Основные устройства комьютера

.
КОМПЬЮТЕР
Устройства ввода
Процессор
Память
Устройство вывода
Устройства ввода
• Устройства ввода - это устройства, которые
переводят информацию с языка человека
на машинный язык.
• К уст ройст вам ввода от носят ся:
• Клавиатура – клавишное устройство для
ввода числовой и текстовой информации;
• Стандартная клавиатура содержит:
• 1) набор алфавитно-цифровых клавиш;
• 2) дополнительно управляющие и
функциональные клавиши;
• 3) клавиши управления курсором;
• 4) малую цифровую клавиатуру
Устройства ввода
• Координатные устройства ввода манипуляторы для управления работой курсора
(Мышь, Трекбол, Тачпад, Джойстик)
• У мыши и трекбола вращение металлического
шара, покрытого резиной, передается двум
пластмассовым валам, положение которых
рассчитывается инфракрасными оптопарами и
затем преобразуется в электрический сигнал,
управляющий движением указателя мыши на
экране. Тачпад -манипулятор для портативных
компьютеров, встроен в ПК, перемещение
курсора осуществляется путем прикосновения к
тачпаду пальцев. Джойстик – манипулятор для
управления электронными играми.
Устройства ввода
• Сканер – устройство ввода и
преобразования в цифровую форму
изображений и текстов. Существуют
планшетные и ручные сканеры.
• Цифровые камеры – формируют любые изображения сразу в
компьютерном формате;
•
•
•
•
•
Микрофон – ввод звуковой информации. Звуковая карта
преобразует звук из аналоговой формы в цифровую.
Сенсорные устройства ввода :
Сенсорный экран - чувствительный экран. Общение с
компьютером осуществляется путем прикосновения пальцем
к определенному месту экрана. Им оборудуют места
операторов и диспетчеров, используют в информационносправочных системах
Дигитайзер – устройство преобразования готовых (бумажных)
документов цифровую форму
Световое перо – светочувствительный элемент. Если
перемещать перо по экрану, то можно им рисовать. Обычно
применяют в карманных компьютерах, системах
проектирования и дизайна
.
Память компьютера
Внутренняя память
• Память компьютера (Memory) - устройство для
запоминания данных. В зависимости от характера
использования различают внутреннюю или
внешнюю память.
• Оперативная память (ОП) предназначена
для временного хранения выполняемых программ
и данных, обрабатываемых этими программами.
Это энергозависимая память. Физически
реализуется в модулях ОЗУ (оперативных
запоминающих устройствах) различного типа. При
выключении электропитания вся информация в
оперативной памяти исчезает.
Память компьютера
Внутренняя память
• Объём хранящейся информации в ОЗУ
составляет от 32 до 512 Мбайт и более.
Занесение информации в память и её
извлечение, производится по адресам.
Каждый байт ОП имеет свой
индивидуальный адрес (порядковый номер).
Адрес – число, которое идентифицирует
ячейки памяти (регистры). ОП состоит из
большого количества ячеек, в каждой из
которых хранится определенный объем
информации. ОП непосредственно связана с
процессором. Возможности ПК во многом
зависят от объёма ОП.
Память компьютера
Внутренняя память
• Кеш память - очень быстрая память малого
объема служит для увеличения
производительности компьютера,
согласования работы устройств различной
скорости.
• Специальная - постоянная, Fiash,
видеопамять и тд.
Память компьютера
Внутренняя память
• Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ)
– энергонезависимая память для хранения
программ управления работой
и тестирования устройств ПК. Важнейшая
микросхема ПЗУ – модуль BIOS (Basic
Input/Output System – базовая система
ввода/вывода), в котором хранятся
программы автоматического тестирования
устройств после включения компьютера и
загрузки ОС в оперативную память. Это
Неразрушимая память, которая не изменяется
при выключении питания
.
