3.1.2 Конспект для ученика по теме «Программная и аппаратная организация компьютеров и компьютерных систем. Виды программного обеспечения»

#Актуально
206
2

Статья посвящена вопросу «Программная и аппаратная организация компьютеров и компьютерных систем. Материал статьи актуален для подготовки к ЕГЭ.

Содержание

Аппаратные средства ПК

Человеком созданы специальные технические устройства, предназначенные для кодирования, обработки, передачи и хранения информации в цифровой форме (компьютер, принтер, сканер, модем и др.). Совокупность таких устройств принято называть аппаратными средствами.

Современный ПК – это совокупность двух составляющих: аппаратных средств и программного обеспечения.

Персональный компьютер

Аппаратное обеспечение

Программное обеспечение

Современный компьютер может быть реализован в настольном (desktop), портативном(notebook) или карманном (handheld) варианте.

Программное и аппаратное обеспечение в компьютере работают в неразрывной связи и в непрерывном взаимодействии.

Аппаратное обеспечение (Hardware)— это физическая часть компьютера — то, что вы можете видеть, к чему можете прикоснуться.

Структура аппаратного обеспечения компьютера

Рассмотрим структуру аппаратного обеспечения компьютера, представленную на схеме – раздаточный материал.

image002

Основные блоки

 

системный блок | монитор | устройства ввода-вывода

Устройства в составе системного блока

материнская плата | центральный процессор | оперативная память | жёсткий диск | графическая плата | звуковая плата | сетевая плата | дисковод | CD-привод | DVD-привод | TV-тюнер

Периферийные (внешние) устройства

принтер | сканер | графопостроитель (плоттер) | модем | микрофон | акустика | ИБП – источник бесперебойного питания |  клавиатура | мышь | графический планшет | тачпад | вебкамера  | фотокамера

 

Для персонального компьютера существует понятие базовой конфигурации (см. рис ). Это минимально необходимый состав компьютерной системы, при котором она будет не только корректно, но и надежно работать. В базовую конфигурацию включают четыре устройства:

Системный блок. Представляет собой металлический корпус, внутри которого размещаются самые важные рабочие блоки компьютера. Состав системного блока будем рассмотривать немного позже.

Монитор. Основное устройство для вывода данных. Монитор отображает цифровую, символьную и графическую информацию, получаемую из компьютера.

Клавиатура. Устройство для ввода данных. Клавиатура имеет более 100 клавиш для ввода букв, символов и управляющих команд. Алфавитно-цифровые клавиши расположены "как на печатной машинке" соответствующего алфавита.

Мышь. Устройство ввода, предназначенное для управления операционной системой и программами. Перемещение небольшой мыши по плоской поверхности стола синхронизовано с перемещением графического объекта (указателя) на экране монитора. Кнопки (и колесик) мыши используются для ввода команд.

Устройства, подключаемые к компьютеру, и расположенные внутри системного блока, называются внутренними, а снаружи — внешними.

Внешние устройства, предназначенные для ввода, вывода и хранения данных, также называют периферийными.

Устройства, входящие в состав системного блока

Системный блок компьютера

Все основные компоненты настольного компьютера нахо­дятся внутри системного блока: системная плата с процессо­ром и оперативной памятью, накопители на жестких и гиб­ких дисках, CD-ROM и др. Кроме этого, в системном блоке находится блок питания.

Магистрально-модульный принцип устройства компьютера

t-3-1-c-2-1

Магистраль (системная шина) – включает в себя три многоразрядные шины шину данных. шину адреса. шину управления, которые представляют собой многопроводные линии.

К магистрали подключаются процессор и оперативная память, а также периферийные устройства ввода, вывода и хранения информации, которые обмениваются информацией на машинном языке (последовательностями нулей и единиц в форме электрических импульсов).

Шина данных. По этой шине данные передаются между различными устройствами в любом направлении. Разрядность шины данных определяется разрядностью процессора.

Шина адреса. По этой шине считываются и пересылаются данные. Адрес передается по адресной шине  в одном направлении – от процессора к оперативной памяти и устройствам. Разрядность этой шины определяет объем адресуемой памяти

Шина управления. По этой шине передаются сигналы, определяющие характер обмена информацией по магистрали. Сигналы управления показывают, какую операцию нужно производить, синхронизируют обмен информацией между устройствами.

В состав системного блока входят следующие основные (внутренние) устройства:

Материнская плата

Материнская плата — печатная плата, на которой осуществляется монтаж большинства компонентов компьютерной системы. Название происходит от английского motherboard, иногда используется сокращение MB или слово mainboard — главная плата.

Материнская плата обеспечивает связь между всеми устройствами ПК, посредством передачи сигнала от одного устройства к другому.

На поверхности материнской платы имеется большое количество разъемов предназначенных для установки других устройств: sockets – гнезда для процессоров; slots – разъемы под оперативную память и платы расширения; контроллеры портов ввода/ вывода.

Процессор

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 (функция процессора – обеспечивает общее управление компьютером и осуществляет вычисления по хранящейся в ОЗУ программе).

Логически центральный процессор представляет собой совокупность арифметико-логического устройства (АЛУ) и центрального устройства управления (УУ).

Микропроцессор характеризуется:

  • Тактовая частота
  • Производительность.
  • Разрядность.

Память (внутренняя, внешняя)

Внутренняя память (ОЗУ), предназначенная для временного хранения информации

Оперативная память, предназначенная для хранения информации, изготавливается в виде модулей памяти. Модули памяти представляют собой пластины с рядами контактов, на которых размещаются БИС памяти. Модули памяти могут различаться между собой по размеру и количеству контактов, быстродействию, информационной емкости и так далее.

Оперативная память — самый близкий и быстрый по скорости передачи данных "партнер" процессора. Большую часть времени процессор обменивается данными с оперативной памятью, поэтому ее значение для эффективной работы компьютера нельзя переоценить. Важнейшими характеристиками оперативной памяти являются: ее тип, объем и конструктивное исполнение т. е.  быстродействие, которое зависит от максимально возможной частоты операций записи или считывания информации из ячеек памяти.

Разные типы памяти несовместимы между собой. Если оперативной памяти мало, а запущенная программа большая или проводит много вычислений, то компьютер начинает "тормозить", жесткий диск непрерывно "шуршит", а указатель мыши передвигается по экрану скачками.

Видеокарта

 Обеспечивает физическую связь между системным блоком и монитором, а также ряд других функций. "Готовит" изображение для показа на мониторе. Фактически представляет собой специализированный микрокомпьютер! Сложное и дорогое устройство, которое обеспечивает на экране, например 1280х1024 отдельных точек (пикселей) при 16 миллионах цветовых оттенков. Имеет свою ОЗУ и систему охлаждения своего микропроцессора. От качества видеокарты, в частности, зависит воспроизведение фильмов и возможность играть в красочные динамические игры.

Звуковая плата

Внутреннее устройство, предназначенное для обработки звуковой информации и сопряжения с внешними устройствами ввода/вывода звука (микрофоном, наушниками, звуковыми колонками, усилителем, радиоприемником, видеокамерой и др.). В последнее время звуковая карта часто встраивается в материнскую плату. Таким компьютерам отдельная звуковая плата не нужна. А звуковые колонки (и микрофон!) подключаются непосредственно к материнской плате.

Блок питания

Он обеспечивает стабилизированным электрическим напряжением все перечисленные блоки компьютера. Блок питания вместе с главным вентилятором обычно входит в состав корпуса системного блока и поставляется вместе с ним. От мощности блока питания зависит количество модулей оборудования, которые могут быть установлены в компьютерной системе. Некачественные блоки питания могут преждевременно выходить из строя вследствии нестабильности городской электрической сети.

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 CDROM и DVDROM дисках хранится информация, которая была записана на них в процессе изготовления. Запись на них новой информации невозможна.

Существуют CDR и DVDR диски, на них информация может быть записана, но только 1 раз. Для записи и перезаписи на диски используются CDRW и DVDRW 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..

Плоттер

Сетевая плата

Веб-камеры

Графический планшет

Устройства речевого ввода и вывода информации.

Модем

Чтение спецификации ПК

Пример

  • iP-4 Celeron 1,7GHz / 128 Mb DDR / 20 Gb / I-845G int 64Mb / CD-ROM 52-x / kbd/ M&P/ 3,5’’/ 17’’ Samsung/ 100TP
  • Тактовая частота процессора: 1,7 GHz
  • Объем оперативной памяти: 128 Mb
  • Емкость винчестера: 20 Gb
  • Объем оперативной памяти видео карты: 64 Mb
  •  Диагональный размер монитора: 17"

 

Домашнее задание 

Тест

Средства ИКТ. Архитектура компьютеров и компьютерных сетей

Тест

 

206
2
#Актуально
Текст прошел проверку у экспертов «ИнПро» ®
педагог по информатике
педагог по информатике
педагог по информатике
Ирина Михайловна
методист образовательного холдинга «ИнПро»

Справочно:

Материалы подготовлены Федеральным образовательным сервисом «ИнПро»® – Лицензия Минобрнауки 22Л01 № 0002491.

Готовим детей к школе, а также подтягиваем по школьной программе по всей России в 40+ центрах и онлайн, в том числе в Вашем городе.

Бесплатная горячая линия: 8 800 250 62 49 (с 6 до 14 по Мск).


Следите за новостями в социальных сетях:


Нужен репетитор? Запишитесь на бесплатное пробное занятие в «ИнПро»®

Отправка запроса ни к чему не обязывает, это бесплатно. Будем рады помочь!

Отправляя заявку, Вы соглашаетесь на обработку персональных данных.


В текущем разделе «3.1 Программная и аппаратная организация компьютеров и компьютерных систем. Виды программного обеспечения » также читают

Нужен репетитор?
Запишитесь на бесплатное пробное занятие в «ИнПро»®

Отправка запроса ни к чему не обязывает, это бесплатно. Будем рады помочь!

Отправляя заявку, Вы соглашаетесь на обработку персональных данных.
Записаться на бесплатное занятие Бесплатное занятие