Lek_OV

Розділ 1. СТРУКТУРА ІНФОРМАЦІЙНОЇ СИСТЕМИ КОМП'ЮТЕРА
Тема 1.1. ПРИНЦИП ПОБУДОВИ КОМП'ЮТЕРА. ЛОГІЧНА СХЕМА
Упродовж всієї історії людства невпинно зростав загальний обсяг інформації, яку людині треба зберігати та опрацьовувати. Вважається, що в наш час обсяг інформації подвоюється приблизно кожні десять років. Робота з нею неможлива без різноманітних автоматичних пристроїв, головну роль серед яких відіграє комп'ютер.
Комп'ютер це електронний пристрій для програмованої обробки інформації.
Слово "комп'ютер" до нас надійшло з англійської мови (computer обчислювач, тобто пристрій, який виконує обчислення). Спершу комп'ютери призначалися для автоматичного розв'язання математичних задач, їх називали електронно-обчислювальними машинами, скорочено ЕОМ. Але з розвитком технічних засобів комп'ютер став не тільки обчислювальною машиною. У сучасному розумінні комп'ютер призначений для опрацювання, зберігання інформації будь-якого типу. Це зумовило широке використання комп'ютерів в усіх, без винятку, галузях діяльності людини.
Нині існує величезна кількість модифікацій комп'ютерів, які відрізняються розмірами, швидкістю опрацювання інформації, призначенням тощо. Але всі комп'ютери мають спільні принципи побудови та функціонування.
Базову структуру комп'ютера та принципи його функціонування було описано Джо-ном фон Нейманом 1945 року. За фон Нейманом, універсальна обчислювальна машина має складатися з таких базових компонентів:
арифметично-логічний пристрій (АЛП), який виконує арифметичні та логічні операції;
керуючий пристрій (КП), який координує роботу всіх агрегатів;
запам'ятовуючий пристрій (або просто пам'ять) для збереження програм та даних;
зовнішні пристрої для забезпечення введення та виведення даних.
У процесі розвитку комп'ютерної техніки відбулися зміни у структурі та організації комп'ютера. Так, арифметично-логічний пристрій і пристрій управління поєднано в один пристрій процесор (від англ. processing обробка).
Структура сучасного комп'ютера називається магістрально-модульною.
Магістраль (або системна шина) це набір електронних ліній, які забезпечують зв'язок між компонентами комп'ютера. По магістралі передаються управляючі сигнали та дані від одних пристроїв до інших.
Усі блоки, а точніше їх порти введення-виведення, підключають через відповідні уніфіковані рознімні з'єднання до шини безпосередньо або через пристрої сполучення -контролери (адаптери). У сучасних ПК шиною керує контролер шини.
Згідно з модульним принципом, склад пристроїв комп'ютера дозволяється змінювати. До системної шини можна підключати додаткові периферійні пристрої, деякі моделі пристроїв замінювати на інші.
1.2. ОСНОВНІ ПРИНЦИПИ ФУНКЦІОНУВАННЯ КОМП'ЮТЕРА
Як відомо, робота комп'ютера грунтується на двох принципах:
двійкового кодування команд та даних;
програмного управління.
Згідно з принципом двійкового кодування всі дані і програми їх опрацювання представлені двійковими кодами.
Кодуванням с подання за визначеними правилами дискретних повідомлень у деякі комбінації, складені з визначеного числа елементів-символів. Ці елементи називаються елементами коду, а число різноманітних елементів, із яких складаються комбінації, основою коду. Правило кодування звичайно виражається кодовою таблицею, в якій кожному сигналу повідомлення ставиться у відповідність визначена кодова комбінація.
Кодове подання дискретних значень сигналу здійснюється за допомогою цифр, але не обов'язково десяткових. Якщо для подання дискретних повідомлень складають комбінації із різноманітних сполучень 0 та 1, маємо код з основою два або двійковий код. Наприклад, число 25 у двійковій системі числення виглядатиме так:
1х24+1х23+0х22 + 0х2'+1х2° = 25,
і це число запишеться в послідовності розрядів як 11001.
Група двійкових знаків, що обробляється одночасно, називається машинним словом, а кількість двійкових знаків у слові довжиною слова. Слово є базовою логічною одиницею інформації в комп'ютері. За одиницю інформації взята кількість інформації, укладену у виборі однієї з двох рівноймовірних подій. Ця одиниця називається "двійковою одиницею" або бітом (binary digit, binary unit) - - bit. Отже, біт - - це один двійковий розряд, в який може записуватись тільки 1 або 0. Подія є - - 1, події немає - 0. Слово довжиною 8 біт називається байтом. Таким чином маємо:
8 бітів = 1 байт; 8192 бітів = 1024 байт = 1 Кбайт.
Приблизно: 1000 Кбайт = 1 Мбайт; 1000Мбайт=1 Гбайт; 1000 Гбайт = 1 Тбайт.
Двійкова система числення широко використовується в обчислювальній техніці та зв'язку внаслідок використання електричних та електронних приладів із двома елементами стану (реле в замкнутому або розімкнутому стані, магнітний матеріал намагнічений або розмагнічений, два можливих стани тригера). Дуже зручним з погляду створення і розпізнавання є сигнал, що має два стани: "так" та "ні", 1 або 0.
Принцип програмного управління передбачає, що всі дії комп'ютера виконуються за програмою, яка зберігається в його пам'яті. Запам'ятовуючий пристрій зберігає як саму програму, так і дані, які вона опрацьовує вхідні, поточні і вихідні. Отже, пам'ять комп'ютера є єдиною для програм і даних. Пам'ять складається з певної кількості однакових комірок, які є однаково доступними для інших пристроїв комп'ютера у довільний момент часу. Така організація пам'яті називається лінійною. Комірки пам'яті послідовно пронумеровані. Щоб дістати доступ до вмісту комірки, достатньо вказати її номер, який називається адресою комірки.
