Основы информатики
Понятие информатики и информации. Основные виды информации. Современная архитектура компьютеров. Основные характеристики материнских плат. Основные параметры процессоров. Скорость выполнения команды. Основные устройства ввода и вывода информации.
| Рубрика | Программирование, компьютеры и кибернетика |
| Вид | методичка |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 05.08.2015 |
| Размер файла | 43,9 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
ФГАОУ ВПО "ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ"
ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
ФАКУЛЬТЕТ МАТЕМАТИКИ, ИНФОРМАТИКИ И ФИЗИКИ
Кафедра информатики
«ИНФОРМАТИКА»
Часть 1
Учебно-методическое пособие
для бакалавров
социально исторического образования
Бордюгова Татьяна Николаевна
Ростов-на-Дону
2011
УДК
ББК
Печатается по решению редакционно - издательского совета
Ростовского государственного педагогического университета
Бордюгова Т.Н.
ИНФОРМАТИКА
Учебно-методическое пособие. Часть 1.
Ростов-на-Дону : ПИ ЮФУ, 2011.
Современная информатика очень велика по объему и очень динамична. В понимании некоторых людей информатика есть совокупность приемов и методов работы с компьютерами. На самом деле это не совсем так: компьютеры являются лишь техническим средством, с помощью которого информатика реализует свой прикладной пользовательский уровень.
Информатика - комплекс научно-практических дисциплин, изучающих все аспекты получения, хранения, преобразования, передачи и использования информации. Главное при изучении информатики - освоить фундаментальные понятия каждой из ее областей, ориентироваться в их взаимосвязи, приобрести навыки практической работы с важнейшими техническими и программными средствами.
Данное пособие охватывает основные разделы современной информатики, согласно стандарту дисциплины Информатика для бакалавров социально-исторического образования.
- Модуль 1. Понятие информатики и информации
Тема 1. Информатика
Термин «информатика» (l'informatique) введен французскими ученым. Французская Академия Наук определяла информатику как «науку об осуществляемой преимущественно с помощью автоматических средств целесообразной обработке информации, рассматриваемой как представление знаний и сообщений в технических, экономических и социальных областях». Этот термин образовался соединением двух ключевых слов - «информация» и «автоматика». Это достаточно молодая и бурно развивающаяся наука.
Следует отметить, что определений информатики в современной литературе множество. Это происходит оттого, что данная область знаний относительно новая и соответствующий понятийный аппарат не совсем устоялся.
Информатика - это наука, изучающая структуру, общие свойства, вопросы сбора, хранения, поиска, переработки (преобразования), использования (актуализации) знаний, научно-технической информации. Это - классическое определение информатики.
Информатика - наука об информации и информационных процессах, о моделях и моделировании, об алгоритмах и алгоритмизации, о программах и программировании для различных классов исполнителей алгоритмов, в частности, компьютеров, об их использовании в общественном развитии.
Это определение назовем «рабочим» определением информатики; оно используется часто при рассмотрении научно-практических проблем.
Информатика - наука, изучающая информационные аспекты системных процессов и системные аспекты информационных процессов. Это определение можно считать системным определением информатики.
С информатикой часто связывают одно из следующих понятий: это либо отрасль производства, либо фундаментальная наука, либо прикладная дисциплина, либо совокупность определенных средств, используемых для преобразования информации. В соответствии с этим структура информатики приведена на рис. 1.1.
В состав технических средств входят компьютеры и связанные с ними периферийные устройства (мониторы, клавиатуры, принтеры и плоттеры, модемы и т. д.), линии связи, средства оргтехники и т. п., т. е. те материальные ресурсы, которые обеспечивают преобразование информации, причем главенствующую роль в этом списке играет компьютер. По своей специфике компьютер нацелен на решение очень широкого круга задач по преобразованию информации, при этом выбор конкретной задачи при использовании компьютера определяется программным средством, под управлением которого функционирует компьютер.
К программным средствам (продуктам) относятся операционные системы, интегрированные оболочки, системы программирования и проектирования программных продуктов, различные прикладные пакеты, такие как текстовые и графические редакторы, бухгалтерские и издательские системы и т. д. Конкретное применение каждого программного продукта специфично и служит для решения определенного круга задач прикладного или системного характера.
Рис 1.1. Структура информатики
Математические методы, модели и алгоритмы являются тем базисом, который положен в основу проектирования и изготовления любого программного или технического средства в силу их исключительной сложности и, как следствие, невозможности умозрительного подхода к созданию. Предмет информатики составляют следующие понятия:
· аппаратное обеспечение средств вычислительной техники;
· программное обеспечение средств вычислительной техники;
· средства взаимодействия аппаратного и программного обеспечения;
· средства взаимодействия человека с аппаратными и программными средствами.
