- Роль ЕОМ в сучасному світі
- Історичний розвиток обчислювальних машин
- покоління ЕОМ
- архітектура ЕОМ
- Основні пристрої комп'ютера
- Різновиди персональних комп'ютерів
- Склад системного блоку ПК
- Структура програмного забезпечення комп'ютера
- Системи програмування і прикладне ПО
- Комп'ютерні віруси
- Питання і вправи
- Презентація "Як влаштований комп'ютер"
- Презентація "Комп'ютер"
- Презентація "Магістрально-модульний принцип побудови ПК"
- Презентація "Комп'ютерна пам'ять"
- Презентація "Зовнішня пам'ять"
- Презентація "Логічна структура носія інформації"
- Презентація "Пристрої введення інформації"
процесор
Процесор - центральний блок комп'ютера, де проводиться обробка інформації. Він керує роботою всіх пристроїв і виробляє все логічні і арифметичні операції.
Основним пристроєм процесора є арифметичний пристрій (АЛП - арифметико-логічний пристрій). Саме воно виконує всі операції над даними. До складу процесора входить і пристрій управління, яке керує всіма пристроями і відстежує послідовність виконання команд.
В даний час процесор апаратно реалізується у вигляді ВІС (великих інтегральних схем). Сучасні процесори типу PENTIUM містять в собі мільйони функціональних елементів. Процесор може обробляти числову, текстову, графічну, відео- і звукову інформацію.
Процесор працює в тісному контакті з мікросхемою, яка називається генератором тактової частоти (ГТЧ). ГТЧ виробляє періодичні імпульси, синхронізуючі роботу всіх вузлів комп'ютера. Це своєрідний метроном всередині комп'ютера. У ритмі цього метронома працює процесор. Тактова частота дорівнює кількості тактів в секунду. Такт - це проміжок часу між початком подачі поточного імпульсу і початком подачі наступного. На виконання процесором кожної операції відводиться певна кількість тактів. Ясно, що якщо "метроном стукає" швидше, то і процесор працює швидше. Тактова частота вимірюється в мегагерцах - МГц. Частота в 1 МГц відповідає мільйону тактів в 1 секунду. Ось деякі характерні тактові частоти мікропроцесорів: 130 МГц, 266 МГц, 1000 МГц, 2000 МГц, 3 ГГц і ін.
пам'ять комп'ютера
Вся інформація, що вводиться потрапляє в пристрій або пам'ять машини, де вона зберігається до моменту, коли знадобиться.
Носій інформації - це фізичне середовище, в якій вона фіксується.
У ролі носія можуть виступати папір, фотоплівка, клітини мозку, перфокарти, перфострічки, магнітні стрічки і диски або комірки пам'яті комп'ютера. Сучасна техніка пропонує все нові і нові різновиди носіїв інформації. Для кодування інформації в них використовуються електричні, магнітні та оптичні властивості матеріалів. Розробляються носії, в яких інформація фіксується навіть на рівні окремих молекул.
Пам'ять ЕОМ буває внутрішньої і зовнішньої. Внутрішня пам'ять включає в себе постійну та оперативну.
Постійна пам'ять (ПЗУ - постійне запам'ятовуючий пристрій). Особливістю ПЗУ є те, що з нього в процесі роботи можна тільки зчитувати інформацію, а записувати не можна. Характерною рисою ПЗУ є збереження інформації при відключеному живленні комп'ютера. Записана в ПЗУ інформація заноситься один раз (зазвичай в заводських умовах) і зберігається постійно (при включеному і вимкненому комп'ютері) протягом усього періоду експлуатації ПК і не може бути змінена в процесі роботи. ПЗУ - швидка, незалежна пам'ять. У ПЗП зберігається інформація, присутність якої постійно необхідно в комп'ютері. Зазвичай це компоненти операційної системи (програми контролю обладнання, програма початкового завантаження ЕОМ і ін.)
У сучасних ПК є швидка пам'ять ще одного виду, що має спеціальне призначення. Це відеопам'ять. Відеопам'ять зберігає код зображення, що виводиться на дисплей.
Оперативна пам'ять (ОП) - це пристрій комп'ютера, призначене для зберігання даних (вихідних, проміжних і кінцевих) і програм (набору команд). Все, що ви вводите в ЕОМ, запам'ятовується в ОЗУ (оперативно-пристрої зберігання даних). Англійська назва ОЗУ - Random Access Memory (RAM), що перекладається як "пам'ять з довільним доступом". Цією назвою підкреслюється той факт, що процесор може звертатися до осередків пам'яті в довільному порядку, при цьому час читання / запису інформації для всіх осередків однаково (воно вимірюється мікросекундами).