1.3. СУЧАСНІ ВИДИ КОМП'ЮТЕРІВ
Серед сучасних можна виділити три групи комп'ютерів, різних за призначенням: супер-ЕОМ, міні-ЕОМ та персональні комп'ютери.
Супер-ЕОМ мають високу продуктивність, тому на їх базі створюють обчислювальні
центри, до яких входять тисячі окремих комп'ютерів. Супер-ЕОМ використовуються для розв'язання складних науково-технічних завдань, які вимагають швидкої обробки великої кількості інформації, їх застосовують при прогнозуванні погоди, проектуванні авіаційної та космічної техніки, ядерних дослідженнях.
Міні-ЕОМ звичайно застосовуються для керування виробничими процесами: верстатами з програмним управлінням, конвеєрами тощо.
Персональний комп'ютер (скорочено ПК) призначений для роботи однієї людини.
Розрізняють такі класи ПК: настільні та портативні. Більшість комп'ютерів, які використовуються у побуті, є настільними. Вони спроектовані з урахуванням розмірів звичайного робочого столу. Ці ж комп'ютери використовують для роботи у локальних та глобальних мережах. Портативні комп'ютери мають вбудовані екран та клавіатуру, що дозволяє легко їх транспортувати. Робочі станції створюються для вирішення завдань наукових досліджень та організації науково-технічних експериментів певної галузі. Для цього комп'ютер комплектують потужним процесором, додатковими блоками пам'яті, іншими зовнішніми пристроями.
Серед персональних комп'ютерів розрізняють сімейства, тобто групи комп'ютерів, що мають однакову або схожу будову (архітектуру):
IBM-сумісні комп'ютери сімейство персональних комп'ютерів, що мають архітектуру, схожу з комп'ютерами, виробленими фірмою ЮМ;
комп'ютери Macintosh сімейство комп'ютерів, що випускаються корпорацією AppleComputer Inc. Вони поширені у закордонних навчальних закладах і видавничих фірмах.
комп'ютери Amiga сімейство персональних комп'ютерів на базі процесорів фірми Motorolla, які мають високі графічні та звукові характеристики. Часто їх застосовують для комп'ютерних ігор.
Перша група охоплює близько 80 відсотків всіх персональних комп'ютерів у світі. Далі буде розглянуто архітектуру IBM-сумісних комп'ютерів.
1.4. АПАРАТНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ПЕРСОНАЛЬНИХ КОМП'ЮТЕРІВ
Для опрацювання інформації потрібні певний набір технічних пристроїв (апаратна складова) і програми (програмна складова), які будуть керувати роботою цих пристроїв. Сукупність програмної і апаратної складової називають інформаційною системою. Традиційно апаратну складову, на відміну від програмної, називають жорсткою, незмінною частиною системи. Звідси походить і назва hardware це hard (твердий) + ware (виріб).
Апаратна складова IBM-сумісного персонального комп'ютера звичайно включає дві основні частини: системний блок та периферії, тобто пристрої введення і виведення інформації.
У настільному комп'ютері системний блок та периферійні пристрої (монітор, клавіатура, маніпулятор "миша") є окремими частинами комп'ютера. Портативний варіант побудови персонального комп'ютера передбачає поєднання всіх пристроїв в єдину конструкцію. Серед портативних розрізняються "блокнотна" конструкція або "ноутбук" (від англ. notebook блокнот); наколінна конструкція або "лептоп" (від англ. lap -коліно, top вершина); комп'ютер, що розміщується на долоні, або "палмтоп" (від англ. palm долоня).
До складу системного блока входять основні вузли комп'ютера: материнська плата, адаптери, блок живлення, один-два накопичувачі на гнучких магнітних дисках (НГМД), один (іноді більше) накопичувач на жорсткому магнітному диску (НЖМД), динамік, дисковод для компакт-дисків, засоби керування (вимикач електроживлення, кнопка "Reset" тощо).
Системна (або материнська) плата так називають плату одного зі стандартних форматів, на якій розміщуються головні компоненти комп'ютерної системи - - центральний процесор; оперативна пам'ять, кеш-пам'ять; комплект мікросхем логіки, що підтримують роботу плати, -- чіпсет (chipset); центральна магістраль, або шина; контролер шини і кілька рознімних з'єднань-гнізд - - слотів, які призначені для підключення до материнської інших плат (контролерів, плат розширення тощо).
1.4.1. Центральний процесор
Центральний процесор (CPU Central Processing Unit) є центральним блоком ПК, призначеним для керування роботою всіх блоків комп'ютера і виконання арифметичних та логічних операцій над інформацією. До його складу входять логічні блоки (КП, АЛП), мікропроцесорна пам'ять (МПП) -- складова частина, що забезпечує короткочасне зберігання, записування та видавання інформації, яка використовується в обчисленнях у найближчих тактах роботи комп'ютера.
Конструктивно процесор, який часто порівнюють із мозком комп'ютера це невелика електронна схема, де на одному кристалі надчистого кремнію за допомогою складного, багатоступеневого і високочастотного технологічного процесу створено кілька мільйонів транзисторів та інших схемних елементів, з'єднувальні проводи і точки підключення зовнішніх виводів.
Основними параметрами процесора є набір команд, розрядність, тактова частота.
Набір або система команд постійно вдосконалюються. Сучасні процесори можуть виконувати до кількох сотень команд (інструкцій).
Процесор має власну невелику пам'ять швидкого доступу, елементи якої називаються регістрами. В них містяться команда, яка виконується у поточний час, дані, над якими вона виконується, і результат виконання команди. Ця пам'ять короткочасна і зберігає інформацію лише на час виконання команди. Розрядність показує, скільки двійкових розрядів (бітів) інформації обробляється (або передається) за один такт, а також скільки двійкових розрядів можна використати в процесорі для адресації оперативної пам'яті, передачі даних тощо. Від розрядності процесора значною мірою залежать можливості комп'ютера: зі збільшенням розрядності обмін даними відбувається оперативніше.