Основной задачей информатики является систематизация приемов и методов работы с аппаратными и программными средствами вычислительной техники. Цель систематизации состоит в выделении, внедрении и развитии передовых, наиболее эффективных технологий, в автоматизации этапов работы с данными, а также в методическом обеспечении новых исследований.
Тема 2. Информация
Как видно из определения информатики, ее функций и задач одним из ключевых понятий информатики является информация. Для определения информации нам очень важно понять, что информация образуется из данных, но ее содержательная часть зависит не только оттого, какие сигналы были зарегистрированы при образовании данных, но и оттого, каким методом данные воспроизводятся. Данные -- это зарегистрированные сигналы. Методы воспроизведения и обработки данных можно разделить на естественные и технические.
Несмотря на то что понятие информации очень широко используется и в науке, и в повседневной жизни, его строгого научного определения до последнего времени не существовало. По сей день разные научные дисциплины вводят это понятие по-разному. Здесь можно выделить три возможных подхода: антропоцентрический, техноцентрический и недетерминированный.
Суть антропоцентрического подхода состоит в том, что информацию отождествляют со сведениями или фактами, которые теоретически могут быть получены и усвоены, то есть преобразованы в знания. Этот подход в настоящее время применяется наиболее широко.
Суть техноцентрического подхода состоит в том, что информацию отождествляют с данными. Этот подход нашел очень широкое распространение в технических дисциплинах.
Недетерминированный подход к понятию информации встречается также достаточно широко. Он состоит в отказе от определения информации на том основании, что оно является фундаментальным, как, например, материя и энергия.
Лишь в последние годы информатика начала формироваться как естественнонаучная дисциплина, но она еще не вышла за рамки прикладной технической науки и потому до сих пор не ввела строгого понятия информации.
Научное определение информации дается достаточно просто, если предположить, что информация -- это динамический объект, не существующий в природе сам по себе, а образующийся в ходе взаимодействия данных и методов. Он существует ровно столько, сколько длится это взаимодействие, а все остальное время пребывает в виде данных.
Информация -- это продукт взаимодействия данных и методов, рассмотренный в контексте этого взаимодействия. С информацией всегда связывают три понятия:
* источник информации - тот элемент окружающего мира, сведения
о котором являются объектом преобразования;
* потребитель информации - тот элемент окружающего мира, который использует информацию;
* сигнал - материальный носитель, который фиксирует информацию для переноса ее от источника к потребителю.
Из определения информации вытекает важное свойство ее динамичности. Дело в том, что информация существует крайне непродолжительное время -- ровно столько, сколько продолжается взаимодействие данных и методов во время ее создания, потребления или преобразования. Как только это взаимодействие завершается, мы опять имеем данные, но уже представленные в другой форме.
Информационный процесс -- это всегда цикл образования информации из данных и немедленного ее сохранения в виде новых данных. Информация существует крайне непродолжительное время, но сам информационный процесс длится столько, сколько существуют носители данных, представляющие информацию. В вычислительной технике, как и везде, информационный процесс протекает в ходе взаимодействия данных и методов. Однако он имеет особенность, связанную с тем, что некоторые этапы происходят автоматически, без участия человека. В ходе этих этапов данные, представленные зарегистрированными сигналами, взаимодействуют как с аппаратными методами (компьютерами и другими устройствами), так и с программными методами (компьютерными программами).
Классификацию информации выполняют по нескольким основаниям (эта классификация не является строгой и может меняться):
По времени возникновения:
а) априорная - известна потребителю заранее, до получения сигнала;
б) апостериорная - становится известной потребителю после получения сигнала.
По стабильности:
а) переменная - отражает фактические характеристики источника информации. Может меняться.
б) постоянная - неизменная и многократно используемая в течение длительного периода времени. Строго говоря, и эта информация может меняться, но с гораздо меньшей частотой, которой можно пренебречь.
По способу использования:
а) вспомогательная - необязательные данные;
б) закрытая - ее использование возможно с согласия определенных физических или юридических лиц;
в) избыточная - дублирует данные;
г) коммерческая - является объектом купли-продажи.
Будучи объектом преобразования и использования, информация характеризуется следующими свойствами:
-объективность и субъективность;
- полнота;
- достоверность;
- адекватность;
- доступность;
- актуальность;
- точность;
- защищенность;
- релевантность.
Основные виды информации: графическая (изобразительная), звуковая, текстовая, числовая, видеоинформация.
Контрольные вопросы к модулю 1
1. Что изучает информатика?
2. Что входит в состав технических средств?
3. Что относится к программным средствам?
4. Какие составные части можно выделить в информатике?
5. Что в информатике понимается под данными?
6. Что в и информатике понимается под информацией?
