Презентация по информатике "Устройства компьютера"

При большом разнообразии персональных компьютеров ( desktop, notebook, handheld) в их устройстве много общего. Любой ПК состоит из нескольких блоков – это

системный блок , монитор, клавиатура.

Магистрально-модульный принцип построения компьютера

Шина данных

магистраль

Шина адреса

Шина управления

Центральный

процессор

Устройства I/O

Память

Устройства I/O

информации

основные

дополнительные

клавиатура

монитор

внешние

внутренние

принтер

НЖМД

НГМД

модем

сканер

манипуляторы

плоттер

другие устройства

Основные устройства – устройства, без которых работа на компьютере невозможна. Дополнительные – устройства, которые подключаются или используются при необходимости.

В системном блоке собраны важнейшие устройства ПК, которые

обеспечивают обработку данных, электропитание, возможность

подключения дополнительных устройств и др.

На передней панели системного блока расположены : кнопка

включения / выключения компьютера, лицевая панель дисководов, индикаторы питания компьютера и активности жесткого диска, кнопка перегрузки компьютера.

Внутри системного блока находятся материнская плата, процессор, блок питания, оперативная память, жесткий диск, дисководы, видеоплата, звуковая плата.

3

ЦП

АЛУ

УУ

Процессор (от англ. processor – выполнять действия) самая главная часть компьютера, его «мозг». Он управляет работой всего компьютера и выполняет команды, предписанные ему программой, такие как : арифметические команды, логические команды, передача информации между модулями.

АЛУ – арифметико-логическое устройство ( Arithmetic Logic Unit ) выполняет обработку данных, их вычисление и перемещение. На АЛУ поступают команды, предписывающие операции над данными.

УУ – устройство управления ( Control Unit) выполняет функции управления блоками компьютера и исполнением программы. На УУ поступают импульсы, которые синхронизируют работу всех модулей компьютера. УУ управляет порядком передачи информации между подключенными устройствами.

Основные характеристики процессора компьютера

• тактовая частота определяет быстродействие процессора, от нее зависит количество базовых операций, которые производит процессор в минуту;
• разрядность влияет на производительность процессора, определяется количеством двоичных разрядов, которые могут передаваться или обрабатываться процессором одновременно;
• адресное пространство процессора определяется разрядностью адресной шины, т.е. максимальный объем оперативной памяти, который может быть установлен в компьютере.

Дисплей (монитор) – это устройство вывода информации на экран компьютера. Монитор может быть цветным или монохромным (т.е. черно-белым). На экране цветного монитора каждый пиксель состоит еще из 3-х более мелких точек, окрашенных в один из трех цветов : красный, зеленый или синий. На качество изображения влияет видеокарта. Современные мониторы можно разделить на три класса:

• электронно-лучевые мониторы
• жидкокристаллические мониторы
• газоплазменные мониторы

Электронно-лучевые мониторы. Изображение выводится по "строчкам", которые рисует электронный луч, пробегая по экрану. Эти мониторы сейчас наиболее распространены из-за хорошего качества изображения и сравнительно невысокой цены.

Один из самых больших недостатков лучевых мониторов - вредное воздействие на здоровье человека. При длительной работе и несоблюдении правил техники безопасности ухудшается зрение, возникают головные боли, бессонница. На пользователя попадают вредные лучи, экран постоянно мерцает, электронная пушка "съедает" кислород в комнате.

Жидкокристаллические мониторы. Экран этого монитора представляет собой матрицу, каждый элемент которой - жидкий кристалл (как в электронных часах). Кристаллы сами не светятся, они освещаются специальными лампами. Под действием электрических сигналов кристаллы меняют свои оптические свойства, моделируя на экране элементы изображения.

К достоинствам этих мониторов прежде всего следует отнести отсутствие вредного излучения, мерцание экрана, сжигание кислорода в помещении. Приятными качествами являются малый вес, малая толщина (можно вешать на стену) и небольшое потребление электроэнергии (могут питаться от батарейки или небольшого аккумулятора). Недостатки. Цена - в два раза большая цены лучевых мониторов - объясняется сложностью процесса изготовления. Цветопередача и яркость этих мониторов зависит от угла зрения. Если смотреть на монитор сбоку, сверху или снизу, экран тускнеет. Не всегда монитор успевает перерисовать на экране быстрые движения, и они получаются немного смазанными.

