Устройство компьютера

Современный персональный компьютер может быть настольным, портативным или карманным:

Устройство всех этих компьютеров может быть отображено с помощью одной и той же функциональной схемы:

Системная плата – является основным аппаратным устройством компьютера, на ней реализована магистраль обмена информацией, имеются разъёмы для установки процессора и модулей оперативной памяти. Для подключения контроллеров внешних устройств (например, звуковой платы) имеются специальные слоты:

Процессор – устройство, обеспечивающее преобразование информации и управление другими устройствами. Производительность процессора зависит от частоты и разрядности.

Частота – количество базовых операций (например, операций сложения), которые процессор производит за 1 секунду (для современных процессоров – более 3,8 миллиардов операций в секунду).

Разрядность – определяется длиной двоичного компьютерного кода, который процессор может обрабатывать одновременно в процессе выполнения базовых операций (для современных процессоров – разрядность 64 бита).

Процессор аппаратно реализуется на большой интегральной схеме (БИС), которая содержит десятки миллионов микропереключателей и представляет собой маленькую плоскую полупроводниковую пластину площадью несколько квадратных сантиметров, заключенную в плоский корпус с рядами металлических штырьков (контактов).

Оперативная память – устройство для хранения программ и данных, которые обрабатываются процессором в текущем сеансе работы. Оперативная память изготавливается в виде модулей памяти, которые представляют собой плоские пластины с электрическими контактами, по бокам которых размещаются БИС памяти. Модули памяти устанавливаются в специальные разъемы на системной плате компьютера. Современные модули памяти обычно имеют информационную емкость 128, 256 и 512 Мбайт.

Долговременная память – используется для долговременного хранения информации. Устройство, которое обеспечивает запись и считывание информации, называется дисководом, а хранится информация на носителях информации в двоичном компьютерном коде, т.е. в форме последовательностей нулей и единиц.

Дискеты – гибкие магнитные диски, размещенные внутри пластмассового корпуса. Информация на диске хранится на концентрических дорожках, на которых чередуются намагниченные и ненамагниченные участки (намагниченный участок хранит компьютерную единицу «1», а ненамагниченный – компьютерный нуль «0»). На каждой стороне диска по 80 дорожек, информационная емкость дискеты составляет 1,4 Мбайт.

Жесткий магнитный диск – несколько тонких металлических дисков, очень быстро вращающихся на одной оси, заключены в металлический корпус. Сверх миниатюрная магнитная головка может записывать или считывать информацию с сотен тысяч концентрических дорожек. Информационная емкость жестких дисков очень велика и может достигать более 400 Гбайт.

Оптические дисководы и диски – в оптических дисководах используется оптический принцип записи и считывания информации. Информация на оптическом диске хранится на одной спиралевидной дорожке, идущей от центра диска к периферии и содержащей чередующиеся участки с хорошей и плохой отражающей способностью.

В процессе считывания информации с оптического диска луч лазера, установленного в дисководе, падает на поверхность вращающегося диска и отражается. Отраженный луч меняет свою интенсивность на разных участках диска и преобразуется в цифровой компьютерный код (отражает – компьютерная «1», не отражает – компьютерный «0»).

Энергонезависимая память – применяется для долговременного хранения информации и не требует, в отличие от оперативной памяти, подключения источника электрического напряжения. Карты памяти и flash-диски не имеют движущихся частей и поэтому обеспечивают высокую сохранность данных при использовании в мобильных устройствах (портативных компьютерах, цифровых камерах). Информационная емкость flash-памяти может достигать более 8 Гбайт.

Устройства ввода информации – аппаратные средства для преобразования информации из формы, понятной человеку, в форму, воспринимаемую компьютером.

Клавиатура – используется для ввода числовой и текстовой информации. Стандартная клавиатура имеет 104 клавиши и 3 световых индикатора в правом верхнем углу, информирующих о режимах работы.

Координатные устройства ввода – служат для ввода графической информации и для работы с графическим интерфейсом программ. К таким устройствам относятся манипуляторы мышь и трекбол, сенсорные панели и графические планшеты, джойстики:

Мышь и трекбол – оптико-механические манипуляторы, в них основным рабочим органом является массивный металлический шар, покрытый резиной. Вращение шара преобразуется в движение указателя мыши на экране монитора.

Сенсорные панели – используются в портативных компьютерах вместо манипуляторов, перемещение пальца по их поверхностям преобразуется в перемещение курсора на экране монитора.