7. Поясните, почему данные не тождественны информации? Привести примеры.
8. Приведите классификацию информации.
9. Какими свойствами обладает информация?
10. На какие виды делиться информация по форме представления?
Задание к модулю 1
Найти определение информации (в технике, в теории информации, в обыденном смысле, в семантической теории, в теории управления, в соответствии с федеральным законом РФ).
Тест к модулю 1
1. Информацию, изложенную на доступном для получателя языке, называют:
а) полной;
б) полезной;
в) актуальной;
г) понятной;
д) достоверной.
2. Информацию, отражающую истинное положение дел, называют:
а) понятной;
б) достоверной;
в) объективной;
г) полной;
д) полезной.
3. Информацию, не зависящую от чьего-либо мнения или суждения, называют:
а) достоверной;
б) актуальной;
в) объективной;
г) полезной;
д) понятной.
4. Информацию, которая поможет решить поставленную задачу, называют:
а) понятной;
б) актуальной;
в) достоверной;
г) полезней;
д) полной.
5. Информацию, достаточную для решения поставленной задачи, называют:
а) полезной;
б) актуальной;
в) полной;
г) достоверной;
д) понятной.
6. Информацию, существенную и важную в настоящий момент времени, называют:
а) полезной;
б) актуальной;
в) достоверной;
г) объективной;
д) полной.
7. В технике под информацией понимают:
а) воспринимаемые человеком или специальными устройствами сведения об окружающем мире и протекающих в нем процессах;
б) часть знаний, использующихся для ориентирования, активного действия, управления;
в) сообщения, передающиеся в форме знаков или сигналов;
г) сведения, обладающие новизной;
д) все то, что фиксируется в виде документов.
8. Информация в теории информации -- это:
а) то, что поступает в наш мозг из многих источников и во многих формах и, взаимодействуя там, образует нашу структуру знания;
б) сведения, полностью снимающие или уменьшающие существующую до их получения неопределенность;
в) неотъемлемый атрибут материи;
г) отраженное разнообразие;
д) сведения, обладающие новизной.
9. Информация в обыденном (житейском) смысле --это:
а) набор знаков;
б) сообщения, передаваемые в форме знаков, сигналов;
в) сведения, полностью снимающие или уменьшающие существующую до их получения неопределенность;
г) сведения об окружающем мире и протекающих в нем процессах, воспринимаемые человеком или специальными устройствами;
д) сведения, обладающие новизной.
10. Информация в семантической теории -- это:
а) сигналы, импульсы, коды, наблюдающиеся в технических и биологических системах;
б) неотъемлемое свойство материи;
в) всякие сведения, сообщения, знания;
г) сведения, полностью снимающие или уменьшающие существующую до их получения неопределенность;
д) сведения, обладающие новизной.
11. Информация в теории управления -- это:
а) сообщения в форме знаков или сигналов;
б) сведения об окружающем мире и протекающих в нем процессах;
в) та часть знаний, которая используется для ориентирования, активного действия, управления, то есть в целях сохранения, совершенствования, развития системы;
г) все, фиксируемое в виде документов;
д) сведения, полностью снимающие или уменьшающие существующую до их получения неопределенность.
12. В соответствии с федеральным законом РФ «Об информации, информатизации и защите информации» (1995) информация -- это:
а) все то, что так или иначе может быть представлено в знаковой форме;
б) та часть знаний, которая используется для ориентирования, активного действия, управления, то есть в целях сохранения, совершенствования, развития системы;
в) сведения, обладающие новизной для их получателя;
г) сведения, фиксируемые в виде документов;
д) сведения о лицах, предметах, фактах, событиях, явлениях и процессах независимо от формы их представления.
13. Какое сообщение может рассматриваться как информация (с точки зрения семантической теории информации) для пассажира, следующего по маршруту «Ростов-на-Дону - Санкт-Петербург», с билетом, в котором указаны номер поезда, вагон, дата и время отправления, начальный и конечный пункты маршрута:
а) поезд «Ростов-на-Дону - Санкт-Петербург» № 2 отправляется с третьего пути;
б) поезд №2 следует по маршруту «Ростов-на-Дону -Санкт-Петербург»;
в) поезд № 2 отправляется из Ростова-на-Дону в 20 часов 30 мин.;
14. Информация по форме представления подразделяется на:
а) обыденную, эстетическую, общественно-политическую;
б) социальную, техническую, биологическую, генетическую;
в) визуальную, аудиальную, тактильную, обонятельную, вкусовую;
г) научную, производственную, техническую, управленческую;
д) текстовую, числовую, графическую, звуковую, видеоинформацию.
15. Данные - это:
а) зарегистрированные сигналы;
б) выявление закономерности в определенной предметной области;
в) совокупность сведений, необходимых для организации некоторой деятельности;
г) ускоритель для процесса обработки информации.
