Файл: Устройство персонального компьютера (Устройства ввода информации).pdf
Добавлен: 31.03.2023
Просмотров: 193
Скачиваний: 2
ВВЕДЕНИЕ
В наши дни невозможно представить себе решение сложных вычислительных задач и выполнение многих других операций, без помощи компьютера. Первоначально вычислительная техника создавалась для числовых расчётов, однако вскоре выяснилось, что они могут обрабатывать и другие виды информации. Сейчас с помощью компьютеров не только проводятся числовые расчёты, но и подготавливаются к печати книги, создаются рисунки, кинофильмы, музыкальные произведения, осуществляется управление заводами и космическими кораблями.
Вычислительная техника позволила значительно ускорить темпы выполнения научно-исследовательских разработок в области математики, кибернетики, физики, химии, биологии и многих других отраслей. Она сделала возможным качественный скачок в области автоматизации производства, в организации систем учёта и контроля, в сфере планирования и управления. Компьютеры помогли поднять на новую, высшую ступень технологию проектирования и конструирования. Они применяются в информационно-справочной и диспетчерской работе. Информационные технологии уже вошли в систему образования, здравоохранения, а также в искусство и спорт.
В любой отрасли производства, науки или в сфере услуг компьютеры облегчают труд человека и повышают его производительность.
Особенности устройства персонального компьютера рассматривали в своих работах такие авторы, как Акперов И.Г., Балдин К.В., Гагарина Л.Г., Емельянова С.В., Коломейченко А.С., Кузин А.В., Мелехин В.Ф., Мельников В.П., Романова А.Н., Свиридова М.Ю., Таненбаум Э.С., Тельнова Ю.Ф., Шевченко В.П. и др.
Целью данной курсовой работы является исследование особенностей устройства персонального компьютера.
Достижение поставленной цели обуславливает решение следующих задач:
- определить назначение персонального компьютера;
- рассмотреть устройство персонального компьютера;
- изучить устройства ввода информации;
- рассмотреть устройства выводы информации.
Объектом исследования данной курсовой работы является вычислительная техника.
Предметом исследования данной курсовой работы является механизм устройства персонального компьютера.
Теоретическую базу исследования составили учебные пособия, монографии.
Глава 1. Назначение персонального компьютера и его устройство
1.1. Назначение персонального компьютера
По своему назначению компьютер - это универсальный прибор для работы с информацией. По принципам своего устройства компьютер - это модель человека, работающего с информацией.
Рисунок 1 - Базовая конфигурация компьютерной системы [6, с.74]
Персональный компьютер (ПК) — это компьютер, предназначенный для обслуживания одного рабочего места. По своим характеристикам он может отличаться от больших ЭВМ, но функционально способен выполнять аналогичные операции. По способу эксплуатации различают настольные (desktop), портативные (laptop и notebook) и карманные (palmtop) модели ПК.
Аппаратное обеспечение. Поскольку компьютер предоставляет все три класса информационных методов для работы с данными (аппаратные, программные и естественные), принято говорить о компьютерной системе как о состоящей из аппаратных и программных средств, работающих совместно. Узлы, составляющие аппаратные средства компьютера, называют аппаратным обеспечением. Они выполняют всю физическую работу с данными: регистрацию, хранение, транспортировку и преобразование как по форме, так и по содержанию, а также представляют их в виде, удобном для взаимодействия с естественными информационными методами человека.
Совокупность аппаратных средств компьютера называют его аппаратной конфигурацией.
Программное обеспечение. Программы могут находиться в двух состояниях: активном и пассивном. В пассивном состоянии программа не работает и выглядит как данные, содержательная часть которых - сведения. В этом состоянии содержимое программы можно «читать» с помощью других программ, как читают книги, и изменять. Из него можно узнать назначение программы и принцип ее работы. В пассивном состоянии программы создаются, редактируются, хранятся и транспортируются. Процесс создания и редактирования программ называется программированием.
