Состав персонального компьютера
Оглавление
1. Основные определения информатики. 2
2. Свойства информации. Единицы измерения информации. 2
3. Поколения ЭВМ... 3
4. Состав персонального компьютера. 4
5. Принцип построения компьютера. 9
6. Понятие о программном обеспечении. 10
7. Понятие интерфейса. Типы интерфейсов. 11
7.1. Интерфейс. 11
7.2. Типы интерфейсов. 12
7.2.1. Команднострочный (текстовый) интерфейс. 12
7.2.2. Графический полноэкранный интерфейс. 12
7.2.3. Графический многооконный пиктографический интерфейс. 12
8. Вопросы к теме. 13
Основные определения информатики
Вернуться к содержанию
ПЕРСОНАЛЬНЫЙ КОМПЬЮТЕР (ПК) – это электронно-вычислительная машина (ЭВМ), предназначенная для работы в диалоге с человеком (пользователем).
ИНФОРМАТИКА – это наука, изучающая структуру и наиболее общие свойства информации, её поиск, хранение, передачу и обработку с применением ЭВМ.
ИНФОРМАЦИЯ – это сведения об объектах и явлениях окружающей среды, их параметрах, свойствах и состоянии.
ФАЙЛ – это именованная область памяти на внешнем носителе. В файлах могут храниться тексты, документы, сами программы, рисунки и т.д.
КАТАЛОГ – это поименованное место на диске, в котором хранятся файлы.
ПРОГРАММИРОВАНИЕ – это подготовка задачи к решению её на компьютере.
АЛГОРИТМ – это последовательность команд, ведущих к какой-либо цели.
ВЕТВЛЕНИЕ – это команда алгоритма, в которой делается выбор: выполнять или не выполнять какую-нибудь группу команд в зависимости от условия.
|
|
|
ЦИКЛ – это команды алгоритма, которые позволяют несколько раз повторить одну и ту же группу команд.
Свойства информации. Единицы измерения информации
Вернуться к содержанию
Важнейшие свойства информации: полнота, достоверность, ценность, актуальность и ясность. С информацией в компьютере производятся следующие операции: ввод, вывод, создание, запись, хранение, накопление, изменение, преобразование, анализ, обработка. Информация передаётся с помощью языков. Основа любого языка – алфавит, т.е. конечный набор знаков (символов) любой природы, из которых конструируются сообщения на данном языке. Алфавит может быть латинский, русский, десятичных чисел, двоичный и т.д.
Кодирование это представление символов одного алфавита символами другого. Простейшим алфавитом, достаточным для кодирования любого другого, является двоичный алфавит, состоящий всего из двух символов 0 и 1.
Система счисления - это способ представления любого числа с помощью алфавита символов, называемых цифрами. Системы счисления делятся на позиционные и непозиционные. В позиционных системах любое число записывается в виде последовательности цифр, количественное значение которых зависит от места (позиции), занимаемой каждой из них в числе. Примеры: десятичная, восьмеричная, двоичная система и т.д. Схема перевода из двоичной системы в десятичную:
|
|
|
(100011)2 = 1*25 + 0*24 + 0*23 + 0*22 + 1*21 + 1*20 = (35)10
Пример непозиционной системы счисления – римская система.
Информация в вычислительной машине представляется в двоичном коде (0 и 1), (да, нет), (вкл., выкл.).
0 и 1 - это 1 бит информации или 1 двоичный разряд.
1 байт - это 8 бит (8 двоичных разрядов). В компьютере 1 байт является наименьшей единицей информации, что соответствует одному знаку в командной строке (цифре, букве, специальному символу или пробелу).
1 Кбит = 1024 бит = 210 бит =~ 1000 бит (1 килобит).
1 Мбит = 1048576 бит = 220 бит =~ 1 000 000 бит (1 мегабит).
1 Гбит = 230 бит =~ 109 бит = 1 000 000 000 (1 гигабит).
В компьютерах IBM PC используются следующие единицы измерения информации: 1 б (1 байт), 1 Кб (1 килобайт или часто просто 1 К), 1 Мб (1 мегабайт или часто просто 1 М), 1 Гб (1 гигабайт).
Между ними существуют следующие соотношения:
1 Кб = 210 б = 1024 б =~ 1000 б.
1 Мб = 220 б = 1024 Кб = 1048576 б =~ 1 000 000 б.
1 Гб = 230 б = 1024 Мб =~ 109 б = 1 000 000 000 б.
Для примера можно указать, что в среднем 1 страница учебника =~ 3Кб.
|
|
|
Газета из 4-х страниц =~ 150 Кб.
Большая Советская Энциклопедия =~ 120 Мб.
Цветной телефильм продолжительностью 1.5 часа (25 кадр/с) =~ 135Гб.