16. Информационный процесс - это:
а) возможность обработки больших объемов информации;
б) использование современного компьютера;
в) использование современного программного обеспечения;
г) цикл образования информации из данных и немедленного ее сохранения в виде новых данных.
Модуль 2. Современная архитектура компьютеров
Тема 3. Общие принципы построения современных ЭВМ
Основным принципом построения всех современных ЭВМ является принцип программного управления (ППУ). Все вычисления, предписанные алгоритмом решения задачи, должны быть представлены в виде программы, состоящей из последовательности команд. Каждая команда содержит указания на конкретную выполняемую операцию и место нахождения (адреса) операндов.
Большинство современных ЭВМ базируется на принципах, предложенных Джоном фон Нейманом (американский математик, в 1946 году обосновавший состав устройств ЭВМ и принципы ее работы) и имеет структуру, ставшую к настоящему времени классической.
1- принцип программного управления. Из него следует, что 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.
3- принцип адресности. Структурно основная память состоит из перенумерованных ячеек, процессору в произвольный момент времени доступна любая ячейка.
Принцип открытой архитектуры: правила построения компьютера, в соответствии с которыми каждый новый узел (блок) должен быть совместим со старым, и легко устанавливаться в том же месте в компьютере.
Функциональные блоки компьютера делятся на следующие группы:
- устройства хранения (массовые накопители),
- устройства ввода,
- устройства вывода,
-устройства передачи/приема,
- устройство управления,
Они связаны между собой общей шиной - магистралью. Физически магистраль представляет собой многопроходную линию с гнездами для подключения электронных схем. Совокупность проводов магистрали разделяется на отдельные группы: шину адреса, шину данных и шину управления.
Количество проводов в системной шине, предназначенных для передачи данных, называется разрядностью шины. Разрядность шины определяет число битов информации, которые могут передаваться по шине одновременно. Количество проводов для передачи адресов, или адресных линий, определяет, какой объем оперативной памяти может быть адресован.
Согласно ГОСТ 27201-87 персональный компьютер должен состоять из:
базового комплекта;
периферийных устройств;
других технических и программных средств, необходимых для удовлетворения запросов пользователя.
Связь между устройствами ЭВМ осуществляется с помощью сопряжений, которые в ВТ называются интерфейсом. Интерфейс представляет собой совокупность стандартизованных аппаратных и программных средств, обеспечивающих обмен информацией между устройствами. В основе построения интерфейсов лежит унификация и стандартизация.
Тема 4. Аппаратное обеспечение
К аппаратному обеспечению компьютеров относятся устройства и приборы, образующие аппаратную конфигурацию. Компьютеры имеют блочно-модульную конструкцию, то есть аппаратную конфигурацию можно собирать из готовых узлов и блоков. Тем не менее, существует понятие базовой конфигурации, которую считают типовой. В таком комплекте компьютер обычно поставляется. В настоящее время в базовой конфигурации рассматривают четыре устройства:
* системный блок;
* монитор;
* клавиатуру.
Системный блок представляет собой основной узел, внутри которого размещаются:
* материнская плата (motherboard);
* дочерние платы (платы расширения);
* внутренние накопители;
* блок питания.
Устройства, находящиеся внутри системного блока, называют внутренними, а устройства, подключаемые к нему снаружи, называют внешними. Внешние дополнительные устройства, предназначенные для ввода, вывода и длительного хранения данных, также называют периферийными.
Основной параметр, определяющий «стандартность» корпуса, называется формфактором. Существует два стандарта на размещение компонентов компьютера в корпусе: AT и ATX. Их основными отличиями являются:
* формат и способ размещения материнской платы;
* конструкция блока питания;
* способ подачи электропитания на материнскую плату.
Материнская плата - основная плата компьютера, обычно самая большая по размеру. На ней размещаются:
* процессор -- основная микросхема, выполняющая большинство математических и логических операций;
* микропроцессорный комплект (чипсет) -- набор микросхем, управляющих работой внутренних устройств компьютера и определяющих основные функциональные 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;
* ПЗУ (постоянное запоминающее устройство) -- микросхема, предназначенная для длительного хранения данных, в том числе и когда компьютер выключен;
* разъемы (слоты) для подключения дополнительных устройств - дочерних плат.
Существуют материнские платы самых разных форматов (AT, ATX, LPX,NLX, Mini-, Micro-ATX, Micro-NLX, Flex-ATX).
Основные характеристики материнских плат:
* модель чипсета;
* тип используемого процессора (зависит от разъема для установки процессора);
* формат;
* число и тип разъемов для установки дочерних плат;
* возможность обновления BIOS.
