Урок аппаратное обеспечение компьютера

Учитель информатики

Информатика. 7 класса. Босова Л.Л. Оглавление

• программа
• программное обеспечение (ПО)
• системное ПО
• прикладное ПО
• система программирования
• операционная система
• архиватор
• антивирусная программа
• приложение общего назначения
• приложение специального назначения

Current Poll

Аппаратное обеспечение компьютера, виды устройств ввода и вывода, состав процессора, виды внутренней и внешней памяти компьютера.

С технической точки зрения компьютер можно рассматривать как систему взаимосвязанных материальных объектов — устройств, имеющих разное назначение и различные принципы действия (например, электронные, магнитные, механические). Передача информации в компьютер и из компьютера осуществляется устройствами ввода, устройствами вывода и устройствами ввода-вывода. Обработка информации в компьютере выполняется процессором. Для хранения памяти в компьютере предусмотрена внутренняя и внешняя память.Эти и другие материальные объекты компьютера, обеспечивающие автоматизацию информационных процессов, составляют аппаратное обеспечение компьютера.

Аппаратное обеспечение компьютера — совокупность устройств компьютера, предназначенных для передачи, обработки и хранения информации.

• с прямым вводом (манипуляторы, сенсоры, сканеры, камеры, микрофоны);
• с клавиатурным вводом (буквенно-цифровые клавиатуры, музыкальные клавиатуры).

Для ввода изображений в компьютер чаще всего используют сканеры, цифровые видеокамеры и фотоаппараты. Важной характеристикой этих устройств является разрешающая способность, определяемая количеством точек, из которых составляется изображение одного кадра, или отрезком длинной в один дюйм(1 дюйм = 2,54 см). Разрешающая способность измерятся в dpi (количестве точек на дюйм).Сканер
предназначен графической информации с листа бумаги. Если в компьютер установлена программа, позволяющая распознавать символы (буквы, цифры) в графическом изображении знаков, то можно изпользя сканер, вводить в компьютер текстовую и числовую информацию.

Микрофон используется для ввода звука в компьютер (например, речи человека, звуков оркестра). Наличие в компьютере программы по распознаванию речи может позволить человеку управлять компьютером с помощью голоса, использовать компьютер при изучении иностранных языков или производить голосовой ввод текста.

Основным устройством ввода информации в компьютер является клавиатура, которая может быть клавишной, мембраной или сенсорной. Кроме того, клавиатуры различаются по количеству клавиш и по способу соединения с компьютером (проводные и беспроводные).

В основной части выделяют три группы клавиш:буквенно-цифровые, управляющие и функциональные. Действия функциональных клавиш зависят от используемых программ. С помощью дополнительной клавиатуры вводятся цифры или команды управления положением курсора.Клавиша Num Lock позволяет переключать дополнительную клавиатуру в один из режимов, а соответствующий индикатор указывает на включение режима ввода цифр.

К устройствам вывода относятся монитор,проектор, принтер, плоттер, акустические системы. Мониторы используются для вывода текстовой, числовой и графической информации на экран для восприятия человеком. Большинство основано на использовании электронно-лучевых трубок (ЭЛТ) и жидкокристаллических панелей (ЖК, LCD). Основными характеристиками монитора являются: физическое количество точек на экране монитора по горизонтали и вертикали (разрешающая способность экрана), расстояние между точками на экране, длина диагонали экрана, количество воспроизводимых цветов и скорость отклика на изменения изображения. Для вывода информации на бумагу используются различные виды принтеров: матричные, струйные и лазерные. Качество печати определяется разрешающей способностью принтера (количество напечатанных точек на дюйм). Для цветных струйных и лазерных принтеров важным параметром является количество воспроизводимых цветов. Если необходимо распечатать или вырезать изображение больших размеров, то используют плоттер.

Устройства ввода-вывода обеспечивают как ввод информации в компьютер, так и ее вывод из компьютера. К таким устройствам относятся дисковод (устройство для считывания и записи информации с использованием диска или дискеты), стример (уст ройство для считывания и записи информации с использованием магнитной ленты), сенсорный экран (для выбора действия прикосновением к экрану и одновременного вывода изображений), многофункциональные устройства (МФУ), объединяющие принтер, сканер и копировальное устройство (ксерокс).

