Федотова Ю.И. Курс лекций по информатике

Подождите немного. Документ загружается.

Аппаратное обеспечение ПК (Hardware).

Компьютер

– это устройство для обработки, транспортировки

и хранения информации.

2.3.1. Системный блок

Центральный процессор

Монитор

Оперативная память (ОЗУ,

RAM)

Клавиатура

ПЗУ (ROM)

Накопители на дисках,

(внешняя память)

Материнская плата

Мышь

Системный блок не является единым целым, устройства, со-

ставляющие его ядро, называются комплектующими, устройства, под-

ключаемые к нему снаружи, называются внешними или периферией.

Материнская или системная плата –

центральная плата, на ко-

торой собраны все внутренние компоненты ПК. Места подключения

компонентов называются слотами расширения. Конфигурация мате-

ринской платы (набор микросхем или чипсет) определяет тип и функ-

циональные возможности компьютера. Важной характеристикой мате-

ринской платы является тактовая частота системной шины, измеряемая

в МГц

Центральный процессор

– управляет работой компьютера и от-

вечает за все вычисления. Скорость работы процессора определяется

тактовой частотой, измеряемой в МГц. Изготавливается по полупро-

водниковой технологии и размещается на одном кристалле, в одной

микросхеме (чипе).

Оперативная память (ОЗУ, RAM)

– хранит все программы и

данные, с которыми работает процессор в данный момент. Оператив-

ной она называется потому, что, обращаясь к ней, процессор практиче-

ски не простаивает. Является энергозависимой памятью, поэтому при

выключении питания, информация, хранившаяся в ОЗУ, теряется без-

возвратно. Характеризуется объемом и скоростью доступа. Измеряется

в мегабайтах.

Постоянная память (ПЗУ, ROM)

– микросхема, содержащая

тесты аппаратной части, обработчики прерываний, адреса загрузочных

секторов. Записывается в момент изготовления и не меняется за время

эксплуатации компьютера. Является энергонезависимой памятью, по-

этому информация, хранящаяся в ней, сохраняется даже при выключе-

нии электропитания.

Жесткий диск (HD)

– предназначен для долговременного хра-

нения данных, программ. Имеет гораздо больший объем, чем опера-

тивная память, но меньшее быстродействие.

Устанавливается стационарно, не зависит от электропитания.

Состоит из 1-5 магнитных пластин, считывающих головок, заключен-

ных в герметический корпус и микросхемы-контроллера. Характеризу-

ется объемом и скоростью поиска и передачи данных. Объем измеряет-

ся

в гигабайтах.

Данные записываются на магнитную поверхность в виде на-

магниченных областей вдоль концентрических окружностей – дорожек,

разделенных на сектора. Сектора объединяются в кластер – мини-

мальную единицу размещения информации на диске. Данные хранятся

в файлах, состоящих из многих кластеров, которые размещаются не

последовательно, а по мере использования свободных секторов. В сис-

темной области диска хранится таблица размещения файлов, благодаря

которой информация не путается.

Файл – это именованная область внешней памяти, выделенная

для хранения массива данных.

Все комплектующие помещаются в корпус, имеющий блок пи-

тания для энергоснабжения всех частей ПК, а также дополнительные

вентиляторы для охлаждения комплектующих, что является немало-

важным условием надежной работы

Для надежности работы ПК необходимы также сетевой фильтр

– позволяющий защитить аппаратуру от скачков напряжения в сети. Но

полностью гарантировать от потери данных или оборудования в связи

со сбоями в работе сети может только источник бесперебойного пита-

ния (ИБП).

Необходимая периферия

Монитор и видеокарта

– устройства вывода информации на эк-

ран.

Мониторы

бывают электронно-лучевые, жидкокристалличе-

ские (LCD или TFT) и плазменные.

Основные характеристики:

- размер диагонали экрана, измеряется в дюймах, например,

15”, 17” или 19”. (При этом надо иметь в виду, что видимая часть на

дюйм меньше).

- разрешающая способность, т.е. количеством точек(пикселей)

на экране. Чем выше разрешающая способность, тем меньше размер

зерна и соответственно качество изображения. Стандартное разреше-

ние для 17-дюймовых мониторов 1024х768.