В інформацію, що зберігається в ОЗУ, можна внести зміни. При виключенні ПК вся інформація в ОЗУ стирається. Цю пам'ять називають оперативної, тому що вона дозволяє з дуже великою швидкістю записувати і передавати інформацію. Однак обсяг ОП обмежений, тому існує необхідність підключити зовнішню пам'ять. Фізично ОП виготовляється у вигляді ВІС, що мають різну інформаційну ємність.
Для прискорення доступу до даних використовується спеціальний пристрій, зване кеш-пам'яттю. Кеш-пам'ять - це "сверхоперативная" пам'ять порівняно невеликого обсягу (зазвичай до 520000 символів), побудована на іншій елементній базі, ніж оперативна пам'ять. У кеш-пам'яті зберігаються найбільш часто використовувані ділянки оперативної пам'яті. При звертанні процесора до пам'яті спочатку виробляється пошук потрібних даних в кеш-пам'яті. Оскільки час доступу до кеш-пам'яті в кілька разів менше, ніж до оперативної пам'яті, то середній час доступу до пам'яті зменшується.
Зовнішня пам'ять як би замінює книги з описаними в них програмами та алгоритмами. До пристроїв зовнішньої пам'яті або ВЗУ (зовнішнім запам'ятовуючим пристроям) відносяться:
• Накопичувачі на гнучких магнітних дисках
• Накопичувачі на жорстких магнітних дисках
• Дисководи для роботи з лазерними компакт дисками
• Магнитооптические системи
• Стримери
• Флеш-диски
Основне призначення зовнішньої пам'яті - довготривале зберігання великої кількості інформації. Для користувача мають істотне значення деякі техніко-економічні показники зовнішніх запам'ятовуючих пристроїв і носіїв інформації: інформаційна ємність, швидкість обміну інформацією, надійність її зберігання і вартість.
магнітні носії
Перші комп'ютери використовували в якості зовнішньої пам'яті звичайні магнітофони. Сьогодні магнітофони використовуються лише для резервного копіювання вмісту жорстких магнітних дисків (МД), тому що на дисках можна втратити інформацію «завдяки» комп'ютерним «вірусам». Магнітофон зі спеціальними можливостями, який записує інформацію з комп'ютера на спеціальну касету з магнітною стрічкою (МЛ), називається Стриммер. Касета Стриммер має дуже великий обсяг і дозволяє зберігати інформацію з усього жорсткого диска.
В основу запису, зберігання і зчитування інформації на магнітні носії покладено магнітний принцип: в процесі запису носій переміщається щодо головки з сердечником з магнітомягкого матеріалу, електричні імпульси створюють у голівці магнітне поле, яке послідовно намагнічує або НЕ намагнічує елементи носія.
При зчитуванні інформації намагнічені ділянки носія викликають в головці імпульс струму, що дозволяє якісно розпізнати інформацію. Спосіб запису і зчитування інформації на МЛ і МД аналогічний роботі звичайного магнітофона.
Жорсткий диск - це пластинка з немагнітного матеріалу, на поверхню якої нанесений магнітний шар. Середній час його безвідмовної роботи - сотні тисяч годин. Жорсткі магнітні диски складаються з декількох дисків, розміщених на одній осі та обертаються з великою кутовою швидкістю (кілька тисяч обертів на секунду), ув'язнених в металевий корпус. Головки зчитування / запису пересуваються відразу по всіх поверхнях дисків.
Жорсткий магнітний диск (ЖМД), або вінчестер, призначений для постійного зберігання інформації, використовуваної при роботі з комп'ютером: програм операційної системи, часто використовуваних пакетів програм, текстових редакторів і т. Д. Сучасні ЖМД мають швидкість обертання від 3600 до 7200 об / хв . Це може бути скляний диск (з металевої поверхневою плівкою, наприклад кобальтової), що не чутливий до температури. Інформаційна ємність - до 48 млрд. Символів.
Це цікаво!
Порівняно нове поняття: флеш-диск. Це пристрій для довготривалого зберігання даних, з можливістю багаторазового перезапису, реалізоване на мікросхемах пам'яті (тобто також, як ОЗУ). Переваги: мала потужність, надійність в роботі, малогабаритність, стійкість до ударів, відсутність механічних і рухомих частин, обсяг пам'яті від 2 до 200 Мб і навіть до 1,7 Гб. Недолік - висока ціна пристрою. Незважаючи на дорожнечу, схоже, що флеш-диски з часом витіснять вінчестери.