Когда программа находится в активном состоянии, содержательная часть ее данных рассматривается как команды, согласно которым работают аппаратные средства компьютера. Чтобы изменить порядок их работы, достаточно прервать исполнение одной программы и начать исполнение другой, содержащей иной набор команд.
Совокупность программ, хранящихся на компьютере, образует его программное обеспечение. Совокупность программ, подготовленных к работе, называют установленным программным обеспечением. Совокупность программ, работающих в тот или иной момент времени, называют программной конфигурацией [14, с.21].
1.2. Устройство персонального компьютера
Персональные компьютеры выпускаются в следующих конструктивных исполнениях: стационарные (настольные) и переносные. Наиболее распространенными являются настольные ПК, которые позволяют легко изменять конфигурацию.
Рассмотрим IBM – совместимый настольный персональный компьютер. Состав ПК принято называть конфигурацией. Поскольку современные компьютеры имеют блочно - модульную конструкцию, то необходимую аппаратную конфигурацию, можно реализовать из готовых узлов и блоков (модулей), изготовляемых различными производителями.
Совместимость устройств является основополагающим принципом открытой архитектуры, которую предложила компания IBM. Это послужило толчком к массовому производству, как отдельных узлов, так и компьютеров.
Рисунок 2 – Базовая конфигурация персонального компьютера [9, с.76]
К базовой конфигурации относятся устройства, без которых не может работать современный ПК:
1) Системный блок
В персональных компьютерах, выпускаемых в портативном варианте, системный блок, монитор и клавиатура объединяются в один корпус.
Системный блок представляет собой металлическую коробку со съемной крышкой, в которой размещены различные устройства компьютера.
По форме корпуса бывают:
- Desktop – плоские корпуса (горизонтальное расположение), их обычно располагают на столе и используют в качестве подставки для монитора
- Tower - вытянутые в виде башен (вертикальное расположение), обычно располагаются на полу.
Корпуса различаются по размерам, указанные приставки Super, Big, Midi, Micro, Tiny, Flex, Mini, Slim обозначают размеры корпусов. На передней стенке корпуса размещены кнопки “Power” - Пуск, “Reset” - Перезапуск, индикаторы питания и хода работы ПК.
На задней стенке корпуса современных ПК размещены (точнее могут размещаться) следующие порты:
- Game - для игровых устройств (для подключения джойстика).
- VGA - интегрированный в материнскую плату VGA – контроллер для подключения монитора для офисного или делового ПК.
- COM - асинхронные последовательные (обозначаемые СОМ1—СОМЗ). Через них обычно подсоединяются мышь, модем и т.д.
- PS/2 – асинхронные последовательные порты для подключения клавиатура и манипулятора мышь.
- LPT - параллельные (обозначаемые LPT1—LPT4), к ним обычно подключаются принтеры.
- USB - универсальный интерфейс для подключения 127 устройств (этот интерфейс может располагаться на передней или боковой стенке корпуса).
- IEЕЕ-1394 (FireWire) - интерфейс для передачи больших объемов видео информации в реальном времени (для подключения цифровых видеокамер, внешних жестких дисков, сканеров и другого высокоскоростного оборудования). Интерфейсом FireWire оснащены все видеокамеры, работающие в цифровом формате. Может использоваться и для создания локальных сетей.
- iRDA - инфракрасные порты предназначены для беспроводного подключения карманных или блокнотных ПК или сотового телефона к настольному компьютеру. Связь обеспечивается при условии прямой видимости, дальность передачи данных не более 1 м. Если в ПК нет встроенного iRDA адаптера, то он может быть выполнен в виде дополнительного внешнего устройства (USB iRDA адаптера), подключаемого через USB-порт.