Газоплазменные мониторы. Экран этих мониторов содержит матрицу, ячейки заполнены газовой смесью. Газ светится под воздействием электрического тока (плазменный разряд). Примерно так же работают лампы дневного света.

Плазменные мониторы - это, как правило, мониторы с тонким, но очень большим экраном (40 и больше дюймов по диагонали - примерно 100 см и более). Дело в том, что газовая ячейка не может быть пока такой же маленькой, как жидкокристаллическая. Смотреть на такие мониторы нужно с приличного расстояния, иначе будет заметна клетчатая структура экрана.

Плазменные мониторы используются сейчас в основном для показа компьютерного изображения большой аудитории и в дорогих телевизорах (домашних кинотеатрах). На плазменных мониторах изображение получается очень высокого качества, оно не зависит от угла зрения просмотра. Они безвредны для зрения и здоровья в целом. К положительным качествам можно добавить быструю перерисовку экрана (никакой смазанности движений). К сожалению, плазменные мониторы пока слишком дороги. Их цена превышает стоимость жидкокристаллических собратьев в несколько раз. Существенным недостатком является высокая потребляемая мощность (в несколько раз выше, чем у лучевого). Наконец, у плазменных мониторов сравнительно небольшой срок службы (4-7 лет). Это связано с довольно быстрым выгоранием элементов, свойства которых быстро ухудшаются, и экран становится менее ярким.

Видеокарта. Видеокарта (другие названия: "графическая карта", "видеоадаптер") управляет работой монитора, освобождая процессор от построения кадров изображения. Видеокарта располагается в системном блоке и представляет собой маленький графический компьютер со своим процессором и памятью:

От качества видеокарты зависят скорость обработки видеоинформации, четкость изображения, число цветов на экране и разрешение, в котором будет работать монитор.

Основным устройством ввода информации (алфавитно- цифровых данных и других символов) в компьютер является клавиатура, которая содержит 104 клавиши и

3 информирующих о режимах работы световых индикатора.

Мышь – устройство управления манипуляторного типа, предназначенное для указания на объекты на экране монитора и выполнения над ними различных действий. Перемещение мыши по плоской поверхности синхронизировано с перемещением графического объекта (указателя мыши) на экране монитора.

Различают оптико-механические мыши (снабжены металлическим, покрытым резиной, шаром, который вращается при перемещении ее корпуса по поверхности) и оптические мыши (источник света внутри мыши освещает поверхность, а отраженный свет фиксируется фотоприемником). Бывают двухкнопочные или трехкнопочные мыши, некоторые мыши снабжены дополнительным колесиком, современные модели часто являются беспроводными.

Трекбол , или шаровой манипулятор, напоминает перевернутую мышь. В трекболе шарик вращается рукой и указатель перемещается по экрану. Он очень удобен, когда мало места, т.к. не требует пространства для перемещения по столу. Поэтому часто применяется в портативных компьютерах.

Джойстик представляет собой рычажный манипулятор, который используется для управления движущимися объектами на экране дисплея в компьютерных играх.

Джойстик состоит из управляющей ручки, корпуса и имеет одну или несколько кнопок, размещенных на ручке или на корпусе.

Управляющие действия передаются в компьютер при помощи поворотов рукоятки и нажатия кнопок.

Сенсорный экран, или сенсорная панель тачпад (от англ. TouchPad) , представляет собой прямоугольную поверхность, покрытую специальным слоем и чувствительную к перемещению пальца и нажатию пальцем. Перемещение пальца по панели двигает курсор на экране, а нажатие на поверхность панели эквивалентно нажатию на кнопку мыши. Используется в портативных компьютерах.

Световое перо похоже на карандаш, на кончике которого имеется светочувствительный элемент. При перемещении пера по экрану можно рисовать или писать как на листе бумаги. Используется в карманных микрокомпьютерах.