Тактова частота визначає кількість елементарних операцій, які центральний процесор виконує за 1 секунду і вимірюється у мегагерцах (МГц) та гігагерцах (ГГц). Чим більша тактова частота, тим швидше працює комп'ютер.
1.4.2,3апам'ятовуючі пристрої комп'ютера. Поняття внутрішньої та зовнішньої пам'яті
Внутрішня пам'ять
Пам'ять комп'ютера це пристрій, призначений для зберігання інформації.
Всю пам'ять комп'ютера можна розділити на внутрішню та зовнішню.
Внутрішня пам'ять виготовляється у вигляді мікросхем, її призначення забезпечення роботи комп'ютера. Користувач не може зберігати власну інформацію у внутрішній пам'яті.
До внутрішньої пам'яті належать: оперативна пам'ять, постійний запам'ятовуючий пристрій та кеш-пам'ять.
У оперативній пам'яті (RAM від англ. Random Access Memory пам'ять з довільним доступом) зберігаються програми і дані, з якими працює процесор у поточний момент. Ця пам'ять працює порівняно швидко, звідси походить і назва оперативна. Оперативна пам'ять є тимчасовою всі дані, що містяться у комірках оперативної пам'яті, зберігаються тільки упродовж того часу, поки комп'ютер включений. При виключенні комп'ютера вміст пам'яті зникає. Сучасні комп'ютери мають оперативну пам'ять обсягом від 16 Мб до 1Гб і більше.
Постійний запам'ятовуючий пристрій (ПЗП, англ. ROM від Read Only Memory пам'ять тільки для читання) призначається для постійного збереження інформації, яка записується один раз у заводських умовах. Користувач не має доступу до комірок постійної пам'яті і не може змінити її вміст. Саме у ПЗП містяться перші команди для процесора, за якими той починає роботу.
До складу ПЗП входить комплект програм під назвою BIOS (Basic Input-Output System базова система введення-виведення), який ще називають напівпостійним запам'ятовуючим пристроєм. Вміст пам'яті BIOS підтримується спеціальним акумулятором. BIOS містить установки поточної конфігурації комп'ютера: наявність та типи деяких пристроїв, поточний час тощо. Користувач має доступ до BIOS та може змінювати його установки.
Кеш-пам'ять має ті ж самі функції, що й оперативна, та призначається для тимчасового зберігання саме тих програм і даних, які найчастіше використовуються. Час доступу до вмісту кеш-пам'яті у декілька разів менший, ніж до вмісту оперативної пам'яті. Сучасні комп'ютери мають кеш-пам'ять обсягом від 128 Кб до 1Гб і більше.
Зовнішня пам'ять
Зовнішня пам'ять призначена для тривалого зберігання інформації і даних. Інформація в зовнішній пам'яті зберігається при виключеному комп'ютері. Пристрої зовнішньої пам'яті характеризуються такими показниками: обсяг пам'яті, час доступу до інформації, тобто швидкість запису та зчитування даних, надійність збереження інформації.
Пристрої зовнішньої пам'яті називаються накопичувачами. Накопичувані складаються з двох частин:
носій це пристрій, на якому зберігається інформація;
привод це пристрій, призначений для зчитування інформації з носія та, інколи, запису інформації на носій.
Нині існує два основних види накопичувачів: накопичувачі на магнітній стрічці та дискові накопичувачі.
Накопичувачі на магнітній стрічці влаштовані таким чином, що прочитати інформацію з комірки пам'яті стрічки можна тільки після зчитування інформації з попередніх комірок. Цей спосіб зчитування інформації називається поступовим доступом. Дискові накопичувачі мають довільний доступ, тобто зчитувати з них інформацію можна в будь-якому порядку. Майже всі сучасні накопичувачі є саме дисковими накопичувачами.
У дискових накопичувачах інформація записується на концентричні кільця, які називаються доріжками. Радіуси, проведені з центра диска, розділяють доріжки на сектори. Кожна доріжка має свій номер (починаючи з 0), всі сектори, розміщені на різних доріжках між двома сусідніми радіусами, мають однаковий номер. Всі сектори розраховані на запис однакового обсягу інформації (звичайно 512 байтів). Запис та зчитування інформації на дискових накопичувачах виконується посекторно, тобто інформація передається відразу з цілого сектора.
Накопичувач на жорсткому магнітному диску (НЖМД) або вінчестер, призначений для постійного збереження інформації, яка використовується при роботі з комп'ютером. Носій вінчестера це кілька твердих круглих пластин, які закріплюються на одному стер-
жні й розташовуються у герметичному корпусі. Корпус вмонтовується в системний блок. Привод вінчестера також розташований в цьому ж корпусі. Найбільш поширена ємність сучасних вінчестерів коливається в межах від 1,2 Гб до 100 Гб. Швидкість запису та зчитування інформації з вінчестера у тисячі разів вища, ніж з гнучких дисків. Час життя вінчестера при інтенсивному використанні, як правило, становить 4-5 років.
Накопичувач на гнучких магнітних дисках (НГМД) призначається для перенесення невеликих обсягів інформації між різними комп'ютерами. Привід НГМД називається дисководом і вмонтовується в системний блок. Носієм НГМД є гнучкий диск (floppy disk) або скорочено дискета. Звичайно використовуються дискети розміром 3,5 дюйма (3,5"= 89 мм), інформація в них записується на одну пластину з магнітним покриттям. Гнучкі магнітні диски можуть мати позначення DS, DD або HD: DS (від англ. double sided) двостороння дискета із записом на обох поверхнях, DD (від англ. double density) дискета з подвійною щільністю запису; HD (від англ. high density) дискета з високою щільністю запису. Стандартна ємність дискет 3,5"1,44 Мб та 2,88 Мб. Час життя дискети при інтенсивному використанні звичайно не більше року.
