

На учебное пособие «Основы информатики» по дисциплине «Информатика» составленное О.П. Кастюк, А.Л. Абрамочкиной преподавателями Красноярского технологического техникума пищевой промышленности.

 

Пособие составлено на 60 страницах, в соответствии с рабочими программами по всем специальностям, содержит общие сведения по следующим разделам изучаемой дисциплины: общие сведения об информатике, общие принципы организации и работы компьютеров.

 

Материал изложен лаконично в виде лекций, схем, иллюстраций. В пособии приведены тестовые задания для закрепления.

 

Пособие отличает высокая содержательная емкость, доступность для самостоятельного изучения дисциплины «Информатика».

 

Язык и стиль изложения грамотные. Специальная терминология используется правильно.

 

Рецензируемое пособие может быть рекомендовано для использования в учебном процессе.

 

 

 

 

 

Рецензент

 

 

 

 

 

 

 

 

АННОТАЦИЯ

 

Учебное пособие “Основы информатики” по дисциплине “Информатика” предназначено для студентов всех специальностей на 1-2 курсе. Использование пособия предполагает исключение конспектирования материала, излагаемого преподавателем и как следствие – более рациональное использование учебного времени. Преподавателем пособие может быть использовано в качестве лекционного материала.

Пособие составлено в соответствии с рабочей программой, указанной дисциплины.

Пособие содержит:

· базовое ядро сведений  по разделам изучаемой дисциплины;

· вопросы для закрепления, позволяющие сформировать соб ственное “пространство” базовых знаний;

· список рекомендуемой литературы.

Такая структура пособия делает его доступным для самостоятельного изучения материала и подготовки к другим видам учебных занятий. Компактность изложения материала позволяет студентам сосредоточиться на главном при минимальных затратах времени.

Пособие апробировано в течение 2007/08 учебного года в группах второго и первого курса, использовалось студентами при изучении материала на уроках, при подготовке к зачетам и сдаче задолженностей. У преподавателя при этом появилась возможность перейти от роли лектора, передающего знания по указанной дисциплине,  к роли консультанта.

При составлении пособия использовались материалы  уроков по дисциплине “Информатика”.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ОГЛАВЛЕНИЕ

 

1.    Введение................................................................................... 6

2.    История развития ЭВМ......................................................... 7

3.    Информатика. Информация.................................................. 19

4.    Аппаратное обеспечение компьютера................................ 28

4.1.        Внутренние устройства................................................... 29

4.2.        Память................................................................................ 35

4.3.        Устройства ввода информации..................................... 43

4.4.        Устройства вывода информации................................... 50

5. Литература................................................................................ 61

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Трудно назвать другую сферу человеческой деятельности, которая развивалась бы столько стремительно и продолжала такое разнообразие подходов к изучению материала, как информатика.

История развития информационной технологии получена и быстрым изменением наших концептуальных представлений о роли тех или иных методов, технических средств, людей, занятых в этой сфере. Еще несколько лет назад бесспорным казалось умение каждого образованного человека создавать и программировать алгоритмы в своей предметной области на языках Fortran, Basic  и т.п. В современных реалиях весьма актуальным для большинства людей стало не столько программирование (в старом смысле слова), сколько умение пользоваться промышленными информационными технологиями. Задача данного курса состоит в том, чтобы дать студентам возможность закрепить уже полученные на I курсе и приобрести новые пользовательские навыки работы на персональном компьютере в наиболее популярных на сегодняшний день программных средствах. Умение свободно работать на персональном компьютере является важнейшей составляющей современной информационной культуры.

В программе по каждой теме приведены требования к основным знаниям и умениям, которые определяют обязательный минимальный уровень подготовки студентов по основному материалу.

В результате изучения пособия студент должен

иметь представление:

§ о сущности информации;

§ об аппаратном обеспечении;

§ общую функциональную схему компьютера;

§ назначение и основные характеристики устройств компьютера

знать:

§ историю развития ЭВМ;

§ приводить примеры получения, передачи и обработки информации в деятельности человека, живой природе, обществе и технике;

§ общий состав и структуру персональных компьютеров;

§ основные устройства компьютера и их функции;

§ устройства ввода и вывода информации;

§ основные носители информации.

 

1. ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ЭВМ

 

История вычислений уходит в глубь веков. Для подсчетов люди использовали собственные пальцы, камешки, палочки, узелки и т.д.

Исторически сложилось так, что в разных странах появились свои денежные единицы, меры веса, длины, объема, расстояния и т.д. Для перевода из одной системы мер в другую требовались вычисления, которые обычно могли производить лишь специально обученные люди, досконально знавшие всю последовательность действий. Отсюда возникла потребность в изобретении устройств, помогающих счету. Так постепенно стали появляться механические помощники. До наших дней дошли свидетельства о многих таких изобретениях, навсегда вошедших в историю техники.

Одним из первых устройств (V-IV века до н.э.), облегчавших вычисления, можно считать специальное приспособление, названное впоследствии абаком.  Первоначально это была доска, посыпанная тонким слоем мелкого песка или порошка из голубой глины. На ней заостренной палочкой можно было писать буквы, цифры. Впоследствии абак был усовершенствован и вычисления на нем уже производились путем перемещения костей и камешков в продольных углублениях, а сами доски начали изготавливать из бронзы, камня, слоновой кости и пр. Со временем эти доски стали расчерчиваться на несколько полос и колонок. В Греции абак существовал еще в V веке до н.э., у японцев этот прибор назывался «серобян», у китайцев - «суан-пан».

В Древней Руси при счете применялось устройство, похожее на абак, которое наз. «русский щот». В XVII веке этот прибор уже имел вид привычных русских счетов.

Компью́тер (англ. computer — «вычислитель»), ЭВМ (электронная вычислительная машина) — машина для проведения вычислений, а также приёма, переработки, хранения и выдачи информации по заранее определённому алгоритму (компьютерной программе).

На заре эры компьютеров считалось, что основная функция компьютера — вычисление. Однако в настоящее время полагают, что основная их функция — управление.

История создания средств цифровой вычислительной техники уходит в глубь веков. Она увлекательна и поучительна, с нею связаны имена выдающихся ученых мира.

В дневниках гениального итальянца Леонардо да Винчи (1452-1519) уже в наше время был обнаружен ряд рисунков, которые оказались эскизным наброском суммирующей вычислительной машины на зубчатых колесах, способной складывать 13-разрядные десятичные числа. Специалисты известной американской фирмы IBM воспроизвели машину в металле и убедились в полной состоятельности идеи ученого. В те далекие годы гениальный ученый был, вероятно, единственным на Земле человеком, который понял необходимость создания устройств для облегчения труда при выполнении вычислений.

1623 г. Через сто с лишним лет после смерти Леонардо да Винчи нашелся другой европеец – немецкий ученый Вильгельм Шиккард (1592-1636), не читавший, естественно, дневников великого итальянца, – который предложил свое решение этой задачи. Причиной, побудившей Шиккарда разработать счетную машину для суммирования и умножения шестиразрядных десятичных чисел, было его знакомство с польским астрономом И. Кеплером. Ознакомившись с работой великого астронома, связанной в основном с вычислениями, Шиккард загорелся идеей оказать ему помощь в нелегком труде. В письме на его имя, он приводит рисунок машины и рассказывает, как она устроена. К сожалению, данных о дальнейшей судьбе машины история не сохранила. По-видимому, ранняя смерть от чумы, охватившей Европу, помешала ученому выполнить его замысел.

Об изобретениях Леонардо да Винчи и Вильгельма Шиккарда стало известно лишь в наше время. Современникам они были неизвестны.

В 1641-1642 гг. девятнадцатилетний Блез Паскаль (1623-1662), тогда еще мало кому известный французский ученый, создает действующую суммирующую машину ("паскалину"). Вначале он сооружал ее с одной единственной целью – помочь отцу в расчетах, выполняемых при сборе налогов. В последующие четыре года им были созданы более совершенные образцы машины. Они строились на основе зубчатых колес, могли производить суммирование и вычитание десятичных чисел. Было создано примерно 50 образцов машин, Б. Паскаль получил королевскую привилегию на их производство, но практического применения "паскалины" не получили, хотя о них много говорилось и писалось.

В 1673 г. другой великий европеец, немецкий ученый Вильгельм Готфрид Лейбниц (1646-1716), создает счетную машину (арифметический прибор, по словам Лейбница) для сложения и умножения двенадцатиразрядных десятичных чисел. К зубчатым колесам он добавил ступенчатый валик, позволяющий осуществлять умножение и деление. "...Моя машина дает возможность совершать умножение и деление над огромными числами мгновенно, притом не прибегая к последовательному сложению и вычитанию", – писал В. Лейбниц одному из своих друзей. О машине Лейбница было известно в большинстве стран Европы.

Заслуги В. Лейбница, однако, не ограничиваются созданием "арифметического прибора". Начиная со студенческих лет и до конца жизни он занимался исследованием свойств двоичной системы счисления, ставшей в дальнейшем основной при создании компьютеров. Он придавал ей некий мистический смысл и считал, что на ее базе можно создать универсальный язык для объяснения явлений мира и использования во всех науках, в том числе в философии.

В 1799 г. во Франции Жозеф Мари Жакард (1752-1834) изобрел ткацкий станок, в котором для задания узора на ткани использовались перфокарты. Необходимые для этого исходные данные записывались в виде пробивок в соответствующих местах перфокарты. Так появилось первое примитивное устройство для запоминания и ввода программной (в данном случае управляющей ткацким процессом) информации.

1836-1848 г.г. Завершающий шаг в эволюции цифровых вычислительных устройств механического типа сделал английский ученый Чарльз Беббидж (1791-1871). Аналитическая машина, проект

которой он разработал, явилась механическим прототипом появившихся спустя столетие ЭВМ. В ней предполагалось иметь те же, что и в ЭВМ, пять основных устройств: арифметическое, памяти, управления, ввода, вывода. Программа выполнения вычислений записывалась на перфокартах (пробивками), на них же записывались исходные данные и результаты вычислений.

Главной особенностью конструкции этой машины является программный принцип работы.

Принцип программы, хранимой в памяти компьютера, считается важнейшей идеей современной компьютерной архитектуры. Суть идеи заключается в том, что:

программа вычислений вводится в память ЭВМ и хранится в ней наравне с исходными числами;

команды, составляющие программу, представлены в числовом коде по форме ничем не отличающемся от чисел.