Графический планшет , или дигитайзер, используется для создания или копирования рисунков, схем, подписей и т.д. Условия создания изображения приближены к реальным: специальным пером или пальцем выполняется рисунок на специальной поверхности, результат воспроизводится на экране монитора.

Колонки и наушники - устройства звукового вывода, которые преобразуют данные в двоичном представлении в звук, т.е. музыку, человеческую речь, различные звуки, понятные человеку,

Микрофон - устройство ввода звуковой информации, которое подключается к входу звуковой карты. Звуковая карта преобразует различные звуки в двоичный код для записи и хранения звуковой информации в компьютере, а также имеет возможность синтезировать звук (в ее памяти хранятся звуки различных музыкальных инструментов, которые она может воспроизводить).

Для создания резервных копий информации, размещенной на жестких дисках компьютера, используется стример (англ. Stream – поток, течение; струиться) – устройство для записи/считывания информации на кассеты (картриджи) с магнитной лентой. Стримеры просты в использовании и обеспечивают самое дешевое хранение данных. Бывают внутренними и внешними. Отличаются по емкости (от 20 Мбайт до 40 Гбайт на одной кассете), типу используемых кассет, интерфейсу, скорости чтения-записи данных (от 100 Кбайт/с до 5 Мбайт/с и более), надежности записи на ленту и т.д. На кассеты стримеров периодически записывают информацию с винчестера, чтобы воспользоваться ею в случае непредвиденного сбоя жесткого диска, когда необходимо срочно восстановить хранившуюся на нем информацию.

Модем – это устройство для обмена информацией с другими компьютерами через телефонную сеть. Факс-модем – устройство, сочетающее возможности модема и средства для обмена факсимильными изображениями с другими факс-модемами и обычными телефаксными аппаратами. Некоторые модемы обладают голосовыми возможностями и могут, например, использоваться в качестве автоответчика. Модемы бывают внутренними (в виде электронной платы), внешними (в виде отдельного устройства) и в виде РС-карты (для подключения к портативному компьютеру). Модемы отличаются максимальной скоростью передачи данных и поддерживаемыми протоколами связи. Большинство современных модемов работает со скоростью 14400-33600 бит/с и поддерживает средства исправления ошибок и сжатия данных.

Плоттер, или графопостроитель, (от англ. to plot – вычерчивать чертеж) – устройство вывода сложных и широкоформатных графических объектов: схем, плакатов, чертежей, карт и т.д. Принцип действия плоттера такой же, как у струйного принтера. По конструкции плоттеры делятся на планшетные (бумага неподвижна, а печатающая головка перемещается по двум направлениям) и барабанные (в одном направлении движется головка, в другом - бумага). По принципу действия плоттеры делятся на перьевые (используются обычные перья), струйные (разбрызгиваются капли чернил по бумаге), электростатические (с помощью электрического заряда), плоттеры с термопереносом (с помощью термочувствительной бумаги и электрически нагреваемых иголок), карандашные (используется обычный грифель).

Сканер – это устройство ввода, которое позволяет переснимать изображение на бумаге и помещать его на экран дисплея. Сканер позволяет ввести в компьютер фотографию, страницу журнала, книги, рукопись. Можно отсканировать страницу с текстом (как картинку), а затем при помощи специальной программы преобразовать изображение в настоящий текст, с которым можно работать в текстовом редакторе. Сканер преобразует изображение на рисунке в машинный код, который записывается в память компьютера.

Сканеры. Сканирование выполняется при помощи светового луча. Источник света перемещается вдоль оригинала, считывая изображение.

Сканеры можно разделить на два класса: ручные и планшетные. Ручной сканер по изображению перемещает пользователь. Планшетный сканер сам перемещает источник света вдоль оригинала, уложенного на стекло.

матричные

лазерные

струйные

Принтер – устройство вывода информации на бумагу посредством печати.

Матричные принтеры. Матричный принтер имеет печатающую головку с тонкими иголочками (обычно 9 или 24). Головка перемещается слева направо по листу бумаги. Иголочки выдвигаются вперед электромагнитами, ударяют по красящей ленте и оставляют следы на бумаге. Можно, использовать копирку, получать несколько экземпляров документа за один раз. Достоинства: дешевы как сами принтеры, так и расходные материалы к ним (бумага, красящая лента, копирка).