Графические планшеты – используются для рисования и ввода рукописного текста. С помощью специальной ручки и мыши на графическом планшете можно рисовать, чертить схемы и добавлять подписи к электронным документам.

Джойстики – игровые манипуляторы, они предназначены для управления ходом компьютерных игр и представляют собой рукоятку с кнопками на подставке.

Сканер – предназначен для оптического ввода в компьютер и преобразования в компьютерную форму изображений (фотографий, рисунков, слайдов), а также текстовых документов. Сканируемое изображение последовательно освещается светом источников, размещенных на движущейся вдоль изображения линейке, а отраженный свет преобразуется в высококачественное изображение в компьютерном формате.

Цифровые камеры – видеокамеры и фотоаппараты, позволяющие получать видеоизображения и фотоснимки непосредственно в цифровом компьютерном формате. Для передачи «живого» видео по компьютерным сетям используются цифровые Web-камеры.

Звуковая карта и микрофон – предназначены для ввода звуковой информации. Звуковая карта имеет возможность синтезировать звук – в её памяти хранятся звуки различных музыкальных инструментов, которые она может воспроизводить.

Устройства вывода информации – аппаратные средства для преобразования компьютерного (машинного) представления информации в форму, понятную человеку.

Монитор – универсальное устройство вывода визуальной информации. Используются мониторы на электронно-лучевой трубке и плоские мониторы на жидких кристаллах. Преимущество мониторов на жидких кристаллах состоит в отсутствии излучений и компактности.

Информация на экране монитора представляется в виде растрового изображения, которое формируется из отдельных точек (пикселей), расположенных построчно. Качество изображения определяется разрешающей способностью монитора, т.е. количеством точек, из которых оно складывается. Чем больше разрешающая способность, тем выше качество изображения.

Разрешающая способность – количество строк растра и количество точек в одной строке (например, 800Í600, 1024Í768, 1280Í1024).

Принтеры – предназначены для вывода на бумагу (создания «твердой копии») числовой, текстовой и графической информации. По своему принципу действия принтеры делятся на матричные, струйные и лазерные.

Матричные принтеры – это принтеры ударного действия. Печатающая головка матричного принтера состоит из вертикального столбца маленьких стержней (9 или 24), которые под воздействием магнитного поля «выталкиваются из головки и ударяют по бумаге через красящую ленту. Перемещаясь, печатающая головка оставляет на бумаге строку символов. Недостатки матричных принтеров – низкая скорость печати, производят много шума, невысокое качество печати.

Струйные принтеры – позволяют быстро печатать тексты (до нескольких десятков страниц в минуту), широко используются в цифровой фотографии для печати цветных изображений высокого качества, полученных с помощью цифровых фотокамер.

В струйных принтерах используются чернильные печатающие головки, которые под давлением выбрасывают на бумагу из ряда мельчайших отверстий капельки чернил различных цветов. Перемещаясь вдоль бумаги, печатающая головка оставляет строку символов или полоску изображения. Недостаток струйных принтеров – большой расход чернил при их высокой стоимости.

Лазерные принтеры – обеспечивают типографское качество печати и высокую скорость печати, используются для печати документов, рефератов и т.д.

Плоттер – устройство для вывода сложных и широкоформатных графических объектов (плакатов, чертежей, электрических и электронных схем). Принцип действия плоттера такой же, как и струйного принтера.

Акустические колонки и наушники – используются для прослушивания звука, они подключаются к выходу звуковой платы.

Модем – устройство, производящее модуляцию (преобразование цифровых сигналов в аналоговые) и демодуляцию (преобразование аналоговых сигналов в цифровые).

Модем – устройство, предназначенное для преобразования и передачи данных между удаленными компьютерами через телефонную сеть.

Модем преобразует выходную информацию компьютера в сигнал, который может передаваться по телефонным линиям связи. По получении информации из сети, модем выполняет обратное преобразование информации.

Сетевая карта. Для физического соединения компьютеров в локальную сеть, используется целый набор специального оборудования.

Компьютеры соединяются специальными кабелями, а сами компьютеры должны быть оборудованы сетевыми платами, предназначенными для физического подключения компьютера в сеть и поддержки сетевого взаимодействи

Учебно-методическое обеспечение урока:

1. Преподавание курса «Информатика и Икт» в основной и старшей школе: Методическое пособие / Н.Д. Угринович. – 3-е изд. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2006.

2. Информатика: Учебник для 7 класса / Н.Д. Угринович – 4-е изд. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2006.

3. Информатика и ИКТ. Базовый курс: Учебник для 8 класса / Н.Д. Угринович – 4-е изд. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2006.