Цель:

Ознакомить учащихся с архитектурой персонального компьютера, устройствами введения и выведения информации, классификацией и основными характеристиками процессоров, основными характеристиками запоминающих устройств.

Ход занятия

1. Изучение нового материала

Аппаратное обеспечение персонального компьютера включает элек­тронные компоненты и различные внешние устройства для обработки и хранения данных, обмена информации с пользователем и связи с другими электронными системами. Обмен информацией между ком­понентами компьютера выполняет системная шина. Стандартная кон­фигурация современного компьютера — это системный блок, монитор и клавиатура. Все остальное аппаратное обеспечение отно­сится к периферийному обору­дованию и подключается к компьютеру через порты. — специальные разъемы на тыль­ной стороне системного блока.

Аппаратное обеспечение персонального компьютера набор устройств (оборудования) для обработки информации.

Заглянув в системный блок, вы увидите множество электронных компонентов, соединенных проводами. Но внимательно рассмотрев со­держимое нескольких системных блоков, вы сможете, несмотря на нагромождение устройств и проводов, заметить некоторые закономер­ности их конструкции.

Работа системного блока обеспечивается взаимодействием элек­трических схем, по цепочкам которых протекает электрический ток. Достижения электроники позволили разместить электрические схе­мы на кремниевом кристалле, площадь которого не превышает двух квадратных сантиметров. Размер схемы определил ее название — микросхема, чип (chip), интегральная схема.

Различные электронные компоненты — микросхемы устанавлива­ются на специальной панели, которую принято называть плата. Пла­та имеет для этого специальные разъемы, гнезда. Большинство функ­циональных устройств компьютера реализовано на микросхемах.

Само по себе аппаратное обеспечение не может выполнять опе­рации по обработке информации. Для согласованной работы компо­нентов компьютера требуется множество программ, определяющих правила их функционирования. Совокупность всех программ, обес­печивающих работу персонального компьютера, составляет про­граммное обеспечение компьютера.

Процессор

Процессор. Для того чтобы ориентироваться в окружаю­щем мире, человек постоянно обрабатывает информацию. В компьютере устройством, которое обрабатывает информа­цию, является процессор.

Процессор может обрабатывать различные виды информа­ции: числовую, текстовую, графическую, видео- и звуковую информацию. Процессор является электронным устройством, поэтому различные виды информации должны обрабатывать­ся в нем в форме последовательностей электрических импу­льсов.

Такие последовательности электрических импульсов можно записать в виде последовательностей нулей и единиц (есть импульс — единица, нет импульса — нуль), которые называются машинным языком.

В состав современного компьютера входит, системный блок и устройства ввода \ вывода, которые подключаются к системному блоку. Кроме того, в специальные разъемы (слоты) на системной (материнской) плате могут устанавливаться контролёры (специальные микросхемы) дополнительных периферийных устройств (внутренний модем, сканер, плоттер, дигитайзер и др.) к которым с помощью кабеля подключаются соответствующие внешние устройства. Таким образом, подключение новых устройств (модулей) компьютера расширяет его функциональные возможности.

Разные устройства компьютера связаны между собой каналами передачи информации. Из внешнего мира информация поступает в компьютер через устройства ввода, а дальше попадает во внутреннюю память.

Устройства ввода и вывода информации

Человек получа­ет информацию из окружающего мира с помощью органов чувств: зрения, слуха, обоняния, осязания, вкуса. Однако че­ловек не воспринимает электрические импульсы и очень пло­хо понимает информацию, представленную в форме последо­вательностей нулей и единиц, следовательно, в состав компьютера должны входить специальные устройства ввода и вывода информации.

Устройства ввода «переводят» информацию с языка чело­века на машинный язык компьютера, а устройства вывода, наоборот, «переводят» информацию с машинного языка в формы, доступные для человеческого восприятия.

Устройства ввода информации. Для ввода числовой и текстовой информации используется клавиатура. Для ввода графической информации используются манипуляторы типа мышь (для настольных персональных компьютеров) и трек­бол или тачпад (для портативных компьютеров).

Для ввода в компьютер фотографии или рисунка исполь­зуется специальное устройство — сканер. В настоящее вре­мя получают распространение цифровые камеры (фотоаппа­раты и видеокамеры), которые формируют изображения уже в компьютерном формате.

Для ввода звуковой информации используется микрофон, подключенный к входу специальной звуковой платы, уста­новленной в компьютере.

