Технические средства реализации информационных процессов

План: Лекция 5. Структурно-функциональная организация персонального компьютера: 1. Принцип устройства персонального компьютера) 2. Структурная схема ПК 3. Базовая аппаратная конфигурация ПК Лекция 6. Технические возможности и эксплуатационная характеристика периферийных устройств

Персональный компьютер – это многофункциональное электронное устройство, предназначенное для накопления, обработки и передачи информации. 1. Принцип устройства персонального компьютера

Джон фон Нейман, венгро-немецкий математик ( ) - один из крупнейших ученых ХХ века, работавший в областях математики, физики, химии, астрономии, биологии, экономики В основу построения большинства компьютеров положены принципы, сформулированные Джоном фон Нейманом. 1. Принцип программного управления программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определенной последовательности. 2. Принцип однородности памяти программы и данные хранятся в одной и той же памяти; над командами можно выполнять те же действия, что и над данными. 3. Принцип адресности основная память структурно состоит из пронумерованных ячеек.

Структура ПК – это некоторая модель, устанавливающая состав, порядок и принципы взаимодействия входящих в нее компонентов. 2. Структурная схема ПК

3. Базовая конфигурация ПК включает: 1. системный блок; 2. монитор; 3. клавиатуру; 4. мышь.

I. Системный блок - является основным узлом, внутри которого установлены наиболее важные компоненты:

1. Материнская плата – основная плата персонального компьютера. На ней размещаются:

- Процессор – основная микросхема, выполняющая большинство математических и логических операций

- Микропроцессорный комплект (чипсет) – набор микросхем, управляющих работой внутренних устройств компьютера и определяющих функциональные основные возможности материнской платы

- Шины – наборы проводников, по которым происходит обмен сигналами между внутренними устройствами компьютера

- Оперативная память (оперативное запоминающее устройство ОЗУ) – набор микросхем, предназначенных для временного хранения данных, когда компьютер включен

- Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) – микросхема, предназначенная для длительного хранения данных и даже при выключенном компьютере Микросхема ПЗУ AMD AM2716 выпущенная в 1979 году

- Разъёмы для подключения дополнительных устройств (слоты)

2. Жёсткий диск – основное устройство для долговременного хранения больших объёмов данных и программ С:

3. Дисковод гибких дисков – специальный накопитель для оперативного переноса небольших объёмов информации на гибкие магнитные диски (дискеты) или с дискет на жёсткий диск или в ОЗУ.

4. Дисковод компакт-дисков CD- или DVD-ROM (постоянное запоминающее устройство на основе компакт-диска) – устройство для считывания больших объёмов числовых данных с помощью лазерного луча.

5. Видеокарта (видеоадаптер) – это устройство, образующее совместно с монитором, видеоподсистему компьютера.

6. Звуковая карта – устройство, выполняющее вычислительные операции, связанные с обработкой звука, речи, музыки.

II.. Монитор – устройство визуального отображения текстовой и графической информации, преобразует цифровую и (или) аналоговую информацию в видеоизображение.

По способу формирования изображения мониторы делятся на: - жидкокристаллические (LCD); - построенные на основе электронно-лучевой трубки (CRT).

Схема электронно-лучевой трубки Пиксельные триады

Экраны LCD-мониторов (создан в 1970 г.) сделаны из вещества (цианофенил), которое находится в жидком состоянии Виды ЖК мониторов: DSTN (dual-scan twisted nematic - кристаллические экраны с двойным сканированием) и TFT (thin film transistor - на тонкопленочных транзисторах), также их называют соответственно пассивными и активными матрицами.

Панели на органических светодиодах

Сенсорный экран

III. Клавиатура – клавишное устройство управления компьютером.

Самостоятельно рассмотреть тему: «Разновидность и принцип работы клавиатуры»

IV. Мышь – устройство управления манипуляторного типа. Бывают проводные и беспроводные По принципу действия подразделяются на: механические, оптические, лазерные

Даг Энгельбарт американский изобретатель компьютерной мыши в 1968 г. Самая первая в мире компьютерная мышь в руке изобретателя

Механическая мышь Принцип работы: шарик касается двух валиков, один из которых вращается по оси Х, а второй по оси У. На оси с валиками расположены небольшие диски с прорезями (щелевые прерыватели), через которые проходят (или не проходят) инфракрасные лучи от источников излучения. При движении мыши по столу, шарик вращает валики с прерывателями и лучи периодически прерываются, что регистрируется фотодатчиками. Каждый импульс прошедшего излучения расцениваются как один шаг по одной из координат, что и приводит к перемещению курсора мыши на экране монитора.

Оптическая мышь Принцип работы: свет от светодиода рабочей подсветки отражается от поверхности рабочего стола и фокусируется с помощью линзы фокусировки отраженного света. Сфокусированный пучок света попадает на фотоприемник, обеспечивающим работу оптического сенсора мыши.

Лазерная мышь - использует для подсвечивания полупроводниковый лазер. К преимуществам относится надежность и большое разрешение, а также работа на стеклянных и зеркальных поверхностях.

Подключение мыши: Через СОМ-портпорт

Через порт PS/2

Через порт USB

Лекция 6. Технические возможности и эксплуатационная характеристика периферийных устройств подключаются к его интерфейсам и предназначены для выполнения вспомогательных операций.