Стример записує інформацію великими блоками, безперервним потоком (звідси і назва: англ. stream потік). Головною його перевагою є можливість швидкого та надійного зберігання великих обсягів інформації. Касети для стримера випускаються місткістю від 60 Мб до 4Гб.
Накопичувачі на лазерних (оптичних) дисках (НЛД) призначені для тривалого зберігання інформації середнього обсягу. Носій НЛД (його часто називають компакт-диском) має вигляд платівки діаметром приблизно 12 сантиметрів. Звичайні компакт-диски можуть зберігати до 650 Мб інформації. Швидкість запису та зчитування інформації з компакт-дисків значно вища, ніж з гнучких дисків, але нижча, ніж з вінчестерів. Вважається, що компакт-диски мають високу надійність збереження інформації.
Існують такі різновиди компакт-дисків: CD-ROM, CD-R та CD-RW. Для кожного виду компакт-дисків існує відповідний привод.
CD-ROM (від Compact Disk-Read Only Memory компакт-диск-пам'ять тільки для читання). Інформація на такі диски записується за допомогою спеціальної заводської апаратури та не може змінюватись.
CD-R (Compact Disk Recordable компакт-диск для запису). Інформацію можна записати лише один раз.
CD-RW (Compact DiskRewritable компакт-диск, який можна перезапису вати). Інформацію можна записати багато разів (до 1000).
Цифрові диски DVD (Digital Versatile Disk цифровий диск) призначені для зберігання великих обсягів інформації (до 17 Гб). DVD по суті є вдосконаленням CD-ROM.
1.4.3. Периферійні пристрої : пристрої введення-виведення інформації
Пристрої введення інформації
Пристрої введення інформації це пристрої комп'ютера, призначені для передавання інформації від користувача комп'ютеру.
З часів створення комп'ютерів до 90-х років минулого сторіччя користувач міг вводити в комп'ютер тільки текстову інформацію за допомогою пультів (прообразів сучасних клавіатур), перфокарт (аркушів паперу з отворами) та перфострічок. Перфокарти були в той час основним засобом введення програм у комп'ютер, тому що швидкість зчитування інформації з них у сотні разів перевищувала швидкість введення з клавіатури.
У сучасних комп'ютерах користувач має змогу вводити в комп'ютер інформацію будь-якого виду: текстову, числову, графічну, звукову.
Клавіатура призначена для введення до комп'ютера текстової інформації (літер, цифр, розділових знаків) та керування його роботою.
Зазвичай клавіатура стаціонарного ПК це самостійний конструктивний блок. У переносних ПК клавіатура входить до складу корпуса; кількість її клавіш значно менша, ніж у стаціонарного.
Клавіатури мають по 101 104 клавіші, які розміщені за стандартом QWERTY (у верхньому лівому куті літерної частини клавіатури містяться клавіші "Q", "W", "Е", "R", "T", "Y"). Розрізняють їх лише за незначними варіаціями розташування і форми деяких службових клавіш, а також особливостями, зумовленими мовою, що використовується.
За своїм призначенням всі клавіші умовно поділяють на чотири групи:
алфавітно-цифрові і знакові клавіші;
функціональні клавіші;
службові клавіші;
допоміжна (або мала цифрова) клавіатура.
Ця класифікація умовна, тому що залежно від програми, яка виконується, одна й та сама клавіша може здійснювати і функціональні, і службові обов'язки. Кожний програмний продукт, як правило, супроводжується поясненням призначення основних функцій клавіш.
Алфавітно-цифрові і знакові клавіші призначаються для введення латинських літер від А до Z, символів українського алфавіту (АЯ), цифр (0 9), розділових знаків (,.- ! ? : ; 3 " " ), службових символів (+-#$%& *). Серед клавіш цієї групи є і клавіша проміжку (англ. Space bar), яка розташована у нижньому рядку клавіатури. Вона призначена для введення проміжку між символами. При цьому курсор переміщується на один символ праворуч.
Для введення великих літер або символів, що знаходяться у верхньому регістрі призначена клавіша "Shift".
Для введення тексту, який складається з великих літер, можна натиснути клавішу ~~l "Caps Lock" (від англ. Caps Lock фіксація верхнього регістра). При цьому підсвічується відповідний індикатор у правому верхньому куті клавіатури. Повторне натискання на цю ж саму клавішу призводить до переходу в режим введення малих літер.
Другу групу клавіш складають 12 функціональних клавіш від "F1" до "F12". Ці клавіші призначені для виконання певних функцій, які залежать від конкретної програми. Третя група клавіш містить службові клавіші: "Enter", "Tab", "Esc", "Delete", "Insert", клавіші управління курсором "", ", "","", "Home", "End", "PgUp", "PgDn".
Клавіша "Enter" (англ. enter ввести, увійти) призначена для завершення введення команди. Натискування на цю клавішу може сприйматися і як вказівка виконувати команду. У текстових редакторах "Enter" може означати перехід на наступний рядок або абзац тексту.
Клавіша "Tab" (табуляція) при редагуванні текстів використовується для швидкого переміщення на екрані не на одну позицію, а на певну відстань.
Клавіша "Esc" (від англ. escape відміна) зазвичай використовується для відміни певної дії, виходу з режиму виконання програми тощо.
Клавіша "Delete" використовується для вилучення символу, який знаходиться під курсором або праворуч від нього.
Клавіша "< Backspace" розташовується над клавішею "Enter" і призначена для вилучення символу, що знаходиться ліворуч від курсору.
Клавіша "Insert" призначена для переключення між режимами вставки і заміщення при введенні текстової інформації.
Натискування на клавіші управління курсором призводить до переміщення курсору у відповідному напрямку: ліворуч, вгору, праворуч, вниз, на початок і кінець рядка, сторінку вверх, сторінку вниз відповідно.