Программы вычислений на машине Беббиджа, составленные дочерью Байрона Адой Августой Лавлейс (1815-1852), поразительно схожи с программами, составленными впоследствии для первых ЭВМ. Замечательную женщину назвали первым программистом мира.

Несмотря на все старания Ч. Беббиджа и А. Лавлейс, машину построить не удалось... Современники, не видя конкретного результата, разочаровались в работе ученого. Он опередил свое время.

В 1878 г. русс. ученый П. Чебышев сконструировал счетную машину, выполнявшую сложение и вычитание многозначных чисел.  Широкое распространение в то время получил арифмометр, сконструированный петербургским инженерном Однером в 1874 г

В 30-е годы XX столетия в нашей стране был разработан более совершенный арифмометр - «Феликс». Эти счетные устройства применялись несколько десятилетий и были основным техническим средством, облегчающим труд людей, связанных с обработкой больших объемов информации.

Необходимость автоматизировать вычисления при перезаписи населения в США подтолкнула Генриха Холлерита к созданию в 1888 г. устройства, названного табулятором, в котором информация, нанесенная на перфокарты, расшифровывалась с помощью электрического тока. Это устройство позволило обработать данные переписи населения за 3 года вместо затрачиваемых ранее восьми лет. В 1924 г. Холлерит основал  фирму IBM для серийного выпуска табуляторов.

Огромное влияние на развитие вычислительной техники оказали теоретические разработки математиков: англ. А. Тьюринга и работавшего Э. Поста. «Машина Тьюринга (Поста)» - прообраз программируемого компьютера. эти ученые показали принципиальную возможность решения автоматами любой проблемы при условии, что ее можно представить в виде алгоритма, ориентированного на выполняемые машиной операции.

Непонятым оказался еще один выдающийся англичанин, живший в те же годы, – Джордж Буль (1815-1864). Разработанная им алгебра логики (алгебра Буля) нашла применение лишь в следующем веке, когда понадобился математический аппарат для проектирования схем ЭВМ, использующих двоичную систему счисления. "Соединил" математическую логику с двоичной системой счисления и электрическими цепями американский ученый Клод Шеннон в своей знаменитой диссертации (1936 г.).

Через 63 года после смерти Ч. Беббиджа нашелся "некто", взявший на себя задачу создать машину, подобную по принципу действия той, которой посвятил жизнь Ч. Беббидж. Им оказался немецкий студент Конрад Цузе (1910-1985). Работу по созданию машины он начал в 1934 г., за год до получения инженерного диплома. Конрад ничего не знал ни о машине Беббиджа, ни о работах Лейбница, ни об алгебре Буля, тем не менее, он оказался достойным наследником В. Лейбница и Дж. Буля, поскольку вернул к жизни уже забытую двоичную систему исчисления, а при расчете схем использовал нечто подобное булевой алгебре. В 1937г. машина Z1 (что означало "Цузе 1") была готова и заработала! Она была, подобно машине Беббиджа, чисто механической.

К. Цузе установил несколько вех в истории развития компьютеров: первым в мире использовал при построении вычислительной машины двоичную систему исчисления (1937 г.), создал первую в мире релейную вычислительную машину с программным управлением (1941 г.) и цифровую специализированную управляющую вычислительную машину (1943 г.).

Эти воистину блестящие достижения, однако, существенного влияния на развитие вычислительной техники в мире не оказали... Публикаций о них и какой-либо рекламы из-за секретности работ не было, и поэтому о них стало известно лишь спустя несколько лет после завершения Второй мировой войны.

По-другому развивались события в США. В 1944 г. ученый Гарвардского университета Говард Айкен (1900-1973) создает первую в США (тогда считалось первую в мире!) релейно-механическую цифровую вычислительную машину МАРК-1. В машине использовалась десятичная система счисления. Замечательным качеством машины была ее надежность. Установленная в Гарвардском университете, она проработала там 16 лет!

Вслед за МАРК-1 ученый создает еще три машины (МАРК-2, МАРК-3 и МАРК-4) – тоже с использованием реле, а не электронных ламп, объясняя это ненадежностью последних.

В отличие от работ Цузе, которые велись с соблюдением секретности, разработка МАРК1 проводилась открыто, и о создании необычной по тем временам машины быстро узнали во многих странах. Шутка ли, за день машина выполняла вычисления, на которые ранее тратилось полгода! Дочь К. Цузе, работавшая в военной разведке и находившаяся в то время в Норвергии, прислала отцу вырезку из газеты, сообщающую о грандиозном достижении американского ученого.

К. Цузе мог торжествовать. Он во многом опередил появившегося соперника. Позднее он направит ему письмо и скажет об этом.

В начале 1946 г. начала считать реальные задачи первая ламповая ЭВМ «ЭНИАК» (ENIAC), созданная под руководством физика Джона Мочли (1907-1986) при Пенсильванском университете. По размерам она была более впечатляющей, чем МАРК-1: 26 м в длину, 6 м в высоту, вес 35 тонн. Но поражали не размеры, а производительность – она в 1000 раз превышала производительность МАРК-1! Таков был результат использования электронных ламп!

В 1945 г., когда завершались работы по созданию ЭНИАК, и его создатели уже разрабатывали новый электронный цифровой компьютер ЭДВАК, в котором намеривались размещать программы в оперативной памяти, чтобы устранить основной недостаток ЭНИАКа – сложность ввода программ вычислений, к ним в качестве консультанта был направлен выдающийся математик, участник Матхеттенского проекта по созданию атомной бомбы Джон фон Нейман (1903-1957). В 1946 г. Нейманом, Голдстайном и Берксом (все трое работали в Принстонском институте перспективных исследований) был составлен отчет, который содержал развернутое и детальное описание принципов построения цифровых электронных вычислительных машин, которых и придерживаются до сих пор.

 

Поколения ЭВМ

 

В СССР первая ламповая ЭВМ - МЭСМ (малая электронно-счетная машина), была создана коллективом под руководством С.А.   Лебедева. Ламповые ЭВМ уже оказались в состоянии выполнять сотни и тысячи арифметических или логических операций за одну секунду. Они могли обеспечить высокую точность вычислений. Человек уже не мог соперничать с такой машиной.

Жизнь первого поколения ЭВМ оказалась короткой - около десяти лет. Электронные лампы грелись, потребляли много электроэнергии, были громоздки и часто выходили из строя. Над компьютерщиками продолжали посмеиваться: чтобы сложить, скажем, два числа, требовалось написать программу из многих машинных команд. Например, такую: "Ввести в машину первое слагаемое; ввести второе; переслать из памяти первое слагаемое в арифметическое устройство; переслать в арифметическое устройство второе слагаемое и вычислить сумму; переслать результат в память; вывести это число из памяти машины и напечатать его". Каждую команду и оба слагаемых "набивали" на перфокарты и только потом вводили колоду перфокарт в компьютер и ждали, когда протарахтит печатающее устройство и на выползающей из него бумажной ленте будет виден результат - искомая сумма.

В конце пятидесятых - начале шестидесятых годов на смену электронной лампе пришел компактный и экономичный прибор - транзистор. Компьютеры сразу стали производительнее и компактнее, уменьшилось потребление электроэнергии. ЭВМ второго поколения "научились" программировать сами для себя. Появились системы автоматизации программирования, состоящие из алгоритмических языков и трансляторов для них. Теперь пользователь изучал язык ЭВМ, приближенный к языку научных, инженерных или экономических расчетов. Например, Фортран или Алгол-60.

Программа, написанная на известном машине языке, переводилась на язык команд автоматически, с помощью программы-переводчика. Такие программы называли трансляторами, а процесс перевода - трансляцией. Транслятор не только переводил программу с алгоритмического языка на язык команд, но и проверял грамотность составленной пользователем программы, выявлял и классифицировал ошибки, давал советы по их устранению.

Прошло всего 7-8 лет, и это поколение буквально вытолкнули машины следующего, третьего поколения. Перевод вычислительной техники на интегральные микросхемы серьезно удешевил ее, поднял возможности и позволил начать новый этап ее практического применения. Компьютеры вторглись - уже не штучно, а в массовом порядке - практически во все сферы науки, экономики, управления.

Развитие микроэлектроники позволило создать и освоить технологию интегральных схем с особо большой плотностью компоновки. На одном кристалле размером меньше ногтя стали размещать не десятки и сотни, а десятки тысяч транзисторов и других элементов. С появлением сверхбольших интегральных схем (СБИС), составивших элементную базу ЭВМ четвертого поколения, их производительность возросла фантастически - до сотен миллионов операций в секунду.

Подлинный переворот в автоматике и управлении произвели появившиеся в семидесятые годы микропроцессоры и микро-ЭВМ - сверхминиатюрные изделия вычислительной техники. Малый вес и габариты, ничтожное электропотребление - все это позволило встраивать "монолитные" микро-ЭВМ и микропроцессорные наборы непосредственно в средства связи, машины, механизмы, приборы и другие технические устройства, чтобы наилучшим образом управлять их работой и контролировать ее.

Основное направление в развитии компьютеров - разработка машины, более похожей на человека по способам ввода и хранения информации и методам решения задач. Различные области информатики занимаются изучением этих проблем - задач искусственного интеллекта и экспертных систем.

 

Таблица 14. Поколения ЭВМ

 

Параметр ЭВМ

1-ое
1946-1955

2-ое
1955-1965

3-е

4-ое после 80г.

1965-1970

после 70г.

Основные элементы

Реле, эл. лампы

Транзисторы

ИС
Интегральная схема

БИС
Большая интегральная схема

СБИС
Сверхбольшая интегральная схема

Быстродействие

1мс

1мкс

10нс

1нс

< 1нс

Плотность упаковки, элементов/см3

0,1

2-3

10-20

1000

 > 10000

 

 

Типы и назначение компьютеров

 

Существование различных типов компьютеров определяется различием задач, для решения которых они предназначены. С течением времени появляются новые типы задач, что приводит к появлению новых типов компьютеров. Поэтому приведенное ниже деление очень условно.

Различают:

· суперкомпьютеры;

· специализированные компьютеры-серверы;

· встроенные компьютеры-невидимки (микропроцессоры);

· персональные компьютеры (ПК).

