Основные функциональные узлы ПК
ПК= Hardware + Software (аппаратное + программное)
Аппаратное - это устройства и приборы, входящие в состав ПК.
ПО - это совокупность программного обеспечения, управляющее аппаратными средствами и выполняющие задачи по обработке информации.
Существует 2 классификации устройств ПК
1. С точки зрения структуры в ПК выделяют конструктивные блоки: системный блок, монитор, клавиатура, мышь.
Системный блок - все основные узлы ПК:
а) электронные схемы, управляющие работой ПК, которые состоят из электронных плат.
На основной материнской плате находятся микропроцессор и внутренняя память. К ней подсоединяются дочерние платы (звуковая, видео, сетевая). А обмен данными между всеми устройствами происходит с помощью шины.
б) блок питания, преобразующий электропитание сети в постоянный ток низкого напряжения.
в) вентилятор системы охлаждения
г) накопители для винчестера, CD/DVD дисков.
Все устройства, которые внешне подключаются к компьютеру, называются периферийными.
2. С точки зрения выполнения компьютером функций можно выделить функциональные узлы.
Впервые основные принципы устройства ЭВМ были предложены американским математиком Фон Неймоном в 1945.В соответствии с ними в каждой ЭВМ должны иметься 4 основных функциональных узла, а взаимодействие между ними можно упрощенно изобразить в виде схемы
Устройства ввода
Эти устройства преобразуют различные виды информации в цифровую (двоичную) форму. Делятся на три группы:
|
|
|
> Устройства ввода информации от человека: клавиатура, координатные манипуляторы, сканер/дигитайзер, сенсорный экран, стилус, микрофон, веб-камера, планшет.
> Устройства ввода данных с других вычислительных систем: сетевая карта, модем.
> Устройства, обеспечивающие ввод информации из устройств хранения данных: дисководы, порты, USB. И дисководы (с ЖД, СD. DVD)
Клавиатура- устройство для ввода текстовой информации 104 клавиши, эргономичная
Максимальная скорость ввода на клавиатуре: 10 символов в секунду.
Тенденции в развитии:
беспроводные клавиатуры (инфракрасное излучение и радиоволны)
виртуальные клавиатуры:
• экранная клавиатура
• клавиатуры, которые проектируются на поверхность с помощью инфракрасных лучей
• воображаемая клавиатура, которая наделяется возможностью понимать жесты (датчики)
Координатные манипуляторы (мышь)
Позволяют на расстоянии управлять графическими объектами. Первая мышь была создана в 1964. Первые мыши были механическими. Затем автомеханические Сейчас используются оптические мыши, основанные на использовании миниатюрных фотокамер.
Тенденции в развитии:
|
|
|
* беспроводные мыши (инфракрасное излучение, радиоволны, лазерные)
* виртуальные мыши (управляющие перчатки, браслеты, кольца)
* педальные мыши
* мышь, перевернутая шариком вверх – трекбол, трекпоинт (миниатюрный джойстик, расположенный на клавиатуре)
* тачпад (чувствительная контактная площадка, движения пальца по которой вызывает перемещение курсора)
Джойстик - рычажной манипулятор для ввода информации о движении руки. Существует огромное количество различных по дизайну джойстиков
контроллере Kinect
Принципиально новое решение, которое способно в корне изменить процесс взаимодействия пользователя именно с ПК, было представлено в конце 2010. контроллере Kinect, создан фирмой Microsoft.
Что же такое Kinect? Если охарактеризовать его предельно кратко, то
это специализированное устройство ввода, предназначенное для управления работой приложений посредством движений, жестов и изменения позы.
Используется для игровых приставок.
Аппаратное оснащение Kinect включает пару цифровых видеокамер, микрофон, дальномер и высокопроизводительный микропроцессор. Посредством видеокамер устройство в режиме реального времени отслеживает положение тела пользователя в пространстве. Изображение считывается частотой 30 кадров в секунду.
|
|
|
Сенсорный экран (Тачскрин)
Координатное устройство, позволяющее путем прикосновения (пальцем/стилусом) в области экрана монитора производить выбор необходимого элемента данных, меню, осуществлять ввод данных.