Поколения ЭВМ
Вернуться к содержанию
Первое поколение – компьютеры на электронных лампах (1946-1956г.).
Рисунок 1 Поколения ЭВМ
За точку отсчёта эры ЭВМ обычно принимают 15 февраля 1946 года, когда учёные Пенсильванского университета США ввели в строй первый в мире электронный компьютер ЭНИАК. В нём использовалось 18 тысяч электронных ламп. Машина занимала площадь 135 м2, весила 30 тонн и потребляла 150 кВт электроэнергии. Она использовалась для решения задач, связанных с созданием атомной бомбы. И хотя механические и электромеханические машины появились значительно раньше, все дальнейшие успехи ЭВМ связаны именно с электронными компьютерами.
В СССР в 1952 году академиком С.А. Лебедевым была создана самая быстродействующая в Европе ЭВМ БЭСМ. Быстродействие первых машин было несколько тысяч операций в секунду.
Второе поколение - компьютеры на транзисторах (1956-1964г.). Полупроводниковый прибор - транзистор был изобретён в США в 1948 году Шокли и Бардиным. Компьютеры на транзисторах резко уменьшили габариты, массу, потребляемую мощность, повысили быстродействие и надёжность. Типичная отечественная машина (серий "Минск", "Урал") содержала около 25 тысяч транзисторов. Лучшая наша ЭВМ БЭСМ-6 имела быстродействие 1 млн. оп/с.
|
|
|
Третье поколение - компьютеры на микросхемах с малой степенью интеграции (1964–1971г.). Микросхема была изобретена в 1958 году Дж. Килби в США. Микросхемы позволили повысить быстродействие и надёжность ЭВМ, снизить габариты, массу и потребляемую мощность. Первая ЭВМ на микросхемах IBM-360 была выпущена в США в 1965 году, как и первая мини-ЭВМ PDP-8 размером с холодильник. В СССР большие ЭВМ третьего поколения серии ЕС (ЕС-1022 - ЕС-1060) выпускались вместе со странами СЭВ с 1972 года. Это были аналоги американских ЭВМ IBM-360, IBM-370.
Четвёртое поколение - компьютеры на микропроцессорах (1971-настоящее время). Микропроцессор - это арифметическое и логическое устройство, выполненное чаще всего в виде одной микросхемы с большой степенью интеграции. Применение микропроцессоров привело к резкому снижению габаритов, массы и потребляемой мощности ЭВМ, повысило их быстродействие и надёжность.
Первый микропроцессор Intel-4004 был выпущен в США фирмой Intel в 1971 году. Его разрядность была 4 бита. В 1973г. был выпущен 8-битовый Intel-8008, а в 1974г. Intel-8080. В 1975г. появился первый в мире персональный компьютер Альтаир-8800, построенный на базе Intel-8080. Началась эра персональных ЭВМ. В 1976г. появился персональный компьютер Apple на базе микропроцессора фирмы Motorola, который имел большой коммерческий успех. Он положил начало компьютерам серии Макинтош.
Первый компьютер фирмы IBM с названием IBM PC появился в 1981 году. Он был сделан на базе 16-битового микропроцессора Intel-8088 и имел ОЗУ 1 Мб (у всех других машин было тогда ОЗУ 64 Кб). Фактически он стал стандартом персонального компьютера. Сейчас IBM-совместимые компьютеры составляют 90% всех производимых в мире персональных компьютеров. В 1983г. на базе Intel-8088 был выпущен компьютер IBM PC/ХT, имеющий жёсткий диск. В 1982г. был сделан 16-битовый процессор Intel-80286, который был использован фирмой IBM в 1984г. в компьютере серии IBM PC/AT. Его быстродействие было в 3-4 раза выше, чем у IBM PC/ХT. В 1985г. фирма Intel разработала 32-битовый процессор Intel-80386. Он содержал примерно 275 тысяч транзисторов и мог работать с 4 Гб дисковой памяти. Для процессоров Intel-80286 и Intel-80386 появились математические сопроцессоры соответственно Intel-80287 и Intel-80387, которые повышали быстродействие компьютеров при математических расчётах и при работе с плавающей запятой. Процессоры 80486 (1989г.), Pentium (1993г.), Pentium-Pro (1995г.), Pentium-2 (1997г.) и Pentium-3 (1999г.) уже имеют встроенный математический сопроцессор. На базе процессоров Pentium собраны многие современные персональные компьютеры.
Пятое поколение (перспективное) - это ЭВМ, использующие новые технологии и новую элементную базу, например сверхбольшие интегральные схемы, оптические и магнитооптические элементы, работающие посредством обычного разговорного языка, оснащённые огромными базами данных. Предполагается также использовать элементы искусственного интеллекта и распознавание зрительных и звуковых образов. Такие проекты разрабатываются в ведущих промышленно развитых странах.