Процессор -- основная микросхема компьютера, в которой и производятся все вычисления. Процессор состоит из десятков миллионов транзисторов, с помощью которых собраны отдельные логические схемы. Основные внутренние схемы процессора - арифметико-логическое устройство, внутренняя память (так называемые регистры), кэш-память (сверхоперативная память) и схемы управления всеми операциями и внешними шинами.
Основными параметрами процессоров являются:
Тактовая частота определяет количество элементарных операций (тактов), выполняемые процессором за единицу времени. Тактовая частота современных процессоров измеряется в МГц
Разрядность процессора показывает, сколько бит данных он может принять и обработать в своих регистрах за один такт. Разрядность процессора определяется разрядностью командной шины, то есть количеством проводников в шине, по которой передаются команды.
Рабочее напряжение процессора обеспечивается материнской платой, поэтому разным маркам процессоров отвечают разные материнские платы.
Коэффициент внутреннего умножения тактовой частоты - это коэффициент, на который следует умножить тактовую частоту материнской платы, для достижения частоты процессора. Тактовые сигналы процессор получает от материнской платы, которая из чисто физических причин не может работать на таких высоких частотах, как процессор.
Кэш-память. Обмен данными внутри процессора происходит намного быстрее, чем обмен данными между процессором и оперативной памятью. Поэтому, для того чтобы уменьшить количество обращений к оперативной памяти, внутри процессора создают так называемую сверхоперативную или кэш-память. Когда процессору нужны данные, он сначала обращается к кэш-памяти, и только тогда, когда там отсутствуют нужные данные, происходит обращение к оперативной памяти. Чем больше размер кэш-памяти, тем большая вероятность, что необходимые данные находятся там. Поэтому высокопроизводительные процессоры имеют повышенные объемы кэш-памяти.
Различают кэш-память первого уровня (выполняется на одном кристалле с процессором и имеет объем порядка несколько десятков Кбайт), второго уровня (выполняется на отдельном кристалле, но в границах процессора, с объемом в сто и более Кбайт) и третьего уровня (выполняется на отдельных быстродействующих микросхемах с расположением на материнской плате и имеет объем один и больше Мбайт).
Системная шина основная интерфейсная система компьютера, обеспечивающая сопряжение и связь всех его устройств между собой. Системная шина включает в себя:
кодовую шину данных (КШД), содержащую провода и схемы сопряжения для параллельной передачи всех разрядов числового кода (машинного слова) операнда;
кодовую шину адреса (КША), содержащую провода и схемы сопряжения для параллельной передачи всех разрядов кода адреса ячейки основной памяти или порта ввода-вывода внешнего устройства;
кодовую шину инструкций (КШИ), содержащую провода и схемы
сопряжения для передачи инструкций (управляющих сигналов, импульсов) во все блоки машины;
шипу питания, содержащую провода и схемы сопряжения для подключения блоков ПК к системе энергопитания.
Системная шина обеспечивает три направления передачи информации:
* между микропроцессором и основной памятью;
* между микропроцессором и портами ввода-вывода внешних устройств;
* между основной памятью и портами ввода-вывода внешних устройств (в режиме прямого доступа к памяти).
Все блоки подключаются к шине через соответствующие унифицированные разъемы непосредственно или через контроллеры (адаптеры). Управление системной шиной осуществляется микропроцессором либо непосредственно, либо, что чаще, через дополнительную микросхему контроллера шины, формирующую основные сигналы управления. Обмен информацией между внешними устройствами исистемной шиной выполняется с использованием ASCII-кодов.
Оперативная память RAM(Random Access Memory) - это массив кристаллических ячеек, способных сохранять данные. Она используется для оперативного обмена информацией (командами и данными) между процессором, внешней памятью и периферийными системами. Из нее процессор берет программы и данные для обработки, в нее записываются полученные результаты. Название "оперативная" происходит от того, что она работает очень быстро и процессору не нужно ждать при считывании данных из памяти или записи. Однако, данные сохраняются лишь временно при включенном компьютере, иначе они исчезают.
Основные характеристики модулей оперативной памяти:
· объем памяти,
· время доступа (время выполнения операции считывания/записи, т.е. время от начала цикла до получения данных на выходе),
· производительность (количество данных, которое помять может считывать и записывать в единицу времени),
· разрядность шины памяти (определяется количеством бит, с которыми может быть выполнена операция считывания/записи).
По физическому принципу действия различают динамическую память DRAM и статическую память SRAM.