Для выполнения изначального назначения компьютеров - вычислений - на рубеже 60-70 годов были созданы специализированные ЭВМ, так называемые суперкомпьютеры.

Суперкомпьютеры - специальный тип компьютеров, создающихся для решения предельно сложных вычислительных задач (составления прогнозов, моделирования сложных явлений, обработки сверхбольших объемов информации).

Компьютер, работающий в локальной или глобальной сети, может специализироваться на оказании информационных услуг другим компьютерам, на обслуживании других компьютеров. Такой компьютер называется сервером от английского слова serve (в переводе - обслуживать, управлять). Например, в локальной сети один из компьютеров (имеющей скоростной жесткий диск большой ёмкости) может выполнять функции файлового сервера, а другой (к которому присоединен принтер) сервера печати.

Кроме привычных компьютеров с клавиатурами, мониторами, дисководами, сегодняшний мир вещей наполнен компьютерами-невидимками. Микропроцессор представляет собой компьютер в миниатюре. Массовое распространение микропроцессоры получили и в производстве, там, где управление может быть сведено к отдаче ограниченной последовательности команд. Микропроцессоры незаменимы в современной технике. Например, управление современным двигателем - обеспечение экономии расхода топлива, ограничение максимальной скорости движения, контроль исправности и т. д. - немыслимо без использования микропроцессоров. Еще одной перспективной сферой их использования является бытовая техника.

12 августа 1981 года корпорация IBM представила первую в мире модель персонального компьютера (ПК, PC). Персональные компьютеры совершили компьютерную революцию в профессиональной деятельности миллионов людей и оказали огромное влияние на все стороны жизни человеческого общества.

Тест

1. Первая ламповая ЭВМ называлась:

a)      Марк-1;

b)      ЭНИАК;

c)      Цузе 1.

2. Кто из перечисленных ученых не связан с историей создания вычислительных машин:

a)      Джордж Буль;

b)      Чарльз Беббидж;

c)      Исаак Ньютон;

d)      Леонардо да Винчи.

3. Первые ЭВМ были созданы в XX веке...

a)      в 40-е годы;

b)      в 60-е годы;

c)      в 70-е годы;

d)      в 80-е годы.

4. Основной элементной базой ЭВМ четвертого поколения являются:

a)      полупроводники;

b)      электромеханические схемы;

c)      электровакуумные лампы;

d)      СБИС.

5. Автором проекта первой универсальной вычислительной машины является:

a)      Б. Паскаль;

b)      Г. Лейбниц;

c)      Ч. Беббидж; 

d)      Дж. Фон Нейман; 

e)      Ада Лавлайс.

6. Автором первого алгоритмического языка и первым программистом является:

a)      Б. Паскаль;

b)      Г. Лейбниц; 

c)      Ч. Беббидж; 

d)      Дж. Фон Нейман;

e)      Ада Лавлайс.

7. Основные принципы функционирования ЭВМ сформулировали:

a)      Б. Паскаль; 

b)      Г. Лейбниц; 

c)      Ч. Беббидж;

d)      Дж. Фон Нейман;

e)      Ада Лавлайс.

8. Фирма, разработавшая ПК на базе микропроцессора Intel:

a)      Аpple; 

b)      IBM; 

c)      Аcer;

d)      HPaccard.

9. Первые средства счета:

a)      русский щот;

b)      абак;

c)      арифмометр;

d)      Паскалина.

10. Основоположник отечественной вычислительной техники…

a)      П. Чебышев;

b)      И. Однер;

c)      С. Лебедев;

d)      Э. Пост.

 

 

 

2. ИНФОРМАТИКА. ИНФОРМАЦИЯ.

Информатика как наука появилась недавно. XX век - век больших научных достижений. На человека обрушился большой поток информации, вследствие чего информация удвоилась в 2 раза.

Термин «Информатика» возник в 60-х гг. во фр. яз. - informatique. Слово «Информатика» образовано из 2-х слов: 1) «информация» и «автоматика». Следовательно, смысл слова должен быть таким: автоматическая работа с информацией. Вплоть до 90-х гг. в нашей стране проходили дискуссии, в которых пытались как можно более точно определить как сам термин «информатика», так и зафиксировать предмет этой науки и разграничить ее с родственными науками.

Информатика (в широком смысле слова) представляет собой единство разнообразных отраслей наук, техники и производства, связанных с переработкой информации с помощью компьютера и телекоммуникационных средств связи во всех сферах человеческой деятельности.

Информатика - область человеческой деятельности, связанная с процессом преобразования информации с помощью компьютера, их вз/действия со средой применения.

(Макарова Н.В.)

Направления науки информатики.

1.    Теоретическая - носит математический характер, основана на построении и изучении моделей обработки, передачи и использования информации.    В состав входят: математическая  логика, теория игр, алгоритмов, кодирования и т.д.

2.    Программирование    -    создание    языков    программирования,    пакетов    прикладных  программ.

3.    Искусственный интеллект - направлен на построение искусственного мозга, создание систем, обладающих способностями человеческого мозга.

4.    Информационные системы    рассматривают анализ и прогнозирование разнообразной информации, формальное описание различной природы, поисковых систем, разработка сетей и т.п.

5.    Вычислительная     техника     изучает     архитектуру,     принципы     функционирования компьютера, его микросхем, из которых он строится.

6.    Социальная - связана с «информационным обществом» и «информационной культурой».

 

Понятие информации, информационных процессов.

 

Что такое информация? Точного ответа на поставленный вопрос не существует. Информация является первичным и неопределяемым в рамках науки понятием. Мы можем лишь утверждать, что это понятие предполагает наличие материального носителя информации, источника информации, передатчика информации, приемника и канала связи между приемником и источником. Термин «информация» в переводе с латинского означает «разъяснение, изложение, набор сведений».

Современный подход к понятию информации связан с развитием научных представлений об информационных процессах, протекающих в живой и неживой природе.

         Познавая окружающий мир, каждый из нас формирует свое представление о нем. Ежедневно мы узнаем что-то новое – получаем информацию. Информация – это очень емкое и глубокое понятие, которому не просто дать четкое определение.

Информацию мы получаем из разных источников: когда читаем или слушаем, смотрим телепередачу или разглядываем картину в музее, дотрагиваемся до предмета или пробуем какую-нибудь еду и т. д.

Информация всегда предназначена конкретному получателю. Это может быть узкий круг людей, специализирующихся в определенной  научной области или предназначенная только для одного человека – совершенно секретная или очень личная информация .

Для человека важную роль также играют сведения, распространяемые средствами массовой информации. Информация несет

человеку знания об окружающем мире. В наши дни человек накопил огромное количество информации! Подсчитано что общая сумма человеческих знаний еще недавно удваивалась каждые 50 лет, а сейчас каждые два года. Поэтому от умения человека правильно воспринимать и обрабатывать информацию зависит во многом его способность к познанию окружающего мира.

  Мир вокруг нас полон всевозможных образов, звуков, запахов, и всю эту информацию доносят до сознания человека его органы чувств: зрение, слух, обоняние, вкус, осязание. С их помощью человек формирует свое первое представление о любом предмете, живом существе, произведении искусств, явлении и т. д.

  Глазами люди воспринимают зрительную информацию

Органы слуха доставляют информацию в виде звуков. У разных людей этот  орган чувств может

работать по-разному: одни слышат лучше другие хуже

  Органы обоняния позволяют человеку чувствовать запахи.

Обычно мы не задумываемся о том, что окружающие нас запахи – это тоже очень важная информация.  Когда вы хотите охарактеризовать запах, то стараетесь дать ему сравнительную оценку: тяжелый, легкий, пряный, приятный. Даже существует специальность «парфюмер» этот человек смешивает различные экстракты и получает всякие запахи. Иногда запахи усиливают восприятие окружающего мира. Например, запах бергамотного масла усиливает зрительные ощущения, а запах герани слух.

Виды информации, которые человек получает с помощью органов чувств, называют органолептической информацией

 

Чувство

Орган

Информация

Зрение

Глаза

Зрительная

Слух

Уши

Звуковая

Вкус

Язык

Вкусовая

Обоняние

Нос

Запахи

Осязание

Кожа

Тактильная

  Органы вкуса несут человеку информацию о вкусе еды. Если бы мы не обладали этим чувством, то не смогли бы отличить апельсин от соленых огурцов. Встречаются люди с обостренным чувством вкуса, которые могут определить по вкусу рыбы, где она была поймана.

  Органы осязания позволяют получить тактильную информацию, например, о температуре предмета или о состоянии его поверхности. Оказавшись в полной темноте, вы не сможете отличить черный шарик от белого. Зато если один резиновый, а другой из стекла вы это сразу определите. Для этого достаточно ощупать пальцами.

  Практически 90% информации человек получает  при помощи зрения, примерно 9% - посредством слуха и только 1% при помощи остальных органов чувств. Однако информацию может воспринимать не только человек, но и животные и растения. Органы чувств человека и животных по-разному воспринимают окружающий мир.

Воспринимая информацию с помощью органов чувств, человек стремиться  зафиксировать ее так, чтобы она стала понятной и другим, представляя ее в той или иной форме. Музыкальную тему композитор может наиграть на пианино, а затем записать с помощью нот. Образы, навеянные все той же мелодией, поэт может воплотить в виде  стихотворения, хореограф выразить танцем, а художник – в картине. Человек выражает свои мысли в виде предложений, составленных из слов. Слова, в свою очередь, состоят из букв. Это – алфавитное представление информации. Форма представления одной и той же информации может быть различной. Это зависит от цели, которую вы перед собой поставили. Таким образом, информацию можно представить в различной форме:

·       Знаковой письменной, состоящей из различных знаков,

среди которых принято выделять:

- символьную в виде текста, чисел, специальных символов

- графическую

- табличную

·       В виде жестов и сигналов

·       Устной словесной

Приходится признать, что органы чувств – наш главный инструмент познания мира – не самые совершенные приспособления. Не всегда они точны и не всякую информацию способны воспринимать. Не случайно о грубых, приблизительных вычислениях говорят: «на глаз» Если бы не было специальных приборов, то вряд ли человечеству удалось бы проникнуть в тайны живой клетки или отправить к Марсу и Венере космические зонды.

Свойства информации.

1.   Объективность — независимость от чьего мнения или суждения.