Состав персонального компьютера
Вернуться к содержанию
Рисунок 2 Персональный компьютер
В состав персонального компьютера входят:
1) Системный блок;
2) Монитор;
3) Клавиатура;
4) Мышь (стандартная конфигурация ПК).
Любой компьютер содержит:
1) Арифметико-логическое устройство (АЛУ),
2) Запоминающее устройство (память),
3) Управляющее устройство
4) Устройство ввода-вывода информации (УВВ) и имеет программу, хранимую в его памяти (архитектура Джона фон Неймана).
СИСТЕМНЫЙ БЛОК (ниже) включает в себя устройства, обеспечивающие работу компьютера: процессор, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), накопители на гибких и жестких магнитных дисках, источник питания и др. Основные устройства компьютера (процессор, ОЗУ и др.) размещены на материнской плате. На системном блоке расположены три кнопки: кнопка (или клавиша) включения/выключения машины, кнопка Reset для принудительной перезагрузки машины, кнопка Turbo для изменения быстродействия машины (Hi-высокая скорость, Lo-низкая скорость).
Устройства ввода информации: клавиатура, мышь, накопители на гибких магнитных дисках, модем, компьютерная сеть, сканер, световое перо, джойстик, трекбол, микрофон, дисковод CD-ROM.
Устройства вывода информации: монитор, принтер, плоттер, накопители на гибких магнитных дисках, звуковые колонки, встроенный динамик, стриммер, модем, компьютерная сеть.
Рисунок 3 Системный блок
ПРОЦЕССОР (ниже) предназначен для вычислений, обработки информации и управления работой компьютера; ОЗУ, накопители на гибких и жестких магнитных дисках - для хранения информации. Процессоры характеризуются быстродействием и разрядностью.
У машин с процессором 286 быстродействие 1-2 млн. операций в секунду при тактовой частоте 8-25 МГц.
У машин с процессором 386DX быстродействие 6-12 млн. операций в секунду при тактовой частоте 16-40 МГц.
У машин с процессором 486DX быстродействие 20-40 млн. операций в секунду при тактовой частоте 25-50 МГц.
У машин с процессором Pentium быстродействие 100-200 млн. операций в секунду при тактовой частоте 60-133 МГц.
У машин с процессором Pentium Pro (P6) быстродействие достигает 300 млн. операций в секунду при тактовой частоте 150-200 МГц.
Фирмой Intel разработан микропроцессор Pentium-2 с тактовой частотой 300, 350 и 400 МГц, производительность которого на 100% больше, чем у процессора Pentium. Ещё более быстродействующий процессор Pentium-3 имеет тактовую частоту 450-500 МГц.
Разрядность процессоров составляет 8, 16, 32, 64 бит. Процессоры 386DX, 486 и Pentium имеют разрядность 32 бит, 286 и 386SX-16бит.
Рисунок 4 Процессоры
ПАМЯТЬ (ниже) компьютера бывает внутренней и внешней. К внутренней памяти относится постоянное ЗУ (ПЗУ-BIOS или CMOS Setup), ОЗУ, КЭШ, видеопамять. К устройствам внешней памяти относятся накопители на жёстком и гибком магнитных дисках (HDD и FDD), CD-ROM, магнитооптический диск и стриммер.
ОЗУ обладает высоким быстродействием и используется процессором для кратковременного хранения информации во время работы компьютера. При выключении источника питания информация в ОЗУ не сохраняется (разрушается). Машины с процессором 286 имеют в среднем размер ОЗУ 1-2 Мб, 386 - 2-8 Мб, 486 - 8-16 Мб, Pentium и Р6 - 16-32 Мб, Рentium 2 и Рentium 3 - 32-128 Мб.
Рисунок 5 Память ОЗУ
КЭШ-память – это сверхоперативная сверхскоростная промежуточная память. КЭШ устраняет простои процессора, так как скорость обмена процессора с КЭШ в несколько раз выше, чем с ОЗУ. Наличие КЭШ в256 Кб может увеличить производительность ПК на 20%. Размер КЭШ-памяти составляет от 64 Кб до 512 Кб.
НАКОПИТЕЛИ (ниже) на гибких (FDD) и жестких (HDD) магнитных дисках служат для постоянного хранения информации. При выключении источника питания информация на гибких и жестких дисках сохраняется. Ёмкость жёсткого диска (винчестера) составляет от 10 Мб (на старых машинах) до 4-20 Гб. Как правило машины с процессором 286 имеют винчестер ёмкостью 10-40 Мб, машины с процессором 386 имеют винчестер ёмкостью 80-270 Мб, машины с процессором 486 имеют винчестер ёмкостью 300-850 Мб, машины с процессором Pentium имеют винчестер ёмкостью 1-4 Гб, машины с процессором P6 имеют винчестер ёмкостью 4-9 Гб.
