Технічні засоби обробки інформації

Размещено на http://www.allbest.ru/

Технічні засоби обробки інформації

Системний блок складається з корпуса з блоком живлення і материнської (системної) плати. Блок живлення перетворює змінний струм на постійний струм низької напруги. Від потужності блока живлення залежить, яку кількість додаткових пристроїв, що не мають власного блока живлення, можна підключати до системного блока.

Материнська плата - основна частина комп'ютера, за допомогою якої поєднуються інші елементи. Це велика друкована плата, на якій розташовуються системна і локальна шини, мікропроцесор, оперативна пам'ять, додаткові мікросхеми та слоти для підключення додаткових пристроїв. Материнські плати уніфіковані за типорозмірами (нині найбільш поширені AT, ATX, LPX, NLX).

Системна шина призначена для передачі інформації між центральним процесором та іншими компонентами комп'ютера. У сучасних комп'ютерах застосовуються шини EISA, PCI, PCMCIA, AGP. Шини поділяються на синхронні, де дані передаються відповідно до тактової частоти (РСІ), й асинхронні, де дані передаються в довільні моменти часу (EISA).

Центральний процесор (Central Processing Unit - CPU) - це велика інтегральна схема, реалізована на одному напівпровідниковому кристалі, що призначена для програмно керованої обробки інформації. Залежно від типу інструкцій, що виконуються, розрізняють мікропроцесори CISC (Complex Instruction Set Computer) і RISC (Reduce Instruction Set Computer). Перші мікропроцесори були CISC-процесорами. У RISC-процесорах використовуються інструкції однакової довжини, які простіше і швидше виконуються. комп'ютер блок процесор пам'ять

Розрядність мікропроцесора визначає, скільки бітів інформації обробляється в ньому за один такт. Перший мікропроцесор Intel 4004, що з'явився в 1971 p., був чотирирозрядним і мав тактову частоту 750 КГц. З розвитком процесорів їх тактова частота, розрядність регістрів і зовнішньої шини даних збільшуються, поліпшується декодування команд. Сучасні комп'ютери Pentium III мають тактову частоту 450 МГц і вище.

Оперативна пам'ять буває динамічною або статичною. Оперативна пам'ять динамічного типу - це пам'ять з довільним вибиранням (Dynamic Random Access Memory, DRAM). Кожний біт такої пам'яті подається як наявність або відсутність заряду на конденсаторі, утвореному в структурі напівпровідникового кристала. Статична пам'ять (Static RAM - SRAM) як елементарну комірку використовує статичний тригер, що складається з кількох транзисторів. Ця пам'ять має вищу швидкодію, але вона дорожча.

За способом доступу до даних пам'ять поділяють на синхронну та асинхронну. Мікросхеми динамічної пам'яті виконуються в різних корпусах: SIMM (Single In line Memory Module), DIMM (Dual In line Memory Module). SDRAM синхронізована із системним таймером, що керує центральним процесором. SDRAM II (DDR - Double Data Rate) використовує більш точну внутрішню синхронізацію, що вдвічі збільшує швидкість доступу.

У відеопам'яті використовується динамічна оперативна пам'ять, яка має низку особливостей: доступ здійснюється досить великими блоками, перезаписування даних відбувається без переривання процедури зчитування.

BIOS (Basic Input/Output System) - спеціальна мікросхема, що містить набір програм вводу-виводу, за допомогою яких операційна система і прикладні програми можуть взаємодіяти з пристроями комп'ютера на фізичному рівні; програму тестування комп'ютера і його пристроїв, що запускається при включенні комп'ютера; програму setup для зміни параметрів, що визначають конфігурацію комп'ютера.

Пристрої збереження інформації

Накопичувачі інформації призначені для тривалого збереження великих обсягів інформації. Цей вид пам'яті, на відміну від оперативної, енерго-незалежний, тобто інформація не втрачається після вимкнення живлення комп'ютера. В основі роботи пристроїв збереження інформації лежать різні принципи (магнітні, оптичні тощо). Вартість збереження одиниці інформації на них значно нижча порівняно з оперативною пам'яттю, а обсяг носіїв, які використовуються у цих пристроях, набагато більший, однак час доступу до інформації в них ще більший. Розрізняють накопичувачі зі змінними і незмінними носіями. Надійність збереження інформації на незмінних носіях значно більша, а час доступу - менший.