2.                      Достоверность     -     свойство  отражать     истинное     положение     дел.     Причины недостоверности:   искажение,   искажение   в   результате   помех,   преувеличение   или преуменьшение реального факта.

3.                      Полнота - достаточность для понимания и принятия решения.

4.                      Актуальность   -   важность   и   существенность   для   настоящего   времени.   Причины неактуальности: устаревшая и ненужная информация.

5.                      Ценность - рассматривается к нуждам конкретных людей.

6.                      Понятность - выраженность информации на языке, доступном для получателя.

 

Вся деятельность человека связана с различными действиями с информацией.

 Информационные процессы:

1.    Хранение.

2.    Передача.

3.    Обработка.

Приобретая жизненный опыт, наблюдая мир вокруг себя, иначе говоря – накапливая все больше и больше информации, человек учится делать выводы. В древности люди говорили, что человек познает мир с помощью органов чувств и осмысливает познанное разумом. Например, на математике изучаете правила и законы. Когда преподаватель предлагает очередную задачу (это входная информация), вы обдумываете последовательность решения, вспоминая, какие из изученных правил необходимо применить. Наконец вы находите ответ. Эта новая информация, созданная вами в результате обработки входной информации, называется выходной.

Информацию, которую обрабатывают, называют входной. После обработки исходной информации получается новая информация.

 

         Входная                                                                       Выходная

информация                                                              информация

 

Человек, приступая к обработке информации, использует различные технические устройства. Среди них особую роль играет компьютер, обладающий уникальной способностью быстро обрабатывать большие объемы информации. Он перерабатывает входную информацию и выдает результат, который оценивается человеком.

  Развитие человечества не было бы возможно без обмена информацией. С давних времен люди из поколения в поколение  передавали свои знания, извещали об опасности или передавали важную и срочную информацию, обменивались сведениями. В любом процессе передачи или обмене информацией существует ее источник и получатель, а сама информация передается по каналу связи с помощью сигналов: механических, тепловых, электрических и др.

В передаче информации всегда участвуют две стороны: тот, кто передаёт информацию – источник, и тот, кто её получает – приёмник.

 

 

         Человеческий разум является самым совершенным инструментом познания окружающего мира. А память человека – великолепным устройством для хранения полученной информации. Чтобы информация стала достоянием многих людей, необходимо иметь возможность ее хранить не только в памяти человека. В процессе развития человечества существовали разные способы хранения информации, которые совершенствовались с течением времени. Сегодня мы используем для хранения информации различные материалы: бумагу, фото- и кинопленку, магнитную аудио- и видеоленту, магнитные и оптические диски. Все это носители информации.

Носитель информации – материальный объект, предназначенный для хранения и передачи информации. 

 

                          

 

 

 

Тест.

1. Информацию, изложенную на доступном для получателя языке, называют:

a)     полной;

b)    полезной;

c)     актуальной;

d)    достоверной;

e)     понятной.

2. Наибольший объем информации человек получает при помощи:

a)     органов слуха;

b)    органов зрения;

c)     органов осязания;

d)    органов обоняния;

e)     вкусовых рецепторов.

3. Укажите «лишний» объект с точки зрения способов представления информации:

a)     учебник;

b)    фотография;

c)     телефонный разговор;

d)    картина;

e)     чертеж.

4. В теории информации под информацией понимают:

a)     сигналы от органов чувств человека;

b)    сведения, уменьшающие неопределенность;

c)     характеристику объекта, выраженную в числовых величинах;

d)    отраженное разнообразие окружающей действительности;

e)     сведения, обладающие новизной.

5. Носителем информации в системе «телевизор-человек» является:

a)     гравитационное поле;

b)    звуковые и световые волны;

c)     электромагнитные волны;

d)    вакуум;

e)     вещество.

6. Обмен информацией - это:

a)     выполнение домашней работы по физике;

b)    наблюдение за поведение рыб в аквариуме;

c)     прослушивание радиопередачи;

d)    разговор по телефону;

e)     просмотр видеофильма.

7.  Звуковая информация передается посредством:

a)     переноса вещества;

b)    электромагнитных волн;

c)     световых волн;

d)    звуковых волн;

e)     знаковых моделей.

8.  Примером хранения числовой информации может служить:

a)     разговор по телефону;

b)    иллюстрация в журнале;

c)     таблица значений функции;

d)    текст песни;

e)     графическое изображение на экране монитора.

9. Какое из утверждений вы считаете верным:

a)     информационные процессы являются материальным носителем информации;

b)    в качестве материального носителя информации могут выступать знания, сведения или  сообщения;

c)     в качестве носителя информации могут выступать материальные предметы (бумага, камень, магнитные диски и т.д.);

d)    в качестве носителя информации могут выступать только световые и звуковые волны.

10. Первым средством передачи информации на большие расстояния принято считать:

a)     радиосвязь;

b)    электрический телеграф;

c)     телефон;

d)    почту;

e)     компьютерные сети.

11. Известно, что наибольшее количество информации человек воспринимает с помощью…

a)     слуха;

b)    зрения;

c)     обоняния;

d)    осязания.

12. Каким информационным процессом связаны книги, фотографии?

a)     передача;

b)    хранение;

c)     обработка;

d)    кодирование.

3. АППАРАТНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ КОМПЬЮТЕРА

Рис. 24. Структура аппаратного обеспечения ПК.

 

 

3.1. Внутренние устройства.

1. Монитор
2. Материнская плата
3. Процессор
4. IDE-слот
5. Оперативная память
6. Платы расширения (видео, звуковая…)
7. Блок питания
8. Привод для дисков (CD/ DVD)
9. Винчестер
10. Клавиатура
11. Мышь

Рис. 25. Расположение основных устройств, входящих в состав ПК.

Устройства, входящие в состав системного блока:

·       Микропроцессор

·       Внутренняя память компьютера (постоянная и оперативная)

·       Дисководы – устройства внешней памяти

·       Электронные схемы

·       Системная шина

·       Электромеханическая часть компьютера

Все перечисленные устройства, входящие в состав системного блока, помещены в корпус, причем существуют различные типы корпусов. Тип корпуса зависит от вида ПК и определяет размер, размещение и количество устанавливаемых компонентов системного блока. Для стационарных ПК наиболее распространены корпусы горизонтальные или настольные (desktop) либо в виде башни (tower). В портативных компьютерах системный блок объединен с монитором и выполнен в стандарте booksize, то есть размером с книгу.

Лицевая панель выполнена в виде набора кнопок управления, карманов и площадок для ввода внешних устройств памяти:

- кнопка Power выполняет роль сетевого выключателя;

- кнопка Reset обеспечивает перезагрузку компьютера;

Материнская плата

Материнская плата — печатная плата, на которой осуществляется монтаж большинства компонентов компьютерной системы. Название происходит от английского motherboard, иногда используется сокращение MB или слово mainboard — главная плата.

Материнская плата обеспечивает связь между всеми устройствами ПК, посредством передачи сигнала от одного устройства к другому.

На поверхности материнской платы имеется большое количество разъемов предназначенных для установки других устройств: sockets – гнезда для процессоров; slots – разъемы под оперативную память и платы расширения; контроллеры портов ввода/ вывода.

  На материнской плате размещаются все основные узлы компьютера:

- процессор

- память

- видеокарта

- звуковая карта

- модем

- сетевая карта

Кроме того, к материнской плате при помощи шлейфов подсоединены:

- винчестер,

- дисковод

- проигрыватель компакт дисков (CD-ROM)

Также подключаются к материнской плате:

- мышь

- клавиатура

 

Центральный процессор

Центральный процессор, или центральное процессорное устройство (ЦПУ) (англ. central processing unit — CPU) — основная микросхема компьютера, в которой и производятся все вычисления. ЦПУ имеет размеры 5*5*0,3 см, устанавливается на материнской плате. На процессоре установлен большой радиатор, охлаждаемый вентилятором (cooler). Конструктивно процессор состоит из ячеек, в которых данные могут не только храниться, но и изменяться. Внутренние ячейки процессора называют регистрами. Важно также отметить, что данные, попавшие в некоторые регистры, рассматриваются как команды, управляющие обработкой данных в других регистрах. Таким образом, управляя засылкой данных в разные регистры процессора, можно управлять обработкой данных. На этом и основано исполнение программ.

С остальными устройствами компьютера, и в первую очередь с оперативной памятью, процессор связан несколькими группами проводников, называемых шинами. Основных шин три: шина данных, адресная шина и командная шина.

Адресная шина. У процессоров Intel Pentium (а именно они наиболее распространены на сегодняшний день в персональных компьютерах) адресная шина 32-разрядная, то есть состоит из 32 параллельных линий. В зависимости от того, есть напряжение на какой-то из линий или нет, говорят, что на этой линии выставлена единица или ноль. Комбинация из 32 нулей и единиц образует 32-разрядный адрес, указывающий на одну из ячеек оперативной памяти. К ней и подключается процессор для копирования данных из ячейки в один из своих регистров.

Шина данных. По этой шине происходит копирование данных из оперативной памяти в регистры процессора и обратно. В компьютерах, собранных на базе процессоров Intel Pentium, шина данных 64-разрядная, то есть состоит из 64 линий, по которым за один раз на обработку поступают сразу 8 байтов.

Шина команд. Для того чтобы процессор мог обрабатывать данные, ему нужны команды. Он должен знать, что следует сделать с теми байтами, которые хранятся в его регистрах. Эти команды поступают в процессор тоже из оперативной памяти, но не из тех областей, где хранятся массивы данных, а оттуда, где хранятся программы. Команды тоже представлены в виде байтов. Самые простые команды укладываются в один байт, однако есть и такие, для которых нужно два, три и более байтов. В большинстве современных процессоров шина команд 32-разрядная, хотя существуют 64-разрядные процессоры и даже 128-разрядные.

Основные параметры процессоров

Основными параметрами процессоров являются: рабочее напряжение, разрядность, рабочая тактовая частота, коэффициент внутреннего умножения тактовой частоты и размер кэш-памяти.

Рабочее напряжение процессора обеспечивает материнская плата, поэтому разным маркам процессоров соответствуют разные материнские платы (их надо выбирать совместно). По мере развития процессорной техники происходит постепенное понижение рабочего напряжения. Ранние модели процессоров имели рабочее напряжение 5В, а в настоящее время оно составляет менее 3В. Понижение рабочего напряжения позволяет уменьшить расстояния между структурными элементами в кристалле процессора до десятитысячных долей миллиметра, не опасаясь электрического пробоя. Пропорционально квадрату напряжения уменьшается и тепловыделение в процессоре, а это позволяет увеличивать его производительность без угрозы перегрева.

Разрядность процессора показывает, сколько бит данных он может принять и обработать в своих регистрах за один раз (за один такт). Первые процессоры были 4-разрядными. Современные процессоры семейства Intel Pentium являются 32-разрядными, хотя и работают с 64-разрядной шиной данных (разрядность процессора определяется не разрядностью шины данных, а разрядностью командной шины).

В основе работы процессора лежит тот же тактовый принцип, что и в обычных часах. Исполнение каждой команды занимает определенное количество тактов. В настенных часах такты колебаний задает маятник; в ручных механических часах их задает пружинный маятник; в электронных часах для этого есть колебательный контур. В персональном компьютере тактовые импульсы задает одна из микросхем, входящая в микропроцессорный комплект (чипсет), расположенный на материнской плате. Чем выше частота тактов, поступающих на процессор, тем больше команд он может исполнить в единицу времени, тем выше производительность процессора. Первые процессоры могли работать с частотой не выше 4,77 МГц, а сегодня рабочие частоты, некоторых процессоров уже превосходят 500 МГц.

Тактовые сигналы процессор получает от материнской платы, которая, в отличие от процессора, представляет собой не кристалл кремния, а большой набор проводников и микросхем. По чисто физическим причинам материнская плата не может работать со столь высокими частотами, как процессор. Сегодня ее предел составляет 100-133 МГц. Для получения более высоких частот в процессоре происходит внутреннее умножение частоты на коэффициент 3; 3,5; 4; 4,5; 5 и более.

Обмен данными внутри процессора происходит в несколько раз быстрее, чем обмен с другими устройствами, например с оперативной памятью. Для того чтобы уменьшить количество обращений к оперативной памяти, внутри процессора создают буферную область – так называемую кэш-память. Это как бы «сверхоперативная память». Когда процессору нужны данные, он сначала обращается в кэш-память, и только если там нужных данных нет, происходит его обращение в оперативную память. Высокопроизводительные процессоры комплектуют повышенным объемом кэш-памяти.

Нередко кэш-память распределяют по нескольким уровням. Кэш первого уровня выполняется в том же кристалле, что и сам процессор, и имеет объем порядка десятков Кбайт. Кэш второго уровня находится либо в кристалле процессора, либо в том же узле, что и процессор, хотя и исполняется на отдельном кристалле. Кэш-память первого и второго уровня работает на частоте, согласованной с частотой ядра процессора.

Кэш-память третьего уровня выполняют на быстродействующих микросхемах типа SRAM и размещают на материнской плате вблизи процессора. Ее объемы могут достигать нескольких Мбайт, но работает она на частоте материнской платы.

История и производители процессоров

Первый микропроцессор Intel 4004 был представлен 15 ноября 1971 года корпорацией Intel. Он был 4-разрядный, содержал 2300 транзисторов, работал на тактовой частоте 108 кГц и стоил 300$. Его сменили 8-разрядный Intel 8080 и 16-разрядный 8086, заложившие основы архитектуры всех современных процессоров.

Наиболее популярные процессоры сегодня производят фирмы Intel и AMD. Среди процессоров от Intel: Pentium 4, Celeron (упрощённый вариант Pentium), Core 2 Duo (двуядерный), Xeon (серия процессоров для серверов), Itanium и др. AMD, появившаяся на рынке позже, имеет в своей линейке процессоры: Duron, Sempron (сравним с Intel Celeron), Athlon, Athlon 64, Athlon 64 X2, Opteron и др

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.2. Память

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


В процессе работы компьютера программы, исходные данные, а также промежуточные и окончательные результаты необходимо где-то хранить и иметь возможность обращаться к ним. Для этого в составе компьютера имеются различные запоминающие устройства, которые называются памятью. Информация, хранящаяся в запоминающем устройстве, представляет собой закодированные с помощью цифр 0 и 1 различные символы, звуки, изображения.

В процессе развития вычислительной техники люди вольно или невольно пытались по образу и подобию собственной памяти проектировать и создавать различные технические устройства хранения информации. Вся компьютерная память поделена на внутреннюю и внешнюю. Аналогично памяти человека, внутренняя память компьютера является быстродействующей, но имеет ограниченный объем. Работа же с внешней памятью требует гораздо большего времени, но она позволяет хранить практически неограниченное количество информации.

Рассмотрим характеристики общие для всех видов памяти. Очевидно, что в памяти, как и везде должен быть порядок, чтобы можно было максимально быстро найти любую хранящуюся в ней информацию. Для этого надо точно знать ее месторасположение. Это задается с помощью системы адресации. Условно память можно представить состоящей из ячеек, в каждой из которых храниться определенная порция информации. Чтобы взять (прочитать) информацию из ячейки  или поместить (записать) ее туда, надо указать адрес ячейки. Каждая ячейка имеет свой уникальный адрес, означающий номер ячейки в памяти. Основные операции с памятью это считывание информации и запись в память на хранение.

При считывании порции информации из памяти осуществляется передача ее копии в другое устройство, где с ней производятся какие-то действия. Оригинал считанной порции информации остается в той же ячейки памяти до тех пор, пока на ее место не будет записана другая информация.

При записи порции информации предыдущие данные, хранящиеся на этом месте, стираются. Вновь записанная информация храниться до тех пор, пока на ее место не будет записана другая.

Способ обращения к устройству памяти для чтения или записи информации получил название доступа. С этим понятием связан такой параметр памяти, как время доступа (миллисекунды, микросекунда, наносекунда), или быстродействие памяти – время, необходимое для чтения из памяти либо записи в нее минимальной порции информации.

Важной характеристикой памяти является ее объем, называемой также емкостью. Этот параметр показывает, какой максимальный объем информации можно хранить в памяти (байты, килобайты и т.д.).   

Оперативная память

Оперативная память (ОЗУ — оперативное запоминающее устройство). Существует два типа оперативной памяти - память с произвольным доступом (RAM - Random Access Memory) и память, доступная только на чтение (ROM - Read Only Memory). Процессор ЭВМ может обмениваться данными с оперативной памятью с очень высокой скоростью, на несколько порядков превышающей скорость доступа к другим носителям информации, например дискам.

Оперативная память с произвольным доступом (RAM) служит для размещения программ, данных и промежуточных результатов вычислений в процессе работы компьютера. Данные могут выбираться из памяти в произвольном порядке, а не строго последовательно, как это имеет место, например, при работе с магнитной лентой.

Память, доступная только на чтение (ROM) используется для постоянного размещения определенных программ, например, программы начальной загрузки ЭВМ – BIOS (basic input-output system – базовая система ввода-вывода). В процессе работы компьютера содержимое этой памяти не может быть изменено.

Оперативная память - энергозависимая, т. е. данные в ней хранятся только до выключения ПК. Для долговременного хранения информации служат дискеты, винчестеры, компакт-диски и т. п.

Конструктивно элементы памяти выполнены в виде модулей, так что при желании можно сравнительно просто заменить их или установить дополнительные и тем самым изменить объем общей оперативной памяти компьютера. Емкость модулей памяти кратна степени числа 2: 128, 256, 512, 1024 Mb...

Виды RAM:

Полупроводниковая статическая (SRAM) — ячейки представляют собой полупроводниковые триггеры. Достоинства — небольшое энергопотребление, высокое быстродействие. Недостатки — малый объём, высокая стоимость. Сейчас широко используется в качестве кеш-памяти процессоров. Кэш-память является разновидностью ОП. Ее появление связано с согласованием скорости работы сравнительно медленных устройств, каким является ОЗУ, и еще более медленных накопителей на магнитных дисках с очень быстрым центральным процессором. Кэш является своеобразным буфером между этими устройствами и позволяет значительно увеличить скорость обмена данными.

Полупроводниковая динамическая (DRAM) — каждая ячейка представляет собой конденсатор. Достоинства — низкая стоимость, большой объём. Недостатки — необходимость периодического считывания и перезаписи каждой ячейки — т. н. «регенерации», и, как следствие, понижение быстродействия, большое энергопотребление. Обычно используется в качестве оперативной памяти компьютеров.

Внешняя память

 

Назначение внешней памяти компьютера заключается в долговременном хранении информации любого вида. Выключение компьютера не приводит к очистке внешней памяти. Объем этой памяти в тыс. раз больше объема внутренней памяти. В случае необходимости ее можно «нарастить» так же, как можно купить новую книжную полку для хранения новых книг.

Необходимо различать понятия носителя информации и устройства внешней памяти.

 

Носитель – материальный объект, способный хранить информацию.

 

Устройство внешней памяти (накопитель) – физическое приспособление, позволяющее производить считывание и запись информации на соответствующий носитель.

 

Носителями информации во внешней памяти современных компьютеров являются магнитные или оптические диски, магнитные ленты и некоторые другие.

 По типу доступа к информации устройства внешней памяти делят на 2 класса:

1)   устройства прямого (произвольного) доступа – время обращения к информации не зависит от  места ее расположения на носители;

2)   устройства последовательного доступа – такая зависимость существует.

Пример, прослушивание песни на аудиокассете – это последовательный доступ, а прослушивание песни на диске – это прямой доступ.

Помимо общих характеристик памяти используют понятия плотности записи и скорости обмена информацией

Плотность записи определяется объемом информации, записанной на единице длины дорожки. Единицей измерения плотности служат биты на миллиметр (бит/мм). Плотность записи з/т от плотности нанесения дорожек на поверхность, т.е. числа дорожек на поверхности диска.

 

Плотность записи – объем информации, записанной на единице длины дорожки.

 

Скорость обмена информации зависит от скорости ее считывания или записи на носитель, что определяется скоростью вращения или перемещения этого носителя в устройстве. По способу записи и чтения устройства внешней памяти (накопители) подразделяются в з/ти от вида носителя на магнитные, оптические и магнитооптические.