• Перепрограммируемая постоянная память
(Flash Memory) – энергонезависимая память,
допускающая многократную перезапись
своего содержимого
• CMOS RAM (Complementary Metal-Oxide
Semiconductor) - память с невысоким
быстродействием и минимальным
энергопотреблением от батарейки.
Используется для хранения информации о
конфигурации и составе оборудования
компьютера, о режимах его работы.
Содержимое изменяется программой,
находящейся в BIOS (Basic Input Output
System).
• Видеопамять – запоминающее устройство,
расположенное на плате управления
дисплеем и предназначенное для хранения
текстовой и графической информации,
отображаемой на экране. Содержимое этой
памяти сразу доступно двум устройствам –
процессору и дисплею, что позволяет
изменять изображение на экране
одновременно с обновлением видеоданных
в памяти.
Внешняя память
• Внешняя
память -для
этодлительного
память,
предназначенная
хранения
программ
и
данных.
Целостность
содержимого
ВЗУ не зависит
от того,
включен или выключен
компьютер
• Дисковод
(накопитель)
- устройство
записи/считывания
информации.
Накопители
имеют собственное
имя
– буква
латинского
алфавита,
за
которой
следует
двоеточие.
Для
подключения
к
компьютеру
одного
или несколько
дисководов
и
управления
их работой нужен
Дисковый контроллер
• Носитель
информации
(носитель
записи)
–
материальный
объект, способный
хранитьна
информацию.
Информация
записывается
носитель
посредством
изменения
физических,
химических
и механических
свойств запоминающей среды
• Носитель информации (носитель
записи) – материальный объект,
способный хранить информацию.
Информация записывается на носитель
посредством изменения физических,
химических и механических свойств
запоминающей среды
Внешняя память
• По типу доступа к информации
внешнюю память делят на два класса:
• Устройства прямого (произвольного)
доступа – время обращения к
информации не зависит от места её
расположения на носителе;
• Устройство последовательного доступа
– такая зависимость существует
• В состав внешней памяти входят: 1)
накопители на жестких магнитных
дисках (НЖМД); 2) накопители на
гибких магнитных дисках (НГМД); 3)
накопители на магнитооптических
компакт дисках; 4) накопители на
оптических дисках (CD-ROM); 5)
накопители на магнитной ленте и др.
.
• НГМД - накопители на гибких магнитных дисках
• - Предназначены для хранения небольших объемов
информации
• - Следует оберегать от сильных магнитных полей
и нагревания
• - Это носители произвольного (прямого) доступа к
информации
• - Используются для переноса данных с одного
компьютера на другой
• - Для работы с информации носитель должен быть
отформатирован, т.е. должна быть произведена
магнитная разметка диска на дорожки и секторы
• - Скорость обмена информации зависит от
скорости вращения дисковода. Для обращения к
диску, вставленному в дисковод, присваивается
имя А:
• -
•
Диски называются гибкими потому, что их
рабочая поверхность изготовлена из
эластичного материала и помещена в твердый
защитный конверт. Для доступа к магнитной
поверхности диска в защитном конверте
имеется закрытое шторкой окно. Поверхность
диска покрыта специальным магнитным слоем
(1- намагниченный участок, 0 – не
намагниченный). Информация записывается с
двух сторон диска на дорожки в виде
концентрических окружностей. Дорожки
разбиваются на секторы. Современные дискетки
имеют программную разметку.
• На каждом секторе выделяется участок для
его идентификации, а на остальное место
записываются данные. Дисковод снабжен
двумя двигателями. Один обеспечивает
вращение внутри защитного конверта.
Второй перемещает головку записи/чтения
вдоль радиуса поверхности диска. В
защитном конверте имеется специальное
окно защиты записи. С помощью бегунка
это окно открывают и дискета становится
доступна только на чтение, а на запись
доступа не будет. Это предохраняет
информацию на диске от изменения и
удаления.
