. КОМПЬЮТЕР Устройства ввода Процессор Память Устройство вывода Устройства ввода • Устройства ввода - это устройства, которые переводят информацию с языка человека на машинный язык. • К уст ройст вам ввода от носят ся: • Клавиатура – клавишное устройство для ввода числовой и текстовой информации; • Стандартная клавиатура содержит: • 1) набор алфавитно-цифровых клавиш; • 2) дополнительно управляющие и функциональные клавиши; • 3) клавиши управления курсором; • 4) малую цифровую клавиатуру Устройства ввода • Координатные устройства ввода манипуляторы для управления работой курсора (Мышь, Трекбол, Тачпад, Джойстик) • У мыши и трекбола вращение металлического шара, покрытого резиной, передается двум пластмассовым валам, положение которых рассчитывается инфракрасными оптопарами и затем преобразуется в электрический сигнал, управляющий движением указателя мыши на экране. Тачпад -манипулятор для портативных компьютеров, встроен в ПК, перемещение курсора осуществляется путем прикосновения к тачпаду пальцев. Джойстик – манипулятор для управления электронными играми. Устройства ввода • Сканер – устройство ввода и преобразования в цифровую форму изображений и текстов. Существуют планшетные и ручные сканеры. • Цифровые камеры – формируют любые изображения сразу в компьютерном формате; • • • • • Микрофон – ввод звуковой информации. Звуковая карта преобразует звук из аналоговой формы в цифровую. Сенсорные устройства ввода : Сенсорный экран - чувствительный экран. Общение с компьютером осуществляется путем прикосновения пальцем к определенному месту экрана. Им оборудуют места операторов и диспетчеров, используют в информационносправочных системах Дигитайзер – устройство преобразования готовых (бумажных) документов цифровую форму Световое перо – светочувствительный элемент. Если перемещать перо по экрану, то можно им рисовать. Обычно применяют в карманных компьютерах, системах проектирования и дизайна . Память компьютера Внутренняя память • Память компьютера (Memory) - устройство для запоминания данных. В зависимости от характера использования различают внутреннюю или внешнюю память. • Оперативная память (ОП) предназначена для временного хранения выполняемых программ и данных, обрабатываемых этими программами. Это энергозависимая память. Физически реализуется в модулях ОЗУ (оперативных запоминающих устройствах) различного типа. При выключении электропитания вся информация в оперативной памяти исчезает. Память компьютера Внутренняя память • Объём хранящейся информации в ОЗУ составляет от 32 до 512 Мбайт и более. Занесение информации в память и её извлечение, производится по адресам. Каждый байт ОП имеет свой индивидуальный адрес (порядковый номер). Адрес – число, которое идентифицирует ячейки памяти (регистры). ОП состоит из большого количества ячеек, в каждой из которых хранится определенный объем информации. ОП непосредственно связана с процессором. Возможности ПК во многом зависят от объёма ОП. Память компьютера Внутренняя память • Кеш память - очень быстрая память малого объема служит для увеличения производительности компьютера, согласования работы устройств различной скорости. • Специальная - постоянная, Fiash, видеопамять и тд. Память компьютера Внутренняя память • Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) – энергонезависимая память для хранения программ управления работой и тестирования устройств ПК. Важнейшая микросхема ПЗУ – модуль BIOS (Basic Input/Output System – базовая система ввода/вывода), в котором хранятся программы автоматического тестирования устройств после включения компьютера и загрузки ОС в оперативную память. Это Неразрушимая память, которая не изменяется при выключении питания . • Перепрограммируемая постоянная память (Flash Memory) – энергонезависимая память, допускающая многократную перезапись своего содержимого • CMOS RAM (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) - память с невысоким быстродействием и минимальным энергопотреблением от батарейки. Используется для хранения информации о конфигурации и составе оборудования компьютера, о режимах его работы. Содержимое изменяется программой, находящейся в BIOS (Basic Input Output System). • Видеопамять – запоминающее устройство, расположенное на плате управления дисплеем и предназначенное для хранения текстовой и графической информации, отображаемой на экране. Содержимое этой памяти сразу доступно двум устройствам – процессору и дисплею, что позволяет изменять изображение на экране одновременно с обновлением видеоданных в памяти. Внешняя память • Внешняя память -для этодлительного память, предназначенная хранения программ и данных. Целостность содержимого ВЗУ не зависит от того, включен или выключен компьютер • Дисковод (накопитель) - устройство записи/считывания информации. Накопители имеют собственное имя – буква латинского алфавита, за которой следует двоеточие. Для подключения к компьютеру одного или несколько дисководов и управления их работой нужен Дисковый контроллер • Носитель информации (носитель записи) – материальный объект, способный хранитьна информацию. Информация записывается носитель посредством изменения физических, химических и механических свойств запоминающей среды • Носитель информации (носитель записи) – материальный объект, способный хранить информацию. Информация записывается на носитель посредством изменения физических, химических и механических свойств запоминающей среды Внешняя память • По типу доступа к информации внешнюю память делят на два класса: • Устройства прямого (произвольного) доступа – время обращения к информации не зависит от места её расположения на носителе; • Устройство последовательного доступа – такая зависимость существует • В состав внешней памяти входят: 1) накопители на жестких магнитных дисках (НЖМД); 2) накопители на гибких магнитных дисках (НГМД); 3) накопители на магнитооптических компакт дисках; 4) накопители на оптических дисках (CD-ROM); 5) накопители на магнитной ленте и др. . • НГМД - накопители на гибких магнитных дисках • - Предназначены для хранения небольших объемов информации • - Следует оберегать от сильных магнитных полей и нагревания • - Это носители произвольного (прямого) доступа к информации • - Используются для переноса данных с одного компьютера на другой • - Для работы с информации носитель должен быть отформатирован, т.е. должна быть произведена магнитная разметка диска на дорожки и секторы • - Скорость обмена информации зависит от скорости вращения дисковода. Для обращения к диску, вставленному в дисковод, присваивается имя А: • - • 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 покрыта специальным магнитным слоем (1- намагниченный участок, 0 – не намагниченный). Информация записывается с двух сторон диска на дорожки в виде концентрических окружностей. Дорожки разбиваются на секторы. Современные дискетки имеют программную разметку. • На каждом секторе выделяется участок для его идентификации, а на остальное место записываются данные. Дисковод снабжен двумя двигателями. Один обеспечивает вращение внутри защитного конверта. Второй перемещает головку записи/чтения вдоль радиуса поверхности диска. В защитном конверте имеется специальное окно защиты записи. С помощью бегунка это окно открывают и дискета становится доступна только на чтение, а на запись доступа не будет. Это предохраняет информацию на диске от изменения и удаления. • НЖМД - накопители на жестких магнитных дисках • - Предназначены для хранения той информации, которая наиболее часто используется в работе программ операционной системы, компиляторов, сервисных программ, прикладных программ пользователя, текстовых документов, файлов базы данных • - Следует оберегать от ударов при установке и резких перемещений в пространстве • - Это носители с произвольным доступом к информации • - Для хранения информации разбивается на дорожки и секторы • - Скорость обмена информации значительно выше ГД • - Объём ЖД измеряется от Мбайт до сотен Гбайт . • НЖМД встроены в дисковод и являются несъемными. Они представляют собой несколько алюминиевых дисков с магнитным покрытием, заключенных в единый корпус с электродвигателем, магнитными головками и устройством позиционирования. К магнитной поверхности диска подводится записывающая головка, которая перемещается по радиусу диска с внешней стороны к центру. Во время работы дисковода диск вращается. В каждом фиксированном положении головка взаимодействует с круговой дорожкой. На эти концентрические дорожки и производится запись двоичной информации. Благодаря хорошей защищенности от пыли, влаги и других внешних воздействий достигают высокой плотности записи, в отличии от дискет. • Для обращения к НЖМД используется имя, задаваемое прописной латинской буквой, начиная с С: , но с помощью специальной системной программы можно разбить свой физический ЖД на несколько логических дисков, каждому из которых соответствующее имя. • Накопители на жестких магнитных дисках часто называют винчестер - по первой модели ЖД, имевшего 30 дорожек по 30 секторов, что совпало с калибром 30?/30? охотничьего ружья • • • • • • • • • Оптические (лазерные) CD и DVD диски - Предназначены для хранения любого вида информации - Информацию на CD записывается с помощью лазерного луча - Следует оберегать от царапин и загрязнения поверхности - Это носители прямого (произвольного) доступа к информации - Объем (ёмкость) CD составляет сотни Мбайт; DVD -более 1Гбайта - Более долговечны и надежны, чем магнитные диски CD – Compact Disk. Изготовляют из органических материалов с напылением на поверхность тонкого алюминиевого слоя. Лазерный диск имеет одну дорожку в виде спирали. Информация записывается отдельными секторами 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 «1», впадины поглощают луч и, воспринимаются как «0». Это бесконтактный способ считывания информации. Срок хранения 50-100лет DVD – Digital Video Disk. Имеет те же размеры, что и CD. Объем - Гбайт. Может быть односторонним или двухсторонним, а на каждой стороне может быть 1 или 2 рабочих слоя. . • Накопители на магнитных лентах (НМЛ) • - Используют для резервного (относительно медленного) копирования и хранения больших объемов информации (архивы) • - Устройство для записи и считывания магнитных лент называется стример • - Это устройство последовательного доступа к информации . Микропроцессор • Процессор (Микропроцессор, chip-кристалл) – это основной рабочий компонент компьютера, который: • - выполняет арифметические и логические операции; - управляет вычислительным процессом; - координирует работу всех устройств компьютера. • Реализуется процессор в виде сверх большой интегральной схемы (СБИС) на которой размешаются десятки миллионов функциональных элементов. • В общем случае центральный процессор содержит: • 1) Арифмет ико-логическое уст ройст во - часть процессора, выполняющая машинные команды • 2) Уст ройст во управления – часть процессора, выполняющая функции управления устройствами компьютера • 3) Шины данных и шины адресов – много проводные линии с гнездами для подключения электронных схем. Совокупность проводов магистрали разделяется на отдельные группы: шину адреса, шины данных и шину управления: Шина адреса предназначена для передачи адреса того устройства (или той ячейки памяти), к которому обращается процессор. По шине данных передаётся вся информация при записи и считывании. По шине управления передается управляющий сигнал. Процесс взаимодействия процессора и памяти сводится к двум операциям – записи и считывания информации. При записи процессор по специальным проводникам (шина адреса) передает биты, кодирующие адрес, по другим проводникам – управляющий сигнал «запись», и еще по другой группе проводников (шины данных) передает записываемую информацию. При чтении по шине адреса передается соответствующий адрес оперативной памяти (ОП), а с шины данных считывается нужная информация. • 4) Регист ры - ячейки памяти, которые служат для кратковременного хранения и преобразования данных и команд. На физическом уровне регистр – совокупность триггеров, способных хранить один двоичный разряд и связанных между собой общей системой управления • 5) Счет чик команд – регистр управляющего устройства компьютера содержимое, которого соответствует адресу очередной выполняемой команды. Счетчик команд служит для автоматической выборки программы из последовательных ячеек памяти • 6) Кэш памят ь - очень быстрая память малого объема служит для увеличения производительности компьютера, согласования работы устройств различной скорости. Кэшпамять может быть встроена сразу в процессор или размещаться на материнской плате • 7) Сопроцессор – вспомогательный процессор, предназначенный для выполнения математических и логических действий. Использование сопроцессора позволяет ускорить процесс обработки информации компьютером . Устройство вывода • Устройства вывода - это устройства, которые переводят информацию с машинного языка в формы, доступные для человеческого восприятия. • К уст ройст вам вывода от носят ся: • Монитор (дисплей) - универсальное устройство визуального отображения всех видов информации • Различают алфавитно-цифровые и графические мониторы, а также монохромные мониторы и мониторы цветного изображения - активно-матричные и пассивно-матричные жкм. • Разрешающая способность выражается количеством элементов изображения по горизонтали и вертикали. Элементами графического изображения считаются точки – пиксели (picture element). Элементами текстового режима также являются символы. Современные видеоадаптеры (SuperVGA) обеспечивают высокие разрешения и отображают 16536 цветов при max разрешении. Устройство вывода • Существуют: 1) мониторы на базе электронно-лучевой трубки (CRT). • 2) жидкокристаллические мониторы (LCD) на базе жидких кристаллов. Жидкие кристаллы – особое состояние некоторых органических веществ, в котором они обладают текучестью и свойством образовывать пространственные структуры, подобные кристаллическим. Жидкие кристаллы могут изменять свою структуру и светооптические свойства под воздействием электрического напряжения. .• • • • • Принтер – устройство для вывода информации в виде печатных копий текста или графики. Существуют: Лазерный принт ер – печать формируется за счет эффектов ксерографии Ст руйный принт ер – печать формируется за счет микро капель специальных чернил. Мат ричный принт ер – формирует знаки несколькими иголками, расположенными в головке принтера. Бумага втягивается с помощью вала, а между бумагой и головкой принтера располагается красящая лента. Плоттер (графопостроитель) – устройство, которое чертит графики, рисунки и диаграммы под управлением компьютера. Изображение получается с помощью пера. Используется для получения сложных конструкторских чертежей, архитектурных планов, географических и метеорологических карт, деловых схем. Устройство вывода • Акустические колонки и наушники – устройство для вывода звуковой информации • Модем – устройство подключения компьютера для передачи и приема по телекоммуникационным линиям. Для передачи информации модем преобразует сигнал из цифровой формы в аналоговую, для приема сигнала – наоборот. • Сетевой адаптер (сетевая карта) – устройство для подключения компьютера к локальной сети. Сетевой адаптер контролирует доступ к среде передачи данных и обмен данными в сети, выполняет функцию сопряжения компьютера с каналами связи. • Магистраль – линия связи к которой подключена сеть. Для крупных сетей магистраль реализуют на волоконно-оптическом кабеле.