 

 

Виды внешних носителей

 

Гибкие магнитные диски

 

Один из распространенных носителей информации – гибкие магнитные диски (дискеты) или флоппи-диски. В наст время используются гибкие диски в внешним диаметром 3,5 дюйма, или 89 мм. Диски называются гибкими потому, что их рабочая поверхность изготовлена из эластичного материала и помещена в твердый защитный конверт. Для доступа к магнитной поверхности диска в защитном конверте имеется закрытое шторкой окно.

Поверхность диска покрывается специальным магнитным слоем. Этот слой обеспечивает хранение данных, представленных двоичным кодом. Наличие намагниченного участка поверхности кодируется как 1, отсутствие – как 0. Информация записывается с двух сторон на дорожках, которые представляют собой концентрические окружности. Каждая дорожка разделяется на секторы.

 

Жесткие магнитные диски

 

Одним из обязательных компонентов ПК являются магнитные диски. Они представляют собой набор металлических либо керамических дисков, покрытых магнитным слоем. Эти диски вместе с блоком магнитных головок установлены внутри герметичного корпуса дисковода, обычно называемого винчестером.

Термин «винчестер» возник из жаргонного названия первой модели жесткого диска емкостью 16 КБ ( IBM, 1973 г.), имевшего 30 дорожек по 30 секторов.

Жесткие диски имеют преимущества перед гибкими по двум параметрам:

·       объем ЖД выше, колеблется от нескольких сотен Мбайт до нескольких десятков Гбайт;

·       скорость обмена информацией в десять раз больше, чем у гибких.

 

Оптические диски

 

Оптические, или лазерные носители – это диски, на поверхности которых информация записана с помощью лазерного луча. Эти диски изготовлены из органических материалов с напылением на поверхность тонкого алюминиевого слоя. Такие диски наз. компакт - дисками, или CD. Лазерные диски в наст. вр. ял-ся наиболее популярными носителями. Емкость компакт - диска примерно в 500 раз больше, чем у дискеты.

Информация на дорожке – спирали записывается мощным лазерным лучом, выжигающим на поверхности диска углубления, и представляет собой чередование впадин и выпуклостей. При считывании информации выступы отражают свет слабого лазерного луча и воспринимаются как единица, впадины поглощают луч, и воспринимаются как ноль.

Различают три типа накопителей для работы с лазерными дисками:

·       устройство для чтения с компакт –дисков, которое позволяет читать информацию, ранее записанную на диск. Этим обусловлено название оптического дисковода, CD-ROM (от англ. Compact Disk Read Only Memory – компакт – диск только для чтения);

·       оптический дисковод, который позволяет не только читать, но и выполнять разовую запись информации на компакт – диск. Он наз. CD-R (Recordable). Оптическая система такого дисковода имеет источник мощного лазерного излучения, позволяющий прожигать микроскопические углубления на поверхности диска под защитным слоем, производя тем самым запись непосредственно в дисководе компьютера;

·       дисковод CD-RW (Rewritable), который, в отличие от CD-R, позволяет производить многократную запись на компакт – диск.

 

Магнитные ленты

 

Представляют собой носитель, аналогичный используемому в аудиокассетах бытовых магнитофонов. Устройство, которое обеспечивает запись и считывание информации с магнитных лент, называется стримером (от англ. Stream – поток, течение; струится). Стример относится к устройствам с последовательным доступом к информации и характеризуется меньшей скоростью записи и считывания информации по сравнению с дисководами.

Назначение: создание архивов данных, резервное копирование, надежное хранение информации. Многие коммерческие фирмы,  банки, торговые предприятия в конце плановых периодов переносят важные сведения на магнитные ленты и убирают кассеты в архивы.

 

Сравнительные характеристики

 

Устройство

Возможность перезаписи

Примерная емкость

Быстро-действие

Транс-порта-бельность

Надежность хранения данных

Гибкий диск

Да

1, 44 Мб

Низкое

Да

Низкая

Жесткий диск

Да

До 500 Гб

Высокое

Нет

Средняя

CD-ROM

Нет

До 680 Мб

Среднее

Да

Высокая

CD-RW

Да

До 680 Мб

Среднее

Да

Высокая

Стример

Да

До 70 Гб

Низкое

Да

Низкая

Магнитооптический диск

Да

До 3 Гб

Среднее

Да

Высокая

 

 

 

 

 

 

3.3. Устройства ввода информации.

 

Многообразие устройств ввода определяется разнообразием форм представления информации, которая м.б. обработана с помощью компьютера.

 

Устройства ввода – аппаратные ср-ва для преобразования информации из формы, понятной человеку, в форму, воспринимаемую компьютером.

 

Аппаратное обеспечение компьютера по вводу данных включает  само устройство ввода, управляющий блок, называемый контроллером (адаптером), специальные разъемы и электрические кабели. Но этого не достаточно и требуется загрузить в ОП специальную управляющую программу, наз-ую драйвером.

 

Драйвер устройства – программа, управляющая работой конкретного устройства ввода/вывода информации.

 

 

 

 

Клавиатура

 

Стандартным устройством для ввода информации в компьютере является клавиатура. С ее помощью вы можете вводить числовую  и текстовую  информацию, а также различные команды и данные.

Обычно вводимая с клавиатуры информация в целях контроля отображается на экране монитора. Место ввода информации на экране указывается специальным значком, который называется курсором. Вид курсора может быть различным  в зависимости от использования программы и режима работы. Это может быть мигающая черточка, прямоугольник и пр.

Как правило, используется 101 – 103-клавишная клавиатура американского стандарта. Кроме клавишной, клавиатура бывает мембранной и сенсорной. На клавиши алфавитно-цифрового поля дополнительно  наносится разметка букв национального алфавита. Если на компьютере установлена операционная система, не настроенная на работу в режиме национального алфавита (нелокализованная версия), то необходима дополнительная специальная программа – драйвер клавиатуры. В локализованных Windows драйвер клавиатуры входит в комплект поставки.

На современном компьютерном рынке большой популярностью пользуется эргономические клавиатуры и специальные прокладки для запястий, обеспечивающие наиболее комфортные условия работы. Различные модели эргономических клавиатур имеют:

Ø     форму буквы V и разъединение посередине, угол между частями можно плавно изменять в зависимости от особенностей строения кистей рук человека;

Ø     большие опоры для ладоней, поддерживающие кисти в прямом положении;

Ø     мембранную бесшумную замену клавишами;

Ø     сенсорную панель, движение пальцев по которой заменяет действие мыши.

 

Работа на персональном компьютере невозможна без освоения клавиатуры

 

При всем разнообразии конструкций любая клавиатура имеет следующие группы клавиш (рис. 19.2):

1.                Алфавитно-цифровое поле клавиш – для ввода прописных и строчных букв, цифр, различных знаков и других символов. Часто это поле называют полем печати. Клавиши этого поля выделены светло-серым цветом.

2.                Поле управляющих клавиш – для ввода и выполнения команд, для редактирования данных. Клавиши этого поля имеют серый цвет. Назначение основных управляющих клавиш приведено в таблице 19.1. Клавиши <Shift>, <Ctrl>, <Alt> расширяют возможности клавиатуры. При одновременном нажатии одной из этих клавиш и клавиши поля печати вводится команда.

3.                Поле функциональных клавиш <F1> - <F12>. За каждой клавишей этого поля, как правило, закреплена та или иная функция. Назначение клавиш <F1> - <F12> устанавливается  используемой в данный момент программой. Но есть и общепринятые назначения. Например, клавише <F1> обычно назначается функция отображения справки (помощи).

4.          Поле клавиш управления курсором – для перемещения курсора на экране монитора. На клавишах стрелками указано направление перемещения (вверх, вниз, вправо, влево).

5.          Поле клавиш малой (цифровой) клавиатуры позволяет работать в двух режимах в зависимости от состояния индикатора Num Lock, расположенного над этим полем. Этот индикатор переключается клавишей <Num Lock>:

Ø   при включенном индикаторе Num Lock обеспечивается быстрый и удобный ввод цифр;

Ø   при выключенном индикаторе Num Lock дублируется функции поля управления курсором и поля управляющих клавиш.

 

Таблица 19.1.  Назначение основных управляющих клавиш

Клавиша

Назначение

<Enter>

Ввод набранной команды или текста

<Esc>

Отмена текущего действия

<Tab>

Установка курсора в определенную позицию

<Caps Lock>

Фиксация режима ввода прописных букв

<Shift>, <Ctrl>, <Alt>

Самостоятельного действия не имеют, действуют только при совместимом нажатии с буквенной или управляющей клавишей

<Backspace>

Удаление символа слева от курсора

<Del>

Удаление текущего символа

<Ins>

Включение режима вставки или замены символа

<Num Lock>

Переключение режимов работы малой (цифровой) клавиатуры

<Print Screen>

Печать экрана

Манипуляторы.

Мышь

Использование мыши позволяет более быстро и удобно управлять работой различных программ.

Качество мыши определяется ее разрешающей способностью, которая измеряется числом точек на дюйм – dpi (dot per inch). Этой хар-ой обуславливается, насколько точно указатель мыши будет передвигаться по экрану. Для мышей среднего класса разрешение составляет 400- 800 dpi. Разные типы мыши отличаются друг от друга:

ü способом считывания информации (механические, оптико-механические и оптические);

ü количеством кнопок (2- и 3- кнопочные);

ü способом соединения с компьютером (проводные – присоединяемые с помощью кабеля; беспроводные, или «бесхвостые» мыши – соединение инфракрасным сигналом, который воспринимается специальным портом).

Дизайн мыши предполагает различные формы конструкций. Наиболее популярные эргономические мыши, которые имеют обтекаемую поверхность и обеспечивают естественность размещения кисти рук на ее поверхности.

 

Трекбол

Или шаровой манипулятор, напоминает перевернутую мышь. Его не надо, как мышь, двигать по столу. В трекболе шарик вращается рукой и вращение также преобразуется в перемещение указателя по экрану. Это свойство определило широкое применение трекбола в портативных компьютерах.

 

Джойстик

Или ручка управления разработан специально для игр. Он перемещает курсор или графический объект по экрану монитора. Джойстик представляет собой рукоятку, отклоняющуюся во все стороны, и несколько кнопок на небольшой панели – для выполнения простейших действий.