Гнучкі магнітні диски використовуються для обміну програмами між комп'ютерами і при постачанні програмних продуктів. Гнучкі МД (ГМД) призначені для перенесення документів і програм з одного комп'ютера на інший, зберігання архівних копій та інформації, яка не використовується постійно на комп'ютері. 
Гнучкі диски поміщаються в конверт з щільного паперу або в пластмасовий корпус. У центрі диска є отвір для забезпечення обертання диска в дисководі. У захисному конверті є довгасте отвір, через яке проводиться запис / зчитування інформації. На бічній кромці дискет знаходиться маленький виріз, що дозволяє проводити запис, але якщо виріз заклеїти, запис стає неможливою (диск захищений). У деяких дискетах захист від запису забезпечує запобіжна клямка в лівому нижньому кутку пластмасового корпусу.
Гнучкий МД діаметром 5,25 дюйма використовувалися до середини 80-х років 20 століття і могли зберігати до 1,5 млн. Символів інформації. Дискети розміром 5,25 дюйм не забезпечували хорошій фізичній захисту носія. В даний час ще використовуються ГМД діаметром 3,5 дюйма, які мають ємність 1,8 млн. Символів. Захист магнітного шару є особливо актуальною, тому сам диск захований в міцний пластмасовий корпус, а зона контакту головок з його поверхнею закрита від випадкових дотиків спеціальної шторкою, яка автоматично відсувається тільки всередині дисковода.
Це цікаво!
Будь-магнітний диск спочатку до роботи не готовий. Для приведення його в робочий стан він повинен бути відформатований, т. Е. Має бути створена структура диска. Інформація на ГМД зберігається на магнітних концентричних доріжках, розділених на сектори, зазначених магнітними мітками, а у ЖМД є ще й циліндри - сукупність доріжок, розташованих один над одним на всіх робочих поверхнях дисків. Всі доріжки магнітних дисків на зовнішніх циліндрах більше, ніж на внутрішніх. Отже, при однаковій кількості секторів на кожній з них щільність запису на внутрішніх доріжках повинна бути більше, ніж на зовнішніх. Кількість секторів, ємність сектора, а, отже, і інформаційна ємність диска залежать від типу дисковода і режиму форматування, а також від якості самих дисків.
Недоліками магнітних носіїв є здатність руйнування магнітного шару при частому зчитуванні інформації і від впливу магнітних полів і явище «жування» стрічки. Гідність - можливість записувати інформацію безліч разів.
Оптичні носії
Існують накопичувачі на оптичних дисках (CD-ROM), де інформація записується лазером. Зовні вони нічим не відрізняються від звукових компакт-дисків. Диски CD-ROM (Compact Disk Read Only Memory) мають ємністю до 3 млрд. Символів інформації, високою надійністю зберігання інформації, довговічністю (прогнозований термін його служби при якісному виконанні - до 30-50 років).
Це цікаво!
Процес виготовлення з CD-ROM складається з декількох етапів. Спочатку готують інформацію для майстер-диска (першого зразка), виготовляють його і матрицю тиражування. Закодована інформація наноситься на майстер-диск лазерним променем, який створює на його поверхні мікроскопічні западини, що розділяються плоскими ділянками. Цифрова інформація представляється чергуванням западин (що не відображають плям) і відбивають світло острівців. Копії негатива майстер-диска (матриці) використовуються для пресування самих компакт-дисків. Тиражований компакт-диск складається з відображає і захисного шарів. Як відбиває зазвичай використовується тонко запилений алюміній. На відміну від магнітних дисків, доріжки яких представляють собою концентричні кола, CD-ROM має всього одну фізичну доріжку у формі спіралі, що йде від зовнішнього краю диска до внутрішнього (як на грамплатівці).
CD-ROM накопичувачі використовують оптичний принцип читання інформації. Лазерний промінь падає на поверхню обертового CD-ROM диска і промінь відбивається в ньому з інтенсивністю, що відповідає значенням 0 і 1. Лазерний промінь потрапляє на що відображає світло острівець, відхиляється на фотодетектор, що інтерпретує його як двійкову одиницю. Промінь лазера, що потрапляє в западину, розсіюється і поглинається - фотодетектор фіксує двійковий нуль.
