Что отвечает за прием информации в компьютере
Взаимосвязь процессов хранения, обработки и передачи информации, виды информационных носителей, способы обработки информации, виды источников и приемников информации, каналы связи, их виды и способы защиты от шума, единица измерения скорости передачи информации, пропускная способность канала связи
Процессы хранения, обработки и передачи информации являются основными информационными процессами. В разных сочетаниях они присутствуют в получении, поиске, защите, кодировании и других информационных процессах. Рассмотрим хранение, обработку и передачу информации на примере действий школьника, которые он выполняет с информацией при решении задачи.
Опишем информационную деятельность школьника по решению задачи в виде последовательности информационных процессов. Условие задачи (информация) хранится в учебнике. Посредством глаз происходит передача информации из учебника в собственную память школьника, в которой информация хранится. В процессе решения задачи мозг школьника выполняет обработку информации. Полученный результат хранится в памяти школьника. Передача результата — новой информации — происходит с помощью руки школьника посредством записи в тетради. Результат решения задачи хранится в тетради школьника.
Таким образом (рис. 9), можно выделить процессы хранения информации (в памяти человека, на бумаге, диске, аудио- или видеокассете и т. п.), передачи информации (с помощью органов чувств, речи и двигательной системы человека) и обработки информации (в клетках головного мозга человека).
Информационные процессы взаимосвязаны. Например, обработка и передача информации невозможны без ее хранения, а для сохранения обработанной информации ее необходимо передать. Рассмотрим каждый информационный процесс более подробно.
Хранение информации является информационным процессом, в ходе которого информация остается неизменной во времени и пространстве.
В примере о школьнике были рассмотрены такие носители информации, как бумага учебника и тетради (материальный предмет), биологическая память человека (вещество). При получении школьником визуальной информации носителем информации являлся отраженный от бумаги свет (волна).
Выделяют два вида информационных носителей: внутренние и внешние. Внутренние носители (например, биологическая память человека) обладают быстротой и оперативностью воспроиз ведения хранимой информации. Внешние носители (например, бумага, магнитные и оптические диски) более надежны, могут хранить большие объемы информации. Их используют для долговременного хранения информации.
Обработка информации является информационным процессом, в ходе которого информация изменяется содержательно или по форме.
Обработку информации осуществляет исполнитель по определенным правилам. Исполнителем может быть человек, коллектив* животное, машина.
Обрабатываемая информация хранится во внутренней памяти исполнителя. В результате обработки информации исполнителем из исходной информации получается содержательно новая информация или информация, представленная в другой форме (рис. 10).
Вернемся к рассмотренному примеру о школьнике, решившем задачу. Школьник, который являлся исполнителем, получил исходную информацию в виде условия задачи, обработал информацию в соответствии с определенными правилами (например, правилами решения математических задач) и получил новую информацию в виде искомого результата. В процессе обработки информация хранилась в памяти школьника, которая является внутренней памятью человека.
Вид обрабатываемой информации может быть различным, и правила обработки могут быть разными. Автоматизировать процесс обработки можно лишь в том случае, когда информация представлена специальным образом, а правила обработки четко определены.
Передача информации является информационным процессом, в ходе которого информация переносится с одного информационного носителя на другой.
Процесс передачи информации, как ее хранение и обработка, также невозможен без носителя информации. В примере о школьнике в тот момент, когда он читает условие задачи, информация передается с бумаги (с внешнего информационного носителя) в биологическую память школьника (на внутренний информационный носитель). Причем процесс передачи информации происходит с помощью отраженного от бумаги света — волны, которая является носителем информации.
Процесс передачи информации происходит между источником информации, который ее передает, и приемником информации, который ее принимает. Например, книга является источником информации для читающего ее человека, а читающий книгу человек — приемником информации. Передача информации от источника к приемнику осуществляется по каналу связи (рис.11). Каналом связи могут быть воздух, вода, металлические и оптоволоконные провода.
Между источником и приемником информации может существовать обратная связь . В ответ на полученную информацию приемник может передавать информацию источнику. Если источник является одновременно и приемником информации, а приемник является источником, то такой процесс передачи информации называется обменом информацией.
В качестве примера рассмотрим устный ответ ученика учите лю на уроке. В этом случае источником информации являете! ученик, а приемником информации — учитель. Источник и приемник информации имеют носители информации — биологиче скую память. В процессе ответа ученика учителю происходи1: передача информации из памяти ученика в память учителя Каналом связи между учеником и учителем является воздух а процесс передачи информации осуществляется с помощью носителя информации— акустической волны. Если учитель ш только слушает, но и корректирует ответ ученика, а ученик учитывает замечания учителя, то между учителем и учеником происходит обмен информацией.
Информация передается по каналу связи с определенной скоростью, которая измеряется количеством передаваемой информации за единицу времени (бит/с). Реальная скорость передач* информации не может быть больше максимально возможно* скорости передачи информации по данному каналу связи, которая называется пропускной способностью канала связи и зависит от его физических свойств.
Пропускная способность канала связи — максимально возможная скорость передачи информации по данному каналу связи.
Кодирование и декодирование может осуществляться как живым существом (например, человеком, животным), так и техни ческим устройством (например, компьютером, электронным переводчиком).