Джойстики имеют различное кол-во кнопок и число направлений перемещения курсора по экрану. С целью соблюдения эргономических требований ручка джойстика имеет форму, повторяющую рельеф кисти руки при обхвате ручки. Современный рынок джойстиков разнообразен. Среди последних моделей наиболее удачен джойстик с силовой обратной связью на события, происходящие на экране.

 

Пенмаус

Аналог шариковой авторучки, на конце которой вместо пишущего узла установлен узел, регистрирующий величину перемещения.

 

Инфракрасная мышь

Отличается от обычной мыши наличием беспроводной связи с системным блоком.

 

Сенсорные устройства ввода.

 

Сенсорный экран

Сенсорный, или тактильный, экран представляет собой поверхность, которая покрыта специальным слоем. Прикосновение к определенному месту экрана обеспечивает выбор задания, которое д.б. выполнено компьютером, или команды в экранном меню. Н-р, во время олимпиад сенсорные экраны помогают спортсменам, тренерам, корреспондентам быстро выбрать интересующую его информацию о результатах соревнований, составе команд и т.п. указанием пальца в соответствующем меню.

Сенсорный экран позволяет перемещать объекты. Он удобен в использовании, когда необходим быстрый доступ к информации. Такие устройства ввода м. увидеть в банковских компьютерах, аэропортах, в военной сфере и промышленности.

 

Световое перо

Световое перо похоже на обычный карандаш, на кончике которого имеется специальное устройство – светочувствительный элемент. Соприкосновение пера с экраном замыкает фотоэлектрическую цепь и определяет место ввода или коррекции данных. Если перемещать по экрану такое перо, м. рисовать или писать на экране, как на листе бумаги.

Световое перо используется для ввода информации в самых маленьких ПК – в карманных микрокомпьютерах. Оно применяется в различных системах проектирования и дизайна.

Графический планшет, или дигитайзер

Графический планшет, или дигитайзер, используется для создания либо копирования рисунков или фотографий. Он позволяет создавать рисунки так же, как на листе бумаги. Изображение преобразуется в цифровую форму, отсюда название устройства (от англ. digit – цифра). Условия создания изображения приближены к реальным, достаточно специальным пером или пальцем сделать рисунок на специальной поверхности. Рез-т работы дигитайзера воспроизводится на экране монитора и в случае необходимости м.б. распечатан на принтере. Дигитайзерами обычно пользуются архитекторы, дизайнеры.

 

Устройства сканирования.

 

Сканер

Термин «сканирование» происходит от англ. to scan, что означает «пристально всматриваться».

Сканер предназначен для ввода в компьютер графической или текстовой информации с листа бумаги, со страницы журнала или книги.

Сканеры различаются по следующим параметрам:

ü глубина распознавания цвета: ч/б, с градацией серого, цветные;

ü оптическое разрешение, или точность сканирования (200, 300, 600, 1200 точек на дюйм);

ü ПО, входящее в комплект поставки сканеров;

ü конструкция: ручные, страничные и планшетные.

 

Виды сканеров.

1.    Планшетные – ввод графической информации с прозрачного или непрозрачного листа. Принцип  действия: луч света, отраженный от поверхности материала фиксируется специальными элементами.

2.    Ручные сканеры – принцип действия соответствует планшетным, разница в том, что протягивание линейки осуществляется вручную.

3.    Барабанные – исходный материал закрепляется на цилиндрической поверхности барабана, вращающегося с высокой скоростью.

4.    Сканеры форм – для ввода данных со стандартных форм, заполненных механически или от «руки».

5.    Штрих-сканеры – ручные, для ввода данных, закодированных в виде штрих-кода.

 

Устройства распознавания речи.

С помощью обычного микрофона речь человека непосредственно вводится в компьютер и преобразуется в цифровой код. Большинство систем распознавания речи м.б. настроены на особенности чел-го голоса. Это реализуется путем сравнения сказанного голоса с образцами, предварительно записанными в память компьютера. Некоторые системы способны определять одинаковые слова, сказанные разными людьми. Но список этих слов ограничен. лучшие системы распознают до 30 тыс. слов и реагируют на индивидуальные особенности голоса.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.4. Устройства вывода информации.

 

Устройства вывода – аппаратные средства для преобразования компьютерного (машинного) представления информации в форму, понятную человеку.

 

 

 

 

 

 

Мониторы электронно-лучевые (CRT)

ЭЛТ - электронно-лучевая трубка, CRT - Cathode Ray Tube.

Изображение на экране CRT-монитора получается в результате облучения люминофорного покрытия остронаправленным пучком электронов, разогнанных в вакуумной колбе. Для получения цветного изображения люминофорное покрытие имеет точки или полоски трех типов, светящиеся красным, зеленым и синим цветом.

Чтобы на экране все три луча сходились строго в одну точку, и изображение было четким, перед люминофором ставят маску – панель с регулярно расположенными отверстиями или щелями. Чем меньше шаг между отверстиями (шаг маски), тем четче и точнее полученное изображение. Шаг маски измеряют в долях миллиметра. В настоящее время наиболее распространены мониторы с шагом маски 0,25-0,27 мм.

Одним из главных параметров монитора является частота кадровой развертки, называемой также частотой регенерации (обновления) изображения (частота смены изображения на экране). Она показывает, сколько раз в течение секунды монитор может полностью сменить изображение (поэтому ее также называют частотой кадров). Частоту регенерации изображения измеряют в герцах (Гц). Чем она выше, тем четче и устойчивее изображение, тем меньше утомление глаз, тем больше времени можно работать за монитором непрерывно. Этот параметр зависит не только от монитора, но и от свойств и настроек видеоплаты, хотя предельные возможности определяет все-таки монитор. При частоте регенерации порядка 60 Гц мелкое мерцание изображения заметно глазу. Сегодня такое значение считается недопустимым. Минимальным считают значение 75 Гц, нормативным – 85 Гц и комфортным – 100 Гц и более.

Размер монитора измеряется между противоположными углами трубки кинескопа по диагонали. Единица измерения – дюймы. Стандартные размеры: 14"; 15"; 17"; 19"; 20"; 21". В настоящее время наиболее универсальными являются мониторы размером 17 и 19 дюймов.

Разрешающая способность монитора характеризуется числом точек выводимого изображения. Принято указывать отдельно количество точек по горизонтали и вертикали. Например, разрешение монитора 1024x768 означает возможность различить до 1024 точек по горизонтали при числе строк до 768.

Для CRT-мониторов разрешение перенастраивается программно. Следует учесть, что чем большее разрешение установлено, тем ниже будет частота регенерации, т.к. общий объем выводимого изображения при увеличении разрешения увеличивается, следовательно, обновление кадров происходит медленнее. Чем большее разрешение установлено, тем мельче будет каждый объект на экране монитора, и тем больше будет рабочая поверхность экрана, т.е. вы сможете удобно расположить на экране большее количество окон.

Типовые разрешения мониторов:

 

Мониторы жидкокристаллические (LCD)

ЖК – жидкокристаллические, LCD – Liquid Crystal Display.

LCD-монитор состоит из двух слоев стекла с нанесенными на них тонкими бороздками и электродами, заключенного между ними слоя жидких кристаллов, осветителя и поляризаторов. Жидкие кристаллы под действием электрического поля поворачивают плоскость поляризации света на определенный угол. Далее свет проходит через поляризатор, который пропускает его с интенсивностью, зависящей от угла поворота плоскости поляризации. Цвет получается в результате использования трех цветных фильтров, разделяющих белый свет на составляющие RGB.

В мониторах, изготовленных по технологии TFT (Thin Film Transistor), состояние каждого пикселя контролируется отдельным миниатюрным транзистором.

Рис. 31. Устройство жидкокристаллического дисплея.

Для LCD-монитора обычно указывается native ("родное") разрешение, использование которого является оптимальным. У жидкокристаллических мониторов размер точки равен размеру одного пикселя изображения в native разрешении (у обычных CRT-мониторов пиксель составляется из нескольких точек). При использовании другого разрешения изображение либо будет занимать не весь экран, либо будет искажено (часть пикселей будет дублироваться или пропадет).

Если у мониторов на электронно-лучевой трубке частота регенерации должна быть высокой, чтобы точки экрана не успевали погаснуть за время между обновлениями (из-за чего и появляется мерцание), то в LCD-мониторах с активной матрицей (TFT) напряжение каждого пикселя запоминается пленочным транзистором до следующего обновления, поэтому мерцание практически отсутствует и частоты обновления кадров 60 Гц уже достаточно.

Время отклика - важная характеристика, показывающая, с какой скоростью монитор сможет переключать состояние пикселей с белого на черное и обратно. Для офисных приложений эта характеристика не критична, но если Вы собираетесь играть в динамичные игры, то лучше при покупке убедиться, что Вас устроит время отклика выбранного монитора. Хорошим можно считать время отклика 25 мс и ниже.

Контрастность и яркость. По яркости LCD заметно выигрывает у CRT мониторов, а вот по контрастности, пока что, впереди все же электронные трубки. Проблема в том, что для получения черного цвета используется эффект поляризации, и черный цвет черен настолько, насколько заблокирован свет от лампы. Недостаток контрастности приводит к тому, что близкие оттенки цветов сливаются в один, особенно темные тона.

Реальный диагональный размер экрана. Видимый диагональный размер CRT-монитора всегда меньше фактического диагонального размера кинескопа. LCD-мониторы не имеют скрытой под панелью краевой области, поэтому указанный диагональный размер тот же, что и видимый диагональный размер.

Угол обзора. Не каждый LCD может похвастаться углом обзора, эквивалентным стандартному CRT-монитору. Меньший угол связан в первую очередь с конструктивными особенностями LCD. Если посмотреть на дисплей сбоку, изображение будет казаться очень темным или будет наблюдаться искажение цвета.

Пиксельные ошибки. На некоторых LCD мониторах имеются "мертвые точки". Это происходит из-за дефектных транзисторов. Т.е. конкретный транзистор не может управлять световым потоком. Он либо всегда блокирует свет, либо всегда пропускает. Стандарты учитывают наличие до пяти "битых пикселей" на новом LCD.

К минусам LCD мониторов следует отнести недостатки цветопередачи и невозможность калибровки, по этой причине они не подходят для работы дизайнерам и художникам.

К мощным плюсам, то, что LCD монитор не создает вредного для здоровья постоянного электростатического потенциала; имеет малый вес и габариты; потребляет в 3-4 раза меньше электроэнергии, чем CRT.

