Урок 3. Как работает компьютер
Для успешного «общения» с компьютером вредно воспринимать его как черный ящик, который вот-вот выдаст что-то неожиданное. Чтобы понимать реакцию компьютера на Ваши действия, нужно знать как он устроен и как работает.
В этом IT-уроке узнаем, как работает большинство вычислительных устройств (к которым относятся не только персональные компьютеры).
Во втором уроке мы разобрались, что компьютер нужен для обработки информации, её хранения и передачи. Посмотрим же, как происходит обработка информации.
реклама
Прежде, чем начать, хотелось бы обратиться к «бывалым» завсегдатаям нашего любимого сайта, поскольку я предвижу различную реакцию на появление материалов для новичков. Прежде всего, вспомните себя в начале своего «компьютерного пути». Вам также было необходимо с чего-то начинать. И теперь, когда вы достигли недосягаемых вершин и можете с уверенностью назвать себя Камрадом, вам не пристало свысока смотреть на неопытных пользователей. Вместо этого вы можете передать им свой бесценный опыт, чтобы он не оказался в забвении, и получать от этого наставническое удовлетворение. Кроме того, любому сообществу всегда требуется «молодая кровь», иначе оно деградирует и растворится в бесформенную массу. Поэтому скажем новичкам — добро пожаловать!
Итак, начнём! С каждым годом реальный мир на планете всё более и более компьютеризируется. Каждый человек всё чаще испытывает потребность в знаниях в этой области. Но если вы почувствовали, что вам все эти новейшие технологии цивилизации ещё и интересны, то у вас есть шанс получить увлечение на всю жизнь! Именно с этого чувства зарождается компьютерный энтузиаст – человек, для которого компьютеры и всё, что с ними связано стали неотъемлемым хобби на протяжении всей жизни. Не важно, сколько вам лет, какие у вас знания, образование и какой у вас доход. Компьютерный мир необъятен и он подарит вам общение, знания и море положительных впечатлений, которые не иссякнут никогда! Вы даже сможет стать фанатом определенного лагеря, как в футболе, и вести непримиримую борьбу с оппонентами.
От клинописи до печатного станка
Для большинства историков рождении цивилизации с большой буквы неотрывно связано с появлением письменности. Согласно распространенным теориям, цивилизация в современном ее понимании появляется в результате создания излишков пищи, разделения труда и появления торговли. В долине Тигра и Евфрата произошло именно это: плодородные поля дали почву торговле, а коммерция, в отличии от эпоса, требует точности. Было это примерно в 2700 г. до нашей эры, то есть 4700 лет назад. Львиная доля шумерских табличек с клинописью заполнены бесконечным рядом торговых транзакций. Не все, конечно, так банально, например, расшифровка шумерской клинописи сохранила для нас старейшую на данный момент литературную работу — «Эпос о Гильгамеше».
Глиняная табличка с клинописью
Клинопись, определенно, была отличным изобретением. Глиняные таблички неплохо сохранились, что уж говорить о клинописи, выбитой на камне. Но у клинописи есть однозначный минус — скорость, и физический (не в мегабайтах) вес итоговых «документов». Представьте, что вам нужно срочно написать и доставить несколько счетов в соседний город. С глиняными табличками такая работа может стать в буквальном смысле неподъемной.
Во многих странах, от Египта до Греции, человечество искало способы быстро, удобно и надежно фиксировать информацию. Все больше люди приходили к той или иной вариации тонких листов органического происхождения и контрастных «чернил». Это решало проблему с со скоростью и, так сказать, «емкостью» на килограмм веса. Благодаря пергаменту, папирусу и, в конечном счете, бумаге человечество получило свою первую информационную сеть: почту.
Однако, с новыми преимуществами пришли новые проблемы: все, что написано на материалах органического происхождения имеет свойство разлагаться, выцветать, да и просто гореть. В эпоху от темных веков вплоть до изобретения печатного пресса большим и важным делом было копирование книг: буквальное переписывание набело, буква за буквой. Если представить сложность и трудоемкость этого процесса, легко понять, почему чтение и письмо оставались привилегией очень узкой прослойки монашества и знатных людей. Однако в середине пятнадцатого века произошло то, что можно назвать Первой Информационной Революцией.