Для завантаження компакт-диска в дисковод використовується або один з різновидів висувної панелі, або спеціальна прозора касета. Випускають пристрої, які дозволяють самостійно записувати спеціальні компакт-диски. На відміну від звичайних, дані диски мають відображає шар із золота. Це, так звані, перезапису CD-R. Подібні диски зазвичай служать як майстер-диски для подальшого тиражування або створення архівів.
Резерв підвищення ємності - підвищення щільності запису шляхом зменшення довжини хвилі лазера. Так з'явилися компакт-диски, здатні зберігати майже 5 млрд. Символів інформації на одній стороні і 10 млрд. Символів - на двох сторонах. Планується також створення двошарової схеми запису, тобто коли на одній стороні носія будуть дві рознесені по глибині поверхні з записаними даними. У цьому випадку інформаційна ємність компакт диска зростає до 9 млрд. Символів на одній стороні.
Недоліком CD-ROM диска є занесення інформації на носій тільки один раз. Гідність CD-ROM диска - нескінченне зчитування інформації без втрат.
Схоже, що стали звичними компакт-диски CD-ROM незабаром відійдуть у минуле. Вже широко використовуються компакт-диски з можливістю перезапису (CD-RW, CD-ReWritablie). CD-RW диски зняли принципове обмеження CD-ROM, пов'язане з можливістю лише з однократного запису інформації. Запис на CD-R диску можлива тільки один раз і виробляється користувачем за допомогою компактного і недорогого записуючого дисковода.
З'явилися цифрові лазерні DVD-диски. Основна їхня відмінність - це більш висока щільність запису. Так, переважаючим на комп'ютерному ринку є диск діаметром 120 мм і ємністю до 5 мільярдів символів. Вважається, що ємність DVD-дисків може досягати 15 мільярдів символів.
Розрізняють DVD-ROM і DVD-RAM диски. DVD-ROM тільки для читання. DVD-RAM для читання і запису. Для читання DVD-дисків потрібен спеціальний дисковод, який читає і CD-ROM теж.
магнітооптичні носії
Одне з досягнень XX столетья - магнітооптичні диски. У них використовуються гідності магнітних і оптичних носіїв: багаторазовість записи і багаторазовість зчитування. Магнітооптичні диски можуть виявитися одним з найбільш життєздатних пристроїв, призначених для зберігання даних. 
Справа в тому, що CD-ROM зручні для зберігання інформації, а в роботі з нею вони виявляються повільніше, ніж жорсткі магнітні диски. Тому зазвичай з компакт-дисків інформацію переписують на МД, з яким і працюють. Така система не годиться, якщо робота пов'язана з базами даних, які з огляду на великий інформаційної місткості якраз вигідніше розміщувати на CD-ROM. Крім того, компакт-диски, які використовуються в даний момент на практиці, не є перезаписуваними. Магнітооптичні диски позбавлені цих недоліків. Тут об'єднані досягнення магнітної і оптичної технологій. На них можна записувати інформацію і швидко зчитувати її. Вони зберігають всі переваги ГМД (переносимість, можливість окремого зберігання, збільшення пам'яті комп'ютера) при величезній інформаційної ємності.
У магнітооптичних системах магнітний запис проводиться на поверхню компакт-диска, попередньо сильно розігріту лазерним лучем. Перші магнітооптичні диски зовні нагадували дискету 3,5 дюйм. Потім були створені диски розміром 5,25 дюйм, які також містилися в пластиковий корпус. Після цього з'явилися магнітооптичні диски без корпусу, тобто точно такі ж, як звичайні лазерні аудіо-диски та про ці досягнення було сказано вище.
Пристрої Введення-Виведення информации
Пристрої Введення-Виведення информации організовують діалог користувача з ЕОМ.
Щоб ЕОМ віконувала Корисні Функції по обробці информации, ее нужно Перш за все ввести. Клавіатура - найвідоміше и Поширення Пристрій Введення информации в комп'ютер. На фізічному Рівні воно представляет собою сукупність механічніх датчіків, что спріймають Тиск на клавіші и замікаючіх тім чи іншім способом Певна електричний ланцюг. До прістроїв Введення информации в ЕОМ відносіться и графічний маніпулятор - «ведмедик». Він дозволяє управляти станом об'єктів, виведених на екран: меню, світлових кнопок та ін. Різновидом графічного маніпулятора «миша» є «трекбол», тут рух маніпулятора здійснюється за допомогою великого кульки всередині. Він не вимагає килимка, не займає багато місця на столі, кулька обертають рукою.