Общий принцип организации и функционирования микросхем динамической памяти (DRAM) практически един для всех ее типов -- как первоначальной асинхронной, так и современной синхронной. Массив памяти DRAM можно рассматривать как матрицу (двумерный массив) элементов способных вмещать элементарную единицу информации -- один бит данных. Ячейки представляют собой сочетание транзистора (ключа) и конденсатора (запоминающего элемента). Доступ к элементам матрицы осуществляется с помощью декодеров адреса строки и адреса столбца, которые управляются сигналами RAS# (сигнал выбора строки -- Row Access Strobe) и CAS# (сигнал выбора столбца -- Column Access Strobe). Недостатки памяти DRAM: медленнее происходит запись и чтение данных, требует постоянной подзарядки. Преимущества: простота реализации и низкая стоимость.
Ячейки статической памяти можно представить как электронные микроэлементы - триггеры, состоящие из транзисторов. В триггере сохраняется не заряд, а состояние (включенный/выключенный). Применяется в качестве кэш-памяти второго уровня для кэширования основного объема ОЗУ.
Преимущества памяти SRAM: значительно большее быстродействие. Недостатки: технологически более сложный процесс изготовления, и соответственно, большая стоимость.
Микросхемы динамической памяти используются как основная оперативная память, а микросхемы статической - для кэш-памяти.
ПЗУ (постоянное запоминающее устройство) - одна из важнейших микросхем материнской платы. Микросхема ПЗУ способна длительное время хранить информацию, даже когда компьютер выключен. Программы, находящиеся в ПЗУ, называют «зашитыми» -- их записывают туда на этапе изготовления микросхемы.
Комплект программ, находящихся в ПЗУ, образует базовую систему ввода-вывода (BIOS -- Basic Input Output System).
BIOS (Basic Input/Output System, базовая система ввода/вывода)-- набор небольших подпрограмм, используя которые операционная система и прикладные программы "общаются" с аппаратным обеспечением. Физически BIOS -- это несколько микросхем ROM (Read Only Memory), расположенных на системной плате. BIOS представляет собой элемент памяти и содержит:
-тестирующую систему POST,
- аппаратные драйверы основных устройств компьютера,
-программу установки основных параметров и аппаратной конфигурации,
-обслуживание базовых функций программных прерываний к основным устройствам компьютера.
Функции:
· тестирование компьютера при включении (POST, Power-On Self Test);
· запуск загрузчика операционной системы с винчестера или дискеты;
· обслуживание аппаратных прерываний от основных устройств компьютера;
· обслуживание базовых функций программных прерываний к основным устройствам компьютера.
Жесткий диск (HDD - Hard Disk Drive) -- основное устройство для долговременного хранения больших объемов данных и программ. В обиходе его называют «винчестером». Внутри Жесткого диска с большой скоростью вращаются диски, покрытые магнитным слоем. По поверхностям этих дисков перемещаются головки чтения/записи. Диски и головки размещены в герметичном и прочном корпусе.
Управление работой жесткого диска выполняет специальное аппаратно-логическое устройство - контроллер жесткого диска. В прошлом оно представляло собой отдельную дочернюю плату, которую подключали к одному из свободных слотов материнской платы. В настоящее время функции контроллеров дисков выполняют микросхемы, входящие в микропроцессорный комплект (чипсет), хотя некоторые виды высокопроизводительных контроллеров жестких дисков по-прежнему поставляются на отдельной плате.
К основным параметрам жестких дисков относятся емкость и производительность.
Чтобы подключить к компьютеру монитор, необходим специальный видеоадаптер. Задача видеоадаптера - сформировать сигнал, отображающий на мониторе определенную область памяти, в которой хранятся данные об изображении, а также выдать сигналы синхронизации - горизонтальную (строчную) и вертикальную (кадровую) развертки.
Физически видеоадаптер выполнен в виде отдельной дочерней платы, которая вставляется в один из слотов материнской платы и называется видеокартой. Видеоадаптер взял на себя функции видеоконтроллера, видеопроцессора и видеопамяти.
Рассмотрим устройства, обеспечивающие ввод и вывод информации.
Устройства ввода - это устройства, которые переводят информацию с языка человека на машинный язык.
Клавиатура - клавишное устройство для ввода числовой и текстовой информации.
Манипуляторы - устройства управления курсором (координатные устройства ввода информации) - Мышь, Трекбол, Тачпад, Джойстик
Сканер - устройство для ввода графической информации. Сканер создает оцифрованное изображение документа и помещает его в память компьютера. Существуют сканеры ручные и планшетные.
Цифровые камеры - формируют изображения в компьютерном формате.
Микрофон - устройство для ввода звуковой информации. Преобразует звук из аналоговой формы в цифровой формат звуковая карта.
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 информационно-справочных 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.
Устройства вывода - это устройства, которые переводят информацию с машинного языка в формы, доступные для человеческого восприятия.