Обработка информации на компьютере: основные этапы
Компьютер изначально был задуман для автоматизации процессов обработки информации. Он устроен соответствующим образом, чтобы иметь все возможности для успешного выполнения своего предназначения.
Для того чтобы обрабатывать в компьютере информацию, с ней необходимо делать следующие основные операции:
1) вводить информацию в компьютер:
Эта операция нужна для того, чтобы компьютеру было что обрабатывать. Без возможности ввода информации в компьютер он становится как бы вещью в себе.
2) хранить введенную информацию в компьютере:
Очевидно, что если дать возможность вводить информацию в компьютер, то надо также иметь возможность эту информацию в нем хранить, и затем использовать в процессе обработки.
3) обрабатывать введенную информацию:
Здесь надо понимать, что для обработки введенной информации нужны определенные алгоритмы обработки, иначе ни о какой обработке информации речи быть не может. Компьютер должен быть снабжен такими алгоритмами и должен уметь их применять к вводимой информации с тем, чтобы «правильно» преобразовывать ее в выходные данные.
4) хранить обработанную информацию
Так же как и с хранением введенной информации, в компьютере должны храниться результаты его работы, результаты обработки входных данных с тем, чтобы в дальнейшем ими можно было бы воспользоваться.
5) выводить информацию из компьютера
Эта операция позволяет вывести результаты обработки информации в удобочитаемом для пользователей виде. Именно эта операция дает возможность воспользоваться результатами обработки информации на компьютере. Иначе эти результаты обработки так и остались бы внутри компьютера, что сделало бы их получение совершенно бессмысленным.
Основные операций с окнами, файлами и папками
Если у вас в настоящее время в пользовании есть компьютер с ОС Windows, предлагаю на практике рассмотреть основные структурные элементы этой операционной системы и порядок проведения базовых операций с файлами при помощи манипулятора «Мышь».
Итак, сразу после запуска компьютера пользователь видит Рабочий стол Windows (см. изображение ниже). Это основное окно операционной системы. На разных компьютерах оно может иметь любой графический фон (фотография или просто цветная подложка). На нем может находиться произвольное количество значков файлов с любыми названиями.
Упомянутая графическая подложка называется обоями рабочего стола. Ее можно сменить на любую другую. Но об этом чуть позже. Сначала необходимо разобраться с порядком использования манипулятора «Мышь».
В центре рабочего стола после запуска компьютера находится указатель манипулятора «Мышь», который имеет форму стрелочки (см. фото ниже). Если мышку двигать по поверхности, на которой она лежит, указатель будет аналогичным образом двигаться по поверхности монитора. Указатель мышки — это своеобразный «палец пользователя», которым он может указывать компьютеру, что и где надо сделать.
Важным навыком, которым пользователю необходимо овладеть на первых порах, является умение точного перемещения и наведения указателя мышки на объекты, которые отображаются на мониторе. У начинающих пользователей с этим могут возникать определенные проблемы, однако, любой человек способен быстро приспособиться к таким манипуляциям. Необходимо лишь немного попрактиковаться.
Наведением курсора на определенный объект человек дает компьютеру понять, что именно с этим объектом он намерен произвести определенные действия. Компьютер при наведении курсора на какой-то значок, как правило, показывает пользователю небольшую подсказку о том, что это за объект.
Например, если навести курсор мышки на значок Корзины, который находится на рабочем столе, вскоре возле него появится текстовое сообщение о том, что корзина — это то место, которое используется для временного хранения удаленных файлов и папок (подробнее о Корзину речь пойдет в другой статье).
Какие действия необходимо совершить с объектом, на который наведен указатель мыши, пользователь указывает при помощи кнопок мыши. Нажатие кнопки мыши называется кликом .
Левая кнопка мыши является основной и наиболее используемой. Если навести указатель мыши на файл или папку и дважды кликнуть левой кнопкой мыши — этот файл или папка откроется (то есть, откроется окно, в котором отображается содержимое файла или папки). Такой двойной клик (на английском — дабл клик) необходимо осуществлять с минимальным промежутком времени между нажатием кнопки (меньше секунды). Как и с перемещением указателя, навык четкого двойного клика у начинающих пользователей появляется довольно быстро и нуждается лишь в непродолжительной практике.
Попробуйте с помощью двойного клика открыть Корзину, значок которого находится на рабочем столе.