Стилус маленькое тонкое перо, которое используется для управления устройствами с сенсорным интерфейсом (КПК, смартфоны, мобильные телефоны)
Сканер
Устройство для оптического ввода изображения в память компьютера. Если при помощи сканера вводится текст, компьютер воспринимает его как картинку. Для преобразования такого графического текста в обычный символьный формат используют программы оптического распознавания символов.
Виды сканеров:
■ ручные
■ роликовые (похожие на факс - лист движется мимо зафиксированного света)
■ планшетные – наиболее распространенные. Лист фиксируется, а движется луч света. Изображение при помощи призм и зеркал проектируется на линейку.
■ барабанные сканеры применяются в полиграфии. Движется и оригинал, и луч света и светочувствительные прибор
■ трехмерные сканеры (аэропорты)
■ сканеры штрих-кода (магазины)
Дигитайзер (диджитайзер)
Кодирующее устройство, позволяющее поточечно вводить в ПК двумерную сложную графическую информацию. Используется для ввода чертежей, схем большого формата.
|
|
|
Альтернативные устройства ввода –микрофон (для речевого интерфейса), специальные датчики и Web камера (для мыслительно интерфейса и управления жестами).
Устройства вывода – это устройства для вывода инфо из памяти ПК пользователю. Они преобразуют инфо из двоичной формы в привычные для пользователя виды: текстовую, звуковую, графическую.
К ним относятся:
Монитор
Принтер
Плотер
Аудиосистеиа- встроенные динамики, наушники, акустические колонки
Монитор вместе с видеокартой составляют видеоподсистему.
Видеокарта – это устройство, определяющее разрешающую способность экрана монитора и проитру.
Основные характеристики монитора:
· разрешающая способность
· цветопередача (политра) 16,7 XGA 24 млн
· частота развертки (смена кадров)
· размер по диагонали – 21,29 дм.
Видеокарта имеет внутреннюю память. Это самое энергопотребляемое устройство
типы мониторов
• ЭЛТ — на основе электронно-лучевой трубки
• ЖК — жидкокристаллические мониторы
• Плазменные — на основе плазменной панели
• Полимерные — на технологии OLED, LEP — органический светоизлучающий диод)
• Проекционные— видеопроектор и экран, размещённые отдельно или объединённые в одном корпусе (пикопроектор)
• Виртуальный монитор — технология устройств вывода, формирующая изображение непосредственно на сетчатке глаза.
• Лазерный — на основе лазерной панели (пока только внедряется в производство). В комплекте с стерео очками способны воспроизводить 3 D изображение.
Принтер
Принтер (от англ, print — печать) — периферийное устройство компьютера, предназначенное для перевода текста или графики на физический носитель из электронного вида.
По способу печати:
• Матричные принтеры
Матричные принтеры — печатающая головка, состоит из набора иголок (матрицы) и через красящую ленту отпечатывается символ (созданы в 1964 году).
недостатками монохромность, очень низкая скорость работы и высокий уровень шума.
Достаточно широко сегодня используются в некоторых областях (печать товарных чеков, банковское дело — печать документов под копирку, и др.)
• Струйные принтеры
Картриджа имеют 4 цвета чернил, как правило. Печатающая головка имеет маленькие отверстия (сопла), под давлением частички чернил проходят через сопла, смешиваются и образуют нужные цвета. 10-20 стр. мин.
• Лазерные принтеры
Качество печати- высокое. V -40 – стр. мин. Технология – частички порошка (тонера) под воздействием луча лазера(t поднимается) вплавляются в лист бумаги
• Сублимационные принтеры. Используются в полиграфии. Позволяют получить фотографическое качество печати. Порошок, минуя жидкое состояние преобразуется в пар.
Недостаток - приходится платить большим временем печати каждой фотографии(несколько слоев)). Наиболее известными производителями таких принтеров являются Canon и Sony.
Плоттер или графопостроитель i
Это устройство, выполняющее функции вывода графической инфо (чертежей, схем, карт) на бумагу большого формата. Используются в проекторных институтах.
Устройства для вводв/вывода инфо
Это устройства, , обеспечивающие ввод/вывод информации из внешней массовой памяти и дополнительных устройств:
a) Дисководы (ЖМД, CD.DVD)
b) Порты ( USB)
c)
Устройства связи с другими вычислительными системами . До 70-х ЭВМ работали в автономном режиме. Развиваются локальные сети, появляется Интернет. Для передачи данных на большие расстояния используются линии телефонной сети, где информация передается электрическими сигналами.
· Модем - это устройство, которое используется для преобразования цифровой инфо в электрические сигналы и наоборот. Бывают внутренние и внешние
· Сетевой адаптер – устройство, обеспечивающее подключение ПК к локальной сети (сетевая карта, блютуз-адаптер, (соединение ПК с сотовым телефоном),Wi-FI- адаптер),
· Дополнительные устройства ввода/вывода - цифровые видеокамеры, фотокамеры, сотовые телефоны, плееры, телевизоры
УСТРОЙСТВА ХРАНЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ
ПК имеет 2 раздела памяти: внутренняя и внешняя. Внутренняя память представлена в виде электронных схем, расположенных на материнской плате, а внешняя память - это накопители инфо – ЖМД, CD/DVD/
Внутренняя память отличается набольшим t доступа к данным, но не позволяет хранить большой V инфо, а внешняя – наборот.
Внутренняя память компьютера на 2 части - ПЗУ (ROM) и ОЗУ (RАM)
ПЗУ (ROM) – постоянно запоминающее устройство, это энергонезависимая память
В нее при сборке ПК на заводе записывается специальный комплекс программ BIOS, который позволяет осуществлять тестирование всех устройств и начальную загрузку ОС при включении ПК. Размер ПЗУ не более 1 Мб. Разработчики фирм Интел и Майкрософт заявили, что BIOS является препятствием для внедрения новых технологий и предложили новую технологию (UEFI - Unified Extensible Firmware Interface),без BIOS, с 2011г. стала стандартом.
Это принципиально новый тип энергонезависимой памяти с высоким быстродействием, низким энергопотреблением и с высокой плотностью хранения информации. Разрабатываются разные технологии MRAM, FRAM, что позволят не загружать ПК в начале каждого сеанса, т.к. он будет в постоянной готовности. В Windows 7 включена поддержка нового стандарта UEFI, который придет на смену традиционному BIOS
ОЗУ (RАM) – память произвольного доступа
Это быстродействующая кратковременная память, которая предназначена для хранения, исполняемых в данный момент программ и необходимых для этого данных. После выключения ПК ее содержимое пропадает.
У первого ПК ОЗУ было 16 Кб. С 1981г. ОЗУ было 640 Кб. Сейчас ОЗУ составляет 1-2 Гб.
ВНЕШНЯЯ ПАМЯТЬ
Жесткий магнитный диск (винчестер) - это устройство для длительного хранения информации. Винчестер появился в середине 50-х годов (I BM). Конструктивно представляет… Информация записывается – головка дисковода намагничивает участок магнитного диска- домен (если направление магнитного поля на каком-то одно- 0, другое -1), до недавнего времени использовалась параллельная запись , сегодня уже перпендикулярная.
Основные характеристики винчестера:
* Емкость (средняя 300-400 Гб, максимум 3 Тб)
* Плотность записи данных на квадратный дюйм (перпендикулярная запись)
* Скорость вращения магнитных пластин (5400-15000 вращений в мин.)
* Время доступа (6-10 млсек)
Существуют съемные жесткие диски, которые устанавливаются отдельно, привлекают мобильностью.
Появились твердотелые накопители SSD диски - запоминающее устройство с функциями жесткого диска, но без движущихся механических частей. Используется полупроводниковая технология, принцип работы которой основан на изменении электрического заряда в полупроводниках. Носителями информации являются микросхемы памяти. В настоящее время эти накопители используются в нетбуках, смартфонах и т.д. Intel выпустит новую серию SSD-
Съемные носители информации
Основные характеристики: объем и размер.
Дискета (уже не производятся). Размер 3.5 дюйма. Емкость 1.44 Мб.
Первая дискета была создана в 1981г. (фирма Sony). Недостатки – размер, малонадежные
Магнитные ленты (магнитные ленты представляют собой носитель, аналогичный используемому в аудиокассетах бытовых магнитофонов (4.8млм.). Устройство, которое обеспечивает запись и считывание информации с магнитных лент называется стримером. Емкость магнитных лент более 200 Гб, Служат для хранения архива жесткого магнитного диска или создания больших резервных копий. Используют крупные фирмы, такие как банки.
Флешпамять
Первоначально это был магнитный носитель. Флэш-память использовалась в мобильных телефонах. Сегодня это полупроводниковая технология, принцип работы которой основан на изменении электрического заряда в полупроводниках. Сегодня флэш-память используется в КПК, сотовых телефонах, цифровых видео фотокамерах. Для настольного ПК чаще всего используются флеш-диски. Их емкость составляет 4-8 Гб, 64 Гб, а максимум составляет 2Т6.
До 2008 года существовали магнитно-оптические диски.
Оптические носители - это носители, в которых информация считывается и записывается с помощью лазерного излучения.
Это CD-диски, в первую очередь. Первый диск появился в 1979 году в Японии, емкость составляла 650Мб (по 6 симфонии Бетховена). D=120мл. Изначально диск был создан для хранения аудиозаписей в цифровом виде. С 1987 г. компакт-диски стали использовать для записи не только музыки, но и любых (!) данных. Все ПК стали оснащаться приводом CD-ROM. Существуют диски размером 80млм, которые используются в цифровых фотокамерах и видеокамерах. V 185 Mb
К 2007 г. в мире было продано около 200 млрд. CD (на каждого жителя Земли, включая младенцев и стариков, – не меньше 30 дисков!).
На данный момент спасти формат CD не смогут никакие новшества и ухищрения.
CD-ROM (read only memory), CD-R (recordable), CD-RW (rewritable).
Самый прогрессивный и популярный сменный носитель сегодня это
DVD (Digital Versatile Disk). Первый DVD-диск был создан в 1995г.
По типу физического формата DVD можно разделить на следующие категории:
• диски только для чтения DVD ROM;
• диски для однократной записи (DVD-R и DVD+R);
• перезаписываемые диски (DVD-RW, DVD+RW, DVD-RAM).
DVD-RAM это единственный формат оптических дисков, который позволяет одновременно записывать и воспроизводить информацию. Тем не менее, несмотря даже на все свои преимущества, этот формат на данный момент не поддерживается большинством бытовых DVD-плееров и компьютерных DVD-приводов.
Разные фирмы работали над созданием дисков и предлагали свои стандарты.
По технологии записи различают:
· Односторонние однослойные - 4.7Гб.
· Однослойные двухсторонние 9.4Гб.
· Односторонние двухслойные 8.5Гб.
· Двухсторонние двухслойные 17Гб.
Размер по диаметру 120млм.
Уже появились и разрабатываются следующее поколение оптических носителей:
Blu -гау Disk - это ультрафиолетовые накопители с повышенной плотностью записи. Стандарт Blu-ray был разработан в 2000 году. Коммерческий запуск формата Blu-ray прошёл весной 2006 года.
На данный момент доступны диски :
• BD-R (одноразовая запись),
• BD-RE (многоразовая запись),
• D-RE DL (многоразовая запись
Особенности Blu-ray
• однослойный диск Blu-ray (BD) может хранить 23,3 ГБ (25 ГБ);
• двухслойный диск может вместить 46,6 ГиБ (50 ГБ);
• трёхслойный диск может вместить 100 ГБ;
• четырёхслойный диск может вместить 128 ГБ.
Ещё в конце 2008 года японская компания Pioneer демонстрировала 16-ти и 20-слойные диски на 400 и 500 ГБ. У этих открытий был существенный недостаток - разработать и унифицировать устройства для чтения и записи новых форматов Blu-ray дисков было проблематично, а главное очень дорого.
5 октября 2009 года японская корпорация TDK сообщила о создании записываемого Blu-ray диска ёмкостью 320 гигабайт. Новый десятислойный носитель полностью совместим с существующими приводами
Сегодня их емкость составляет 25-320Г6. За счет уменьшения длинны волны лазера возможно будет записывать на один слой до 500Гб информации
Дата добавления: 2018-10-26; просмотров: 1385; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!