В процессе передачи информации возможны искажения или потери информации под воздействием помех, которые называются шумом. Шум возникает из-за плохого качества каналов связи или их незащищенности. Существуют разные способы защиты от шума, например техническая защита каналов связи или многократная передача информации.
Например, из-за шума улицы, доносящегося из открытого окна, ученик может не расслышать часть передаваемой учителем звуковой информации. Для того чтобы ученик услышал объяснение учителя без искажений, можно заранее закрыть окно или попросить учителя повторить сказанное.
Сигнал может быть непрерывным или дискретным. Непрерывный сигнал плавно меняет свои параметры во времени. Примером непрерывного сигнала являются изменения атмосферного давления, температуры воздуха, высоты Солнца над горизонтом. Дискретный сигнал скачкообразно меняет свои параметры и принимает конечное число значений в конечном числе моментов времени. Сигналы, представленные в виде отдельных знаков, являются дискретными. Например, сигналы азбуки Морзе, сигналы, служащие для передачи текстовой и числовой информации, — это дискретные сигналы. Поскольку каждому отдельному значению дискретного сигнала можно поставить в соответствие определенное число, то дискретные сигналы иногда называют цифровыми.
Сигналы одного вида могут быть преобразованы в сигналы другого вида. Например, график функции (непрерывный сиг нал) может быть представлен в виде таблицы отдельных значений (дискретный сигнал). И наоборот, зная значения функции для разных значений аргументов, можно построить график функции по точкам. Звучащую музыку, которая передается непрерывным сигналом, можно представить в виде дискретной нотной записи. И наоборот, по дискретным нотам можно сыграть непрерывное музыкальное произведение. Во многих случаях преобразования одного вида сигнала в другой могут приводить к потере части информации.
Существуют технические устройства, которые работают с непрерывными сигналами (например, ртутный термометр, микрофон, магнитофон), и технические устройства, работающие с дискретными сигналами (например, проигрыватель для компакт-дисков, цифровой фотоаппарат, сотовый телефон). Компьютер может работать как с непрерывными, так и дискретными сигналами.
Компьютеру, как и человеку, необходимы свои «глаза и уши», с помощью которых он мог бы воспринимать информацию извне. В настоящее время имеются разнообразные устройства, выполняющие эти функции в составе компьютера. Они называются устройствами ввода , так как обеспечивают ввод в компьютер данных в различных формах: чисел, текстов, изображений, звуков.
Устройства ввода преобразуют эту информацию из формы, понятной человеку, в цифровую форму, воспринимаемую компьютером.
Современные компьютеры могут обрабатывать числовую, текстовую, графическую, звуковую и видеоинформацию .
Клавиатура — компьютерное устройство, которое располагается перед экраном дисплея и служит для набора текстов и управления компьютером с помощью клавиш, находящихся на клавиатуре.
Клавиатура позволяет вводить в компьютер числовую и текстовую информацию , а также различные команды и данные.
Сканер используется для оптического ввода в компьютер и преобразования в компьютерную форму изображений (фотографий, рисунков, чертежей).
Сканеры используются и для бесклавиатурного ввода текста. Всякую информацию сканер воспринимает как графическую. Если это был текст, который в другом случае пришлось бы набирать вновь, то после работы сканера специальная программа распознавания текста, позволяющая выделить в считанном изображении отдельные символы и сопоставить с ними соответствующие коды символов, преобразовывает его в пригодный для обработки текст.
Веб-камера — малоразмерная цифровая видео- или фотокамера, способная в реальном времени фиксировать видеоизображения, предназначенные для дальнейшей передачи по компьютерной сети.
Цифровые камеры позволяют получать видеоизображение и фотоснимки в цифровом (компьютерном) формате. Позволяют вводить в компьютер графическую информацию.
Сенсорный экран — устройство ввода информации, представляющее собой экран, реагирующий на прикосновения к нему.
Графический планшет (дигитайзер). Графический планшет (со световым пером) — это устройство для ввода рисунков от руки и рукописного текста непосредственно в компьютер.
Также к компьютеру можно подключать специальные датчики . Это могут быть датчики измерения различных показателей воздуха, используемых на метеостанциях. А могут быть датчики, используемые в робототехнике: датчики контроля движения, ультразвуковые датчики расстояния, датчики цвета, датчики угла поворота и т.п.
Устройства речевого ввода. Средства речевого ввода позволяют пользователю вместо клавиатуры, мыши и других устройств использовать речевые команды (или проговаривать текст, который должен быть заранее занесён в память компьютера). Возможности таких устройств пока довольно ограничены.
Указательные (координатные) устройства ввода информации осуществляют непосредственный ввод информации, указывая курсором на экране монитора команду или место ввода данных. Данные устройства позволяют перемещать курсор или другие объекты соответствующих программ по двухмерному пространству экрана монитора с целью облегчения взаимодействия пользователя с компьютером при вводе информации.
Мышь . При её перемещении по коврику на экране перемещается указатель мыши, при помощи которого можно указывать на объекты и/или выбирать их.
Джойстик — устройство ввода информации, которое представляет собой вертикальную ручку на подставке и предназначено для управления в двух плоскостях.
Джойстик входит в необходимый игровой набор для компьютера, применяют его и в различных программах-тренажёрах и обучающих симуляторах (наряду с виртуальными шлемами, рулями и т. п.).
Сенсорный экран — устройство, предназначенное для ввода и вывода информации с помощью прикосновений к этому экрану.
Тачпад служит для перемещения курсора в зависимости от движений пальца пользователя и используется для замены мыши в ноутбуках. Для перемещения курсора на весь экран достаточно небольшого перемещения пальца по поверхности тачпада.
Световое перо внешне имеет вид шариковой ручки или карандаша, соединённого проводом с одним из портов компьютера.
Световое перо даёт возможность управлять несенсорным экраном. С помощью светового пера можно рисовать, используя специальные драйверы.
Что в компьютере за что отвечает? Для чего нужны все его основные компоненты - вот главная тема сегодняшней статьи. Компьютеры глубоко проникли во все сферы жизни человека. В связи с этим все большее количество людей интересуется тем, как работает ПК. Функционирование современных электронных устройств - слишком сложная тема для полного ее описания, однако, общие сведения доступны и неспециалистам.
Центральный процессор нередко называют мозгом ПК. За что отвечает процессор в компьютере? Он выполняет большую часть математических вычислений, а также производит контроль за всеми процессами и операциями. Процессор - самая дорогая часть компьютера. Цена самого "навороченного" и современного CPU может превысить отметку в 50000 рублей. Правда, такие устройства нужны не каждому.
Сегодня на рынке процессоров для домашних компьютеров представлены устройства двух фирм - Intel и AMD. Считается, что "интелы" менее энергозатратны, а значит, они не требуют щепетильного подбора системы охлаждения. AMD же лучше подходит для операций, связанных с обработкой компьютерной графики. Сложно сказать, процессоры какой фирмы лучше, для этого необходимо проводить множество тестов среди конкретных экземпляров.
Основная характеристика CPU - количество ядер и частота (измеряется в гигагерцах). Также профессионалы рекомендуют обращать внимание на объем кэш-памяти. Чем ее больше, тем лучше.
Функции вычислительных систем: обработка информации
Обработка данных вычислительной системой предполагает различные процедуры, производимые на уровне аппаратных компонентов компьютера. Их выполнение обычно сопровождается значимым для пользователя результатом: если говорить о ПК, то это может быть создание документа или внесение корректировок в уже существующий, отображение на экране той или иной информации, или вступление ПК в диалог с пользователем посредством запросов. Владелец компьютера, таким образом, задействует функцию обработки информации на ПК при создании, редактировании и воспроизводстве файлов.
Звуковая карта
Рассказывая, что в компьютере за что отвечает, нельзя обойтись без информации о звуковой карте. Как понятно из названия, звуковая плата отвечает за обработку и вывод аудиоинформации на колонки или наушники. Этот компонент по умолчанию встроен в любую материнскую карту. Причем встроенные решения зачастую ничем не дополняются.
Дискретные устройства незаменимы только для тех, кто занимается профессиональной звукозаписью и мастерингом. Также подобный компонент необходим для людей, желающих подключить компьютер к устройству воспроизведения многоканального звука, но не имеющих достаточного числа разъемов на материнской плате.
Пользование компьютером становится привычным для современного человека. Вместе с тем далеко не каждый владелец ПК задумывается о том, какие конкретно функции выполняет соответствующее вычислительное устройство. Немногие пользователи знают, какова специфика отдельных аппаратных компонентов компьютера. Каковы функцииПК? Какие аппаратные компоненты входят в структуру персональных вычислительных систем?
Видеокарта и монитор
Если вспомнить, какие функции выполняет компьютер, относящийся к категории персональных вычислительных устройств, то первые ассоциации у нас, вероятно, возникнут с обработкой графики. ПК используется как инструмент для создания и редактирования изображений, видео, картинок из компьютерных игр и решения многих других подобных задач. Ключевые аппаратные компоненты, отвечающие за успешную реализацию ПК соответствующей функции — видеокарта и монитор. Второе устройство отвечает за визуальный вывод информации в виде, понятном пользователю. Основные характеристики монитора — диагональ и разрешение. Касательно первого параметра — все зависит от субъективных предпочтений пользователя. Разрешение монитора, в свою очередь, должно быть в достаточной мере высоким, чтобы графика была качественной и четкой.
Видеокарта отвечает за обработку графики и вывод ее на монитор. Размещается данное устройство, как правило, на материнской плате. Но в некоторых моделях ПК, чаще всего в ноутбуках, соответствующая микросхема интегрирована с процессором, то есть является составляющим его аппаратным компонентом. Главная характеристика видеокарты — пропускная способность. Чем она выше, тем больший объем графических данных соответствующий аппаратный компонент может обрабатывать. Другая важнейшая характеристика видеокарты — это объем встроенной в ней памяти.
Оперативная память
Оперативная память ПК, или ОЗУ, — это набор микросхем, в которых осуществляется временное размещение цифровых данных в ходе вычислительных процессов. Соответствующий ресурс, как правило, задействует процессор. Другие важные функции памяти компьютера — содействие обеспечению быстрого обмена данными между компьютерами, а также создание особой аппаратной среды для загрузки программ. Тот или иной вид ПО может запуститься, только если в ПК есть свободная оперативная память.
Основной показатель производительности ОЗУ — объем. Чем он больше, тем более значительные по величине массивы информации можно размещать в оперативной памяти. Другой показатель производительности соответствующего аппаратного компонента, как и в случае с процессором или материнской платой, — частота. Чем она выше, тем быстрее функционирует память. Еще один важный показатель производительности ОЗУ — пропускная способность. Она отражает то, какой объем файлов может быть обработан в микросхеме за установленный промежуток времени. Чем он больше, тем соответствующий аппаратный компонент работает быстрее. Пропускная способность оперативной памяти, так же как и других устройств, для которых свойственна данная характеристика, выражается в мегабитах в секунду, а для высокопроизводительных моделей — в гигабитах в секунду. Термин «пропускная способность» имеет ряд синонимов — например, «скорость канала» (или «шины», «слота», «порта»).
Можно отметить, что процессор, материнская плата и оперативная память — устройства, которые в определяющей степени отвечают за то, насколько быстро будет работать ПК и насколько качественно будут выполняться основные функции компьютера. Если показатели производительности соответствующих аппаратных компонентов низкие, то добиться повышения скорости работы ПК за счет других устройств, входящих в его структуру, сложно. Однако они и их свойства также важны с точки зрения реализации необходимых функций ПК. Рассмотрим специфику данных компонентов.
Ключевые функции компьютеров
Какие функции компьютера можно выделить как ключевые? Есть большое количество подходов к их определению. В среде российских IT-экспертов распространена схема, в соответствии с которыми функции компьютера представлены в следующем перечне:
- обработка информации;
- хранение данных;
- перемещение информации;
- управление файлами.
Можно отметить, что перечисленные функции в целом характерны для всех типов компьютеров. Современная классификация вычислительных устройств предполагает, что их разновидностей достаточно много. Есть пользовательские ПК, есть промышленные компьютеры, а также те, которые входят в структуру средств транспорта. Безусловно, каждый из типов ПК будет обладать специфическими функциями.
В случае с пользовательскими компьютерами это может быть, например, обработка графики, текста или звука. Функции бортового компьютера военного самолета — это управление летальным аппаратом, поддержание работоспособности его механизмов. Соответствующая специфика промышленных вычислительных устройств будет связана с необходимостью точного выполнения заданных производственных операций.
Рассмотрим подробнее специфику каждой из отмеченных выше общих функций для всех компьютеров.
Аудиокарта
Функции персонального компьютера также часто включают обработку звука. Ключевой аппаратный компонент, отвечающий за решение подобных задач, — аудиокарта. Размещается она главным образом на материнской плате в виде отдельного устройства. Но есть аудиокарты, которые встроены в самую большую микросхему ПК. Основные характеристики производительности соответствующего аппаратного компонента — мощность сигнала, а также частота дискретизации. Первый параметр измеряется в децибелах, или дБ, второй — чаще всего в килогерцах, или кГц. Чем выше обе характеристики — тем качественнее звук, который будет воспроизводиться компьютером.
Материнская плата
Материнская плата — самая большая микросхема ПК. Она отвечает за интеграцию различных аппаратных компонентов компьютера. На ней располагаются процессор, жесткий диск, оперативная память, аудио- и видеокарты, сетевые адаптеры. В ее же структуре — основные разъемы, к которым присоединяются внешние аксессуары ПК. Материнская плата, так же как и процессор, имеет показатель быстродействия, выражаемый в частоте. Как правило, соответствующий параметр для данного типа аппаратных компонентов, предполагает цифры скромнее, чем для процессоров, и он фиксируется не в гигагерцах, а в мегагерцах. Но бывают исключения. Есть высокопроизводительные материнские платы, которые функционируют на частоте, выражаемой как раз таки в гигагерцах.
Управление файлами
Данная функция дополняет каждую из трех рассмотренных выше. Управление файлами осуществляется как на стадии обработки информации, так и при обеспечении сохранности данных либо в процессе их перемещения. Функция, о которой идет речь, может реализовываться как автоматически — компьютер в этом случае самостоятельно определяет необходимые алгоритмы, так и при непосредственном участии пользователя.
Изучив ключевые функции компьютера как пользовательского инструмента, рассмотрим особенности составляющих его аппаратных компонентов. В данном случае речь будет идти о персональных вычислительных устройствах, относящихся к так называемой IBM-архитектуре, наиболее распространенной в мире.
Средства управления ПК: клавиатура и мышь
Самый, вероятно, главный инструмент управления ПК — клавиатура. Практическое пользование вычислительным устройством без нее крайне затруднено. Основные функции клавиатуры компьютера: ввод текстовых данных, а также обеспечение взаимодействия пользователя с ПК через отправку в вычислительную систему специальных сигналов с помощью отдельных клавиш или их сочетаний. Присоединяется данное устройство чаще всего к одному из портов материнской платы. Но есть также и беспроводные аксессуары соответствующего типа. Конкретные функции клавиш клавиатуры компьютера могут программироваться пользователем, хотя есть ряд международных стандартов, которых производители устройств, а также энтузиасты вычислительной техники, в целом, стараются придерживаться.
В большинстве случаев клавиатура ПК дополняется другим аксессуаром — мышью. Она призвана облегчить задействование ресурсов компьютера пользователем и ускорить решение тех или иных задач. Мышь во многом дублирует функции клавиатуры компьютера — так, с помощью соответствующих движений можно отдавать ПК те или иные команды. Равно как и наоборот: ряд специфических задач, выполняемых мышью (например, управление игровым персонажем в игре), можно осуществлять с помощью клавиатуры.
Ключевые компоненты компьютера и их функции мы изучили. Но есть большое количество аксессуаров, дополняющих базовые аппаратные составляющие ПК. Рассмотрим специфику самых распространенных — принтеров и сканеров. Их приобретают многие пользователи одновременно с покупкой компьютера.
Видеоплата
Видеоадаптер - второе по цене устройство, и его никак нельзя вычеркнуть, описывая, что в компьютере за что отвечает. Он выводит изображение на монитор или аналогичное подключенное устройство (например, проектор). Он может быть уже встроен в системную плату, но большинство пользователей не отдают предпочтений таким решениям, потому что они почти всегда проигрывают в производительности дискретным картам.
Основные характеристики видеокарты - частота GPU, частота GDDR памяти, разрядность шины, размер. Стоит сказать, что гнаться за параметрами необходимо только в том случае, если компьютер используется для компьютерных игр, 3D-моделирования. С проигрыванием фильмов, серфингом и большинством других повседневных задач справится любой современный видеоадаптер.
Аксессуары ПК: принтеры и сканеры
Несмотря на то что данные устройства компьютера и их функции разные, часто они рассматриваются в одном контексте. Это вполне объяснимо: принтеры распечатывают информацию с ПК на бумаге, сканеры — наоборот, вводят ее в компьютер, превращая из бумажной в цифровую форму. Есть аппаратные компоненты, сочетающие в себе функции принтеров и сканеров, — многофункциональные устройства, или МФУ. Как правило, в них также реализована функция ксерокса.
Такова специфика функционирования современных персональных вычислительных устройств. В современных школах они часто изучаются детьми самых ранних возрастов. Многие современные педагоги считают, что оптимальная возрастная категория ребенка, который должен знать ключевые функции компьютера - 3 класс. Информатика позиционируется во многих современных школах как важнейший предмет, который необходимо осваивать детям.
По своему назначению компьютер - это универсальный прибор для работы с информацией. По принципам своего устройства компьютер - это модель человека, работающего с информацией.
Персональный компьютер (ПК) — это компьютер, предназначенный для обслуживания одного рабочего места. По своим характеристикам он может отличаться от больших ЭВМ, но функционально способен выполнять аналогичные операции. По способу эксплуатации различают настольные (desktop), портативные (laptop и notebook) и карманные (palmtop) модели ПК.
Аппаратное обеспечение. Поскольку компьютер предоставляет все три класса информационных методов для работы с данными (аппаратные, программные и естественные), принято говорить о компьютерной системе как о состоящей из аппаратных и программных средств, работающих совместно. Узлы, составляющие аппаратные средства компьютера, называют аппаратным обеспечением. Они выполняют всю физическую работу с данными: регистрацию, хранение, транспортировку и преобразование как по форме, так и по содержанию, а также представляют их в виде, удобном для взаимодействия с естественными информационными методами человека.
Совокупность аппаратных средств компьютера называют его аппаратной конфигурацией.
Видео YouTube
Программное обеспечение. Программы могут находиться в двух состояниях: активном и пассивном. В пассивном состоянии программа не работает и выглядит как данные, содержательная часть которых - сведения. В этом состоянии содержимое программы можно «читать» с помощью других программ, как читают книги, и изменять. Из него можно узнать назначение программы и принцип ее работы. В пассивном состоянии программы создаются, редактируются, хранятся и транспортируются. Процесс создания и редактирования программ называется программированием.
Когда программа находится в активном состоянии, содержательная часть ее данных рассматривается как команды, согласно которым работают аппаратные средства компьютера. Чтобы изменить порядок их работы, достаточно прервать исполнение одной программы и начать исполнение другой, содержащей иной набор команд.
Совокупность программ, хранящихся на компьютере, образует его программное обеспечение. Совокупность программ, подготовленных к работе, называют установленным программным обеспечением. Совокупность программ, работающих в тот или иной момент времени, называют программной конфигурацией.
Устройство компьютера. Любой компьютер (даже самый большой)состоит из четырех частей:
устройства ввода информации
устройства обработки информации
устройства вывода информации.
Конструктивно эти части могут быть объединены в одном корпусе размером с книгу или же каждая часть может состоять из нескольких достаточно громоздких устройств
Базовая аппаратная конфигурация ПК. Базовой аппаратной конфигурацией персонального компьютера называют минимальный комплект аппаратных средств, достаточный для начала работы с компьютером. С течением времени понятие базовой конфигурации постепенно меняется.
Чаще всего персональный компьютер состоит из следующих устройств:
Дополнительно могут подключатся другие устройства ввода и вывода информации, например звуковые колонки, принтер, сканер.
Системный блок — основной блок компьютерной системы. В нем располагаются устройства, считающиеся внутренними. Устройства, подключаемые к системному блоку снаружи, считаются внешними. Для внешних устройств используют также термин периферийное оборудование.