Классификация периферийных устройств по назначению: 1. Устройства ввода данных 2. Устройства вывода данных 3. Устройства хранения данных 4. Устройства обмена данными

1. Устройства ввода данных:

- специальные клавиатуры предназначены для повышения эффективности процесса ввода данных.

- специальные манипуляторы: джойстик - устройство управления в компьютерных играх и тренажерах. трекбол - устройство ввода аналогичное компьютерной мыши (появилось в 1978 г. для игры в футбол ). Применяется в промышленных и военных компьютерах

- тачпад (англ. touchpad сенсорная площадка), сенсорная панель - указательное устройство ввода, применяемое, чаще всего, в ноутбуках.

- сканер - устройство, которое анализируя какой-либо объект (обычно изображение, текст), создаёт цифровую копию изображения объекта

Виды сканеров: - планшетные; - ручные; - листопротяжные; - планетарные; - книжные; - барабанные; - слайд-сканеры; - сканеры штрих-кода

Планшетные - наиболее распространённый вид сканеров, обеспечивает максимальное удобство, высокое качество и приемлемую скорость сканирования.

Ручные - отсутствует двигатель и объект сканируется вручную. Плюсы - дешевизна и мобильность. Минусы - низкое разрешение, малая скорость работы, узкая полоса сканирования, перекосы изображения.

Листопротяжные - используют технологию факсимильного аппарата и могут сканировать только отдельные листы.

Планетарные сканеры - применяются для сканирования книг или легко повреждающихся документов. При сканировании нет контакта со сканируемым объектом

Книжные сканеры - предназначены для сканирования брошюрованных документов и устраняет перегиб книги.

Барабанные сканеры применяются в полиграфии.

Слайд-сканеры - служат для сканирования плёночных слайдов, выпускаются как самостоятельные устройства, так и в виде дополнительных модулей к обычным сканерам.

Сканеры штрих-кода - небольшие, компактные модели для сканирования штрих-кодов товара в магазинах

-графические планшеты (н-р, дигитайзер, – устройство предназначенное для ввода художественной графической информации)

- цифровые фотокамеры (устройства для получения, хранения и передачи в компьютер фотоизображения).

2. Устройства вывода данных:

- Принтеры – устройства для вывода информации на бумагу, пленку. Делятся по способу печати на четыре основных типа: матричные, лазерные, светодиодные, струйные

Матричные принтеры – простейшие печатающие устройства. Данные выводятся на бумагу в виде оттиска, образующегося при ударе цилиндрических стержней («иголок») через красящую ленту.

Лазерные принтеры обеспечивают высокое качество печати, которая измеряется в страницах в минуту. Как и в матричных принтерах, итоговое изображение формируется из отдельных точек.

Светодиодные принтеры. Принцип действия как у лазерных принтеров, но источником света является не лазерная головка, а линейка светодиодов, которая расположена по всей ширине печатаемой страницы. Конструкция проще, надежнее и дешевле.

В струйных принтерах изображение на бумаге формируется из пятен, образующихся при попадании капель красителя на бумагу. Выброс микро капель красителя происходит под давлением, которое развивается в печатающей головке за счет парообразования.

- Плоттер (графопостроитель) - устройство для автоматического вычерчивания с большой точностью рисунков, схем, сложных чертежей, карт и другой графической информации на бумаге размером до A0 или кальке.

3. Устройства хранения данных: 1. Внешние: 1.1 НГМД (накопитель на гибких магнитных дисках) 1.2 НЖМД (накопитель на жестких магнитных дисках) 1.3 Стримеры 1.4 Flash-карта 1.5 Оптические CD,DVD,BD 1.6 Магнитно-оптические диски 2. Внутренние: 2.1 Оперативная память(ОП) 2.2 Кэш-память 2.3 CMOS-память 2.4 BIOS

НГМД (накопитель на гибких магнитных дисках) Внешние:

НЖМД(накопитель на жестких магнитных дисках)

Стример – предназначен для кодирования видео и аудио данных в режиме реального времени в формат MPEG и передачи по сетям IP, трансляции по сетям IP каналов эфирного и спутникового телевидения

Flash-карта Устройства, выполненные на одной микросхеме (кристалле) и не имеющие подвижных частей, основаны на кристаллах электрически перепрограммируемой флэш-памяти.

Оптические CD, DVD, BD

Магнитно-оптический диск носитель информации, сочетающий свойства оптических и магнитных накопителей и используется для хранения больших объемов информации

Внутренние: Оперативная память (RAM – random access memory, ОЗУ)

Кэш-память (с английского cash – запас)– устройство, имеющее очень короткое время доступа к данным. Встроенная в микросхему сверхбыстрая память.

CMOS-память (complementary metal – oxide semiconductor «комплиментарный металлооксидный полупроводник») предназначена для длительного хранения данных о конфигурации и настройке компьютера (дата, время, пароль), в том числе и когда питание компьютера выключено.

BIOS- постоянная память, т.е. память, хранящая информацию при отключенном питании теоретически долго, в которую данные занесены при ее изготовлении. Такой вид памяти называется ROM (read only memory).

4. Устройства обмена данными

Модем – устройство, предназначенное для обмена информацией между удаленными компьютерами по каналам связи (МОдулятор + ДЕМодулятор)

Благодарю за внимание!