Стримери - накопичувачі на магнітних стрічках. Вони звичайно використовуються для створення архівних копій великого обсягу і мають вмонтовані засоби стиснення даних.

Накопичувачі на жорстких дисках - це пристрої з незмінним носієм. їх часто називають вінчестерами. Вони містять механічний привод, голівки зчитування запису, кілька носіїв і контролер, що забезпечує роботу пристрою і передачу даних. Для запису інформації використовуються магнітні властивості поверхні дисків-носіїв.

Накопичувачі на жорстких дисках відрізняються один від одного насамперед своєю місткістю та швидкістю роботи. Швидкість роботи диска характеризується двома показниками: часом доступу до даних на диску та швидкістю читання і запису даних на диск.

При читанні або записуванні коротких блоків даних, розташованих у різних ділянках диска, швидкість роботи визначається часом доступу до даних, а при зчитуванні або записуванні великих блоків даних набагато важливішою є пропускна здатність тракту обміну з диском.

Накопичувачі на змінних дисках: приводи для дискет розміром "5,25" - FDD (Floppy Disk Drive), магнітооптичних дисків - MOD (Magneto-Optical Disk), CD-ROM, CD-RW, DVD (Digital Versatile Disk). Вони дають змогу переносити інформацію з одного комп'ютера на інший та робити архівні копії інформації, що міститься на жорсткому диску.

Слід зауважити, що час доступу і швидкість зчитування-за-пису залежать не тільки від самого пристрою, а й від параметрів усього тракту обміну з диском: від швидкодії контролера диска, системної шини і центрального процесора комп'ютера.

Клавіатура є основним пристроєм вводу інформації в комп'ютер. Це сукупність механічних датчиків, що сприймають натискування на клавіші і замикають певний електричний ланцюг. Розроблено багато видів клавіатур, що відрізняються в основному за ергономічними якостями. У клавіатуру можуть вбудовуватися додаткові пристрої, приміром мікрофон. Найбільш поширені два види клавіатур: з механічним і мембранним перемикачами. Технологія, заснована на мембранних перемикачах, вважається більш прогресивною, хоч особливих переваг не має.

Миші і трекболи - це координатні пристрої вводу інформації в комп'ютер. Вони мають дві чи три кнопки керування, але третя кнопка практично не використовується. Крім того, двокнопкова миша може мати спеціальне коліщатко для швидкого перегляду багатосторінкової інформації. Поширені як механічні миші, так і оптичні, які дають змогу досягати більшої точності. Є три способи підключення миші: через послідовний СОМ-порт, порт PS/2 і порт USB. У трекболі рухається не корпус, а тільки його кулька, що дозволяє підвищити точність керування курсором і не вимагає додаткового простору для роботи. Трекболи зазвичай використовуються в портативних комп'ютерах.

Сканер - це пристрій, за допомогою якого інформація з паперових носіїв вводиться в комп'ютер. Оптична роздільна здатність сканера визначає розмір елементів, які сканер передає без перекручувань. Роздільна здатність залежить від кількості елементів, що використовуються на одиницю довжини в лінійці світлочутливих елементів і від кроку переміщення пристрою сканування. Вона виміряється в dpi - кількості точок на дюйм.

Усі моделі сканерів можна поділити на ручні, планшетні, рулонні і барабанні. Ручні сканери треба переміщати рукою по матеріалу, який сканується. У планшетних сканерах голівка сканування переміщається по зображенню за допомогою крокового двигуна. Рулонні сканери протягають зображення через пристрій сканування. Барабанні сканери використовують фотоелектронний множник як світлочутливий елемент.

Крім того, сканери поділяють на однопрохідні, що використовують три лінійки для одночасного отримання інформації про три основні кольори, та трипрохідні, що за один прохід отримують інформацію про якийсь один колір. Колірна розрядність сканера визначається кількістю бітів, що використовуються для збереження інформації про колір. Сучасні сканери використовують не менше 24 біт (8 біт на кожний колір).

Для зв'язку з комп'ютером сканери використовують послідовний і паралельний порти, а також інтерфейси SCSI і USB.

Електронний планшет - координатний перетворювач, що використовується в основному для задач САПР.

Джойстик - аналоговий важільний пристрій для вводу координатної інформації. Він використовується практично тільки в іграх і тренажерах.

Пристрої виводу інформації

Монітор (дисплей) комп'ютера IBM PC призначений для виводу на екран текстової і графічної інформації. Монітори бувають кольоровими і монохромними. Вони можуть працювати в текстовому та графічному режимах.