Для управления компьютерными играми удобнее исполь­зовать специальные устройства — игровые манипуляторы (джойстики).

Устройства вывода информации. Наиболее универ­сальным устройством вывода является монитор, на экране которого высвечивается числовая, текстовая, графическая и видеоинформация.

Для сохранения числовой, текстовой и графической ин­формации в виде «твердой копии» на бумаге используется принтер.

Для вывода на бумагу сложных чертежей, рисунков и схем большого формата используется плоттер (графопост­роитель).

Вывод звуковой информации осуществляется с помощью акустических колонок или наушников, подключенных к выходу звуковой платы.

Клавиатура. Дисплей. Принтер. Сканер

Клавиатура.

Универсальным устройством ввода информации является клавиатура. Клавиату­ра позво-ляет вводить числовую и текстовую информацию. Стан­дартная клавиатура имеет 101-103 клавиши и подключается к спе­циальному разъему на систем­ном блоке.(см.рис.1.) Кроме клавишной, клавиатура бывает мембранной и сенсорной. На клавиши алфавитно-цифрового поля может быть дополнительно нанесена разметка букв национального алфавита. Для работы в режиме национального алфавита необходима специальная программа-драйвер клавиатуры. На современном рынке большой популярностью пользуется эргономические клавиатуры и прокладки для запястий, обеспечивающих наиболее комфортные условия работы.

Рис. 1. Клавиатура

рис. 2. Планшетный сканер

Сканером (см. рис.2.) называется устройство, позволяющее вводить в компьютер образы изображений, представ­ленных в виде текста, рисунков, фотографий или другой графической информации.

Сканер используется для оптического ввода в компь­ютер и преобразования в цифро­вую форму изображений (фото­графий, рисунков, слайдов), а также текстовых документов.

Сканируемое изображение освещается белым светом (чер­но-белые сканеры) или тремя

цветами (красным, зеленым и синим). Отраженный свет проецируется на линейку фото­элементов, которая движется, последовательно считывает изображение и преобразует его в компьютерный формат.

Системы распознавания текстовой информации позволя­ют преобразовать отсканированный текст из графического формата в текстовый. Такие системы способны распознавать текстовые документы на различных языках, представлен­ные в различных формах (например, таблицах) и с различ­ным качеством печати (начиная от машинописных докумен­тов).

Существуют планшетные и ручные сканеры. Планшет­ные сканеры могут поставляться вместе со специальным слайд модулем, предназначенным для сканирования слай­дов. Разрешающая способность сканеров составляет 600 dpi (dot per inch — точек на дюйм) и выше, т.е. на полоске изоб­ражения длиной 1 дюйм сканер может распознать 600 и бо­лее точек.

Сканеры подключаются к компьютеру различными спо­собами: с помощью SCSI адаптеров, к параллельному или USB портам компьютера.

Принтеры. Принтеры предназначены для вывода на бу­магу (создания «твердой копии») числовой, текстовой и графической информации. По своему принципу действия принтеры делятся на матричные, струйные и лазерные.

Матричные принтеры — это принтеры ударного действия. Печатающая головка матрич­ного принтера состоит из вер­тикального столбца маленьких стержней (обычно 9 или 24), которые под воздействием маг­нитного поля «выталкивают­ся» из головки и ударяют по бумаге (через красящую лен­ту). Перемещаясь, печатаю­щая головка оставляет на бумаге строку символов.

Недостатки матричных принтеров состоят в том, что они печатают медленно, производят много шума и качество пе­чати оставляет желать лучшего (соответствует примерно ка­честву пишущей машинки).

Рис. 3. Матричный принтер

Последние годы широкое распространение получили черно-белые и цветные струй­ные принтеры. В них исполь­зуются чернильная печатаю­щая головка, которая под давлением выбрасывает черни­ла из ряда мельчайших отвер­стий на бумагу. Перемещаясь вдоль бумаги, печатающая го­ловка оставляет строку симво­лов или полоску изображения.

Струйные принтеры могут печатать достаточно быстро (до нескольких страниц в минуту), производят мало шума. Качество печати (в том числе и цветной) определяется разре­шающей способностью струйных принтеров, которая состав­ляет 600 dpi и более. Это означает, что полоска изображения длиной в 1 дюйм формируется из 600 и более точек (черни­льных капель).