Клавіші "Ctrl" (читається "контрол" від англ. control управління), Shift (від англ. shift зсув, переміщення) і "Alt" (читається "алт" від англ. alternate інший, додатковий) називаються управляючими і використовуються для зміни призначення інших клавіш. Наприклад, для виходу з програм часто використовуються "Alt + X", "Ctrl + Q", "Alt + F4". Комбінація "Ctrl + Alt + Delete" призводить до перевантаження персонального комп'ютера, а "Ctrl + Pause" завершує виконання поточної програми.
Клавіша "PrintScreen" (від англ. print друкувати, screen екран) виконує друкування поточного текстового екрана (у DOS) або зберігає у буфері обміну графічну копію екрана (у Windows).
Клавіша "Pause" (від англ. pause пауза, робити зупинку) призначена для тимчасового припинення виконання програми. Для продовження виконання треба натиснути на будь-яку клавішу.
Клавіша "ScrollLock" (від англ. scrolling прокрутка, lock у деяких програмах використовується для включення або виключення режиму вертикального прокручування інформації на екрані.
Четверта група клавіш це допоміжна клавіатура. Вона містить деякі дублюючі клавіші для набору цифр, знаків арифметичних операцій, для управління курсором. Перехід до режиму введення цифр здійснюється при натисканні на клавішу "NumLock" (від англ. Number Lock фіксація цифр). При цьому підсвічується відповідний індикатор у правому куті клавіатури (ліворуч від індикатора "CapsLock"). Повторне натискання на цю клавішу переводить клавіші допоміжної клавіатури у режим управління курсором.
Маніпулятор "миша" це пристрій, за допомогою якого користувач керує позицією курсору на екрані монітора та обирає об'єкти для роботи.
Миша містить всередині кульку, яка може обертатися у різних напрямках. При переміщенні миші по поверхні стола чи планшета курсор відповідно переміщується по екрану. Миші, що використовуються для роботи з програмами фірми Microsoft, є двокнопковими. Програми, розраховані на комп'ютери типу Apple, потребують мишу з однією кнопкою. Раніше використовувалися миші з трьома кнопками, існувала навіть миша з 41 кнопкою, яка призначалась спеціально для комп'ютерних систем креслення.
Джойстик (від англ. joy радість, stick палка) це пристрій, який використовується в комп'ютерних іграх. Джойстик має вигляд рукоятки з кнопками (для "пострілу", "стрибка" тощо), при обертанні якої курсор переміщується на екрані.
Сканер це пристрій, для введення в комп'ютер чорно-білого або кольорового пів-тонового зображення, графічної та текстової інформації. За допомогою спеціального програмного забезпечення можна розпізнавати текст, введений за допомогою сканера, і це дає змогу швидко переносити у комп'ютер надрукований (на принтері, друкарській машинці, а іноді навіть рукописний) текст. Введена інформація може оброблятися за допомогою графічних або текстових редакторів, зберігатися, виводитися на друк тощо.
Основними показниками сканерів є глибина кольору та оптична роздільна здатність. Глибина кольору це обсяг пам'яті (звичайно в бітах), який відводиться для кодування кольорової палітри.
Оптична розподільна здатність вимірюється кількістю точок, які містяться в одному дюймі, від оптичної здатності напряму залежить якість зображення. Одиниця виміру оптичної здатності називається "dpi" (від англ. Dot Per Inch кількість точок на одному дюймі).
Зараз існують сканери ручні, сторінкові (листові), барабанні, планшетні і проекційні. Крім цих видів, активно розвиваються і спеціальні ручні сканери, які вводять текст рядками.
Мікрофон це пристрій для введення звукової інформації. Мікрофон підключається до звукової плати, яка вмонтовується в системний блок.
Пристрої виведення інформації
Пристрої виведення інформації це пристрої комп'ютера, призначені для передавання інформації від комп'ютера до користувача.
З часів створення комп'ютерів до 60-х років минулого сторіччя користувач міг отримувати від комп'ютера лише текстову інформацію, яка виводилася на папір. У сучасних комп'ютерах користувач має змогу одержувати від комп'ютера інформацію будь-якого виду: числову, текстову, графічну та звукову.
Монітор (дисплей) комп'ютера це пристрій, призначений для відображення текстової або графічної інформації.
У текстовому режимі екран монітора умовно поділяється на окремі ділянки - зна-комісця (найчастіше - - на 25 рядків по 80 символів у кожному). Поточне місце екрана, тобто місце, куди буде виводитися черговий символ, помічається курсором.
У графічному режимі на екран виводиться будь-яке зображення текст, малюнки, графіки тощо. В цьому режимі екран монітора складається з окремих точок пікселів (від англ. picture element . елемент зображення), кожному з яких можна надати певного кольору. Кількість точок по горизонталі й вертикалі, яку монітор здатний відтворити чітко і роздільно, називається його роздільною здатністю. Наприклад, вираз "роздільна здатність 800 х 600" означає, що монітор може виводити 600 горизонтальних рядків по 800 точок у кожному. Якість зображення безпосередньо залежить від розподільної здатності монітора. Відстань між двома точками (пікселями) на екрані називається розміром зерна монітора і визначає щільність їх розташування. Чим менший розмір зерна, тим кращі чіткість та якість зображення. У сучасних моніторах розмір зерна дорівнює від 0,31 мм до 0,21 мм. Для задовільної якості зображення в режимі 800 х 600 на 15-дюймовому моніторі достатньо обмежитись розміром зерна 0,28 мм.
Розмір екрана вимірюється по діагоналі у дюймах. Використовуються монітори розміром 14", 15", 17", 19", 20", 21", 24".
Принтери та плоттери це пристрої для виведення на папір символьної та графічної інформації.
Серед багатьох моделей принтерів, як правило, використовуються три види матричні, струменеві та лазерні.
Друкування за допомогою матричного принтера здійснюється таким чином. Головним вузлом матричного принтера є друкарська голівка з тонкими металевими стрижнями (голками), розміщеними у вертикальній площині перпендикулярно до паперу. Рухається вона вздовж рядка, який друкується, а стрижні у потрібний момент ударяють по паперу через фарбувальну стрічку і залишають на ньому відбитки крапки. Так формується повне зображення. Чим більше голок на друкувальній голівці, тим більше формується точок на папері, тобто тим краща якість друку. У дешевих моделях принтерів використовується друкарська голівка з 9 стрижнями. Якість друку при цьому посередня. Більш якісний і швидкий друк забезпечують принтери з 24 друкарськими голками. Швидкість друкування матричними принтерами - - від 10 до 60 с на сторінку в текстових режимах. Швидкість друкування в графічних режимах відчутно нижча.
У струменевих принтерах зображення формується мікрокраплями спеціального чорнила, що викидаються на папір через мініатюрні сопла. Швидкодія та якість друку за
допомогою струменевих принтерів вища, ніж матричних. Розповсюдження дістали кольорові струменеві принтери, які забезпечують якісний друк будь-яких кольорових текстів і зображень.
Найбільш швидке і якісне друкування забезпечують лазерні принтери, у яких зображення створюється лазерним променем на світлочутливому барабані, що знаходиться всередині принтера. Там, де промінь підсвічує поверхню барабана, виникає електричний заряд, який притягує сухі частки фарби-тонера. Коли барабан торкається паперу, тонер переводиться на папір. Потім тонер плавиться нагріванням і фіксується на папері.
Плоттери (від англ. plot креслити), або графопобудувачі призначені для друкування будь-яких складних графічних зображень великих форматів. Використовуються вони у галузях, де необхідне виготовлення креслень, схем, графіків, карт, діаграм.
Звукова плата це пристрій комп'ютера, який забезпечує введення та виведення звукової інформації. Звукова плата вмонтовується в системний блок та виконує операції, пов'язані з перетворенням звукової інформації на цифрову та навпаки. До звукової плати для виведення звуку можна підключати колонки або навушники, а для введення -- мікрофон. Основним параметром звукової плати є розрядність, що визначає кількість бітів, які використовуються при опрацюванні звукових сигналів. Нині найбільш популярні 32-та 64-розрядні плати.
Пристрої для організації комп'ютерного зв'язку
При фізичному з'єднанні двох або більше комп'ютерів виникає комп'ютерна мережа.
Комп'ютерна мережа це сукупність комп'ютерів, які поєднані лініями зв'язку, оснащені комунікаційними пристроями та відповідним програмним забезпеченням. Комп'ютерна мережа забезпечує користувачів засобами обміну інформацією і колективного використання її апаратних, програмних та інформаційних ресурсів.
Комп'ютерні мережі можна класифікувати за територіальним розподілом. При цьому розрізняють глобальні, регіональні та локальні мережі.
Локальні мережі (LAN Local Area Network) поєднують групи невіддалених комп'ютерів. Такі мережі звичайно сполучають абонентів одного або кількох сусідніх будівель одного підприємства, установи та включають, як правило, декілька десятків комп'ютерів. Для організації локальної мережі кожний комп'ютер повинен мати мережеву плату (через яку і відбувається обмін даними) та відповідне програмне забезпечення. Локальні мережі набули дуже великого поширення, оскільки 80 90% інформації циркулює поблизу місць її появи і тільки 20 10% пов'язані із зовнішніми взаємодіями. Такі мережі можуть мати будь-яку структуру, але найчастіше комп'ютери тут сполучаються єдиним високошвидкісним каналом передавання даних, що є головною відмітною рисою локальних мереж.
Регіональні мережі об'єднують користувачів міст, областей, невеликих країн. Як канали зв'язку в них найчастіше застосовують телефонні лінії. Відстані між вузлами мережі становлять 10 1000 км.
Глобальні мережі (WAN Wide Area Network) це мережі, які поєднують локальні мережі та комп'ютери, що знаходяться на великій відстані один від одного, тобто об'єднують користувачів, розташованих в різних частинах світу. У них часто використовуються супутникові канали зв'язку, що дають змогу сполучати вузли мережі зв'язку та комп'ютери, які розташовані на відстані 10 15 км один від одного.
Модем (скорочення від Модулятор-Демодулятор) це пристрій для перетворення телефонних сигналів на цифрові комп'ютерні та навпаки.
Конструктивно існує два види модемів: зовнішні та внутрішні. Внутрішні модеми виконуються у вигляді плати та вмонтовуються у системний блок комп'ютера (в один із слотів розширення). Зовнішні модеми підключаються через один із комунікаційних портів, мають окремий корпус і власний блок живлення.
Основною характеристикою модему є швидкість передавання даних. Вона вимірюється у бітах за секунду, у сучасних модемах швидкість варіюється від 33 000 до 115 000 біт/с.
1.5. ПРОГРАМНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ПЕРСОНАЛЬНИХ КОМП'ЮТЕРІВ
Комплекс програм, які використовуються для роботи з комп'ютером, називається програмним забезпеченням.
Все програмне забезпечення персонального комп'ютера можна умовно поділити на три основні категорії:
системне програмне забезпечення, яке є необхідним для управління роботою ПК;
прикладне програмне забезпечення, за допомогою якого користувач виконує необхідні роботи редагує тексти, малює, здійснює розрахунки тощо;
інструментальні системи, які допомагають створювати нові прикладні або системні програми для комп'ютера.
До системних програм належать: операційні системи та програми-оболонки, драйвери, сервісні програми (утиліти), програми управління мережами тощо. Більшість системних програм постачається разом з комп'ютером та документацією до нього.
Операційна система це комплекс системних та службових програм, які завантажуються при вмиканні комп'ютера і забезпечують діалог користувача з комп'ютером та управління ним.
Операційна система виконує такі функції: керування пам'яттю, введенням-виведенням, файловою системою, взаємодією процесів; захист інформації; облік використання ресурсів; оброблення командної мови; фіксація різних подій, що виникають у процесі роботи (наприклад, помилок), і відповідне реагування на них.
Для зручної роботи з операційними системами призначені програми-оболонки. До їх функцій звичайно входить спрощення взаємодії користувача з комп'ютером, забезпечення зручного введення команд, відображення результатів виконання команд на екрані тощо.
Важливою складовою системних програм є програми-драйвери.
Драйвер це програма, яка організує обмін даними між пристроєм і комп'ютером. Драйвери є необхідними для правильної роботи будь-якого пристрою (монітора, клавіатури, накопичувачів тощо). Для кожного пристрою необхідний свій драйвер, для даного пристрою, як правило, не підходять драйвери схожого пристрою, який вироблений, наприклад, іншою фірмою. Драйвери пристроїв зазвичай постачаються разом із самими пристроями.
Сервісні програми (або утиліти) це допоміжні програми, які розширюють можливості операційних систем. Програми-архіватори за допомогою спеціальних методів "пакування" дають змогу ущільнювати інформацію на дисках. Антивірусні програми призначені для діагностування і видалення комп'ютерних вірусів. Програми оптимізації дисків завдяки упорядкуванню даних забезпечують швидкий доступ до інформації на дисках.
Для персональних комп'ютерів розроблено тисячі прикладних програм різного призначення.
Прикладна програма (чи пакет прикладних програм) це сукупність програм, що забезпечують розв'язання задач певного типу.
Найбільш поширеними серед прикладних програм є текстові і графічні редактори, табличні процесори, системи управління базами даних тощо.
Текстові редактори та процесори це програми, призначені для створення та обробки текстів. Відмінність між редакторами та процесорами є умовною, процесори звичайно мають більше засобів для створення складних за формою текстів. Як правило, текстові процесори забезпечують використання різних шрифтів при наборі тексту, автоматичне розставлення переносів у словах, вирівнювання країв тексту, оформлення його у колонках, нумерацію сторінок, створення таблиць і діаграм, перевірку правопису та підбір синонімів тощо. Серед текстових процесорів великого поширення сьогодні набув Word (зокрема Word 2000) як професійний текстовий процесор з розширеними можливостями для оброблення документів. Це множинний буфер обміну; вдосконалені графічні засоби і довідкова система; нові інструменти для роботи з таблицями та засоби керування документами; меню і панелі інструментів, які автоматично настроюються, а також розвинуті засоби взаємодії додатків і колективного використання даних на основі мережевих технологій Internet.
Табличний процесор (або програма для роботи з електронними таблицями) це програма для опрацювання даних, які представлені у вигляді таблиці. Табличні процесори звичайно дозволяють розв'язувати задачі, пов'язані з числовими розрахунками, з великими таблицями даних. Крім того, ці програми допомагають будувати дво- або тривимірні графіки, діаграми. Серед табличних процесорів поширення набули Microsoft Excel, Corel Quattro Pro, Lotus 1-2-3, StarCalc, SuperCalc.
Система управління базами даних (скорочено СУБД) це програма, призначена для організації зберігання, опрацювання та пошуку інформації в базі даних.
База даних це сукупність взаємопов'язаних даних, які відображають інформацію деякої предметної області.
Звичайно СУБД забезпечують введення даних, пошук, сортування записів, створення звітів тощо. Нині СУБД використовуються майже в усіх сферах людської діяльності. Найбільш популярні СУБД: Microsoft Access, Corel Paradox, Clipper, Oracle, FoxPro.
Графічний редактор це програма, призначена для створення та опрацювання графічних зображень. Як правило, графічні редактори надають користувачу можливості зображення основних графічних примітивів (наприклад, відрізка, прямокутника, кола), перетворення мальованих об'єктів (переміщення, копіювання, збільшення). Сучасні графічні редактори дають змогу обробляти зображення, одержувати тривимірні зображення. Серед графічних редакторів виділяють програми художньої графіки -- Paint, Story Board, Adobe Illustrator, систему обробки фотографій Adobe Photoshop, універсальну графічну систему CorelDRAW.
Існують програмні пакети, які поєднують у собі можливості текстових, графічних редакторів, електронних таблиць, систем управління базами даних. Ці програмні засоби називаються інтегрованими системами (або пакетами). Головна перевага їх полягає у тому, що вони мають схожі компоненти, передбачають єдині правила роботи з програмами, єдиний спосіб використання функціональних клавіш. Серед інтегрованих систем популярними є Microsoft Office, Claris Works, Corel Perfect Suite, Lotus Smartsuite, StarOffice. До складу прикладного програмного забезпечення належать також засоби спеціалізованого призначення: математичні пакети, системи ділової і наукової графіки, системи автоматизованого проектування, бухгалтерські системи.
Інструментальні системи або, як їх ще називають, системи програмування призначені для створення нових програм. В основі кожної інструментальної системи лежить мова програмування. Великої популярності набули системи програмування Visual C++, Borland C++, Visual Basic (на основі мови Basic), Borland Delphi (на основі мови Pascal).
2. ОПЕРАЦІЙНІ СИСТЕМИ
2.1. ОСНОВНІ ПОНЯТТЯ ТА ВИЗНАЧЕННЯ
В основу роботи комп'ютера покладено програмний принцип, який полягає в тому, що комп'ютер виконує дії заздалегідь заданою програмою. Операційна система та сервісні програми є основними елементами програмного забезпечення будь-якого комп'ютера. Розглянемо більш детально основні функції, які виконує операційна система:
1. Забезпечення взаємодії (інтерфейсу) користувача з комп'ютером.
Операційна система приймає та опрацьовує команди, які користувач задає за допомогою периферійних пристроїв (клавіатури, миші тощо) та інформує користувача про результат виконання команд.
2. Управління роботою периферійних пристроїв.
Операційна система забезпечує взаємодію між програмним забезпеченням та пристроями комп'ютера.
3.Організація збереження даних на носіях.
Операційна система визначає структуру даних, які зберігаються на носіях, та забезпечує роботу з ними (створення, додавання, копіювання, вилучення даних тощо).
4. Організація та управління виконанням інших програм.
Звичайно програмне забезпечення, встановлене на комп'ютері, розроблене різними фірмами. Операційна система дає змогу виконувати різні програми, узгоджує їх роботу та відстежує обмін даними між програмами. Операційна система називається багатозадач-ною, якщо вона забезпечує одночасне виконання декількох програм.
5. Управління оперативною пам'яттю.
Операційна система розподіляє оперативну пам'ять між програмами, які виконуються в поточний час, звільняє пам'ять, яка вже не використовується, забезпечує збереження даних, які не вміщуються в оперативній пам'яті, на іншому носії.
6. Діагностика та обслуговування комп'ютера.
Ядро операційної системи доповнюється набором сервісних програм. За їх допомогою виконують початкову розмітку магнітних дисків, установлюють параметри зовнішніх пристроїв, проводять тестування та оптимізацію роботи з ними, архівацію файлів, боротьбу з вірусами, стикування комп'ютерів у мережі тощо.
За способом організації діалогу (інтерфейсу) з користувачем розрізняють графічні та неграфічні операційні системи.
В неграфічних операційних системах управління здійснюється за допомогою клавіатури. Зоною управління є один рядок екрана, який називається командним рядком. Управління роботою комп'ютера здійснюється через введення команд у командному рядку. Виведення інформації на екран звичайно організовується теж рядками, починаючи з командного. Робота з неграфічними операційними системами є незручною та вимагає вивчення напам'ять сотень команд. Часто для спрощення роботи з такими ОС випускаються операційні оболонки, які мають зручний інтерфейс та беруть на себе частину функцій ОС. Оболонки не виконують ніяких команд користувача, вони тільки забезпечують зручне введення команд та передають їх операційній системі.
У графічних операційних системах звичайно для управління доступний весь екран, основним інструментом управління є маніпулятор "миша" (або її аналог, наприклад, трекбол). Графічні ОС забезпечують зручний повноекранний інтерфейс, часто із звуковим супроводженням.
Для IBM-сумісних персональних комп'ютерів створено багато операційних систем. Найбільшого поширення набула неграфічна система MS-DOS (від Microsoft Disk Operation System дискова операційна система Microsoft Corporation), яка з 1981 по 1995 рік була основною операційною системою для IBM-сумісних комп'ютерів. MS-DOS вважається дуже надійною, в наш час саме вона часто використовується для виконання налагоджувальних операцій. Існує декілька операційних систем, сумісних з MS-DOS. Операційні системи вважаються сумісними, якщо вони мають однакову структуру зберігання даних, однаковий спосіб виконання програм тощо. Сумісними з MS-DOS є системи PC DOS (фірми ШМ), DR DOS (фірми Digital Research), Novell DOS 7 (фірми Novell).
Найбільшого розповсюдження в наш час набули нащадки MS DOS графічні операційні системи фірми Microsoft, такі як Windows 95,Windows 98,Windows NT, Windows XP, Windows 2000. Операційні системи Windows 95, 98, XP є універсальними та призначені в основному для автономних комп'ютерів. Windows NT, 2000 більш надійні та забезпечені додатковими засобами для роботи в комп'ютерних мережах. Всі ці системи мають схожий інтерфейс та принципи функціонування.
Існує також багато альтернативних операційних систем: OS/2 (фірми IBM), JavaOS (фірми SUN), MAC OS (фірми Apple). Останнім часом популярності набувають операційні системи вільного розповсюдження Unix (неграфічна) та Linux (має графічну та неграфічну оболонки), які вважаються надійними, стабільними та захищеними при роботі у мережах.
2.2. ФАЙЛОВА СИСТЕМА
На сучасних комп'ютерах всі дані на носіях зберігаються у файлах.
Файл (від англ. file папка для документів) це область на носії деякого нако-пичувача, яка містить певну інформацію та має ім'я. Часто під файлом розуміють вміст цієї області пам'яті, тобто інформацію, яка там зберігається. Обсяг пам'яті, який займає файл, називається розміром файла. Звичайно розмір файлів вимірюється в байтах.
Файловою системою називають спосіб організації файлів, збереження інформації про них.
Структура файлової системи та правила створення імен файлів визначаються конкретною операційною системою, встановленою на комп'ютері.
Операційна система MS DOS передбачає, що ім'я файла складається з 1 до 8 символів і може мати розширення від 1 до 3 символів. Розширення відокремлюється від імені файла крапкою. Ім'я файла разом з розширенням теж називають іменем файла.
В імені файла можна використовувати латинські літери (великі та малі літери не розрізняються), цифри, деякі інші символи "{", ">", "}" ).
Наприклад, припустимими іменами є:
referat.rtf, automobil.bat,
picturel.cdr, my_file.pas.
В операційній системі Windows довжина імені файла обмежена 255 символами, і, крім зазначених, можна використовувати літери різних алфавітів, у тому числі українського. В іменах файлів допускається використовувати проміжки.
Наприклад, припустимими іменами є: Мій_малюнок. cdr, реферат з біології.doc, про країну, кросворд.cdr.
Розширення в імені файла є необов'язковим, проте його зручно використовувати для позначення типу файла. Як правило, прикладні програми встановлюють або пропонують розширення при створенні файла. Це дозволяє за іменем файла з'ясувати, за допомогою якої програми його створено.
Приклади характерних розширень:
com, exe файли з програмами, готовими до виконання;
pas, bas, c, cpp, for тексти програм, написані на мовах програмування Pascal, Basic, C, C++, Fortran відповідно;
bak копія файла, яку роблять для попередження можливого пошкодження інформації;
txt, doc, rtf текстові документи;
ріс, jpg, pcx, bmp, cdr файли з малюнками, створеними у графічних редакторах;
dat файли з додатковими даними для різних програм.


BVM_2012



15

Приложенные файлы

  • doc 15338275
    Размер файла: 146 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий