Файл: конспект лекций КИТ.pdf

Организация работы на компьютере

Основным средством отражения информации при работе за компьютером является монитор, а поэтому, прежде всего от его выбора и расположения зависит удобная работа за компьютером. Т.е. прежде всего, необходимо решить вопросы эргономики, а именно, какие эргономические параметры компьютера обеспечат вам наиболее комфортное общение с информацией в электронном виде.

Визуальные эргономические параметры ПК являются параметрами безопасности и их неправильный выбор приводит к ухудшению здоровья.

Один из параметров – частота вертикальной или кадровой развертки (частота обновления) должна быть не меньше 85Гц, желательно в режиме максимального разрешения (т.е. один и тот же монитор может отражать информацию с различным разрешением, т.е. 15ти дюймовый - 640*480, 800*600,1024*768,1280*1024 и т.д). Нижняя граница частоты – 30-35 Гц (хотя по другим источникам – нижний предел – 85 Гц).

Следующий параметр – размеры зерна – минимального светоизлучающего элемента экрана – для15тидюймовых – 0,28 мм, 17-19 – 0,25. (на расстоянии 3050см от экрана – норма, человек не увидит зерно менее0,08-0,13 мм)

Далее – с зерном связана разрешающая способность экрана, для 15ти – оптимально 800*600, для 17ти – 1024*768, 19ти – 1280*1024 пикселей(точек), т.е.

размер зерна должен позволять поддерживать выбранное разрешение. Вышеперечисленные характеристики предъявляются к мониторам с

электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ). Для ЖК мониторов характерно меньшее количество пороков – нет искажения изображения, более компактны, отсутствуют высокие напряжения и сопутствующие этому электромагнитные и рентгеновские напряжения, нет вредного статического электричества, в воздух не выделяется озон – вещество первого класса опасности, но – дорогие.

Для некоторого предотвращения отрицательных воздействий современные монитор оснащены антистатической защитой – покрытием, нанесенным на внутреннюю поверхность экрана.

Другие же излучения влияют на зрение – возможно развитие катаракты, глаукомы, отслоение роговицы глаза и др. Электромагнитное поле влияет на мозг

– развитие злокачественных заболеваний. (Хотя как и в случае с боеголовками с обедненным ураном или мобильными телефонами убедительной статистики для таких выводов нет).

Дизайн ПК должен предусматривать окраску корпуса в спокойные мягкие тона. Поверхность д.б. матовая и не иметь деталей способных создавать блики.

ТЕМА 2 АППАРАТНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ

ТЕХНОЛОГИЙ

Этапы развития вычислительной техники. Классификация ЭВМ. Типовой комплект ПЭВМ. Структурная схема персональной ЭВМ. Назначение и характеристики процессора, оперативной памяти, ВЗУ, клавиатуры, дисплея, печатающих и других периферийных устройств.

8

Системы счисления. Основные логические операции. Кодовые таблицы КОИ-8, ASCII, UNICODE

Ключевые слова данной темы:

аналитическая машина, команды, данные; ЭВМ, ПЭВМ, ПК; типовой комплект ПЭВМ, системный блок, монитор, клавиатура, мышь; микропроцессор, ОЗУ, ОП (оперативная память), внешняя память, периферийные устройства, принтер; системы счисления, двоичная система счисления, шестнадцатиричная система счисления; логические операции, математическая логика, булевы переменные, булевы функции, значение истинно, значение ложно; отрицание, дизъюнкция, конъюнкция; кодовая таблица, КОИ-8, ASCII, UNICODE

Этапы развития вычислительной техники

Первое в мире автоматическое устройство для выполнения операции сложения было создано на базе механических часов. В 1623 году оно было разработано Вильгельмом Шикардом, профессором университета Германии.

В1642 году французский механик Блез Паскаль разработал более компактное суммирующее устройство, выпускавшееся серийно.

В1673 году Г.В. Лейбниц создал механический калькулятор, который мог выполнять операции умножения и деления путем многократного повторения операций сложения и вычитания.

Чарльзом Бэббиджем (1792 – 1871) была сконструирована аналитическая машина, в которой разделялись команды и данные. Команды реализовывались в устройстве, а данные подавались с перфорированных карт.

Идея Бэббиджа была развита Джоном фон Нейманом в 1941 году.

В1945 году начали развиваться числовые автоматы.

В1960 году появились ЭВМ первого поколения.

В1966 году появились ЭВМ второго поколения, они стали использоваться в управлении.

С 1975 года начали развиваться супер-ЭВМ, мини-ЭВМ, микро-ЭВМ и персональные ЭВМ.

Классификация ЭВМ

Существует достаточно много систем классификации компьютеров. Рассмотрим некоторые из них.

Классификация по назначению связана с тем, как компьютер применяется. По этому принципу различают большие ЭВМ, мини-ЭВМ, микро-ЭВМ и персональные ЭВМ (массовые, деловее, портативные, развлекательные и рабочие станции).

Большие ЭВМ – самые мощные компьютеры. Их применяют для обслуживания очень крупных организаций и целых отраслей народного хозяйства. Иначе их называют мэйнфреймами (mainframe). На их базе создаются вычислительные центры.

9

Мини-ЭВМ – от больших ЭВМ отличаются уменьшенными размерами, меньшей производительностью и стоимостью. Они применяются для управления производственными процессами.

Микро-ЭВМ – обладают меньшими возможностями, чем предыдущие, их задача выполнять вспомогательные операции, которыми нет смысла загружать более дорогие и мощные компьютеры.

Персональные ЭВМ (персональные компьютеры ПК) – эта категория получила широкое распространение в последние двадцать лет. За ПК, как правило, работает один человек. Несмотря на свои небольшие размеры и относительно невысокую стоимость они обладают немалой производительностью.

Классификация по уровню специализации – универсальные и специализированные. На базе универсальных компьютеров можно собирать вычислительные системы произвольного состава (архитектуры), т.е. компьютер может использоваться и для работы с текстом, музыкой, графикой или видеоматериалами. Специализированные компьютеры предназначены для решения конкретного круга задач, например, бортовые компьютеры автомобилей, самолетов, судов, космических аппаратов.

Классификация по типоразмерам различает настольные, портативные и карманные компьютеры. К последним можно отнести и мобильные вычислительные устройства.

Типовой комплект ПЭВМ

Персональная электронно-вычислительная машина. ПЭВМ – микропроцессорная система обработки данных с дружеским пользовательским интерфейсом.

Комплектность поставляемой ПЭВМ может быть различной и определяется потребностями пользователя, однако типовой комплект подразумевает четыре конструктивных блока: системный блок, дисплей, клавиатура и манипулятор “мышь”.

Системный блок реализует все основные процессы по переработки информации, осуществляя хранение программ и данных, управляет работой всех блоков, обеспечивая их системное взаимодействие.

Дисплей (монитор) – предназначен для отражения информации, вводимой с клавиатуры или выводимой из памяти.

Клавиатура позволяет вводить информацию в память ПЭВМ и управлять работой машины.

“Мышь” обеспечивает быстрое перемещение курсора для реализации функций управления или создания графических объектов.

10

Структурная схема персональной ЭВМ

Назначение и характеристики процессора, оперативной памяти, ВЗУ, клавиатуры, дисплея, печатающих и других периферийных устройств

Системный блок как показано на схеме содержит большой набор устройств, назначение и характеристики которых рассматриваются далее. С течением времени в системном блоке остается все меньше компонентов, хотя каждый из них наделяется все большими возможностями. Основные элементы машины объединены в систему магистральным интерфейсом (системной шиной). Часть структурных компонентов объединена системной платой. Элементы на ней представлены в виде интегральных микросхем. Среди них: микропроцессор, сопроцессор, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), устройство управления, генератор тактовых импульсов.

Микропроцессор – устройство, реализующее все основные операции по обработке информации. Оно выполнено в виде большой интегральной микросхемы. Процессоры характеризуются набором выполняемых команд, разрядностью и частотой.

Разрядность микропроцессоров Intel изменилась от 8 (16, 32) и в настоящее время до 64. Разрядность описывает количество разрядов (битов) информации, обрабатываемых за один такт. Частота – количество элементарных операций (тактов), выполняемых за 1 секунду. Частота за последние 10 лет изменилась от 2 МГц до 2 ГГц и выше.

Сопроцессор – устройство (микросхема), обеспечивающее повышение производительности компьютера, дополняет работу микропроцессора. В

11

настоящее время микропроцессоры имеют встроенные арифметические расширители.

ПЗУ (Read Only Memory ROM) – содержит программы и данные, определяющие работу ПЭВМ после включения питания. Информация в ПЗУ записывается на заводе изготовителе один раз и навсегда, т.е. содержимое этой области памяти не может быть изменено пользователем. В ПЗУ хранятся программы: самотестирования устройств компьютера при включении питания; начальной загрузки операционной системы; пакет программ-драйверов для интерфейса между ОС и аппаратными средствами.; установки параметров конфигурации системы.

ОЗУ (Read Access Memory RAM – память со случайной выборкой) – набор микросхем, информация в которых исчезает после отключения питания. Объем ОЗУ связан со стоимостью – чем больше, тем дороже и с быстродействием – чем больше, тем медленнее. Требования скорости к ОЗУ предъявляет, прежде всего, процессор, который извлекает и передает информацию в ОЗУ.

Микропроцессор, память, системная шина и др. характеризуются разным темпом своей работы. С целью синхронизации их работы и повышения общей производительности ПЭВМ используется специальная буферная память (кэшпамять cache). Разделяют несколько уровней кэш-памяти. Первый уровень располагается на кристалле самого микропроцессора, второй – на системной плате, третий – это память, образованная выделением и использованием некоторой части обычного ОЗУ специальными системными программами – эта память применяется при буферизации (предварительного хранения) данных при работе с внешними носителями информации.

Генератор тактовых импульсов – формирует импульсы стабильной частоты, которые определяют ритм работы компьютера. Повышение предельно допустимой частоты тактовых импульсов ведет к сбоям в работе, перегреву и отказу элементов.

УУ – вырабатывают и распределяют по различным устройствам управляющие сигналы.

Шины – системная и локальная. Системная шина предназначена для организации взаимодействия периферийных устройств с ядром компьютера (МП, ОЗУ, ПЗУ). Локальная шина соединена непосредственно с микропроцессором и работает обычно на его частоте.

Внешняя память – обеспечивает длительное хранение информации. К внешним запоминающим устройствам (ВЗУ) относятся накопители на гибких магнитных дисках (НГМД), накопители на жестких магнитных дисках (НЖМД), накопители на оптических дисках (НОД), накопители на магнитных лентах.

НГМД – это дисководы, обслуживающие носители в виде съемного гибкого магнитного диска, который используется для переноса и хранения информации.

НЖМД – представляют собой неразборные плотно закрытые со всех сторон металлические коробочки со шлейфом проводов, по которым передается информация в другие устройства. Являются основным средством хранения информации.

НОД – большая разновидность CD-R, CD-RW, DVD разного объема (от 200 Мб до 800, от 4 Гб до 17 Гб) и размера.

12