Недостатки: среднее качество печати (особенно плохо с картинками), один цвет, высокий уровень шума, низкая скорость работы. В настоящее время матричные принтеры применяются все реже.

Струйные принтеры. Работа струйного принтера напоминает работу матричного. Здесь также есть печатающая головка, только вместо иголок - сопла, через которые на бумагу впрыскиваются чернила (из разноцветных чернильниц).

Струйные принтеры имеют более высокое качество печати по сравнению с матричными и невысокую стоимость по сравнению с лазерными. Они не так шумят, как матричные принтеры, но весьма требовательны к бумаге: на плохой бумаге чернила расплываются.

Лазерные принтеры. В лазерном принтере изображение строится на вращающемся барабане при помощи лазерного луча. Затем на барабан наносится тонер - красящая пыль, изображение переносится на бумагу и закрепляется нагретым роликом.

На лазерном принтере достигается очень высокое качество печати (как в типографии). Принтеры практически бесшумны и скоростнее. Но цена их выше, чем у струйных. Особенно дороги цветные лазерные принтеры.

НЖМД – накопитель на жестких магнитных дисках, или винчестер, – устройство, которое обеспечивает запись/считывание информации путем намагничивания ферромагнетиков в магнитном поле. Состоит из несколько десятков дисков, покрытых магнитным слоем, размещенных на одной оси, заключенных внутри герметичного корпуса дисковода и вращающихся с большой угловой скоростью. Большая информационная емкость жестких дисков (до 200 Гбайт) достигается за счет увеличения количества дорожек на каждом диске до нескольких тысяч, а количества секторов – до нескольких десятков. Большая угловая скорость вращения дисков (до 7200 об./мин) позволяет достигать высокой скорости считывания/записи информации (до 130 Мбайт/с).

НГМД – накопитель (дисковод) на гибких магнитных дисках – устройство, которое, подобно НЖМД, обеспечивает запись/считывание информации путем намагничивания. Гибкий магнитный диск (дискета) вставляется в дисковод, который вращает его с постоянной угловой скоростью. Информационная емкость 1,44 Мбайт, скорость записи/считывания информации – около 50 Кбайт/с из-за медленного вращения диска – 360 об./мин.

В лазерных дисководах CD и DVD используется оптический принцип записи/считывания информации (с помощью мощного лазера). В настоящее время наиболее распространены 52-скоростные CD -дисководы со скоростью считывания информации до 7,8 Мбайт/с и 16-скоростные DVD -дисководы со скоростью считывания информации до 21 Мбайт/с.

память

внешняя

внутренняя

ПЗУ

Кэш-

память

ОЗУ

Жесткие

диски

Гибкие

диски

Лазерные

диски

Флеш-

накопитель

Характерной особенностью внутренней памяти является высокое быстродействие и ограниченный объем. Физически внутренняя память представляет собой интегральные микросхемы (чипы), которые размещаются в специальных гнездах на плате.

Назначение внешней памяти заключается в долговременном хранении информации. Объем этой памяти в тысячи раз больше объема внутренней памяти.

ОЗУ – оперативное запоминающее устройство – хранит информацию, подлежащую обработке, результаты обработки информации в текущем сеансе работы. При выключении питания компьютера ОЗУ инициализируется. Название «оперативная» получила из-за высокого быстродействия, причем в любой момент времени возможен доступ к любой ячейке памяти. Часто оперативную память называют RAM (англ. Random Access Memory – память с произвольным доступом). Еще ОЗУ характеризуется относительно малой емкостью (от 16 до 256 Мбайт). От количества установленной оперативной памяти и быстродействия компьютера напрямую зависит, с какими программами можно на нем работать, а значит, можно судить о качестве ЭВМ, его возможностях.

ПЗУ – постоянное запоминающее устройство, где хранится информация жизненно важная для работы компьютера, записанная при производстве соответствующих чипов фирмой-изготовителем. Как правило, эта информация не может быть изменена, выполняемые на компьютере программы могут только ее считывать, поэтому постоянную память часто называют ROM (Read Only Memory – память только для чтения). В ПЗУ хранятся программы для проверки оборудования ЭВМ, инициирования загрузки ОС и выполнения базовых функций по обслуживанию устройств компьютера. Поскольку большая часть этих программ связана с обслуживанием ввода-вывода, часто содержимое ПЗУ называется BIOS (Basic Input-Output System – базовая система ввода-вывода). В BIOS содержится также программа настройки конфигурации компьютера Setup.

Кэш-память (англ. Cache – тайник, склад) сверхбыстродействующая память служит для увеличения производительности компьютера, ускорения доступа к оперативной памяти, согласования работы устройств различной скорости, которая располагается как бы «между» микропроцессором и оперативной памятью и хранит копии наиболее часто используемых участков ОЗУ. Она является промежуточным запоминающим устройством или буфером. Кэш-память используется при обмене данными между процессором и ОЗУ, а также между оперативной и внешней памятью. Существует два типа кэш-памяти: внутренняя (от 8 до 512 Кбайт), которая размещается внутри процессора, и внешняя (от 256 Кбайт до 1 Мбайт), устанавливаемая на системной плате.

Гибкие магнитные диски (дискеты), или флоппи-диски, называются гибкими потому, что их рабочая поверхность изготовлена из эластичного материала и помещена в твердый защитный конверт. Поверхность диска покрывается специальным магнитным слоем, который обеспечивает хранение данных, представленных двоичным кодом. Информация записывается с двух сторон диска на дорожках, которые представляют собой концентрические окружности, каждая дорожка разделена на секторы. Плотность записи на гибкий диск зависит от количества дорожек на поверхности дискеты. Информационная емкость 1,44Мб.

дорожка

сектор

Жесткие магнитные диски представляют собой набор металлических либо керамических дисков, покрытых магнитным слоем, которые вместе с блоком магнитных головок установлены внутри герметичного корпуса дисковода, обычно называемого винчестером. Жесткие диски имеют преимущества перед гибкими дисками по двум основным параметрам:

• объем жестких дисков существенно больше, чем гибких (от 100 Мбайт до 200 Гбайт);
• скорость обмена информацией в десятки раз больше, чем у гибких дисков.

Лазерные диски изготовлены из органических материалов с напылением на поверхность тонкого алюминиевого слоя. Лазерный диск имеет одну дорожку в виде спирали, информация на которую записывается мощным лазерным лучом, выжигающим на поверхности диска углубления, и представляет собой чередование впадин и выпуклостей.

На лазерных CD-ROM (Compact Disk – компакт-диск, Read Only Memory – только чтение ) и DVD-ROM (Digital Video Disk – цифровой видеодиск) дисках серебристого цвета хранится информация, которая была записана на них в процессе изготовления, и запись на них новой информации невозможна. Информационная емкость CD- диска 650-700 Мбайт, DVD- диска – до 17 Гбайт, т.к. информация на DVD- дисках может быть записана на двух сторонах, причем в два слоя на одной стороне.

Существуют CD-R и DVD-R диски (Recordable – записываемый), которые имеют золотистый цвет. Информацию на такие диски можно записать, но только один раз.

На дисках CD-RW и DVD-RW (ReWritable – перезаписываемый), которые имеют платиновый оттенок, информация может быть записана многократно.

Для записи и перезаписи на диски используются специальные CD-RW и DVD-RW –дисководы, которые обладают достаточно мощным лазером, позволяющим менять отражающую способность участков поверхности в процессе записи диска.

USB флеш-накопитель или просто флешка является устройством хранения данных, в основе которой лежит флеш-память и USB интерфейс для физического соединения с компьютером или другим устройством. USB флеш-накопители поддерживаются всеми современными операционными системами: Windo ws , Linux и OS X. USB флешки без проблем смогут работать с игровыми приставками, аудио-видео проигрывателями.

Флеш-накопители USB, как правило съёмные и перезаписываемые, а размеры меньше чем у оптического диска.