У текстовому режимі екран монітора умовно розбивається на окремі елементи - знакомісця, найчастіше на 25 рядків по 80 символів. Знакомісце відображає один з 256 визначених заздалегідь символів. До символів, що зображуються на екрані в текстовому режимі, можуть належати і символи кирилиці. На кольорових моніторах кожному знакомісцю може відповідати свій колір символу і фону, що дає змогу виводити на екран кольорові написи. На монохромних моніторах для виділення окремих частин тексту використовується підвищена яскравість символів, підкреслення й інверсне зображення.

У графічному режимі екран складається з точок, кожна з яких може бути темною чи світлою на монохромних моніторах і одного чи декількох кольорів - на кольоровому. Кількість точок на екрані називається роздільною здатністю монітора у певному режимі. Варто зазначити, що роздільна здатність не залежить від розмірів екрана монітора.

Найбільше поширений тип моніторів CRT (Cathode Ray Tube). Його робота ґрунтується на електронно-променевій трубці. Спереду її внутрішня частина покрита люмінофором - речовиною, що випускає світло під час бомбардування його зарядженими частками. Для створення зображення використовується електронна пушка, яка випускає потік електронів крізь металеву маску, що забезпечує дискретність зображення. У кольоровому моніторі зазвичай використовують три пушки - для червоного, зеленого і синього кольорів, у монохромному - одну.

Мінімальна відстань між люмінофорними елементами називають кроком точки (dot pitch). Вона визначає якість зображення. Іншою важливою характеристикою монітора є частота, з якою відтворюється зображення на екрані (чим вище, тим менш помітне мерехтіння).

Екрани рідкокристалічних моніторів - LCD (Liquid Crystal Display) - становлять дві прозорі пластини з тонким шаром рідких кристалів між ними. Електричні сигнали змінюють площину їх поляризації. Ці монітори більш компактні, однак значно дорожчі.

Роздільна здатність LCD-моніторів фіксована й визначається розміром пікселя. Важливою особливістю LCD-моніторів є можливість повороту екрана на 90° (приміром, для верстки аркуша формату A4). До переваг LCD-моніторів варто віднести те, що вони пласкі, а зображення на їхніх екранах відрізняється чіткістю і насиченістю кольорів.

Монітори з плазми PDP (Plasma Display Panels) містять пари електродів, між якими електричний розряд викликає світіння в просторі, заповненому інертним газом. При цьому кожний піксель екрана працює як лампа денного світла. Його переваги - яскраве і контрастне зображення, відсутність мерехтіння.

Основні характеристики моніторів:

o розмір діагоналі;

o роздільна здатність - кількість точок по горизонталі і вертикалі;

o частота розгортки.

Якість зображення залежить також від відеоадаптера (ві-деокарти) - плати, що управляє виводом інформації на монітор. Важлива характеристика відеокарти - обсяг відеопа-м'яті.

Принтер - це пристрій для виводу інформації з комп'ютера на паперовий носій або плівку.

Основні характеристики принтерів:

o роздільна здатність, що виміряється в точках на дюйм (dpi);

o кількість кольорів;

o швидкість друку;

o якість драйверів;

o вимоги до паперу та плівки;

o ресурс і вартість одного заправлення;

o ресурс принтера.

Найбільш поширені матричні, струменеві і лазерні принтери.

Коли говорять про матричні принтери, мають на увазі пристрої ударної дії. У послідовних принтерах вертикальний ряд голок вбиває барвник зі стрічки прямо в папір, формуючи послідовно символ за символом. Голівка принтера може бути оснащена 9, 18 чи 24 голками. Ці принтери мають хорошу якість друку, невисоку ціну. Для них можна використовувати як форматний, так і рулонний папір. Швидкість друку для високопродуктивних моделей сягає 380 знаків за секунду.

Посторінкові матричні принтери забезпечують вищу продуктивність порівняно з послідовними. Замість маленьких матричних голівок вони використовують довгі масиви з великою кількістю голок, при цьому досягається швидкість до 1500 знаків за хвилину.

Є моделі принтерів як із широкою (АЗ), так і з вузькою (А4) кареткою. Матричні ударні друкувальні пристрої створюють багато шуму, і це є їхнім основним недоліком. Зараз вони використовуються дуже рідко.