Монитор (дисплей) - устройство визуального отображения всех видов информации. Существуют:
1) мониторы, сконструированные на базе электронно-лучевой трубки (CRT), среди которых различают алфавитно-цифровые и графические мониторы, а также монохромные мониторы и мониторы цветного изображения;
2) жидкокристаллические мониторы (LCD)- на базе жидких кристаллов. Различают активно-матричные и пассивно-матричные жкм. 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 закодированной информации в виде печатных копий текста или графики. Существуют матричные, струйные и лазерные принтеры.
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.
Акустические колонки и наушники - устройство для вывода звуковой информации.
информация компьютер плата процессор
Контрольные вопросы к модулю 2
1. Что является основным принципом построения современных ЭВМ?
2. Что такое интерфейс?
3. На какие функциональные блоки делиться компьютер?
4. Что понимается под базовым комплектом ПК?
5. Что такое шина?
6. Что представляет собой контроллер внешнего устройства и какую роль он играет в процессе обмена информацией?
7. Какую роль играет в компьютере видеопамять?
8. От чего может зависеть скорость выполнения команды?
9. Из каких частей состоит команда ЭВМ?
10. Перечислите основные устройства ввода и вывода информации.
Задание к модулю 2
Подготовить доклад (с презентацией) по одному из периферийных устройств компьютера.
Тест к модулю 2
1. Внешние устройства (принтер, клавиатура, мышь, сканер…) подключаются к компьютеру через:
a. Процессор
b. Системную магистраль
c. Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ)
d. Устройства управления (контроллеры)
2. Внешним запоминающим устройством является:
a. Процессор
b. Системная магистраль (шина)
c. Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ)
d. Жесткие и гибкие магнитные диски
e. Устройства управления (контроллеры)
3. Оперативное Запоминающее Устройство (ОЗУ) физически представляет собой
a. Микросхему
b. Дискету
c. Магнитный диск
4. Процессор физически представляет собой
a. Микросхему
b. Дискету
c. Магнитный диск
5. За минимальную единицу измерения количества информации принят
6. Драйвер - это ...
7. Файл - это ...
8. Системная дискета необходима для ...
9. Процессор - это ...
10 Внутренняя память - это ...
11. АЛУ - это ...
12. Монитор - это ...
13. Принтер - это ...
14. Мышь - это ...
15. Дерево каталогов - это ...
16.Укажите верное высказывание:
A) компьютер состоит из отдельных модулей, соединенных между собой магистралью;
Б) компьютер представляет собой единое, неделимое устройство;
В)составные части компьютерной системы являются незаменяемыми;
Г) компьютерная система способна сколь угодно долго соответствовать
требованиям современного общества и не нуждается в модернизации.
17.Свойством ПЗУ является:
А) только чтение информации;
Б) энергозависимость;
В) перезапись информации;
Г) кратковременное хранение информации.
18.Основное назначение жесткого диска:
А) переносить информацию;
Б) хранить данные, не находящиеся все время в ОЗУ;
В) обрабатывать информацию;
Г) вводить информацию.
19. Укажите верное высказывание:
A) На материнской плате размешены только те блоки, которые осуществляют обработку информации, а схемы, управляющие всеми остальными устройствами компьютера, реализованы на отдельных платах и
вставляются в стандартные разъемы на материнской плате;
Б) На материнской плате размещены все блоки, которые осуществляют прием, обработку и выдачу информации с помощью электрических сигналов и к которым можно подключить все необходимые устройства ввода-вывода;
B) На материнской плате находится системная магистраль данных, к
которым подключены адаптеры и контроллеры, позволяющие осуществлять связь ЭВМ с устройствами ввода - вывода;
Г) На материнской плате расположены все устройства компьютерной системы и связь между ними осуществляется через магистраль.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
История развития информатики и вычислительной техники. Общие принципы архитектуры ПЭВМ, ее внутренние интерфейсы. Базовая система ввода-вывода. Материнская плата. Технологии отображения и устройства хранения информации. Объем оперативной памяти.
презентация [9,3 M], добавлен 26.10.2013Обработка информации компьютерами. Средства преобразования информации в цифровую форму и обратно. Основные устройства компьютера: системный блок, жесткий диск, материнская плата. Устройства ввода и вывода информации: клавиатура и манипулятор мышь.
курсовая работа [18,4 K], добавлен 25.11.2010Основные направления информатики. Единицы измерения информации. Принципы построения компьютеров, сформулированные Джоном Нейманом. Функции центрального процессора. Устройства, образующие внутреннюю и внешнюю память. Классификация компьютерных сетей.
лекция [46,0 K], добавлен 10.04.2014Краткая история появления и развития информатики как науки. Понятие и основные свойства информации, формы ее адекватности. Структурная организация персональных компьютеров. Основные понятия электронных таблиц Microsoft Excel. Операционная система Windows.
лекция [820,6 K], добавлен 22.09.2013Понятие информации, ее измерение, количество и качество информации. Запоминающие устройства: классификация, принцип работы, основные характеристики. Организация и средства человеко-машинного интерфейса, мультисреды и гиперсред. Электронные таблицы.
отчет по практике [117,0 K], добавлен 09.09.2014Устройства и основные типы устройств ввода и вывода информации: манипуляторы, сканеры, микрофоны, печатающие устройства, видеокамера, вебкамера, плата видеозахвата. Клавиатура, ее основные части; служебные, функциональные клавиши, цифровая клавиатура.
реферат [487,5 K], добавлен 18.12.2009Основные определения и понятия информатики. Вычислительная техника, история и этапы ее развития. Методы классификации компьютеров, их типы и функции. Разновидности системного и прикладного программного обеспечения. Представление информации в ЭВМ.
учебное пособие [35,3 K], добавлен 12.04.2012Появление и развитие информатики. Ее структура и технические средства. Предмет и основные задачи информатики как науки. Определение информации и ее важнейшие свойства. Понятие информационной технологии. Основные этапы работы информационной системы.
реферат [127,4 K], добавлен 27.03.2010Основные виды входных компьютерных устройств. Указательные (координатные) устройства (джойстик, мышь, тачпад, трекбол). Устройства ввода графической информации (сканер, цифровые камеры, световое перо, дигитайзер). Устройства ввода звуковой информации.
реферат [42,4 K], добавлен 28.02.2016Разнообразие выпускаемых устройств ввода. Основные устройствами ввода информации в компьютер: клавиатуры, мыши, трекболы, графические планшеты, сканеры и джойстики. Основные параметры клавиатур. Подключение мыши к компьютеру. Оптическая система сканера.
курсовая работа [4,5 M], добавлен 17.03.2011Классификация компьютеров и вычислительных систем. Структура ЭВМ, основные устройства и их назначение. Прямой, обратный, дополнительный код, адресная память. Форматы для представления десятичных чисел, алфавитно-цифровой информации и логических значений.
шпаргалка [386,0 K], добавлен 19.08.2010Структурная схема компьютера. Основные характеристики процессора - устройства, предназначенного для обработки информации и управления процессом обработки. Способы хранения информации. Описание, назначение и принципы работы устройств ввода и вывода данных.
презентация [862,1 K], добавлен 20.07.2011Общее понятие архивации. Особенности программ архиваторов. Основные методы сжатия информации. Методические основы изучения темы "Архивация данных и сжатие информации" на уроках информатики в базовом курсе. Разработка блока уроков по сжатию информации.
курсовая работа [3,0 M], добавлен 03.06.2012Периферийные устройства для вывода визуальной информации: принтер, проектор, монитор и графопостроитель. Вывод звуковой информации с помощью динамиков, акустических систем и наушников. Основные виды акустических систем: однополосные и многополосные.
презентация [62,9 K], добавлен 19.02.2011Понятие об информации. Информатика, краткая история информатики. Информация аналоговая и цифровая. Аналого-цифровое преобразование, устройства аналоговые и цифровые. Понятие о кодировании информации. Хранение цифровой информации. Бит.
реферат [68,9 K], добавлен 23.11.2003Виды и свойства информации. Основные понятия систем счисления. Форматы данных. Принципы построения компьютеров. Аппаратные средства мультимедиа. Базовые алгоритмические структуры. Языки программирования низкого уровня. Операционные системы Windows.
шпаргалка [2,2 M], добавлен 19.06.2010Основные виды периферийных устройств в персональных компьютерах. Классификация периферийных устройств. Устройства ввода, вывода и хранения информации. Передача информации с помощью периферийных устройств. Организация сетей на основе программных средств.
контрольная работа [1,7 M], добавлен 11.11.2014Основные составляющие системного блока. Назначение материнской платы. Базовая система ввода-вывода – Bios. Понятие периферийного устройства. Запоминающие устройства и их виды. Открытая архитектура в устройстве ПК. Устройства для ввода и вывода данных.
реферат [478,5 K], добавлен 18.12.2009Клавиатура как основное устройство ввода данных. Устройства манипуляторного типа, их виды и характеристики. Принципы действия сканеров. Предназначение графических планшетов. Устройства вывода информации, виды мониторов. Внешние хранители информации.
реферат [1,2 M], добавлен 27.05.2012Полуавтоматические и автоматические устройства ввода графической информации. Устройство указания, сенсорные панели, экраны, графические планшеты. Цифровые камеры и ТВ-тюнеры. Основные виды сканеров. Автоматизация поиска и выделения элементов изображения.
презентация [1,6 M], добавлен 22.04.2015