• НЖМД - накопители на жестких магнитных
дисках
• - Предназначены для хранения той информации,
которая наиболее часто используется в работе программ операционной системы, компиляторов,
сервисных программ, прикладных программ
пользователя, текстовых документов, файлов базы
данных
• - Следует оберегать от ударов при установке и
резких перемещений в пространстве
• - Это носители с произвольным доступом к
информации
• - Для хранения информации разбивается на
дорожки и секторы
• - Скорость обмена информации значительно выше
ГД
• - Объём ЖД измеряется от Мбайт до сотен Гбайт
.
• НЖМД встроены в дисковод и являются
несъемными. Они представляют собой несколько
алюминиевых дисков с магнитным покрытием,
заключенных в единый корпус с
электродвигателем, магнитными головками и
устройством позиционирования. К магнитной
поверхности диска подводится записывающая
головка, которая перемещается по радиусу диска с
внешней стороны к центру. Во время работы
дисковода диск вращается. В каждом
фиксированном положении головка
взаимодействует с круговой дорожкой. На эти
концентрические дорожки и производится запись
двоичной информации. Благодаря хорошей
защищенности от пыли, влаги и других внешних
воздействий достигают высокой плотности
записи, в отличии от дискет.
• Для обращения к НЖМД используется имя,
задаваемое прописной латинской буквой,
начиная с С: , но с помощью специальной
системной программы можно разбить свой
физический ЖД на несколько логических
дисков, каждому из которых соответствующее
имя.
• Накопители на жестких магнитных дисках
часто называют винчестер - по первой модели
ЖД, имевшего 30 дорожек по 30 секторов, что
совпало с калибром 30?/30? охотничьего ружья
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Оптические (лазерные) CD и DVD диски
- Предназначены для хранения любого вида информации
- Информацию на CD записывается с помощью лазерного
луча
- Следует оберегать от царапин и загрязнения поверхности
- Это носители прямого (произвольного) доступа к
информации
- Объем (ёмкость) CD составляет сотни Мбайт; DVD -более
1Гбайта
- Более долговечны и надежны, чем магнитные диски
CD – Compact Disk. Изготовляют из органических материалов
с напылением на поверхность тонкого алюминиевого слоя.
Лазерный диск имеет одну дорожку в виде спирали.
Информация записывается отдельными секторами мощным
лазерным лучом, выжигающим на поверхности диска
углубления, и представляет собой чередование впадин и
выпуклостей. При считывании информации выступы
отражают свет слабого лазерного луча и воспринимаются как
«1», впадины поглощают луч и, воспринимаются как «0».
Это бесконтактный способ считывания информации. Срок
хранения 50-100лет
DVD – Digital Video Disk. Имеет те же размеры, что и CD.
Объем - Гбайт. Может быть односторонним или
двухсторонним, а на каждой стороне может быть 1 или 2
рабочих слоя.
.
• Накопители на магнитных лентах (НМЛ)
• - Используют для резервного (относительно
медленного) копирования и хранения больших
объемов информации (архивы)
• - Устройство для записи и считывания магнитных
лент называется стример
• - Это устройство последовательного доступа к
информации
.
Микропроцессор
• Процессор (Микропроцессор, chip-кристалл) – это основной
рабочий компонент компьютера, который:
• - выполняет арифметические и логические операции;
- управляет вычислительным процессом;
- координирует работу всех устройств компьютера.
• Реализуется процессор в виде сверх большой интегральной схемы
(СБИС) на которой размешаются десятки миллионов
функциональных элементов.
• В общем случае центральный процессор содержит:
• 1) Арифмет ико-логическое уст ройст во - часть процессора,
выполняющая машинные команды
• 2) Уст ройст во управления – часть процессора, выполняющая
функции управления устройствами компьютера
• 3) Шины данных и шины адресов – много проводные
линии с гнездами для подключения электронных схем.
Совокупность проводов магистрали разделяется на
отдельные группы: шину адреса, шины данных и шину
управления: Шина адреса предназначена для передачи
адреса того устройства (или той ячейки памяти), к
которому обращается процессор. По шине данных
передаётся вся информация при записи и считывании.
По шине управления передается управляющий сигнал.
Процесс взаимодействия процессора и памяти сводится к
двум операциям – записи и считывания информации. При
записи процессор по специальным проводникам (шина
адреса) передает биты, кодирующие адрес, по другим
проводникам – управляющий сигнал «запись», и еще по
другой группе проводников (шины данных) передает
записываемую информацию. При чтении по шине адреса
передается соответствующий адрес оперативной памяти
(ОП), а с шины данных считывается нужная информация.
• 4) Регист ры - ячейки памяти, которые служат для
кратковременного хранения и преобразования данных и
команд. На физическом уровне регистр – совокупность
триггеров, способных хранить один двоичный разряд и
связанных между собой общей системой управления
• 5) Счет чик команд – регистр управляющего устройства
компьютера содержимое, которого соответствует адресу
очередной выполняемой команды. Счетчик команд служит
для автоматической выборки программы из
последовательных ячеек памяти
• 6) Кэш памят ь - очень быстрая память малого объема
служит для увеличения производительности компьютера,
согласования работы устройств различной скорости. Кэшпамять может быть встроена сразу в процессор или
размещаться на материнской плате
• 7) Сопроцессор – вспомогательный процессор,
предназначенный для выполнения математических и
логических действий. Использование сопроцессора
позволяет ускорить процесс обработки информации
компьютером
.
Устройство вывода
• Устройства вывода - это устройства, которые
переводят информацию с машинного языка в формы,
доступные для человеческого восприятия.
• К уст ройст вам вывода от носят ся:
• Монитор (дисплей) - универсальное устройство
визуального отображения всех видов информации
• Различают алфавитно-цифровые и графические
мониторы, а также монохромные мониторы и
мониторы цветного изображения - активно-матричные
и пассивно-матричные жкм.
• Разрешающая способность выражается количеством
элементов изображения по горизонтали и вертикали.
Элементами графического изображения считаются
точки – пиксели (picture element). Элементами
текстового режима также являются символы.
Современные видеоадаптеры (SuperVGA) обеспечивают
высокие разрешения и отображают 16536 цветов при
max разрешении.
Устройство вывода
• Существуют: 1) мониторы на базе
электронно-лучевой трубки (CRT).
• 2) жидкокристаллические мониторы (LCD) на
базе жидких кристаллов. Жидкие кристаллы –
особое состояние некоторых органических
веществ, в котором они обладают текучестью
и свойством образовывать пространственные
структуры, подобные кристаллическим.
Жидкие кристаллы могут изменять свою
структуру и светооптические свойства под
воздействием электрического напряжения.
.•
•
•
•
•
Принтер – устройство для вывода информации в виде
печатных копий текста или графики. Существуют:
Лазерный принт ер – печать формируется за счет эффектов
ксерографии
Ст руйный принт ер – печать формируется за счет микро
капель специальных чернил.
Мат ричный принт ер – формирует знаки несколькими
иголками, расположенными в головке принтера. Бумага
втягивается с помощью вала, а между бумагой и головкой
принтера располагается красящая лента.
Плоттер (графопостроитель) – устройство, которое чертит
графики, рисунки и диаграммы под управлением
компьютера. Изображение получается с помощью пера.
Используется для получения сложных конструкторских
чертежей, архитектурных планов, географических и
метеорологических карт, деловых схем.
Устройство вывода
• Акустические колонки и наушники – устройство для
вывода звуковой информации
• Модем – устройство подключения компьютера для
передачи и приема по телекоммуникационным
линиям. Для передачи информации модем
преобразует сигнал из цифровой формы в
аналоговую, для приема сигнала – наоборот.
• Сетевой адаптер (сетевая карта) – устройство для
подключения компьютера к локальной сети. Сетевой
адаптер контролирует доступ к среде передачи данных
и обмен данными в сети, выполняет функцию
сопряжения компьютера с каналами связи.
• Магистраль – линия связи к которой подключена сеть.
Для крупных сетей магистраль реализуют на
волоконно-оптическом кабеле.