Струменеві принтери належать до класу послідовних матричних безударних друкувальних пристроїв. Друкуюча голівка розприскує спеціальне чорнило через сопла на папір. Друкуючі голівки можуть сполучатися з чорнильницею або бути автономними. Струменеві принтери поділяються на пристрої неперервної та дискретної дії. Перші зараз майже не використовуються, а другі повинні використовувати або пухирцеву технологію, або п'єзоефект. При високій якості друку швидкість виведення не перевищує 200 знаків за секунду, а при низькій якості - досягає 7 сторінок за хвилину.

Переваги: безшумна робота, досить висока якість друку, можливість кольорового друку, низька ціна самого принтера.

Недоліки: висока вартість витратних матеріалів (чорнила і чорнильниць), відносно низька швидкість роботи.

Зараз струменеві принтери широко використовуються для домашніх комп'ютерів.

У лазерних принтерах використовується електрографічний спосіб створення зображення: лазерний промінь формує зображення на спеціальному фотопровідному барабані. Крок повороту барабана визначає фізичну роздільну здатність принтера. Після того, як на барабані сформована вся сторінка, він покривається тонером, відтак тонер переноситься на заряджений аркуш паперу і закріплюється на ньому шляхом розігріву до температури плавлення.

Переваги: високі якість і швидкість друку, великий ресурс заправлення, безшумна робота.

Недоліки: висока вартість, досить великі габарити, високі вимоги до якості і розмірів паперу.

Лазерні принтери доцільно використовувати тільки при досить великих обсягах друку.

Зауваження: у струменевих та лазерних принтерах використовуються різні типи плівки (більше того, в лазерних принтерах плівка має відповідати конкретному типу принтера). Використання неякісного паперу або плівки невідповідного типу може призвести до пошкодження пристрою.

Плотер - це пристрій для виводу графічної інформації з комп'ютера на паперовий носій.

Периферійні пристрої. Стандартні порти вводу-виводу: паралельний - використовується для підключення принтера, послідовний - для підключення миші, зовнішнього модема тощо. Інфрачервоний порт використовує стандарти послідовного порту і застосовується для підключення зовнішніх пристроїв до портативних комп'ютерів. Порт USB має замінити на сучасних комп'ютерах як послідовний, так і паралельний порти. Через нього можна підключати до 128 пристроїв.

Мережевий адаптер (мережева карта) дає можливість підключити комп'ютер до локальної мережі.

Модем - пристрій, що дає змогу комп'ютеру зв'язуватися з іншим комп'ютером за допомогою телекомунікацій.

Факс-модем - модем, що дає змогу також приймати і посилати факсимільні повідомлення.

Модеми поділяються на внутрішні і зовнішні. Внутрішній модем - це електронна плата, вмонтована безпосередньо в комп'ютер, а зовнішній - автономний пристрій, що приєднується до одного з портів. Зовнішній модем коштує, як правило, дорожче внутрішнього того самого типу. Основний параметр роботи модема - швидкість передачі даних. Вона вимірюється в bps (біт за секунду).

У модемах для збільшення фактичної швидкості передачі використовують стискання даних. Наявність режиму корекції помилок забезпечує додаткові сигнали, за допомогою яких модеми здійснюють перевірку даних на двох кінцях лінії.

Звукова карта використовується для відтворення і запису звукових сигналів. Під час запису аналоговий сигнал перетворюється в цифровий. Для відтворення звука використовують кілька способів перетворення цифрового сигналу в аналоговий

- на основі частотної модуляції (FM - Frequency Modulation) або з використанням таблиці хвиль (WT - Wave Table). Використання WT-синтезаторів дає більш природне звучання. Частотний синтез (FM) з'явився в 1974 p. (PC-Speaker). У 1985 р. було створено AdLib, за допомогою якого передавали музику. Нова звукова карта SoundBlaster уже могла записувати і відтворювати звук. Стандартний FM-синтез має середні звукові характеристики, тому на картах установлюють складні системи фільтрів.

Суть технології WT-синтезу полягає в наступному: на звуковій карті встановлюється модуль ПЗУ із "зашитими" у нього зразками звучання музичних інструментів - семплами, a WT-процесор за допомогою спеціальних алгоритмів за тоном інструмента відтворює всі інші його звуки. Крім того, багато виробників оснащують звукові карти модуляторами для встановлення нових інструментів.

Размещено на Allbest.ru