Рисунок 6 Накопители
Стандартная ёмкость дискет - 360 Кб и 1,2 Мб (5,25 дюйма) и 720 Кб и 1,44 Мб (3,5 дюйма). На лазерных дисках CD-ROM хранится как правило 650 Мб информации. Но есть CD-ROM ёмкостью до 5-10 Гб. Применяются также магнитооптические диски на 3,5 дюйма ёмкостью 100, 160, 260 Мб и более.
КЛАВИАТУРА предназначена для ручного ввода информации в компьютер. Она содержит клавиши латинских и русских букв, цифр, различных знаков и специальные функциональные клавиши. Число клавишу настольных машин равно 101/102 (иногда и больше). У машин типа NoteBook (блокнот) число клавиш равно 83.
Клавиатура компьютера состоит из 6 групп клавиш :
1) Буквенно-цифровые;
2) Управляющие (Enter, Backspace, Ctrl, Alt, Shift, Tab, Esc, Caps Lock, Num Lock, Scroll Lock, Pause, Print Screen);
3) Функциональные (F1-F12);
4) Цифровая клавиатура;
5) Управления курсором (4 стрелки, Page Up, Page Down, Home, End, Delete, Insert);
6) Световые индикаторы функций (Caps Lock, Num Lock, Scroll Lock).
Рисунок 7 Клавиатура
МОНИТОР (дисплей) предназначен для отображения информации на экране. Существуют текстовый и графический режимы дисплея. Дисплеи воспроизводят цветные и монохромные изображения. Наиболее часто в современных ПК используются мониторы VGA с разрешающей способностью 640*480 точек при передаче 16 цветов и 320*200 для 256 цветов, и мониторы SVGA с разрешающей способностью 800*600, 1024*768, 1280*1024, 1600*1200 при передаче до 16,8 млн. цветов. Размер экрана монитора от 9 до 21 дюйма (23-54 см), но чаще всего14 дюймов (35,5 см). Размер точки (зерна) от 0,32 мм до 0,21 мм.
Рисунок 8 Монитор
Видеопамять – это специальная оперативная память, в которой формируется графическое изображение. Чаще всего её величина от 512Кб до 4 Мб для самых лучших ПК при реализации 16,7 млн. цветов. Настольные компьютеры, как правило, снабжены телевизионными мониторами. Предпочтение следует отдавать мониторам с низким уровнем излучения (Low Radiation). В противном случае надо использовать защитные экраны. Компьютеры типа NoteBook часто используют жидкокристаллический дисплей. Он более безопасен, чем телевизионный.
К персональному компьютеру могут подключаться и другие дополнительные устройства (мышь, принтер, сканер и др.). Подключение производится через Порты - специальные разъёмы на задней панели.
Рисунок 9 Порты
ПОРТЫ бывают параллельные и последовательные. По последовательному порту информация передаётся поразрядно (более медленно) по малому числу проводов. К последовательному порту подключаются мышь и модем. По параллельному порту информация передаётся одновременно по большому числу проводов, соответствующему числу разрядов. Скорость передачи информации при этом выше, но длина проводов может быть не более 1,5 м. К параллельному порту подключается принтер и выносной винчестер.
ПРИНТЕРЫ предназначены для распечатки текста и графических изображений. Принтеры бывают матричные, струйные и лазерные. Они, как правило, подключаются к параллельному порту LPT1. Струйные и лазерные принтеры позволяют осуществлять цветную печать.
Матричные принтеры бывают с 9-игольчатой и 24-игольчатой головкой (более медленная, но более качественная печать). Они подобны пишущей машинке - печать производится ударом матрицы из иголок через красящую ленту, ресурс которой около 500 листов бумаги. Матричные принтеры относительно дешевы и дают удовлетворительное качество печати как на английском, так и на русском языке. Максимальное разрешение 9-игольного принтера Epson FX-100 - 244 точки на дюйм.
МЫШЬ представляет собой манипулятор для управления программами, внешне похожий на мышку. Она резко облегчает процесс управления, но многие современные программы, например Windows, просто не могут нормально работать без мыши. Большинство программ используют две из трёх клавиш мыши. Левая клавиша - основная, ей управляют компьютером. Она играет роль клавиши Enter. Функции правой клавиши зависят от программы. Часто она играет роль клавиши Esc. Если пользователь "левша", то можно в ряде программ поменять клавиши местами. Для мыши, как правило, используется специальный коврик для более надёжного контакта с шариком мыши при перемещении её по столу. Мыши бывают механическая и оптическая.
Рисунок 10 Мышь
Дата добавления: 2021-03-18; просмотров: 86; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!