- Bluetooth ("блутус")- высокоскоростной микроволновый стандарт, позволяющий передавать данные на расстояниях до 10 метров. Если нет встроенного Bluetooth адаптера, то он может быть выполнен в виде дополнительного внешнего устройства (USB bluetooth адаптера), подключаемого через USB-порт. USB bluetooth адаптеры предназначены для беспроводного подключения карманных или блокнотных ПК, или сотового телефона к настольному компьютеру.
- Разъемы звуковой карты: для подключения колонок, микрофона и линейный выход [3, с.12].
Необходимо отметить, что наличие или отсутствие в ПК перечисленных портов зависит от его стоимости и уровня современности.
В системном блоке расположены основные узлы компьютера (рис.3).
Рисунок 3 - Основные узлы компьютера [3, с.18]
2) Клавиатура
Клавиатура- устройство, предназначенное для ввода пользователем информации в компьютер.
Принцип действия клавиатуры заключается в следующем.
1) При нажатии на клавишу (или комбинацию клавиш) специальная микросхема, встроенная в клавиатуру, выдает так называемый скан-код.
2) Скан-код поступает в микросхему, выполняющую функции порта клавиатуры. (Порты — специальные аппаратно-логические устройства, отвечающие за связь процессора с другими устройствами.) Данная микросхема находится на основной плате компьютера внутри системного блока.
3) Порт клавиатуры выдает процессору прерывание с фиксированным номером. Для клавиатуры номер прерывания — 9 (Interrupt 9, Int 9).
4) Получив прерывание, процессор откладывает текущую работу и по номеру прерывания обращается в специальную область оперативной памяти, в которой находится так называемый вектор прерываний. Вектор прерываний — это список адресных данных с фиксированной длиной записи. Каждая запись содержит адрес программы, которая должна обслужить прерывание с номером, совпадающим с номером записи.
5) Определив адрес начала программы, обрабатывающей возникшее прерывание, процессор переходит к ее исполнению. Простейшая программа обработки клавиатурного прерывания “зашита” в микросхему ПЗУ, но программисты могут “подставить” вместо нее свою программу, если изменят данные в векторе прерываний.
6) Программа-обработчик прерывания направляет процессор к порту клавиатуры, где он находит скан-код, загружает его в свои регистры, потом под управлением обработчика определяет, какой код символа соответствует данному скан-коду.
7) Далее обработчик прерываний отправляет полученный код символа в небольшую область памяти, известную как буфер клавиатуры, и прекращает свою работу, известив об этом процессор.
8) Процессор прекращает обработку прерывания и возвращается к отложенной задаче.
9) Введенный символ хранится в буфере клавиатуры до тех пор, пока его не заберет оттуда та программа, для которой он и предназначался, например текстовый редактор или текстовый процессор. Если символы поступают в буфер чаще, чем забираются оттуда, наступает эффект переполнения буфера. В этом случае ввод новых символов на некоторое время прекращается. На практике в этот момент при нажатии на клавишу мы слышим предупреждающий звуковой сигнал и не наблюдаем ввода данных [13, с.25].
Стандартная клавиатура имеет более 100 клавиш.
Рисунок 4 - Группы клавиш клавиатуры [1, с.59]
Размещение клавиш первой группы соответствует пишущей машинке. Расположение латинских букв на клавиатуре IBM PC, как правило, такое же, как на английской пишущей машинке, а букв кириллицы – как на русской пишущей машинке.
Для ввода прописных букв и других символов, располагающихся на верхнем регистре клавиатуры, имеется клавиша [Shift]. Например, чтобы ввести прописную букву, надо нажать клавишу [Shift] и, не отпуская ее, нажать клавишу с требуемым символом.
Клавиша [Caps Lock] служит для фиксации режима прописных букв. Клавиша [Space] служит для создания пробела между символами. Клавиша [Enter] при редактировании текста работает как «возврат каретки» на пишущей машинке. Кроме того, нажатие этой клавиши может означать окончание ввода команды или другой информации и обращение к компьютеру.