Основные производители мониторов

Apple Computer, BenQ, Dell, Inc., LG Electronics, NEC/Mitsubishi, Philips, Samsung, Sony, ViewSonic.

 

Плазменные панели (PDP)

(PDP — Plasma Display Panel).

Как и в CRT-мониторе, в плазменной панели светится люминофор, но не под воздействием потока электронов, а под воздействием плазменного разряда.

Каждая ячейка плазменного дисплея - флуоресцентная мини-лампа, которая способна излучать только один цвет из схемы RGB.

К подложкам каждого пикселя плазменного дисплея, между которыми находится инертный газ (ксенон или неон), прикладывается высокое напряжение, в результате чего испускается поток ультрафиолета, который вызывает свечение люминофора. 97% ультрафиолетовой составляющей излучения, вредного для глаз, поглощается наружным стеклом.

Недостатки

  • Достичь размера пикселя меньше 0,5 мм практически невозможно. Поэтому плазменные панели с диагональю меньше 32" (82 см) не существуют.
  • Тёмные оттенки страдают от недостатка света - их трудно отличить друг от друга. Так как пиксель плазмы требует электрического разряда для излучения света, то он может либо гореть, либо не гореть, но промежуточного состояния нет. Чтобы пиксель горел ярко, его нужно часто зажигать. Для получения более тёмного оттенка пиксель зажигают реже.
  • Люминофорный слой выгорает. Если на экране отображается один и тот же канал в режиме 24/7, на нём могут выгореть пиксели логотипа (МТВ, НТВ и т.д.). Это относится и к рекламным экранам, демонстрирующим одну и ту же картинку. Синий канал всегда выгорает раньше.
  • Последствие высоких напряжений - высокое энергопотребление: PDP 42" (107 см) - 250 Вт, а LCD с той же диагональю - 150 Вт.

Сферы применения

  • Высококачественные видеосистемы большого формата. Прекрасно подходят для просмотра DVD или телевидения высокого разрешения. Позиционируются на high-end сектор рынка, где проблемы высокой цены, старения люминофора и высокого энергопотребления вторичны по сравнению с качеством.
  • Вполне очевидно, что ЖК будут "отъедать" рынок плазменных панелей, - их диагональ продолжает увеличиваться.
  • PDP-технология мало подходит для компьютерных мониторов.

Принтеры

Предназначены для вывода результатов на бумагу.

 

По способу получения изображения принтеры делят на:

1.    Матричные – изображение формируется с помощью комплекта иголок (матрицы), ударяющих по бумаге через красящую ленту, помещенную в специальный футляр – картридж. Чем больше головок (9, 18, 24), тем выше качество печати.

2.    Струйные – относятся к безударным устройствам, т.к. головка печатающего устройства не касается бумаги. Для получения изображения используется специальные чернила, а вместо печатающей головки установлен картридж, похожий на перевернутую чернильницу, в которой из отверстий (сопел) выбрасываются тонкие струи чернил. Мельчайшие капельки их отклоняются под действием управляющих электромагнитов и, достигнув бумаги, создают изображение. Скорость печати этих принтеров значительно выше, чем матричных.

3.    Лазерные - изображение формируется с помощью лазерного луча. С помощью системы линз тонкий луч лазера формирует электронное изображение на светочувствительном барабане. К заряженным участкам электронного изображения притягиваются частички порошка-красителя (тонера), который затем переносится на бумагу.

 

Плоттеры

Или графопостроители, предназначены для вывода графической информации, создания схем, сложных архитектурных чертежей, художественной и иллюстративной графики, карт, трехмерных изображений. Они используется для производства высококачественной документации и является незаменимыми для художников, оформителей, инженеров, проектировщиков.

ü По конструкции плоттеры делятся на планшетные (бумага неподвижна, а печатающая головка перемещается по двум направлениям) и барабанные (по одной из координат передвигается головка, а по др. – с помощью системы прижима двигается бумага).

ü По принципу действия:

v перьевые – обычные перья (для цветного изображения используется несколько перьев разного цвета);

v струйные – подобно принтерам, разбрызгивают чернила на бумагу;

v электростатические – создают изображение с помощью электрического заряда в процессе протягивания бумаги (очень дорогие);

v плоттеры с термопереносом создают двухцветное изображение, используя термочувствительную бумагу и электрически нагреваемые иголки;

v карандашные - используют  для формирования изображения обычный грифель (самые дешевые).

 

Устройства звукового вывода

Трудно представить себе современный компьютер молчаливым, без возможности услышать различный звуки – сигналы, музыку, человеческую речь. Для этого к компьютеру подсоединяют колонки или наушники, которые преобразуют данные в двоичном представлении в звук.

Устройства голосового вывода при наличии соответствующих программ в компьютере могут воспроизводить звуки, подобные человеческой речи. Примеры использования речевого вывода мы находим в современных супермаркетах  на выходном контроле для подтверждения покупки, в телефонных устройствах, в автомобильном оборудовании. Широкое распространение эти устройства находят так же в образовании при обучении иностранным языком.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тест

1. Любая, когда-либо существовавшая вычислительная система обязательно имеет в своем составе (укажите 3 верных ответа):

a)    центральный процессор;

b)   звуковую плату;

c)    оперативную память;

d)   устройство ввода-вывода;

e)    винчестер (жесткий диск).

2. Укажите 3 характеристики, относящиеся к процессору:

a)    тактовая частота;

b)   объем оперативной памяти;

c)    разрядность;

d)   объем кэш-памяти.

3. При работе, с каким типом монитора нагрузка на глаза минимальная:

a)    с CRT-монитором;

b)   с LCD-монитором.

4. Видеопиксель цветного монитора состоит из цветных точек:

a)    белой и черной;

b)   красной, зеленой, синей;

c)    голубой, пурпурной, желтой, черной.

5. Какое из перечисленных устройств применяется для выхода в Интернет?

a)    джойстик;

b)   модем;

c)    TV-тюнер.

6. Для нанесения изображения лазерные принтеры используют:

a)    выжигание по бумаге лучом лазера;

b)   специальный термочувствительный порошок;

c)    ленту, как у пишущей машинки;

d)   мелкие капли чернил.

7. При выключении компьютера вся информация стирается:

a)    на гибком диске;

b)   на CD-диске;

c)    на жестком диске;

d)   в оперативной памяти.

8. Какое из утверждений не является верным:

a)    в мониторах на жидких кристаллах отсутствует вредное для здоровья электромагнитное излучение;

b)   процессор относится к внешним (периферийным) устройствам компьютера;

c)    быстродействие процессора измеряется количеством операций, выполняемых в секунду.

9. Какое из утверждений не является верным:

a)    сканер - это устройство, которое чертит графики, рисунки или диаграммы под управлением компьютера;

b)   накопители на компакт-дисках входят в состав внешней памяти компьютера;

c)    модем является устройством приема-передачи данных.

10. Какое устройство ЭВМ относится к внешним? ...

a)      арифметико- логическое устройство;

b)      центральный процессор;

c)      принтер;

d)      оперативная память;

e)      кэш-память.

11. Сканер - это

a)      устройство ввода графической информации;

b)      устройство вывода алфавитно-цифровой и графической информации;

c)      устройство вывода графической информации на бумажные носители;

d)      устройство хранения данных на  лазерных дисках с доступом Read Only;

e)      устройство ввода - вывода звуковой информации;

f)       устройство для соединения компьютеров в глобальную сеть.

12. Манипулятор типа Мышь - это

a)      устройство ввода графической информации;

b)      устройство вывода алфавитно-цифровой и графической информации;

c)      устройство ввода управляющей информации;

d)      устройство хранения данных с произвольным доступом.

13. Разрешающая способность и цветность монитора зависит от…

a)      технических характеристик монитора;

b)      объема оперативной памяти;

c)      быстродействия процессора;

d)      разрядности адресной шины;

e)      объема видеопамяти.

14. Память – это…

a)      совокупность устройств для хранения информации;

b)      количество двоичных разрядов информационной шины;

c)      физический канал передачи данных.

15. Постоянное запоминающее устройство служит для…

a)      хранения программы пользователя во время работы;

b)      записи особо ценных прикладных программ;

c)      хранения программ начальной загрузки компьютера и тестирования его узлов;

d)      постоянного хранения особо ценных документов.

 

 

Литература

 

1. Информатика: Базовый курс/С.В.Симонович и др. – СПб.: Питер, 2007.

1.    Ляхович В.Ф. Руководство к решению задач по основам информатики и вычислительной техники: Практ. пособие для техникумов.-М.: Высш. шк., 1994.

2.    Макарова Н.В.. Информатика.- М.: Финансы и статистика, 2001.

3.    Семакин И.Г., Хеннер Е. Информатика. 10-й класс.- М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2003.

4.    Степанов А.Н. Информатика. Учебник для вузов.- СПб.: Питер, 2002.

5.    Шауцукова Л.З. Информатика : Учеб. пособие для 10-11 кл. общеобразоват. учреждений / Л.З. Шауцукова. –М.: Просвещение, 2002.

6.    Шафрин Ю.А. Информационные технологии.: В 2ч. Ч1: Основы информатики и информационных технологий.- М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2003.

Просмотрено: 0%
Просмотрено: 0%
Скачать материал
Скачать материал
Скачать материал

Найдите материал к любому уроку, указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:

6 281 749 материалов в базе

Скачать материал

Другие материалы

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.

  • Скачать материал
    • 15.01.2017 721
    • DOCX 892 кбайт
    • Оцените материал:
  • Настоящий материал опубликован пользователем Кастюк Ольга Павловна. Инфоурок является информационным посредником и предоставляет пользователям возможность размещать на сайте методические материалы. Всю ответственность за опубликованные материалы, содержащиеся в них сведения, а также за соблюдение авторских прав несут пользователи, загрузившие материал на сайт

    Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.

    Удалить материал
  • Автор материала

    Кастюк Ольга Павловна
    Кастюк Ольга Павловна
    • На сайте: 6 лет и 8 месяцев
    • Подписчики: 0
    • Всего просмотров: 11549
    • Всего материалов: 11

Ваша скидка на курсы

40%
Скидка для нового слушателя. Войдите на сайт, чтобы применить скидку к любому курсу
Курсы со скидкой