Если все сделано правильно, через непродолжительное время после двойного щелчка на значке Корзины, откроется окно с названием «Корзина». Оно может быть пустым или содержать определенные файлы и папки (см. изображение). Аналогичным образом в Windows можно открыть любой файл или папку.
Обратите внимание, что окно Корзины, как и любое другое окно Windows, в правом верхнем углу содержит небольшие кнопки. Это кнопки основных операций с окном (см. изображение). Как правило, таких кнопок в окне не больше трех и они могут иметь следующий вид:
— с горизонтальной черточкой снизу — свернуть окно;
— с горизонтальной черточкой сверху — развернуть окно на весь экран;
— с двумя квадратиками — вернуть окно из полноэкранного режима в обычный;
— с двумя перекрещенными черточками — закрыть окно.
Нажимать на эти кнопки можно с помощью мышки. Достаточно навести на нужную кнопку указатель и один раз нажать левую кнопку мыши.
Нажатие на кнопку свертывания окна приведет к его визуальному исчезновению. Однако, на самом деле окно не исчезнет. Оно свернется в продолговатую кнопку, которая отображается на Панели задач — специально отведенной для этого зоне, которая чаще всего находится в нижней части экрана (см. изображение ниже). Чтобы снова его развернуть, достаточно один раз кликнуть по этой кнопке левой кнопкой мыши.
Нажатие кнопки «развернуть окно на весь экран» приведет к увеличению его размеров до максимально возможных.
Кнопка с двумя квадратиками имеет обратный эффект и возвращает расширенному окну его обычное состояние.
И наконец, нажатие кнопки с двумя перекрещенными черточками приводит к закрытию окна.
Попробуйте закрыть открытое окно «Корзины», открыть его снова, свернуть, развернуть — короче говоря, потренируйтесь.
Теперь давайте разберемся с правой кнопкой мыши. Наведите указатель на значок Корзины и один раз нажмите правую кнопку мыши.
Возле значка появится список действий, которые можно произвести с объектом (см. изображение). Чтобы выбрать определенный пункт из списка, необходимо навести на него указатель и один раз кликнуть левой кнопкой мыши. Для примера, выберите пункт «Открыть». Это приведет к открытию окна «Корзина», то есть, будет иметь такой же эффект, как и даблклик левой кнопкой, о котором говорилось выше.
Указанный список возможных операций, который открывается щелчком правой кнопки мыши на объекте, называется контекстным меню. В Windows контекстное меню есть у каждого файла или папки. Перечень возможных операций в этом меню для каждого типа файлов будет разным.
Поскольку вы уже владеете навыками осуществления основных операций с окнами Windows, предлагаю для их закрепления и составления более полного представления о структуре файловой системы компьютера разобраться с основами навигации в Windows.
Для начала следует вспомнить часть этой статьи, где говорилось о том, что все файлы и папки на компьютере упорядочены согласно строгой иерархии. Запоминающее устройство компьютера разделено на один или несколько логических разделов. В каждом разделе могут содержаться файлы и папки, в каждой папке — другие папки и файлы и т.д.
Окном, в котором отображается верхняя ступень этой файловой иерархии, является окно с названием «Мой компьютер» или «Компьютер» (в зависимости от версии Windows).
Значок этого основного окна может находиться на Рабочем столе. Как и любое окно в Windows, его можно открыть двойным щелчком левой кнопки мыши по значку.
Если же на рабочем столе значок «Мой компьютер» или «Компьютер» отсутствует, ищите его в меню « Пуск ». Для этого, щелкните левой кнопкой мыши на кнопку, которая находится в левом нижнем углу экрана (см. изображение). Откроется меню, в котором надо найти кнопку с соответствующим названием («Мой компьютер» или «Компьютер») и нажать на нее левой кнопкой мыши.
Если все сделано правильно, откроется окно с соответствующим названием (см. изображение ниже). Если это окно открыто не на весь экран, для удобства переведите его в полноэкранный режим с помощью соответствующей кнопки в его правом верхнем углу (речь шла выше).
В окне «Мой компьютер» в систематизированном виде отображаются значки всех запоминающих устройств, подключенных к компьютеру. В пункте «Жесткие диски» выводятся значки логических разделов, на которые разделено постоянное запоминающее устройство компьютера. Двойным кликом левой кнопки мыши по значку раздела перейдите в любой из них. Если в открытом разделе есть папки, можно открыть любую (перейти еще на ступень ниже). Чтобы подняться на ступень выше (вернуться обратно), достаточно левой кнопкой мыши один раз нажать на кнопку со стрелкой влево, которая находится в левом верхнем углу окна (см. изображение).
Таким образом, начав с верхней ступени файловой иерархии компьютера (окна «Мой компьютер»), пользователь может спуститься на любой уровень и просмотреть любые папки или файлы, находящиеся на компьютере.
Обратите внимание, что во время навигации по файловой системе компьютера в каждом окне в специальной строке, которая находится в верхней его части, отображается информация о положении в этой файловой системе раздела или папки, которая в настоящее время просматривается. Эта строка называется адресной. Для примера, см. изображение. На нем изображено окно, из адресной строки которого видно, что просматриваемая папка «Пример» находится в папке «111», которая в свою очередь находится в логическом разделе «C» компьютера.
С целью правильного понимания изложенного и формирования практических навыков навигации в файловой системе Windows, рекомендую самостоятельно попрактиковаться в открытии различных папок, находящихся на вашем компьютере. Если что-то пойдет не так — просто закройте все открытые окна и начните сначала.
Теперь предлагаю потренироваться в создании файлов, папок, их переименовании и осуществлении других базовых операций с ними.
Возвращаемся на рабочий стол Windows (закрываем все открытые окна).
Рабочий стол Windows по своей сути — тоже окно Windows, которое, однако, невозможно свернуть или закрыть. Оно всегда находится в открытом и развернутом на весь экран состоянии, а все другие окна открываются поверх него. Достаточно свернуть или закрыть все открытые окна и рабочий стол станет полностью доступным для использования. Операции с файлами, которые описаны ниже и будут проводиться нами в качестве примера на рабочем столе, таким же образом могут быть осуществлены и в любом другом окне Windows, кроме окна «Мой компьютер» («Компьютер»).
1. Создание файлов и папок
Чтобы создать папку или файл при помощи мышки, достаточно в окне, в котором нужно создать папку (в нашем случае Рабочий стол), кликнуть правой кнопкой мыши по пустому пространству. Откроется контекстное меню. Если подвести курсор мыши к пункту «Создать», рядом появится еще несколько пунктов, среди которых следует выбрать необходимый вариант. Если надо создать папку — наводим курсор на пункт «Папку» и жмем левую кнопку мыши, если текстовый документ — выбираем пункт «Документ Microsoft OfficeWord» и т.д. (см. изображение).
Перечень возможных вариантов в указанном контекстном меню может существенно отличаться на разных компьютерах. Однако, создание базовых типов файлов и папок указанным выше способом доступно на любом ПК.
В качестве примера создайте на Рабочем столе папку и текстовый документ.
2. Переименование файлов и папок.
Чтобы изменить имя существующей папки или файла, необходимо кликнуть по нему правой кнопкой мыши и в контекстном меню выбрать пункт «Переименовать». После этого активируется возможность изменения названия, и это можно будет сделать, просто введя необходимые символы с помощью клавиатуры. После окончания ввода надо нажать клавишу Enter (на клавиатуре).
3. Удаление файлов и папок
Чтобы удалить папку или файл, в его контекстном меню достаточно выбрать пункт «Удалить» и подтвердить операцию, нажав в открывшемся окне соответствующую кнопку.
4. Копирование и перемещение файлов и папок
Процесс копирования и перемещения файлов и папок в операционной системе Windows происходит в 2 этапа:
— помещения файла или папки в буфер обмена;
— вставка файла или папки, которая находится в буфере обмена, в определенное пользователем место.
Буфер обмена Windows — это специальная часть памяти компьютера, которая используется для временного помещения в нее копируемых данных.
Итак, для того, чтобы скопировать файл или папку в буфер обмена, необходимо в ее контекстном меню выбрать пункт «Копировать».
После этого необходимо перейти в папку, в которую нужно скопировать файл или папку, кликнуть правой кнопкой мыши по пустому пространству и в контекстном меню выбрать пункт «вставить».
Учтите, что информация (файл или папка), помещена в буфер обмена Windows, хранится там до выключения компьютера или же до копирования в буфер новой информации. Для примера, попробуйте скопировать созданный нами текстовый файл в созданную папку. Проведите несколько экспериментов по созданию, копированию, переименованию и удалению файлов и папок.