Існує велика кількість інших конструкцій миші, наприклад:
1. Бездротова миша - сигнали від миші передаються за допомогою радіопередавача.
2. Оптична миша - використовує спеціальний килимок і промінь світла замість кульки.
3. Ножна миша. 
Джойстик (використовується в ігрових приставках) вводить координатно-числову інформацію, необхідну для реалізації ігор, за допомогою пальців рук; графічний планшет (дігітайзер) забезпечує введення даних (координат точок і кривих) з великою точністю; пристрій «світлове перо», яке захоплює і переміщує точку або курсор на екрані дисплея, теж дозволяє вводити інформацію в комп'ютер; сканер - пристрій введення, скануючий по рядках будь-який малюнок і передає інформацію про нього в персональний комп'ютер (використовується в видавництвах, в добре оснащених фотолабораторіях). 
Принцип роботи сканера полягає в наступному: скановане зображення висвітлюється білим світлом. Відбите світло через зменшує лінзу потрапляє на фоточутливий напівпровідниковий елемент. Кожен рядок сканування відповідає визначеним значенням напруги на ньому, потім значення напруги перетворяться в цифрову форму. Сканери бувають ручні, планшетні і барабанні. Ручні практично не випускаються. Найвища якість забезпечують барабанні сканери. Розрізняють чорно-білі і кольорові сканери. Сканер вводить зображення як безліч точок, вказавши для кожної координати і номер кольору. За цими даними вводиться в пам'ять копії зображення. Якщо вводити текст за допомогою сканера, то необхідні спеціальні програми.
На зорі розвитку обчислювальної техніки використовувалися пристрої введення-виведення інформації з перфокарт і перфострічок. Люди старого гарту добре пам'ятають рулони перфострічок і колоди перфокарт, які протягом декількох секунд ізрубалісь в локшину несправним зчитувачем. Вони володіли серйозними недоліками: папір швидко рвалася, і важко було виправить помилки.
Друкуючі пристрої, що нагадують звичайні друкують машинки, раніше також використовувалися для введення-виведення інформації. Але через сильного шуму при роботі цих пристроїв користувачі відмовилися від них.
Дисплей є пристроєм введення-виведення текстової та графічної інформації, так як в своєму складі має монітор і клавіатуру. Знаходять застосування три типи монітора: на рідких кристалах з плоским екраном, газоплазмове монітори і монітори з електронно-променевою трубкою. Монітори бувають кольоровими і монохромними. 
Принтери виводять на папір документи і програми (існує кілька різновидів принтерів: матричні, де друк здійснюється за допомогою тонких металевих стрижнів, ударяющих по паперу через фарбувальну стрічку; струменеві, де друк здійснюється мікрокраплі спеціального чорнила, видуває на папір за допомогою сопел; лазерні принтери, забезпечують найвищу якість друку, використовують принцип ксерографии: зображення переноситься на папір зі спеціального барабана, до якого електрично притягуються частинки фарбуєте я). Інші пристрої виведення інформації на папір - графопостроители роздруковують креслення і графіки на папір. Колонки призначені для акустичного виведення (відтворення) звукової інформації, як вже зберігається в пам'яті ПК у вигляді файлів, так і надходить в ПК з зовнішніх музичних пристроїв. Всі ці пристрої інакше називаються периферійними. 
Для введення інформації в ЕОМ зараз використовують цифрові відеокамери і фотоапарати, все частіше використовуються мовні введення і виведення. Важко уявити, що стане загальноприйнятим завтра. З'явилися переносні комп'ютери без клавіатури, які можуть розпізнавати і вводити рукописний текст. Зображення можна виводити на інфошлем - два мініатюрних екрану перед очима створюють стереозображення. Інфоперчаткі можуть передавати в комп'ютер зображення пальців людини і, отримуючи інформацію від комп'ютера, чинити опір рухам людини. Інфоскафандри здатні сприймати положення тіла людини і по командам комп'ютера імітувати дотик або тиск на шкіру людини. Всі ці інфоустройства дозволяють створювати так звані штучні реальності (віртуальний світ), де людина оперує в уявному, створеному комп'ютером світі, отримуючи через свої органи чуття відповідні комплекси відчуттів.
Можеш поповнити матеріал розділу актуальною інформацією ... Пиши на e-mail: [email protected]