К устройствам ввода-вывода относятся также средства, позволяющие обмениваться информацией между компьютерами и совместно использовать ресурсы разных компьютеров. Для этого, например, используется концентратор, или хаб, для соединения компьютеров в локальную сеть, модем для подключения к глобальной сети через телефонные линии связи, а также системы для установления радиосвязи (BlueTooth и Wi-Fi) между компьютерами и другими электронными устройствами (мобильными телефонами, аудио- и видеоаппаратурой).

Процессор содержит арифметико-логическое устройство (АЛУ) и устройство управления (УУ). Арифметико-логическое устройство выполняет арифметические и логические операции по обработке данных в соответствии с командами программы. Устройство управления формирует управляющие сигналы, координирует работу всех устройств и выполнение всех процессов в компьютере. Основной характеристикой процессора является его производительность, которая зависит от тактовой частоты и разрядности. Производительность определяется количеством выполняемых операций в секунду и для современных процессоров составляет миллиарды операций в секунду. Тактовая частота определяет количество тактов в секунду и измеряется в герцах (Гц). Такт — это интервал времени между двумя последовательными импульсами электрического тока, в течение которого выполняется элементарная операция, например пересылка двоичного кода из процессора во внутреннюю память компьютера. Тактовая частота современных процессоров составляет несколько гигагерц (1 ГГц = 103 МГц = 106 КГц = 109 Гц) и больше производительности компьютера приблизительно в 4 раза, так как операция состоит из нескольких элементарных операций. Разрядность процессора определяется количеством одновременно обрабатываемых бит информации при выполнении элементарных операций. Например, процессоры могут быть 8-, 16-, 32-, 64-разрядные.

Внутренняя память компьютера состоит из: постоянной памяти (постоянного запоминающего устройства — ПЗУ), оперативной памяти (оперативного запоминающего устройства — ОЗУ) и кэш-памяти.

Постоянная и оперативная память составляют основную память компьютера. Постоянная память хранит данные и про граммы после выключения компьютера и является энергонезависимой. Информационная емкость (максимальное количество хранящейся информации) постоянной памяти компьютера относительно мала —- от несколько сотен килобайтов до сотен мегабайтов. Поэтому в ней записаны только те программы, которые необходимы для загрузки компьютера при включении электропитания. Данные и программы обычно записываются в постоянную память на предприятии, создавшем компьютер. Большую информационную емкость имеет оперативная память — от сотен мегабайтов до десятков гигабайтов (например, 512 Мбайтов, 4 Гбайта). Оперативная память хранит данные и программы, обрабатываемые процессором в текущем сеансе работы компьютера. Кэш-память служит для хранения копий данных и программ, которые могут понадобиться процессору в самое ближайшее время, что значительно увеличивает скорость работы компьютера. Это очень быстродействующее запоминающее устройство небольшого объема — несколько мегабайтов (например, 1 Мбайт), которое входит в состав процессора и играет роль буфера между процессором и оперативной памятью. Оперативная память и кэш-память являются энергозависимыми устройствами, потому что хранят данные и программы, только пока есть электропитание. К внутренней памяти компьютера также относятся совсем небольшие по информационной емкости регистры процессора (например, 96 байтов), хранящие команду и соответствующие ей данные во время обработки этой команды процессором. При выключении компьютера вся информация, находящаяся во внутренней памяти (кроме постоянной памяти), теряется. Для долговременного хранения информации необходимо использовать внешнюю память компьютера.

В компьютерах в качестве устройств внешней памяти применяются такие информационные носители, как: жесткие магнитные диски (винчестеры), гибкие магнитные диски (дискеты), оптические диски (компакт-диски), магнитооптические диски, флэш-носители (микросхемы внешней памяти), а также магнитные ленты (кассеты).

Внешняя память по сравнению с внутренней памятью имеет большую информационную емкость. Емкость некоторых внешних носителей достигает десятков, сотен и тысяч гигабайтов (например, жесткие диски — 400 Гбайтов, 1 Тбайт, оптические диски — 9 Гбайтов, флэш-носители —- 8 Гбайтов). Внешнюю память при необходимости можно «наращивать», используя дополнительные носители. Однако обращение к внешней памяти (по сравнению с внутренней памятью) требует гораздо большего времени. Поэтому информация, которая обрабатывается процессором, загружается во внутреннюю (оперативную) память компьютера.

Основные компоненты компьютера — внутренние устройства

Внутри системного блока персонального компьютера или ноутбука установлен ряд компонентов, которые обеспечивают выполнение ряда функций и в совокупности работу всей системы. Каждый из них отвечает за свои определенные задачи. Давайте рассмотрим их.

Материнская плата

Материнская плата является основным компонентом компьютерной системы, платой, на которую устанавливаются или подключаются к ней остальные компоненты. Она отвечает за их взаимодействие и правильное функционирование. К материнской плате подключатся: процессор, видеокарта, звуковая карта, оперативная память, SSD диск, жестокий диск и другие аппаратные средства.

Центральный процессор

Процессор представляет из себя электронную схему, которая устанавливается на устройство. Занимается выполнением кода и команд всего программного обеспечения. Также, его называют мозгами компьютера. От центрального процессора зависит быстродействие всего ПК или мобильного устройства.

Оперативная память

Оперативная память является буфером хранения данных которыми пользуется процессор. Обладает высокой скоростью чтения и считывания информации, поэтому данные, которые находятся в ней и обрабатываются очень быстро. Все ПО, которое вы видите на экране своего ПК и мобильного телефона — загружено в оперативной памяти.

Является энергозависимым типом памяти, поэтому служит временным хранилищем для файлов, к которым нужен быстрый доступ и их обработка.

Жесткий или SSD диск

Накопители информации, которые независимы от подачи к ним тока. Используются для длительного хранения файлов, кино, музыки и другого контента. На данный момент SSD диск применяются для хранения на нем установленной операционной системы. А, жесткий диск, для хранения различных файлов: кино, музыки, фотографий.

Видеокарта

Видеокарта занимается обработкой графических данных, переносом машинного кода в графический — визуальный вид, который мы видим на мониторе. Для новых игр, работы с изображениями и видео, нужна хорошая видеокарта. В новых материнских? видеоадаптер по умолчанию встроен в материнскую плату и если вы не заядлый геймер, то можете не покупать ее. А, в некоторых случаях, видео может быть встроено и в центральный процессор.

Блок питания компьютера

Это устройство обеспечивает питание всех компонентов, подключенных к материнской плате, включая ее саму. При покупке всегда рассчитывайте мощность блока питания и потребление устройств, которые вы будете подключать к своему ПК.

Звуковая карта

Занимается обработкой звука. Чаще звуковую карту можно встретить уже по умолчанию встроенной в материнскую плату. Обычно ее покупают те, кто занимается профессионально музыкой или меломаны.

Интересно! Именно это основные компоненты компьютерной системы, без которых ПК просто не будет работать. Так, в материнской плате встроены и различные USB выходы, сетевая карта, может быть Bluetooth адаптера и т.д.

Центральный процессор

Является «мозгом» цифровой системы. Именно он, выполняя команды программного обеспечения (программ, загруженных в компьютер), заставляет работать материнскую плату и выполнять различные действия – считывать данные с клавиатуры, выводить изображение на монитор, печатать на принтере и т. п.

Физически микропроцессор представляет собой интегральную схему — тонкую пластинку кристаллического кремния прямоугольной формы площадью всего несколько квадратных миллиметров, на которой размещены схемы, реализующие все функции процессора. Кристалл-пластинка обычно помещается в пластмассовый или керамический плоский корпус и соединяется золотыми проводками с металлическими штырьками, чтобы его можно было присоединить к материнской плате компьютера.

Для персональных компьютеров наиболее широко используются процессоры Intel, AMD и Motorola (для компьютеров Macintosh). Дополнительную информацию о них можно прочитать на сайтах производителей процессоров:

1. Intel — http://www.intel.com/
2. AMD — http://www.amd.com/
3. Motorola — http://www.motorola.com/

Внешние устройства компьютера

Внешних устройств для ПК производится очень много: и типов, и моделей. Назовем некоторые из них, которые могут представлять интерес в самом начале знакомства с компьютером (и которые не входят в базовую конфигурацию компьютера).

• Память (внутренняя, внешняя)
• Внешняя память,предназначенная для временного хранения информации
• Магнитный принцип записи и считывания информации

Устройство для длительного хранения данных и программ. Своего рода библиотека компьютера, где хранятся все программы и данные.

В накопителях на гибких магнитных дисках (НГМД) и накопителях на жестких магнитных дисках (НЖМД), или винчестерах, в основу записи информации положено намагничивание ферромагнетиков в магнитном поле, хранение информации основывается на сохранении намагниченности, а считывание информации базируется на явлении электро­магнитной индукции. Считывание и запись информации на вращающийся намагничивающийся диск осуществляется с помощью магнитных головок, которые перемещаются вдоль заранее размеченных дорожек. Жесткий диск отличается большой емкостью (сотни и даже тысячи Гбайт).

Оптический принцип записи и считывания информации

Лазерные дисководы используют оптический принцип чтения информации.

В процессе записи информации на лазерные диски для создания участков поверхности с различными коэффициентами отражения применяются различные технологии: от простой штамповки до изменения отражающей способности участков поверхности диска с помощью мощного лазера. Информация на лазерном диске записывается на одну спиралевидную дорожку, содержащую чередующиеся участки с различной отражающей способностью

• Гибкие магнитные диски
• Жесткие магнитные диски

Жесткий магнитный диск представляет собой несколько десятков дисков, размещенных на одной оси, заключенных в металлический корпус и вращающихся с большой угловой скоростью.

Лазерные дисководы и диски

На лазерных CD – ROM и DVD – ROM дисках хранится информация, которая была записана на них в процессе изготовления. Запись на них новой информации невозможна.

Существуют CD – R и DVD – R диски, на них информация может быть записана, но только 1 раз. Для записи и перезаписи на диски используются CD – RW и DVD – RW дисководы.

Flash — память

Flash – память представляет собой микросхему, помещенную в миниатюрный корпус. Для считывания или записи информации карта памяти вставляется в специальные накопители, встроенные в мобильные устройства или подключаемые к компьютеру через USB – порт.

Флэш-диск.

Сканер

Принтер. Устройство, подключаемое к компьютеру и предназначенное для печати информации на твердый носитель, обычно на бумагу.

Самые распространенные типы принтеров — это струйные, лазерные и матричные..

Внешнее аппаратное обеспечение

• Монитор, ЖК дисплей
• Клавиатура
• Микрофон
• Мышь
• Принтер, сканер, МФУ
• Проектор
• Звуковые колонки
• USB флэш-накопитель (флэшка)

• Процессор (CPU)
• Привод (например, Blue-ray, CD-ROM, DVD-ROM, флоппи-дисковод, жесткий диск)
• Вентилятор (радиатор)
• Материнская плата
• Сетевая карта
• Оперативна память (ОЗУ)
• Звуковая карта
• Видеокарта

Как обновить аппаратное оборудование?

Как бы это очевидно не звучало, но лучший способ модернизации аппаратных средств – это замена старого оборудования на новое с лучшими характеристиками.

Аппаратное обеспечение против программного обеспечения

Программное обеспечение описывает набор программ и процедур, выполняющих задачи на компьютере. Программное обеспечение — это упорядоченная последовательность инструкций, которые изменяют состояние аппаратного обеспечения компьютера. Существует три основных типа программного обеспечения:

• System software
• Programming software
• Application software

Когда вы думаете о компьютерных науках, вам, вероятно, приходит на ум программное обеспечение. Программное обеспечение — это то, что на самом деле кодируют разработчики. Затем эти программы устанавливаются на жесткий диск.

Аппаратное обеспечение — это все, что физически связано с компьютером. Например, монитор, принтер, мышь и жесткий диск — все это компоненты оборудования.

Аппаратное и программное обеспечение взаимодействуют друг с другом. Программное обеспечение «сообщает» оборудованию, какие задачи нужно выполнять, а оборудование позволяет их выполнять.

Примечание. Большинству компьютеров для работы требуется как минимум жесткий диск, дисплей, клавиатура, память, материнская плата, процессор, блок питания и видеокарта.

Программное обеспечение

Нравится статья? Прокрутите вниз, чтобы подписаться на нашу бесплатную новостную рассылку, выходящую два раза в месяц.

Инструментальное ПО

Инструментальные системы, или системы программирования предназначены для создания новых программ. Они различаются в первую очередь по языкам программирования, которые они поддерживают.

В настоящее время широко распространены системы визуального программирования, которые позволяют создавать программы с использованием графического интерфейса.