Овладев базовыми знаниями и навыками работы с компьютером, можно переходить к изучению порядка просмотра папок и файлов. Но об этом уже в следующей статье.
НАПИСАТЬ АВТОРУ
Вопросы и задания
1. Приведите примеры процессов обработки информации, которые чаще всего вам приходится выполнять в жизни. Для каждого примера определите исходные данные, алгоритм (правила) обработки и получаемые результаты. К каким типам обработки информации относятся эти процессы?
2. Поясните суть понятий «кодирование», «код», «кодовая таблица».
3. Светодиодная панель содержит шесть излучающих элементов, каждый из которых может светиться или красным, или жёлтым, или зелёным цветом. Сколько различных сигналов можно передать с помощью панели (все излучающие элементы должны гореть, порядок цветов имеет значение)?
4. Автомобильный номер состоит из нескольких букв (количество букв одинаковое во всех номерах), за которыми следуют три цифры. При этом используются 10 цифр и только 5 букв: А, В, С, D и F. Требуется не менее 100 тысяч различных номеров. Какое наименьшее количество букв должно быть в автомобильном номере?
5. Сколько существует различных последовательностей из 6 символов четырёхбуквенного алфавита , которые содержат не менее двух букв А (т. е. две и более буквы А)?
6. Сравните равномерные и неравномерные коды. Каковы их основные достоинства и недостатки?
7. Какие коды называют префиксными? Почему они так важны? В чём суть прямого и обратного условий Фано?
8. Двоичные коды для 5 букв латинского алфавита представлены в таблице:
Из четырёх сообщений, закодированных этими кодами, только одно пришло без ошибки. Найдите его:
1) 110100000100110011;
2) 111010000010010011;
3) 110100001001100111;
4) 110110000100110010.
9. Для кодирования некоторой последовательности, состоящей из букв А, Б, В, Г и Д, используется неравномерный двоичный код, позволяющий однозначно декодировать полученную двоичную последовательность. При этом используются следующие коды: А — 1110, Б — 0, В — 10, Г — 110. Каким кодовым словом может быть закодирована буква Д? Код должен удовлетворять свойству однозначного декодирования. Если можно использовать более одного кодового слова, укажите кратчайшее из них.
10. Для кодирования некоторой последовательности, состоящей из букв А, Б, В, Г и Д, используется неравномерный троичный код, позволяющий однозначно декодировать полученную троичную последовательность. Вот этот код: А — 0, Б — 11, В — 20, Г — 21, Д — 22. Можно ли сократить для одной из букв длину кодового слова так, чтобы закодированную последовательность по-прежнему можно было декодировать однозначно? Коды остальных букв меняться не должны.
11. Для передачи закодированных сообщений используется таблица кодовых слов из четырёх букв. Причем используются только буквы А, Р и У. Сколько различных кодовых слов может быть в такой таблице, если ни в одном слове нет трёх одинаковых букв, идущих подряд?
12. Методом половинного деления в последовательности чисел
061 087 154 180 208 230 290 345 367 389 456 478 523 567 590 612
требуется найти число 590. Опишите процесс поиска.
13. В Международном конкурсе по информатике «Бобёр» школьникам была предложена задача «Склад», подготовленная специалистами из Японии. Вот её условие.
Плотник в Бобровой Деревне использует 31 склад, пронумерованный от 1 до 31. Однажды он забыл, сколько складов уже заполнил, но помнит, что заполнял их в порядке возрастания номеров.
Чтобы уменьшить количество открывания дверей, он действует следующим образом:
Сначала открывает склад со средним номером — склад № 16. Затем:
• если склад № 16 пуст, он решает искать первый незаполненный склад в промежутке от № 1 до № 15, открывает опять средний склад — склад № 8 — и повторяет процедуру;
• если склад № 16 заполнен, то нужный склад он ищет между № 17 и № 31, открывает средний склад — склад № 24 — и повторяет процедуру.
После всех действий плотник обнаружил, что заполнены были склады от № 1 до № 15 включительно. Сколько дверей ему пришлось открыть?
Решите эту задачу. Какой из рассмотренных нами методов поиска был использован героем этой задачи?
