бан. 2 Лекция Технические средства ИТ. Лекция. Технические средства информационных технологий
 Скачать 69.5 Kb.
|
Лекция. Технические средства информационных технологийПЛАН: 1. Общая функциональная схема компьютера; 2. Назначение и основные характеристики устройств компьютера. 1. Общая функциональная схема компьютера Персональный компьютер – это не один электронный аппарат (как, например, телевизор), а комплекс взаимосвязанных устройств, каждый из которых выполняет определённые функции. Компьютер может работать с разным набором устройств, но существует минимальная конфигурация ПК, т. е. минимальный набор устройств, без которого работа с ПК становится бессмысленной. В этот набор входит 3 основных устройства: системный блок, монитор (дисплей) и клавиатура. Все остальные устройства ПК относят к дополнительным. Системный блок и монитор независимо друг от друга подключаются к источнику питания – сети переменного тока (как правило, напряжением 220 В, но возможны и другие напряжения). В новых компьютерах дисплей и системный блок могут монтироваться в одном корпусе. В основу архитектуры современных ПК положен магистрально-модульный принцип построения. Модульный принцип заключается в том, что пользователь имеет возможность самостоятельно комплектовать нужную ему конфигурацию компьютера и производить при необходимости её модернизацию. Модульная организация компьютера на магистральный принцип обмена информацией между устройствами компьютера. Магистраль представляет собой многопроводные линии (системные шины), к которым подключаются процессор и оперативная память, а также периферийные устройства ввода, вывода и хранения информации, которые обмениваются информацией на машинном языке (последовательностями нулей и единиц в форме электронных импульсов). Магистраль включает в себя три многоразрядные шины: шину данных, шину адреса и шину управления.  Шина данных – это шина для передачи данных между различными устройствами в любом направлении. Например, считанные из оперативной памяти данные могут быть переданы процессору для обработки, а затем полученные данные могут быть отправлены обратно в оперативную память для хранения. Шина адреса – это шина для передачи адреса устройства. Свой адрес имеет каждое устройство компьютера. Данная шина является однонаправленной, т.е. сигналы по ней передаются в одном направлении (от процессора к оперативной памяти). Шина управления – это шина, по которой передаются сигналы, определяющие характер обмена информацией. Эти сигналы показывают, какую операцию нужно производить в данный момент. 2. Назначение и основные характеристики устройств компьютера Все устройства ПК делятся на основные и дополнительные. К основным устройствам относят системный блок, монитор и клавиатуру. 1. системный блок – главное устройство ПК, в который входят: микропроцессор – устройство для обработки информации и управления работой всех остальных устройств ПК, т.е. процессор является главным элементом компьютера, «мозгом» машины. Процессор реализуется на большой интегральной схеме (БИС) – это пластинка размером примерно 20х20 мм, заключённая в плоский корпус и содержащая огромное количество функциональных элементов (переключателей). Микропроцессор имеет три важные характеристики: тактовая частота, т.е. количество тактов в секунду. Такт – это промежуток времени между началами подачи двух последовательных импульсов. На выполнение каждой операции отводится определённое количество тактов. Чем больше тактовая частота, тем больше операций в секунду выполняет процессор. Тактовая частота измеряется в мегагерцах (МГц) и гигагерцах (ГГц). 1 МГц = миллион тактов в секунду. Ещё 25 лет назад тактовая частота процессора составляла 5 МГц (процессор 8086, 1980 год). Компьютеры на базе процессора Pentium 4 имеют тактовую частоту до 2,4 ГГц = 2400 МГц; разрядность, количество двоичных разрядов, которые могут передаваться и обрабатываться процессором одновременно. Например, процессор Pentium 4 имеет разрядность 64, одновременно обрабатывает 64 бита информации; производительность, количество операций, выполняемых за единицу времени. Производительность зависит и от частоты, и от разрядности, а также от особенностей архитектуры. Производительность процессора вычислить нельзя, она определяется в процессе тестирования по скорости выполнения процессором определённых операций. оперативная память – это устройство, предназначенное для временного хранения программ и данных. Характеристиками оперативной памяти являются ёмкость (измеряется в мегабайтах, например, 16, 32, 64, 128, 256, 512 Мбайт) и скорость обмена данными. Оперативная память является энергозависимой, при отключении питания вся информация в ней теряется. системная (материнская) плата – устройство, на котором реализована магистраль обмена информацией, имеются разъёмы для установки процессора и оперативной памяти. жёсткий диск (винчестер) – устройство для постоянного хранения информации. Жёсткий магнитный диск представляет собой несколько дисков, размещённых на одной оси и вращающихся с большой скоростью. Жёсткий диск характеризуется ёмкостью и скоростью записи и считывания информации. В жёстких дисках используются достаточно хрупкие и миниатюрные элементы, поэтому в целях сохранения информации и работоспособности жёсткие диски необходимо оберегать от ударов и резких изменений пространственной ориентации в процессе работы. 2. монитор – устройство для вывода информации на экран. Монитор работает под управлением специального устройства – видеоадаптера, который предусматривает два возможных режима – текстовый и графический. В текстовом режиме экран разбивается на позиции и в каждую позицию может быть введён один символ. В графическом режиме изображение формируется так же, как и на экране телевизора, – мозаикой, совокупностью точек, каждая из которых окрашена в тот или иной цвет. Основная характеристика изображения в графическом режиме – разрешающая способность видеоадаптера, количество точек и число возможных цветов каждой точки. Изображение на экране монитора формируется с помощью считывания содержимого видеопамяти. Частота считывания изображения влияет на стабильность изображения на экране. В современных компьютерах изображение обновляется с частотой 75 и более раз в секунду. Для сравнения: частота смены кадров в кино составляет 24 кадра в секунду. В настоящее время используют мониторы на жидких кристаллах (так называемые ЖК мониторы). Они сделаны из вещества, которое находится в жидком состоянии, но обладает свойствами, присущими кристаллическим телам. Преимущество ЖК мониторов состоит в компактности и отсутствии вредных для человека электромагнитных излучений. Мониторы могут иметь различный размер экрана. Размер диагонали экрана монитора измеряется в дюймах (1 дюйм = 2,54 см) и обычно составляет 15, 17 и более дюймов. 3. клавиатура – устройство для ввода алфавитно-цифровой, знаковой информации и управления работой компьютера. К дополнительным устройствам ПК относят: 1. манипулятор мышь – устройство для ввода графической информации и для работы с интерфейсом программ. Данное устройство снабжено двумя или тремя кнопками и в основании имеет шарик, который вращается в различных направлениях. При перемещении мыши по специальному коврику положение шарика в любой момент сопоставляется с координатами точки на экране. Это положение визуально отображается курсором мыши, который в текстовом режиме имеет вид вертикальной мерцающей черты, а в графическом – стрелки. В отдельных случаях указатель мыши превращается в песочные часы, что означает, что ввод информации пока невозможен и пользователю необходимо подождать. 2. принтер (печатающее устройство) предназначен для вывода на бумажный носитель (создания «твёрдой копии») числовой, текстовой и графической информации. Между принтером и монитором имеется некоторая аналогия: принтер тоже может работать в текстовом и в графическом режиме. В текстовом режиме каждый символ печатается целиком, с помощью специальной «литеры» символа. Графический режим отличается тем, что в нём каждый символ рисуется по точкам специальными программами. Кроме того, в графическом режиме принтер работает гораздо медленнее. По принципу действия принтеры делятся на матричные, струйные и лазерные. Рассмотрим подробнее каждый из трёх типов принтеров. Матричные принтеры – это самые дешёвые аппараты, обеспечивающие удовлетворительное качество печати для широкого круга рутинных операций (главным образом, для подготовки текстовых документов). Одновременно матричный принтер – самое ненадёжное устройство компьютера: в нём много механических деталей, которые при интенсивной эксплуатации быстро ломаются. Поэтому не рекомендуется использовать матричные принтеры для непрерывной печати большого объёма текстовых документов, при печати сложных графических изображений. Принцип работы матричного принтера заключается в следующем: печатаемые знаки синтезируются при помощи игольчатой матрицы (головки), двигающейся вдоль каждой печатаемой строки по специальной направляющей и ударяющей по красящей ленте. Чаще всего применяются принтеры с 9- и 24-игольчатыми головками. Недостатком матричных принтеров следует считать довольно значительный уровень производимого при печати шума. Качество печати, обеспечиваемое матричными принтерами, практически не уступает качеству, обеспечиваемому пишущей машинкой, однако оно совершенно недостаточно при работе с графикой, а также для изготовления оригинал-макетов. Более высокое качество печати обеспечивают струйные принтеры, которые особенно удобны для вывода цветных изображений. Струйные принтеры, как и матричные, являются построчно печатающими. Они просты в эксплуатации и работают практически бесшумно, однако требуют особого ухода за собой. Струйные принтеры применяют также для получения изображений с фото качеством при использовании специальной бумаги; в этом случае полученное изображение практически невозможно отличить от обычной фотографии. Красящая жидкость («чернила») для струйных принтеров производится нескольких цветов и помещается в специальных компактных картриджах, которые можно легко заменить. Лазерные принтеры стоят дороже матричных и струйных, но и обладают рядом преимуществ и многообразными возможностями печати по сравнению с ними. Во-первых, лазерный принтер даёт наилучшее (близкое к топографическому) качество печати. Во-вторых, скорость печати у лазерных принтеров в несколько раз выше, чем у матричных и струйных. В-третьих, эти принтеры весьма надёжны и могут без опасений использоваться для непрерывного вывода больших объёмов информации. Лазерные принтеры имеют собственный расширяемый блок памяти. Скорость печати у различных моделей лазерных принтеров, как правило, колеблется от 10 до 20 страниц в минуту. Вместе с тем эта скорость зависит от объёма собственной памяти принтера и может заметно снизиться при её недостатке для конкретной печатаемой информации. Лазерные принтеры используют исключительно листовую бумагу (форматов А4, А3 и др.). Недостатком лазерных принтеров являются довольно жёсткие требования к качеству бумаги – она должна быть достаточно плотной. 3. плоттер (графопостроитель) – специальное устройство вывода информации. Плоттер применяется для распечатки сложных и широкоформатных графических объектов (плакатов, чертежей и т.д.). Принцип действия плоттера такой же, как и струйного принтера. 5. сканер – устройство ввода в компьютер и преобразования в компьютерную форму как текстовых документов, так и различных графических изображений. 6. накопители – это устройства для записи и считывания информации. В эту же группу дополнительных устройств можно отнести и носители информации – устройства для её хранения. Для хранения информации кроме жёсткого магнитного диска используют гибкие магнитные диски (дискеты), лазерные диски CD-ROM и DVD-ROM и флэш память. Накопители на гибких магнитных дисках служат для хранения программ и данных небольшого объёма. Информационная ёмкость дискеты невелика и составляет всего 1,44 Мбайт. Для считывания и записи информации с дискеты её необходимо вставить во флоппи-дисковод. Лазерные диски отличаются от магнитных тем, что в них используется оптический принцип чтения информации. На лазерных CD-ROM (CD – Compact Disk, компакт-диск) и DVD-ROM (DVD – Digital Video Disk, цифровой видеодиск) дисках хранится информация, которая была записана на них в процессе изготовления. Запись новой информации на них невозможна, что отражено во второй части их названия: ROM (Read Only Memory – только чтение). Производятся такие диски путём штамповки и имеют серебристый цвет. Информационная ёмкость CD-ROM диска может достигать 650 Мбайт, а DVD-ROM диска – до 4 Гбайт. Это объясняется тем, что оптические дорожки DVD-ROM диска расположены более плотно (т. к. используются лазеры с меньшей длинной волны) и информация на таких дисках может быть записана с двух сторон, причём в два слоя на каждой стороне. Существуют CD-R и DVD-R диски (R – recordable, записываемый), которые имеют золотистый цвет. Информация на такие диски может быть записана только один раз. На дисках CD-RW и DVD-RW (RW – ReWritable, перезаписываемый), которые имеют платиновый оттенок, информация может быть записана многократно. Сейчас используется флэш память. 7. модем – устройство преобразования и передачи данных между удалёнными компьютерами по телефонным линиям. 8. цифровые камеры – устройства для передачи видео изображений и фотоснимков непосредственно в цифровом (компьютерном) формате. 9. акустические колонки и наушники – устройства для прослушивания звука. 10. микрофон – устройство для ввода звуковой информации. Микрофон подключается к звуковой карте, которая производит преобразование звука из аналоговой формы в цифровую. 11. джойстик (игровой манипулятор) – устройство для более удобного управления ходом компьютерных игр. Таким образом, все устройства ПК (как основные, так и дополнительные), можно классифицировать по выполняемым ими функциям на: 1). Устройства для обработки и преобразования информации (микропроцессор); 2). Устройства для ввода информации (клавиатура, мышь, сканер, микрофон, джойстик). Можно сказать, что устройства ввода преобразуют информацию из формы, понятной пользователю, в форму, понятную компьютеру; 3). Устройства для вывода информации (монитор, принтер, плоттер, колонки и наушники). Данная группа устройств преобразует информацию из формы, понятной компьютеру, в форму, понятную пользователю; 4). Устройства для хранения информации (оперативная память, жёсткие и гибкие магнитные диски, лазерные диски); 5). Устройства для передачи информации (материнская плата, модем). Задание. Заполните таблицу классификации устройств персонального компьютера (основных и дополнительных) по выполняемым функциям:
Все компьютеры делят на категории: • базовые настольные ПК — универсальные настольные ПК; • мобильные компьютеры — карманные (ручные) и блокнотные, или планшетные, ПК (ноутбуки) и телефоны-компьютеры (смартфоны); • специализированные ПК — сетевые компьютеры, рабочие станции и серверы высокого уровня; • суперкомпьютерные системы. Контрольные вопросы. 1. Общая функциональная схема компьютера; 2. Назначение и основные характеристики устройств компьютера. 3. Назовите основной принцип построения компьютера. 4. Персональный компьютер - это … 5. Что входит в основной комплект персонального компьютера? 6. Назовите внутренние устройства компьютера. 7. Назовите дополнительные устройства компьютера. Список использованных источников: 1. Михеева Е.В., Титова О.И., Информационные технологии в профессиональной деятельности. Учебник создан в соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом среднего профессионального образования./ АСАDEMA, Москва, 2019. 2. Ёлочкин М.Е. Николаенко И.Д., Брановский Ю.С., Информационные технологии. Учебник создан в соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом среднего профессионального образования. Для для студентов учреждений среднего профессионального образования./Оникс, Москва, 2015.-563кб. 3. Фиошин М.Е., Информатика и ИКТ, Профильный уровень, учебник для общеобразовательных учреждений./М. Дрофа, 2015-255с. |