Лазерные принтеры обеспе­чивают практически бесшум­ную печать. Высокую ско­рость печати (до 20 страниц в минуту) лазерные принтеры достигают за счет постранич­ной печати, при которой стра­ница печатается сразу цели­ком.

Отличное, типографское качество печати лазерных принтеров обеспечивается за счет высокой разрешающей способности, которая может достигать 1200 dpi и более.

Принтеры подключаются к параллельному порту компь­ютера.

Рис. 5. Лазерный принтер Рис. 4. Струйный принтер

Дисплей (монитор) является основным устройством, ис­пользуемым для отображения данных и вывода результатов.

Мониторы бывают черно-белыми (их также называют мо­нохромными) и цветными. Они могут работать в одном из двух режимов: текстовом и графическом. Мониторы соединя­ются с компьютером через специальную дисплейную плату — адаптер, которая управляет высвечиванием на экране инфор­мации.

Адаптер - это обобщенное название электронных устройств для сопряжения различных компонентов автоматической аппаратуры. В компьютере адаптер представляет собой специальную микросхему, пред­назначенную для согласования центральных и пе­риферийных (внешних) устройств и для управления работой последних.

Конечно же, имеет значение размер экрана. Чем больше его площадь, тем больше на нем помещается. Экраны бывают различных размеров, которые измеряются длиной диагонали в дюймах: 12, 14, 15, 17, 19 и 21 дюйм'. Но и маленький экран будет хорошо служить, если на нем стоит графическая карта с высокой разрешающей способностью. Правда, не всякую кар­ту можно применить к любому монитору.

Четкость изображения на дисплее зависит от числа и плот­ности расположения точек растра. Чем больше таких точек, тем лучше разрешение. Например, выражение «разрешающая способность 640x480» означает, что монитор в данном режи­ме выводит 640 точек по горизонтали и 480 точек по вертика­ли. Следует заметить, что разрешающая способность не зави­сит от размера экрана монитора.

Каждая картина составлена из множества отдельных точек и поэтому дается в точках изображения (Pixel). Самые распро­страненные разрешающие способности лежат в диапазоне от 320x200 Pixel до 1664x1200 Pixel.

Также определяющей характеристикой хорошей оптики яв­ляется частота повторения, измеряемая в герцах. Частота повторения означает следующее: изображение на мониторе не статичное, оно несколько раз в секунду выстраивается заново. Чем выше частота повторения, тем меньше экран «рябит». Распространенные частоты повторения лежат в пределах от 50 до 70 Гц.

Экраны в принципе можно разделить на две большие груп­пы:

Монохромные

Они могут давать изображение только в двух цветах: цвет фона монитора (зеленый, янтарный или белый) и цвет шрифта (чер­ный) — или наоборот (инвертированное изображение). Экраны с черно-белым изоб­ражением дороже, но легче читаются, по­скольку черный шрифт на белом фоне бли­зок по виду письму на бумаге.

Цветные

При помощи трех основных цветов — крас­ного (R-READ) зеленого (G-GREEN) и сине­го (B-BLUE) — эти экраны (RGB — мони­торы) могут изображать множество оттен­ков. Число изображаемых цветов зависит от графической карты. Бывают мониторы многочастотные, которые могут автомати­чески подстраивать разрешающую способ­ность к требованиям соответствующей гра­фической карты.

Важной характеристикой монитора и его адаптера являет­ся также скорость работы. В текстовом режиме все мониторы работают достаточно быстро, но при выводе графических изоб­ражений с высокой разрешающей способностью скорость ра­боты может быть весьма существенна. В приложениях с интенсивным использованием графики (обработкой изобра­жений, анимацией, видеоизображением и т.д. ) необходимо ис­пользование «быстрых» мониторов и адаптеров. Также к ха­рактеристикам мониторов относят:

Матовая поверхность (чтобы источники света не отража­лись на экране).

Низкое излучение (шведская норма MPR-11).

Знак надежности (VDE, ZZF, GS).

2. Домашнее задание

Написать памятку о включении и выключении компьютера и выучить ее на память.

3. Подведение итогов урока

1.Для чего предназначена клавиатура.

2.Какие существуют типы координатных устройств ввода.

3.Для каких целей предназначен сканер.

4.Какие вредные воздействия может оказывать монитор на человека.

5.Какие существуют типы принтеров и какие принципы печати в них используются.