- частота кадровой развертки или частота обновления экрана.

Чем выше разрешение, тем более низкую частоту развертки может

поддерживать монитор. Для наилучшего восприятия

и с медицинской

точки зрения частота должна быть не ниже 85 Гц.

Существуют три типа мониторов: с теневой маской, щелевой маской и

апертурной решеткой. Первая - наиболее старая (теневая маска). Считается,

что мониторы на основе этой технологии лучше воспроизводят текст, имеют

высокую контрастность. К недостаткам можно отнести пониженную точность

цветопередачи и меньшую

яркость. В мониторах с апертурной решеткой осо-

бенности технологии позволяют увеличить процент электронов, попадающих

на люминофор, и добиться лучшей яркости изображения. В сочетании с более

затемненным стеклом это дает лучшую контрастность. Их можно рекомендо-

вать при работе с графикой, требующей ярких и чистых цветов. Но и у этой

технологии есть свои

но. Можно считать недостатком сравнительно невысокую

контрастность и наличие двух темных полосок на экране (тень от поперечных

проволочек, которые обеспечивают жесткость конструкции, состоящей из

сверхтонких проволочек - собственно апертурной решетки). Последней по вре-

мени разработки является технология щелевой маски, в которой удалось со-

вместить достоинства предыдущих конструкций и, по признанию специалистов,

она подходит для всех групп пользователей.

Видеокарта

– это контроллер монитора, отвечает за формиро-

вание видеоизображения и имеет собственные микросхемы памяти.

Чем больше памяти, тем лучше качество. Современные видеокарты

имеют графические ускорители или акселераторы, берущие на себя

часть функций процессора для обработки трехмерных изображений.

Карта вставляется в слот на материнской плате и через разъем соединя-

ется с монитором.

Клавиатура – основное устройство ручного ввода информации.

Может генерировать 256 символов и знаков. Часть ПК наименее под-

верженная изменениям.

Манипулятор мышь

– устройство ввода, облегчающее работу с

графическим интерфейсом. Указатель на экране повторяет движение

мыши на столе. Бывают механические, оптические, беспроводные, с

роликом для скроллинга, т.е. прокрутки изображения на экране.

Существуют другие подобные манипуляторы: джойстик,

трекбол, световое перо, чувствительный экран (GladePoint), устройства,

следящие за поворотом головы, кольцо на палец и др.

Дополнительная периферия.

Устройства хранения данных:

Дисковод для гибких дисков (FDD)

– устройство для чтения

и записи информации на гибкий магнитный диск, предназначенный для

обмена небольшими объемами данных между компьютерами. Гибкий

диск или дискета представляет собой круглую пластинку из пленки с

двусторонним магнитным покрытием, заключенную в пластиковый

корпус. Дискета вставляется в накопитель (дисковод), имеющий мик-

росхему-контроллер гибких дисков.

Оптический диск (CD или DVD)

представляет собой круглую

пластинку из пластика,

на которую нанесен

активный слой из циа-

нина или его производ-

ных, именно он подвер-

гается воздействию ла-

зерным лучом и несет

кодирующую информа-

цию, светоотражающий

слой из серебра или зо-

лота, и защитный слой,

служащий для механи-

ческой защиты и нане-

сения этикетки.

Устройства для работы с оптическими компакт-дисками:

CD-ROM и DVD-ROM – только для чтения соответственно с

CD-дисков и DVD-дисков.

CD-Writer и DVD-writer – для чтения, записи и перезаписи на

CD-диски и DVD-диски. Характеризуются «количеством скоростей».

1скорость – 150Кб/сек.

Оптические диски можно классифицировать следующим обра-

зом:

CD-r (CD-recordable) – могут быть записаны только один раз.

Допускается дозапись,

но то, что уже записано изменить нельзя. Сеан-

сы записи называются сессиями, а диски, записанные в несколько сеан-

сов – мультисессионные. Не стоит увлекаться сессиями, так как с каж-

дой в нагрузку идет много служебной информации, что сокращает по-

лезное место на диске.

CD-rw (CD-reWritable), могут быть перезаписаны до 1000 раз

(практически, конечно же

, это число не гарантируется). Записанное на

них можно стирать. На старой аппаратуре, выпущенной до 1997 года,

CD-rw диски, как правило, не читаются.

Сегодня распространены 700Mb (80мин) CD-r и CD-rw болван-

ки. Они читаются и пишутся на всех современных приводах. В послед-

нее время появились диски на 90 и 99 минут. Запись на них возможна

только на новых приводах, умеющих совершать перепрожиг, то

есть не

гарантирована. Есть также 21-минутные и 6-минутные болванки, отли-

чающиеся по размеру и форме. Например, мини-диски и CD-визитки.

DVD-диски сейчас набирают популярность по мере того, как

стремительно дешевеют пишущие DVD-приводы. Система записи по-

добна CD, но имеет гораздо большую плотность записи, что дает ем-

кость самого простого DVD-диска около 4.7

Гб.

DVD могут быть двухслойными, содержащими два различных

информационных слоя, расположенных на разной глубине и считывае-

мых независимо, а также двухсторонними. Таким образом, двухслой-

ный, двухсторонний диск имеет емкость 17Гб.

Записываемые DVD обозначаются DVD-r и DVD+r, перезапи-

сываемые DVD-rw и DVD+rw. «-» и «+» обозначают разные форматы

записи. На это нужно обращать внимание, чтобы избежать несогласо-

ванности при

записи и воспроизведении на разных устройствах.

Мир оптических дисков растет и обновляется. Уже поступили

в продажу в Японии так называемые Blue Ray диски емкостью 27Гб. А

также разрабатываются многослойные оптические диски емкостью до

полутора терабайт!

Флэш - карта

– следующий по популярности и эффективности

носитель данных на сегодняшний день. Является новым поколением

носителей информации, в котором используется тот же принцип записи

данных на микросхему, что и оперативной памяти.

Достоинства Flash-накопителей:

− компактность: устройство весит десятки грамм, входит в

карман, его габариты не превышают размеров спичечного коробка

или толстой авторучки.

− мобильность: при наличии соответствующего разъема уст-

ройство легким движением руки, без дополнительных шнуров и

блоков питания, подсоединяется к компьютеру, мгновенно распо-

знаваясь системой как обычная дискета.

− износостойкость: обеспечивается отсутствием механиче-

ских движущихся частей, за счет этого устройство не шумит и не

греется.

− высокая надежность хранения информации: устройства ус-

тойчивы к механическим воздействиям и сильным магнитным по-

лям.

Различаются по способу подключения: через специальное уст-

ройство или через стандартный USB-порт.

Компактность и надежность Flash-носителей делают их иде-

альным решением для использования в бытовой электронике - цифро-

вых фотокамерах, фотопринтерах, МР3-плейерах, сотовых телефонах,

диктофонах, и

во многих других устройствах, оборудованных соответ-

ствующим портом.

ZIP-накопители

– устройства для архивации данных, имею-

щие магнитный принцип записи на специальные диски объемом 100-

250Mb.

Магнито - оптические диски MOD.

Стримеры

– устройства записи на магнитную ленту.

Устройства вывода:

Принтеры

– устройства для вывода информации на бумагу

или другие твердые носители. Бывают матричные, струйные и лазер-

ные.

Матричные – наносят изображение ударным способом через

красящую ленту с помощью игольчатой головки (9,12,24 иголки). Наи-

более просты в обслуживании, надежны и дешевы в эксплуатации, но

не имеют высокого качества и обладают повышенным шумом.

Струйные - выстреливают

капли чернил на бумагу, формируя

изображение. Характерны высоким качеством черно-белой и цветной

печати, почти бесшумны, но дороги в эксплуатации и имеют невысо-

кую скорость печати. Преимущества - безукоризненно реалистичная

цветная фотопечать.

Лазерные – наносит изображение с помощью порошкообраз-

ного тонера. Информация передается электризацией частичек тонера

лазерным лучом и закрепляется на бумаге расплавлением

. Принтеры

имеют очень высокую скорость печати до 30 стр/мин, типографское

качество, бесшумны, но очень дороги.

Что касается цветной лазерной печати, то 2 года назад цветной ла-

зерный принтер стоил от 4000$, сегодня ценовая планка опустилась ниже

1000$ и продолжает падать. Можно с уверенностью утверждать, что будущее

за цветной лазерной печатью: себестоимость печатной

копии с лазерного

принтера намного ниже, чем со струйного. И это при безусловном превосходст-

ве в качестве и скорости печати.

Плоттеры

– устройства для вывода на бумагу или пленку

чертежей, карт, диаграмм. Бывают планшетные и барабанные.

Устройства ввода:

Сканеры

– устройство для ввода изображения с бумаги, пленки

или слайдов. Бывают ручные и настольные.

Цифровые видео- и фотокамеры

Другие устройства

Сетевой адаптер

- позволяет подключать компьютер к локаль-

ной вычислительной сети.

Модем

– устройство, предназначенное для обмена данными

между удаленными компьютерами по каналам связи. Позволяет обме-

ниваться данными через телефонную сеть. Характеризуются скоростью

передачи информации в бит/сек или бод. Имеют дополнительные

функции – факс, автоответчик, автодозвон. Бывают встроенные (встав-

ляются в слот на материнской плате) и внешние (подключаются в по-

следовательный порт).

Средства

мультимедиа – комплекс звуковой карты,

муз.колонок и микрофона. К средствам мультимедиа можно отнести

также виртуальные очки и шлемы виртуальной реальности и CD-ROM.

Платы видеоввода и видеовывода

для связи компьютера с ви-

деомагнитофоном и телевизором.

TV-тюнер

– позволяет настраиваться на TV-каналы.

Все внешние устройства подключаются через разъемы или

порты, находящиеся на задней стороне системного блока. Стандартные

порты – это два последовательных COM1 и COM2, один или более па-

раллельный LPT. Корме того бывают специализированные порты для

мыши и клавиатуры PS/2. Но самым перспективным является универ-

сальный порт USB, позволяющий проводить «горячее подключение»

устройств

, т.е. без выключения компьютера.

Для корректной работы всех устройств необходимы драйверы,

т.е. программы, сообщающие операционной системе о принципах рабо-

ты данного устройства

Программное обеспечение.

Виды программного обеспечения.

ПО (Software)

– совокупность программ обработки данных и

необходимых для их эксплуатации документов.

Все программы по характеру использования и по категориям

пользователей можно разделить на три класса:

1) Прикладное программное обеспечение

, предназначено для

удовлетворения потребностей пользователей, для решения конкретной

задачи массового спроса, широкого распространения и продажи.

2) Системное ПО

– совокупность программ для обеспечения

работы компьютера и сетей. Системные программы не решают каких-

либо задач пользователя, однако выполнение прикладных программ без

них невозможно. Пользователь может даже не подозревать об их суще-

ствовании, однако именно они обеспечивают функционирование всей

системы

3) Инструментальное ПО или системы программирования

–

комплекс программ, обеспечивающих технологию разработки, отладки

и внедрения новых программных продуктов.

Пакеты прикладных программ (классификация).

ППП общего назначения:

текстовые процессоры, табличные

процессоры, СУБД, средства презентаций, интегрированные пакеты.

(Word, Excel, Access, Power Point, Microsoft Office)

Проблемно-ориентированные ППП

: автоматизация бух.учета,

финансовой деятельности, кадровый учет, управление материальными

запасами, банковские системы. (1С-предприятие, Инфобухгалтер, Па-

рус)

Методо - ориентированные ППП:

математическая и статисти-

ческая обработка данных, модели для решения управленческих

задач.(MatCad, MatLab, SAS, SSP, MS Project)

Автоматизированного проектирования.

(AutoCad, AutoDesk)

Офисные ППП: коммуникационные системы, органайзеры, пе-

реводчики. (Netscape Navigator, Microsoft Explorer, Lotus organizer, Sty-

lus, Fine Reader)

Настольные графические и издательские системы.

(Corel, Adobe

PageMaker, Photo Shop)

Программные средства мультимедиа. (

Widows Media Player,

Winamp)

Системы искусственного интеллекта.

Системное программное обеспечение.

Системное ПО составляют операционные системы, операци-

онные оболочки, сетевые операционные системы, сервисные програм-

мы.

Системное ПО делится на базовое и сервисное.

Базовое ПО – минимальный набор программных средств,

обеспечивающий работу компьютера. Его основу составляет операци-

онная система (ОС).

Пример простой однозадачной операционной системы – MS-

DOS. Появилась на рынке в

1981 году одновременно с IBM PC. Обла-

дала целым рядом преимуществ по сравнению с существовавшими то-

гда СР/М, TRS-DOS и др. Взаимодействие с пользователем осуществ-

лялось с помощью написания команд в командной строке. Для удобно-

го интерфейса требовалась операционная оболочка Norton Commander,

облегчавшая ввод команд с помощью функциональных клавиш.

Следующим шагом в развитии стали многозадачные

ОС, такие

как Unix, OS/2. Они работали в режиме разделения времени между за-

дачами. Не имея приоритетного разделения. Далее следует история

развития Windows.

Операционная система

– совокупность программных средств,

обеспечивающая управление аппаратной частью компьютера и при-

кладными программами, а также их взаимодействие между собой и

пользователем.

Функции современной ОС:

- обеспечивает доступ к аппаратным устройствам и управляет их рабо-

той;

- организует хранение и использование данных;

- запускает программы и поддерживает пользовательский интерфейс;

- управляет

разделением ресурсов процессора, памяти, дискового про-

странства, устройств ввода-вывода в многозадачных ОС;

- управляет разделением ресурсов между пользователями в сетевых

ОС.

Сервисное ПО – расширяет возможности базового ПО, организует бо-

лее удобную среду для работы пользователя

Сервисное ПО включает:

- программы диагностики работоспособности компьютера (NDD);

- антивирусные программы;

- архиваторы;

программы обслуживания системы;

- драйверы устройств;

- и т.д.

Архиваторы или упаковщики

– программы, предназначенные

для создания и ведения архивов данных – компактных хранилищ ин-

формации на диске. Архиваторы используют специальные методы ко-

дирования информации для сжатия файлов, экономя, таким образом,

место на внешних носителях. Степень «сжатия» может быть различной

в зависимости от содержимого файла. Лучше всего поддаются ком-

прессии обычные текстовые файлы, а

исполняемые и графические фай-

лы уменьшаются в размере гораздо слабее. В процессе упаковки созда-

ется архив из сжатых файлов, в который можно добавлять новые фай-

лы, можно удалять или распаковывать отдельные файлы из архива,

можно защитить с помощью пароля заархивированный файл от несанк-

ционированного доступа.

Наиболее распространенные архиваторы – winzip, winrar.

Антивирусные программы

обеспечивают защиту системы от

компьютерных вирусов. Вирусы – это программы, способные создавать

свои копии, внедрять их в различные ресурсы и производить опреде-

ленные действия без ведома пользователя. При запуске инфицирован-

ной программы сначала активизируется код вируса. Вирус обладает

способностью размножаться, заражая все новые и новые программы.

Заражение компьютера вирусом может происходить

при запуске зара-

женной программы или при загрузке операционной системы с инфици-

рованной дискеты. Вирусы могут замедлять работу компьютера, унич-

тожать данные на диске, разрушать системную область диска и даже

приводить к физической поломке компьютера. Действие вирусов может

сопровождаться визуальными или звуковыми эффектами, но чаще все-

го они молчаливо включают свою

разрушительную деятельность.

В зависимости от того, где размещаются вирусы, можно выде-

лить следующие их типы:

- файловые вирусы, поражающие исполняемые файлы .com, .exe);

- загрузочные вирусы, заражающие системную область диска и ак-

тивизирующиеся при загрузке операционной системы;

- макровирусы, поражающие файлы документов и таблиц .doc, .xls.

По методу воздействия вирусы разделяются на резидентные и

нерезидентные. Резидентные

вирусы загружаются в оперативную па-

мять и действуют в течение всего сеанса работы компьютера.

В настоящее время существует множество антивирусных средств раз-

личных типов: антивирусы-фильтры, антивирусы-детекторы, антивиру-

сы - иммунизаторы.

Наиболее известные AVP(антивирус Касперского), DrWeb. Их версии

можно регулярно обновлять через Интернет.