Монитор — устройство для визуального воспроизведения символьной и графической информации. Служит в качестве устройства вывода. Для настольных ПК в настоящее время наиболее распространены мониторы, основанные на электронно-лучевых трубках. Они отдаленно напоминают бытовые телевизоры.
Клавиатура — клавишное устройство, предназначенное для управления работой компьютера и ввода в него информации. Информация вводится в виде алфавитно-цифровых символьных данных.
Мышь — устройство «графического» управления.
Внутренние устройства персонального компьютера.
Внутренними считаются устройства, располагающиеся в системном блоке. Доступ к некоторым из них имеется на лицевой панели, что удобно для быстрой смены информационных носителей, например гибких магнитных дисков. Разъемы некоторых устройств выведены на заднюю стенку — они служат для подключения периферийного оборудования. К некоторым устройствам системного блока доступ не предусмотрен — для обычной работы он не требуется.
Процессор. Микропроцессор — основная микросхема персонального компьютера. Все вычисления выполняются в ней. Основная характеристика процессора — тактовая частота (измеряется в мегагерцах, МГц). Чем выше тактовая частота, тем выше производительность процессора. Так, например, при тактовой частоте 500 МГц процессор может за одну секунду изменить свое
состояние 500 миллионов раз. Для большинства операций одного такта недостаточно, поэтому количество операций, которые процессор может выполнить в секунду, зависит не только от тактовой частоты, но и от сложности операций.
Единственное устройство, о существовании которого процессор «знает от рождения», — оперативная память — с нею он работает совместно. Оттуда поступают данные и команды. Данные копируются в ячейки процессора (они называются регистрами), а потом преобразуются в соответствии с содержанием команд. Более полную картину того, как процессор взаимодействует с оперативной памятью, вы получите в главах, посвященных основам программирования.
Оперативная память. Оперативную память можно представить как обширный массив ячеек, в которых хранятся числовые данные и команды в то время, когда компьютер включен. Объем оперативной памяти измеряется в миллионах байтов — мегабайтах (Мбайт).
Процессор может обратиться к любой ячейке оперативной памяти (байту), поскольку она имеет неповторимый числовой адрес. Обратиться к индивидуальному биту оперативной памяти процессор не может, так как у бита нет адреса. В то же время, процессор может изменить состояние любого бита, но для этого требуется несколько действий.
Материнская плата. Материнская плата — это самая большая плата персонального компьютера. На ней располагаются магистрали, связывающие процессор с оперативной памятью, — так называемые шины. Различают шину данных, по которой процессор копирует данные из ячеек памяти, адресную шину, по которой он подключается к конкретным ячейкам памяти, и шину команд, по которой в процессор поступают команды из программ. К шинам материнской платы подключаются также все прочие внутренние устройства компьютера. Управляет работой материнской платы микропроцессорный набор микросхем — так называемый чипсет.
Видеоадаптер. Видеоадаптер — внутреннее устройство, устанавливаемое в один из разъемов материнской платы. В первых персональных компьютерах видеоадаптеров не было. Вместо них в оперативной памяти отводилась небольшая область для хранения видеоданных. Специальная микросхема (видеоконтроллер) считывала данные из ячеек видеопамяти и в соответствии с ними управляла монитором.
По мере улучшения графических возможностей компьютеров область видеопамяти отделили от основной оперативной памяти и вместе с видеоконтроллером выделили в отдельный прибор, который назвали видеоадаптером. Современные видеоадаптеры имеют собственный вычислительный процессор (видеопроцессор), который снизил нагрузку на основной процессор при построении сложных изображений. Особенно большую роль видеопроцессор играет при построении на плоском экране трехмерных изображений. В ходе таких операций ему приходится выполнять особенно много математических расчетов.
В некоторых моделях материнских плат функции видеоадаптера выполняют микросхемы чипсета — в этом случае говорят, что видеоадаптер интегрирован с материнской платой. Если же видеоадаптер выполнен в виде отдельного устройства, его называют видеокартой. Разъем видеокарты выведен на заднюю стенку. К нему подключается монитор.
Звуковой адаптер. Для компьютеров IBM PC работа со звуком изначально не была предусмотрена. Первые десять лет существования компьютеры этой платформы считались офисной техникой и обходились без звуковых устройств. В настоящее время средства для работы со звуком считаются стандартными. Для этого на материнской плате устанавливается звуковой адаптер. Он может быть интегрирован в чипсете материнской платы или выполнен как отдельная подключаемая плата, которая называется звуковой картой.
Разъемы звуковой карты выведены на заднюю стенку компьютера. Для воспроизведения звука к ним подключают звуковые колонки или наушники. Отдельный разъем предназначен для подключения микрофона. При наличии специальной программы это позволяет записывать звук. Имеется также разъем (линейный выход) для подключения к внешней звукозаписывающей или звуковоспроизводящей аппаратуре (магнитофонам, усилителям и т.п.).
Жесткий диск. Поскольку оперативная память компьютера очищается при отключении питания, необходимо устройство для длительного хранения данных и программ. В настоящее время для этих целей широко применяют так называемые жесткие диски.
Принцип действия жесткого диска основан на регистрации изменений магнитного поля вблизи записывающей головки.
Основным параметром жесткого диска является емкость, измеряемая в гигабайтах (миллиардах байтов), Гбайт. Средний размер современного жесткого диска составляет 80 — 160 Гбайт, причем этот параметр неуклонно растет.
Дисковод гибких дисков. Для транспортировки данных между удаленными компьютерами используют так называемые гибкие диски. Стандартный гибкий диск (дискета) имеет сравнительно небольшую емкость 1,44 Мбайт. По современным меркам этого совершенно недостаточно для большинства задач хранения и транспортировки данных, но низкая стоимость носителей и высокая степень готовности к работе сделали гибкие диски самыми распространенными носителями данных.
Для записи и чтения данных, размещенных на гибких дисках, служит специальное устройство — дисковод. Приемное отверстие дисковода выведено на лицевую панель системного блока.
Дисковод CD-ROM. Для транспортировки больших объемов данных удобно использовать компакт-диски CD-ROM. Эти диски позволяют только читать ранее записанные данные — производить запись на них нельзя. Емкость одного диска составляет порядка 650-700 Мбайт.
Для чтения компакт-дисков служат дисководы CD-ROM. Основной параметр дисковода CD-ROM— скорость чтения. Она измеряется в кратных единицах. За единицу принята скорость чтения, утвержденная в середине 80-х гг. для музыкальных компакт-дисков (аудиодисков). Современные дисководы CD-ROM обеспечивают скорость чтения 40х - 52х.
Основной недостаток дисководов CD-ROM — невозможность записи дисков — преодолен в современных устройствах однократной записи — CD-R. Существуют также устройства CD-RW, позволяющие осуществлять многократную запись.
Принцип хранения данных на компакт-дисках не магнитный, как у гибких дисков, а оптический.
Коммуникационные порты. Для связи с другими устройствами, например принтером, сканером, клавиатурой, мышью и т. п., компьютер оснащается так называемыми портами. Порт — это не просто разъем для подключения внешнего оборудования, хотя порт и заканчивается разъемом. Порт — более сложное устройство, чем просто разъем, имеющее свои микросхемы и управляемое программно.
Сетевой адаптер. Сетевые адаптеры необходимы компьютерам, чтобы они могли обмениваться данными между собой. Этот прибор следит за тем, чтобы процессор не подал новую порцию данных на внешний порт, пока сетевой адаптер соседнего компьютера не скопировал к себе предыдущую порцию. После этого процессору дается сигнал о том, что данные забраны и можно подавать новые. Так осуществляется передача.
Когда сетевой адаптер «узнает» от соседнего адаптера, что у того есть порция данных, он копирует их к себе, а потом проверяет, ему ли они адресованы. Если да, он передает их процессору. Если нет, он выставляет их на выходной порт, откуда их заберет сетевой адаптер очередного соседнего компьютера. Так данные перемещаются между компьютерами до тех пор, пока не попадут к адресату.
Сетевые адаптеры могут быть встроены в материнскую плату, но чаще устанавливаются отдельно, в виде дополнительных плат, называемых сетевыми картами.
За что отвечает материнская плата в компьютере
Материнская плата - самый большой элемент любого компьютера. Она выступает в роли связующего звена между всеми устройствами. Для подключения агрегатов на системной плате расположено множество разъемов и слотов.
Производителей системных плат очень много. Сложно выделить на общем фоне кого-то отдельно. Основные характеристики компонента - соккет (он влияет на тип процессоров, которые можно установить в ПК), количество и тип разъемов для оперативной памяти, форм-фактор (или размер).
За что отвечает оперативная память в компьютере?
ОЗУ - это устройство, в котором хранятся данные, необходимые программам для работы. Она энергозависима. То есть, после выключения ПК вся информация из нее удаляется. Однако не стоит волноваться по этому поводу. Пользовательские данные заносятся в нее только тогда, когда необходима их обработка.
Выглядят модули ОЗУ как плоские прямоугольные планки, на которых распаяны микросхемы. Главные характеристики оперативной памяти - объем, тайминги, частота. Тайминг - это время, необходимое для получения, записи и других операций с данными в ОЗУ. Частота определяет количество возможных обращений к памяти за секунду.
Перемещение информации
Функция компьютера может трактоваться по-разному. Прежде всего, под перемещением информации, если говорить о ПК, может пониматься процесс, при котором тот или иной файл копируется с одного носителя на другой (или меняет свое расположение относительно определенного каталога в файловой системе). Другая трактовка данного процесса предполагает, что информация передается между разными компьютерами: с помощью мобильных носителей (CD-дисков, флешек и т. д.) либо по Интернету или по локальной сети.
Хранение данных
Основные функции компьютера также включают хранение данных. Если говорить о ПК, то предполагается размещение их в виде файлов и папок на специальных носителях с целью последующего использования. Хранение информации осуществляется на основе системных принципов: это облегчает последующее нахождение нужных данных. Файлы, располагающиеся на компьютере, могут быть пользовательскими — принадлежащими владельцу, или системными, которые создает и использует сам ПК.
Сетевые устройства
Большинство современных компьютеров работает в сетях — что касается домашних ПК, то в основном предполагается их соединение с интернетом. Корпоративные ПК, равно как и некоторые домашние, разумеется, также могут формировать локальную сеть.
Соединение компьютера с другими вычислительными устройствами осуществляется с помощью соответствующих аппаратных компонентов. Чаще всего, это сетевой адаптер — микросхема, размещенная на материнской плате или, как в случае с аудиокартой, иногда встроенная в нее. К нему может подключаться провод, идущий от интернет-провайдера, и тем самым обеспечивается выход компьютера в интернет.
Многие современные сетевые адаптеры могут работать и без провода — через технологию Wi-Fi. В этом случае компьютер сначала подсоединяется к беспроводному маршрутизатору, или роутеру, к которому, в свою очередь, может быть подведен кабель от провайдера.
Есть так называемые мобильные модемы — устройства, которые, подключаясь к ПК чаще всего через один из портов материнской платы, способны выводить компьютер в Интернет через сеть сотового оператора. То есть внутри них располагается SIM-карта, а ее владелец до этого оформляет в офисе оператора специальный тариф для пользования интернетом.
Основная характеристика всех сетевых устройств — пропускная способность. Чем она выше, тем быстрее, например, скачиваются файлы из Интернета.
HDD и SSD
Отвечая на вопрос: "Что в компьютере за что отвечает?", нельзя обойти вниманием жесткий диск. Он используется для хранения пользовательских файлов. На него устанавливаются приложения, скачиваются фильмы, инсталлируется ОС. Эта память энергонезависима, значит, после выключения энергии вся информация остается на диске.
Сегодня такие устройства разделяются на SSD и HDD. Использовать название "жесткий диск" в отношении первых - неверно. Это твердотельный накопитель, который записывает данные при помощи транзисторов. Такие устройства работают намного быстрее и тише классических. Также они более энегоэффективны. Стоит сказать, что в отличие от жестких дисков SSD менее долговечны. Через определенное число циклов перезаписи транзисторы перестают работать в штатном режиме, а устройство требует замены.
Также к недостаткам SSD стоит отнести высокую стоимость. Обычно твердотельный накопитель используется в связке со стандартным HDD. На первый устанавливают систему и ПО для увеличения скорости загрузки приложений. На втором же хранят документы и файлы. Главные характеристики накопителей - объем, скорость чтения и записи.
Функции компонентов ПК: процессор
Процессор — главная вычислительная микросхема компьютера. Как правило, это самый высокотехнологичный и дорогостоящий компонент ПК. Процессоры для компьютеров выпускаются буквально несколькими фирмами в мире. Более 90% мирового рынка занимают две компании — Intel и AMD. Основной показатель производительности данного компонента ПК — частота выполнения операций. Измеряется она обычно в гигагерцах, или ГГц. Чем выше частота, тем быстрее микросхема выполняет необходимые вычисления.
Также значимый показатель производительности процессора — количество ядер. Чем их больше, тем мощнее соответствующий аппаратный компонент. Какие функции процессора компьютера можно назвать ключевыми? Можно сказать, что они, в целом, совпадают с теми, которые выполняет ПК в целом: обработка, перемещение, хранение, данных, управление файлами. Тем самым мы можем проследить значимость процессора на каждом участке работы компьютера.
Жесткий диск
Жесткий диск — это устройство, предназначенное для постоянного размещения файлов. Таким образом, это ключевой компонент с точки зрения такой функции компьютера, как хранение данных. На жестких дисках информация размещается по принципам, определенным в файловой системе, используемой ПК.
Основной показатель производительности рассматриваемого аппаратного компонента — объем. Чем он больше, тем более значительна будет величина массива файлов, которые можно разместить на жестком диске. Другой важный показатель производительности данного компонента — как и в случае с ОЗУ, это пропускная способность. Чем она выше, тем быстрее записываются и считываются данные с жесткого диска, что непосредственным образом влияет на скорость работы компьютера.
Аппаратные компоненты ПК
Современные ПК — это вычислительные комплексы, состоящие из нескольких устройств. Технологически каждое из них выполняет самостоятельную функцию, однако, работать отдельно от других — с практической пользой для владельца ПК — не может. Какие компоненты присутствуют в структуре современных компьютеров? В числе таковых:
- системный блок (в котором, в свою очередь, расположены: процессор, материнская плата, оперативная память, жесткий диск, видео- и аудиокарты, сетевые устройства, дисковые накопители);
- монитор;
- средства управления (клавиатура, мышь и их аналоги);
- аксессуары (принтеры, сканеры и т. д.).
В зависимости от конфигурации ПК данные компоненты могут представлять собой отдельные устройства либо составлять единую аппаратную платформу. В первом случае компьютер будет относиться к типу «десктоп», то есть предполагается его оптимальное расположение на столе без частого перемещения с одного места на другое. Во втором — ПК будет, вероятнее всего, сконструирован в виде ноутбука. Есть и промежуточный вариант сборки ПК — в виде «моноблока». В нем объединены практически все из отмеченных аппаратных компонентов, кроме средств управления — они присоединяются к компьютеру отдельно.
Таковы основные устройства компьютера. Их функции изучить также будет полезно, и это — наша следующая задача.
Читайте также: