хардуер. Какво е хардуер и софтуер. Външна памет

Това е основата, благодарение на която компютърът може да изпълнява възложените му задачи. Отчасти това е самият електронен компютър. Понякога начинаещите потребители задават въпроса какво е компютърен хардуер? Всъщност няма нищо сложно - основният проблем е в термините. Гръмкото име не е по-добро от краткото, ако значението зад думите е същото. Така се случи и в този случай. Така че вместо термина "компютърен хардуер" може да се използва по-обемната дума "компоненти". В крайна сметка едва ли на някой ще му хрумне да нарече една програма компютърен компонент. Но тъй като първият термин е утвърден в обществото, нека се запознаем със значението му.

Нека започнем с пример за обяснителна аналогия. Представете си кола. Накратко, това е сложна конструкция, състояща се от тяло, двигател, спомагателни устройства, гориво. Съвременните автомобили стават по-умни, след като са се научили да контролират нивото на горивото; „наблюдавайте“ работата на основните възли. Но дори и сега цялата тази метална система се управлява от жив шофьор. Посоката на движение, двигателят, колелата – всичко се подчинява на волята му. Ще се движи ли колата сама, ще може ли да взема решения? Едва ли. IN този примермашината е компютър. Съответно софтуерът е всички онези програми, които по определен начин контролират работата на всички "железни" възли. Връщайки се към аналогията с автомобила, приложенията могат да бъдат сравнени с човешки шофьор. Разбира се, има редица резерви, например човек може да отиде пеша, но компютърна програмабез хардуера ще бъде безсмислен набор от знаци.

И така, компютърният хардуер представлява всички онези устройства, които съставляват компютър, както и други, чийто дизайн предвижда използването им с компютър.

Сега в магазините има както стационарни компютри, така и преносими компютри (лаптопи). Въпреки външните различия, принципите на работа на компонентите в тях са еднакви. Затова изброяваме какво включва хардуера на персонален компютър.

Една от основните части на компютъра е процесорът. Функциите на тази доста голяма микросхема са обработката на цифрови данни и частичното осигуряване на взаимодействие между останалите свързани компоненти. Основните производители на настолни процесори са Intel и AMD.

Основната платка (дънна платка, дънна платка, основна платка, система), както подсказва името, е основата, към която са свързани всички вътрешни и периферни компоненти. В допълнение, той съдържа специални микросхеми, които контролират работата на някои възли. По-рано на системна платкабяха два от тях, но сега единият от тях е напълно интегриран в процесора.

За потребителя и необходимите за работа програми се използва твърд диск. По-рано в този видустройствата използват принципа на магнитния запис, но наскоро се появи алтернатива под формата на флаш технология, за която се прогнозира, че ще има големи перспективи в бъдеще.

Това също включва CD-ROM устройство, видео адаптер, памет. Също така, както вече споменахме, в допълнение към вътрешните компоненти, външните устройства също принадлежат към хардуера. И така, мишка, високоговорители, монитор, принтер, скенер и т.н. Тоест всички онези устройства, които са проектирани да работят като част от компютърна система. Можете да го кажете по друг начин: можете да ги видите, да ги докоснете с ръцете си, да ги поправите с отвертка, което е напълно немислимо за програмите.

Компютърът е универсален инструмент за обработка на информация. Той е в състояние да извършва изчисления, да обработва текстове, да разпознава и формира изображения, да преобразува и анализира сигнали, да управлява различни обекти и технологични процеси, да решава логически задачи и др.

Персонален компютър -това е комбинация от хардуер и софтуер, тези две взаимосвързани части не могат да функционират една без друга.

Хардуерът, който изгражда един компютър, се нарича негов хардуер.

Със същия компютър можете да решите голям бройразнообразни задачи. Функционирането на компютъра се осигурява от цял ​​комплекс от програми, наречени софтуер (софтуер).

Американският учен Й. фон Нойман през 1946г. формулира общите принципи на организацията и функционирането на компютрите, с други думи, той описва архитектурата на компютрите, която обикновено се нарича архитектура на фон Нойман.

Архитектурата на съвременен компютър, който използва идеите на фон Нойман, е илюстрирана с функционална диаграмапоказано на фиг. 1. В съответствие с тази схема компютърният хардуер трябва да включва следните основни устройства (функционални блокове): централен процесор, включително блок за управление и аритметично логическо устройство (ALU), RAM и входно-изходни устройства.

Микропроцесоре най-важният елемент на компютъра и е електронна схема, която извършва всички изчисления и обработка на информация. Той изпълнява изпълнението на програми, работещи на компютъра, и контролира работата на други устройства на компютъра.

Програмите и данните се съхраняват в една линейна памет. Структурно RAM се състои от номерирани клетки. Номерът на клетката се нарича нейният адрес. Всяка клетка е достъпна за процесора по всяко време. Процесорът изпълнява команди една след друга, т.е. работи последователно. След изпълнение на всяка команда резултатът от нея се записва в RAM паметта.

Процесорът на съвременния персонален компютър е направен под формата на микросхема - единично микроелектронно устройство, създадено върху полупроводников чип и поставено в миниатюрен корпус (поради което се нарича микропроцесор).

Скоростта на процесора се характеризира с тактова честота, която се задава от специален генератор и се измерва в мегахерци (MHz); 1 MHz е един милион цикъла в секунда. Процесорите на съвременните персонални компютри могат да изпълняват няколко операции на цикъл, а тактовата честота достига хиляди мегахерца. Скоростта на процесора до голяма степен определя скоростта на компютъра.

Цялата компютърна памет е разделена на вътрешни(основен) и външен. Вътрешната памет включва: RAM, регистри на процесора, памет само за четене и кеш памет.

RAM е микросхема, предназначена за временно съхранение на информация, обработвана от процесора. В този случай е изпълнено следното условие: по всяко време има възможност за работа с всяка клетка от RAM. Английското наименование на паметта с произволен достъп е RAM (Random Access Memory). Когато захранването на компютъра бъде изключено, цялата информация, която е била в RAM, изчезва, ако не е била съхранена на друг носител за съхранение. Количеството RAM също определя мощността на обработка на компютъра и се измерва в мегабайти (MGB). Размерът на RAM лесно се разширява чрез добавяне на необходимия брой чипове. Съвременните компютри имат хиляди мегабайта RAM.

Регистри--това е високоскоростна процесорна памет. Те съхраняват адреса на командата, самата команда, данните за нейното изпълнение и резултата.

За да се увеличи производителността на компютъра, се използва временно съхранение на съдържанието на RAM клетките кеш-памет(от английски cashe - състав, скривалище). Кеш паметта е междинно устройство за съхранение, използвано за ускоряване на обмена между процесора и RAM. Съвременните компютри използват няколко нива на кеш памет. Кеш паметта може да бъде разположена както на чипа на микропроцесора, така и на системната платка. Системна платка (или дънна платка).- Това е платката, на която са разположени процесорът, RAM и постоянната памет, както и системната шина, чрез която се осъществява комуникацията с всички останали компютърни устройства.

Устойчива памет-- е електронна памет, предназначена за дългосрочно съхранение на програми и данни. Използва се само за четене на данни. По правило тази информация се записва в момента на производство на компютъра и се използва за зареждане операционна система, проверка на изправността на компютъра. Тази памет е съкратено ROM (памет само за четене).

Външна паметкомпютърът е предназначен за дългосрочно съхранение на програми и данни. Изпълнява се с помощта на специални устройства (задвижвания). Основната характеристика на външната памет е нейният обем.

Персонален компютър- компютър (компютър), предназначен за лична употреба, чиято цена, размер и възможности задоволяват нуждите на голям брой хора.

Съвременните компютри се характеризират с:

малък размер,

възможност потребителят да работи с компютъра лично, без посредничеството на професионален програмист,

ниска консумация на енергия,

Удобство и комфорт на комуникация между потребителя и компютъра.

Компютрите изпълняват две основни функции:

обработка и съхранение на информация

обмен на информация с външни лица.

Изпълнението на тези функции се осъществява с помощта на два компонента на компютъра: софтуер и хардуер.

Под хардуер обикновено разбират всички възли, модули и блокове, които изграждат компютър или компютърна система. Съвременните компютри използват така наречената "отворена архитектура", т.е. Хардуерът на компютъра може да бъде променен чрез смяна на един от модулите или разширен чрез вмъкване на допълнителен модул.

Съвременният компютърен хардуер включва следното:

· системна единица,

компютърни входни устройства (например клавиатура),

PC изходни устройства (например монитор).

Системният блок, клавиатурата и мониторът заедно съставят персонален компютър в минимална конфигурация, т.е. ви позволяват да работите с информация на компютър

Случаите на системните модули са от няколко вида: вертикални (кула), хоризонтални (десктоп), моноблок (системен блок и монитор в един корпус). Има преносими компютри като Notebook (лаптоп), проектирани да работят на захранване от батерия.

Вътре в системния блок са разположени:

· захранване,

дънна платка (системна) платка

процесор,

· RAM,

· HDD,

флопидисково устройство (остаряло).

CD-ROM, DVD-ROM, DVD-RW устройство;

· звукова карта,

· LAN карта.

Компютърните системи включват и външни устройства, наречени периферни устройства.

Периференименува всички устройства в компютъра, които не са на дънната платка. Някои от устройствата, въпреки че са разположени извън дънната платка, но също като дънната платка са вътре системна единица: твърд диск, флопи устройства, CD-ROM, звукова карта, мрежова карта и някои други.

По предназначение периферните устройства могат да бъдат разделени на:

входни устройства; към устройства за извеждане на данни;

устройства за съхранение;

комуникационни устройства.

Сега нека разгледаме по-подробно отделните елементи.

Дънна платка - печатна електронна платка, върху който се монтират чипсета и други компоненти на компютърна система.

На дънна платкав допълнение към чипсета има конектори за свързване на централния процесор, графична карта, звукова карта, твърди дискове, RAM и други допълнителни периферни устройства.

Всички основни електронни схеми на компютъра и необходимите допълнителни устройства са включени в дънната платка или са свързани към нея с помощта на слотове за разширение.

процесоре "мозъкът" на всеки компютър. Процесорът извършва всички изчисления (аритметика и логически операции), взаимодейства с паметта и контролира всички компоненти на компютъра. По този начин процесорът включва следните части:

аритметично логическо устройство (ALU),

управляващо устройство (CU).

вътрешни регистри - клетки с памет вътре в чипа на процесора, предназначени да съхраняват междинна информация.

Най-важните характеристики на процесора, които определят неговата производителност (броя операции за единица време), са: тактова честота, битова дълбочина, обем адресируема памет.

Тактова честотаопределя скоростта на изпълнение на операциите в процесора. Увеличаването на тактовата честота увеличава производителността на процесора. Съвременните процесори имат тактова честота от 400-4000 MHz или повече.

Битова дълбочина на обработените данни- броя на битовете информация, едновременно въведени в процесора и изведени от него. Колкото по-голяма е битовата дълбочина, толкова повече информация може да обработи процесорът за единица време. Дълбочината на битовете на съвременните процесори е 32 и 64 бита.

Адресируема памет(адресно пространство) - максималният брой клетки от основната памет, които могат да бъдат директно адресирани от процесора.

Мултипроцесорът е компютърна система, който съдържа множество процесори и едно адресно пространство, видимо за всички процесори. Той изпълнява едно копие на операционната система с един набор от таблици, включително тези, които следят кои страници с памет са свободни. Съдържат няколко процесорни ядра в един пакет (на един или повече чипове).

Вътрешна памете паметта, разположена на дънната платка. Вътрешната памет се състои от две устройства: RAM и ROM.

RAM (памет с произволен достъп)предназначени за съхраняване на текущи програми и текуща информация, т.е. програми и информация, с които този моментпотребителят работи. В англоезичната литература RAM се нарича RAM (памет с произволен достъп).

Основните характеристики на RAM са: обем и време за достъп.

Количеството RAM (единица - MB) е общият брой клетки с памет на всички RAM чипове. Всяка клетка може да съхранява или "1", или "0". Клетките в кристалите на паметта се комбинират в блокове от по 8 клетки и по този начин във всеки такъв блок може да се запише байт информация. Количеството RAM до голяма степен определя скоростта на компютъра: колкото повече RAM, толкова по-бърз е компютърът.

Време за достъп- времето, през което процесорът може да прочете съдържанието на RAM клетка или да запише информация в нея. Колкото по-кратко е времето за достъп, толкова по-бързо процесорът комуникира с RAM и толкова по-бързо работи компютърът.

RAM е летлива памет, т.е. при изключване на захранването той „забравя“ цялата записана в него информация.

ROM (памет само за четене)- съхранява първоначалната програма за зареждане на компютъра, информация за дънната платка и устройствата, разположени на нея, информация за свързани външни устройства с памет, текущо времедруги

Външна (периферна) памете паметта, разположена извън дънната платка. Устройствата с външна памет съхраняват програмни текстове, документи и друга информация. Тази памет често се нарича дългосрочна памет. Ако трябва да работите с някаква програма, тогава тя първо се копира от устройства с външна памет в RAM и след това се стартира. Най-често външната памет на компютъра е представена от флопи дискови устройства и твърди дискове.

твърд диск, твърд диск, твърд диск- енергонезависимо, презаписваемо компютърно устройство за съхранение. Това е основното устройство за съхранение на данни в почти всички съвременни компютри.

Графична карта или видеокарта- устройство, което преобразува изображение, съхранено в паметта на компютъра, във видео сигнал за монитор. Обикновено видеокартата е разширителна платка и се поставя в специален слот за видеокарти на дънната платка, но може да бъде и вградена, с други думи интегрирана.

Съвременните видеокарти не се ограничават до просто извеждане на изображения, те имат интегриран графичен микропроцесор, който може да извършва допълнителна обработка, разтоварвайки централния процесор на компютъра от тези задачи.

Звукова карта или звукова карта- позволява ви да работите със звук на вашия компютър. В момента звуковите карти са или вградени в дънната платка, или като отделни разширителни карти, или като външни устройства.

Мрежова карта или мрежова картаПериферно устройство, което позволява на компютъра да комуникира с други мрежови устройства.

Периферни устройства за въвеждане на информация в компютър.

Клавиатура- устройство, с което се въвеждат данни и команди в компютър. Клавиатурата е оборудвана със специален кабел, чрез който се свързва към специален конектор на системния блок.

Мишкае широко използваното в момента устройство за въвеждане. Позволява ви бързо да маркирате всяка точка на екрана на монитора. Работата с някои програми без мишка е почти невъзможна.

Скенер- входно устройство графична информация(снимки, изображения и др.) на компютър.

Има и други устройства за въвеждане на информация в компютър: цифрови фотоапарати, манипулатори със светлинна писалка и др. Някои манипулатори са функционално подобни или допълват мишката: тракбол, джойстик, виртуален шлем и др.

Периферни устройства за извеждане на информация от компютър.

Монитор (дисплей)- устройство за извеждане на буквено-цифрова и графична информация на компютър. Мониторът е основното техническо средство за организиране на комуникацията между потребителя и компютъра. Прилича на телевизор.

Качеството на изображението на монитора се определя от следните характеристики: размер на диагонала, резолюция, палитра, кадрова честота.

Изображението на екрана на монитора се формира с помощта на точки (пиксели). Броят на пикселите хоризонтално и вертикално определя резолюцията на екрана. Типични стойности: 800x600 за 14" монитор, 1600x1200 за 19" монитор. Колкото по-голям е диагоналът на екрана и колкото по-висока е разделителната способност, толкова по-добро е изображението, тъй като малките детайли се рисуват по-добре.

Цветовата гама (палитра) на показваното изображение се определя от размера на видеопаметта – колкото по-голям е нейният обем, толкова повече цветове и нюанси може да изобрази мониторът. За средния потребител, като правило, са достатъчни 16 хиляди цвята и нюанси.

Удобството при работа зад монитора до голяма степен се определя от такава характеристика на монитора като максималната честота на кадрите (обичайни стойности: 75-100Hz, т.е. изображението на екрана се актуализира 75-100 пъти в секунда).

Принтер- изходно устройство, което осигурява отпечатване на информация, издадена от компютър. Хартията е най-често използваният носител.

Принтерите се делят на следните видове: матрични, мастиленоструйни, лазерни.

Повечето прости принтери- матрица (евтина, качеството на изображението е ниско, нивото на шума е високо). Принципът на печат на такива принтери е следният: печатащата глава съдържа серия от тънки метални пръти (игли). Главата се движи по отпечатаната линия и пръчките в точното време удрят хартията през мастилената лента.

При мастиленоструйните принтери изображението се формира от микрокапки специално мастило, издухано върху хартия с помощта на дюзи. Такива принтери осигуряват високо качество при печат върху специална хартия, а също така са удобни за цветен печат. въпреки това мастиленоструйни принтерипо-скъпи от матрицата и изискват внимателна грижа и поддръжка.

Лазерните принтери осигуряват най-високо качество на печат. Тези принтери използват принципа на ксерографията: изображението се прехвърля върху хартия от специален барабан, към който частиците мастило се привличат електрически, но за разлика от копирната машина, печатащият барабан се електрифицира с помощта на лазер по команди на компютъра.

Плотер(плотер) - изходно устройство, което ви позволява да получавате висококачествени чертежи.

Модем(съкращение, съставено от думите модулатор-демодулатор) е устройство, използвано в комуникационните системи и изпълняващо функцията на модулация и демодулация. Модулаторът извършва модулация, т.е. променя характеристиките на носещия сигнал в съответствие с промените във входния информационен сигнал, демодулаторът извършва обратния процес. Специален случай на модем е широко използвано периферно устройство за компютър, което му позволява да комуникира с друг компютър, оборудван с модем през телефонната мрежа (телефонен модем) или кабелна мрежа (кабелен модем).

Класификация на компютрите.

Предмет и задачи на дисциплината.

Лекция номер 1.

Предмет и задачи на дисциплината " Информационни технологиивъв фармацията". Устройството на персонален компютър.

1. Основните трудности при решаването на различни проблеми в медицината и общественото здраве, освен липсата на ресурси, се определят от липсата на време и информация. В момента скоростта и качеството на получаване и обработка на информация са се превърнали в условие за съществуването и развитието на индустрията. Този проблем не може да бъде решен без използването на компютри и компютърна технология.

Развитието на компютърните технологии, предимно в областта на персоналните компютри (персонални компютри), свързано със значително повишаване на производителността на изчислителните инструменти, като същевременно намалява тяхната цена, повишава надеждността, намалява габаритните размери, доведе до революционни промени в областта на обработка на медицинска информация.

Концепцията за медицинска информатика.

Информационни процесиприсъства във всички области на медицината и здравеопазването. От тяхната подреденост зависи яснотата на функционирането на индустрията като цяло и ефективността на нейното управление. Информационните процеси в медицината се разглеждат от медицинската информатика.

В момента медицинската информатика е призната за самостоятелна област на науката, която има свой предмет, обект на изследване и заема място сред другите медицински дисциплини. От друга страна, методологията на медицинската информатика се основава на методологията на общата информатика. Какви са теоретичните основи на компютърните науки?

Всички физически характеристики на материята могат да се разглеждат като сигнали. Следователно всички процеси в природата са придружени от сигнали. Когато сигналите взаимодействат с физическите тела, в последните могат да настъпят определени промени в свойствата - това явление се нарича регистрация на сигнала. Регистрираните сигнали формират данни.

По-близо до ежедневната практика данните са числа, символи, думи, получени в резултат на пряко наблюдение на процес или явление, които са записани в документи, предадени чрез средства за комуникация, обработени с компютърна техника, независимо от тяхното съдържание. Данните, поради своя произход, носят информация за събития (процеси или явления), настъпили в материалния свят. Те обаче не са същите като информация. Информацията се извлича от данни с помощта на определени методи, т.е. информацията е резултат от извличане на знания от данни с помощта на адекватни методи. От това можем да извлечем концепция за информация, която е по-близо до проблемите, разгледани по-долу.

Информацията е набор от знания (нова, неизвестна досега информация), получени в процеса на обработка на данни за тези данни, зависимостите между тях, описващи наблюдаваното явление, отразено в данните.

Информацията е едно от основните универсални свойства на материята, нейните атрибути. Всичко, което се случва в света около нас е свързано по един или друг начин с информация.

Най-важните свойства на информацията са обективност, пълнота, надеждност, адекватност, достъпност и уместност. Свойствата на информацията зависят както от свойствата на данните, така и от свойствата на методите за извличането им.

Информацията рядко се използва на мястото, където се появява, и обикновено не се използва в момента на възникване, тя трябва да бъде предадена в пространството и времето, като се използват изкуствено създадени или естествено възникващи канали и средства.

Процесите на получаване (създаване) и трансформиране на информация (събиране, предаване, обработка, натрупване, съхраняване, търсене, разпространение и потребление на информация) се наричат ​​информационни процеси.

В най-широк смисъл, областта на научната и техническа дейност, която изучава структурата и общите свойства на информацията, както и изследване на процесите на нейното получаване, предаване, обработка, съхранение, разпространение, представяне и използване на информационни технологии и технологии във всички сфери на обществения живот се нарича информатика.

В по-тесен план под информатика се разбира техническа наука, която систематизира техниките и методите за създаване, съхраняване, възпроизвеждане, обработка и предаване на данни с помощта на компютърни технологии, както и принципите на действие на тези средства и методите за тяхното управление.

Единицата информация в компютъра е един бит, т.е. двоична цифра, която може да приема стойност 0 или 1 (да или не, вярно или невярно и т.н.). По правило компютърните команди не работят с отделни битове, а с осем бита наведнъж. Осем последователни бита съставляват един байт. Един байт може да кодира стойността на един знак от 256 възможни (256 = 2 8). Следователно един знак или знак съдържа един байт. Тогава машинописна страница съдържа 1800 байта, печатен лист - 40 000 байта, вестник - около 200 000 байта. По аналогия с други единици, по-големите единици за количество информация са килобайтът (съкратено KB), равен на 1024 байта (1024 = 2 10), мегабайтът (съкратено MB), равен на 1024 KB, и гигабайтът (GB) равно на 1024 MB;

2. При класифициране по предназначение се разграничават основни компютри (електронни компютри), миникомпютри и персонални компютри.

Персоналните компютри (PC) са разработени през последните двадесет години. Персоналният компютър е предназначен да обслужва едно работно място, често е свързан с големи компютри чрез комуникационни линии.

От своя страна персоналните компютри се делят на масови, бизнес, преносими, развлекателни и работни станции. Повечето от компютрите на пазара са масови компютри. За бизнес компютри изискванията за инструменти за възпроизвеждане на графики и инструменти за обработка на аудио данни са намалени. За преносимите персонални компютри наличието на средства за компютърна комуникация е задължително. При компютрите за забавление изискванията за възпроизвеждане на графики и звук са повишени. И накрая, в категорията на работните станции изискванията към устройствата за съхранение са повишени.

При класифициране по стандартни размери се разграничават настолни компютри, преносими и джобни компютри. Най-разпространени са настолните модели. Преносимите модели са удобни за транспортиране, но техните възможности са малко по-ниски, а цената е по-висока. Джобните модели изпълняват функциите на "интелигентни преносими компютри".

Преносимите (лаптоп) и джобните (palmtop) модели са станали относително широко разпространени като носими компютри, тъй като тези компютри са с размерите на обикновена книга или, съответно, тетрадка. Те обаче съдържат всичко, което има настолен компютър, с изключение на екрана, който се изпълнява на дисплеи с течни кристали (черно-бели или цветни). Такива компютри могат да работят 3-6 часа от вградената батерия.

Компютрите могат да бъдат класифицирани по съвместимост. В момента има голям брой различни видове компютри, които се различават по степен на съвместимост. Има хардуерна съвместимост, съвместимост на ниво операционна система, софтуерна съвместимост, съвместимост на ниво данни. Най-важното е хардуерната съвместимост. Сега най-разпространени са две линии (платформи) персонални компютри, които не са съвместими помежду си по отношение на оборудването. Това е IBM PC и Apple PC.

3. В компютърните технологии е обичайно да се разглеждат отделно две основни и взаимосвързани части: хардуер и софтуер.

Хардуерът включва устройства и устройства, които са част от компютърната система. Това са компютри, системи за предаване на данни и др.

Софтуерът включва програми, които осигуряват функционирането на компютърна система. Програмата е подредена последователност от команди (инструкции) за компютър.

Софтуерът и хардуерът в компютъра работят в тясна връзка и в непрекъснато взаимодействие.

Съставът на класически персонален компютър (базова конфигурация) включва системен блок, монитор, клавиатура (понякога някои от тези устройства могат да се комбинират) и мишка.

Системният блок е основният възел на компютъра. Съдържа: процесор, RAM, устройства с дълготрайна (външна) памет, платки и портове за свързване на принтер, модем и други устройства. Това - вътрешни устройства. Допълнителни устройства, предназначени за въвеждане, извеждане и съхранение на данни, се наричат ​​външни или периферни.

Монитор - устройство за визуално представяне на данни.

Клавиатурата се използва за въвеждане на буквено-цифрови данни, както и команди за управление на компютъра. Стандартната клавиатура на настолните машини има 101 или повече клавиша, функционално разделени на няколко групи.

Ядрото на дънната платка е процесорът, по-точно основният процесор (Централен процесор, CPU).

Производителността на процесора се характеризира със следните основни параметри:

степен на интеграция.

Вътрешна и външна битова дълбочина на обработваните данни.

Компютърният хардуер включва например:

• сензори с различни параметри (температура, налягане, влажност, както и оптични, звукови и др.);
• аналогово-цифрови (ADC) и цифрово-аналогови (DAC) преобразуватели;
• модеми (модулатори-демодулатори);
• факс модеми;
• скенери;
• клавиатура;
• компютърна мишка;
• графични таблети;
• тракбол;
• тракпойнт;
• тъчпад;
• джойстик;
• светъл химикал;
• монитори;
• Акустични системи;
• принтери;
• плотери и др.

Изброените устройства са входно-изходни устройства за информация. Основните устройства за обработка и съхранение на информация са концентрирани в системния блок на компютъра.

Входни устройства

Повечето от параметрите (температура, налягане, звук и др.) се възприемат от човек в аналогова форма. Следователно, за да се обработят тези параметри в компютър, те трябва първо да бъдат преобразувани в цифрова форма с помощта на аналогово-цифров преобразувател(ADC).

Пример за такова преобразуване е преобразуването на звук, който е променливо звуково налягане, в цифрова форма, когато е записан на оптичен компактдиск. Аналоговият сигнал, получен при запис на звук от микрофон - променливо електрическо напрежение - се преобразува в цифров код с помощта на ADC. За това ADC е непрекъснато с много висока честотаизмерва нивото на този аналогов сигнал - напрежение: и всеки път го кодира като число в двоичен код, т.е. оценява и го изразява с най-близкото двоично число. Така вместо непрекъснат аналогов сигнал се формира поредица от двоични числа и се извиква самата операция квантуване.Поредица от двоични числа е много по-устойчива на смущения и изкривявания от аналогов сигнал. Точността на такава оценка на аналогов сигнал с помощта на двоичен код зависи от честотата и броя на битовете за квантуване. 44,1 kHz честота и 16 бита за квантуване се използват за получаване на висококачествен CD звук. Това прави възможно получаването на 2 16 или 65 536 нива на квантуване. Тези 16-битови двоични числасе записват последователно на честота 44,1 kHz, един след друг, с помощта на лазерен лъч върху оптичен диск под формата на вдлъбнатини и гладки зони.

Хората могат да чуват само аналогови сигнали за звуково налягане. Следователно при възпроизвеждане на звук се получава обратният процес. С помощта на лазерен лъч тези двоични числа се изчитат последователно, след което с помощта на цифрово-аналогов преобразувател(DAC) се преобразуват в аналогови сигнали (с точност до 1/65,536), усилват се и се преобразуват в звук в високоговорителя. За подобряване на качеството на звука се използват специални филтри.

Подобно преобразуване с помощта на ADC и DAC се случва в модем (модулатор-демодулатор)персонален компютър. Модем (от англ. модулатор и демодулатор) – устройство за обмен на информация между компютри. Той преобразува дискретни сигнали в непрекъснати модулирани сигнали за предаване по телефонна линия и обратно трансформира (с демодулация) при приемане.

Извиква се режимът на работа на модемите, когато данните се предават само в една посока половин дуплекс(полудуплекс), в двете посоки - дуплекс(пълен дуплекс). Модемите са вътрешни(под формата на електронна платка, свързана към ISA или PCI шината на компютъра) и външен(като отделно устройство). Модемите се различават по поддържаните комуникационни протоколи и скорост на модулация. Той определя физическата скорост на трансфер на данни, която се измерва в битове за секунда (bps).

Устройство, което съчетава възможностите на модем и средство за обмен на факсимилни изображения, се нарича факс модем.Факс модемът предава обикновен текст, чертежи, снимки и диаграми по електронен път. Осигурява сканиране на документа от предаващата страна, преобразуване на информацията във вид, подходящ за предаване по наличния комуникационен канал и формиране на дубликат - факсимиле - на оригиналния документ на хартиен носител от приемащата страна. Всеки телефакс включва скенер за четене на документ, модем, който предава и получава информация по телефонна линия и принтер, който отпечатва полученото съобщение върху термична или обикновена хартия.

Скенер(скенер) е устройство за въвеждане на графични изображения (текстове, картинки, слайдове, снимки, чертежи) в компютър. Повечето скенери използват фоточувствителни елементи, базирани на устройства с такса облигация(CCD, CCD). Според метода на движение на четящата глава и изображението един спрямо друг скенерите се разделят на ръчни, ролкови, плоски и прожекционни. Различни проекционни скенери са скенери за слайдове, предназначени за сканиране на фотографски филми.

Принципът на работа на еднопроходния плосък скенер е, че сканираща каретка със светлинен източник се движи по протежение на сканираното изображение, разположено върху прозрачно фиксирано стъкло. Отразената светлина през оптичната система на скенера (състояща се от леща и огледала или призма) удря три базирани на CCD фоточувствителни полупроводникови елемента, разположени успоредно един на друг. Всеки елемент получава информация за компонентите на изображението.

клавиатура -основното устройство за въвеждане на информация в компютър, е набор от механични сензори, когато натискате клавишите, те затварят определен електрическа верига. Двата най-често срещани типа клавиатури са механични и мембранни превключватели. Вътре в тялото на всяка клавиатура, в допълнение към сензорите за клавиши, има електронни вериги за дешифриране и микроконтролер на клавиатурата.

Мишка(мишка) е компютърен манипулатор, посочващо устройство за въвеждане на информация в компютър. Лесно се побира в дланта ви, има бутони на повърхността. Когато преместите мишката върху маса или друга повърхност, подобно движение на курсора се появява на екрана на монитора. Можете да използвате бутоните на мишката, за да подавате команди към компютъра. Мишката прави много удобно манипулирането на такива широко използвани обекти в графични пакети като прозорци, менюта, икони.

По-голямата част от компютърните мишки използват оптико-механичния принцип на кодиране на движението. Тежка топка с гумено покритие с относително голям диаметър е в контакт с повърхността на масата. Ролките, притиснати към повърхността на топката, са монтирани на оси, перпендикулярни една на друга, с два сензора. По-прецизното позициониране на курсора ви позволява да постигнете оптична (лазерна) мишка. С помощта на мишката можете да създавате прости рисунки. Рисуването на компютърен екран обаче е много по-удобно с графичен таблет.

Графичен таблет(дигитайзер) - енкодер, който ви позволява да въведете двуизмерно, включително многоцветно изображение в компютър под формата на растерно изображение. Графичните таблети се използват главно в областта на компютърната графика. Графичният таблет включва специална показалка (писалка) със сензор. Таблетният контролер изпраща импулси по мрежа от проводници, разположени под повърхността на таблета. Контролерът преобразува получените сигнали в координати, предавани на персонален компютър, който превежда тази информация в координатите на точка на екрана на монитора. Таблетите, предназначени за рисуване, са чувствителни към натиска на писалката, преобразувайки тези данни в дебелина на линията или нюанс.

тракбол(trackball) - манипулатор на топка, е вид мишка, използвана в преносими компютри - лаптопи (ноутбук). Ръката не движи тялото на мишката, а топката и заема по-малко място, което е важно за малките размери на лаптопа. Обикновено топката тракбол е вградена в клавиатурата.

тракпойнт(trackpoint) е миниатюрен лост с грапав връх с диаметър 5-8 мм. Trackpoint се намира на клавиатурата между клавишите и се управлява чрез натискане на пръст.

тъчпад(тъчпад) представлява сензорен панел, движението на пръста, върху който кара курсора да се движи. В по-голямата част от съвременните лаптопи се използва тъчпадът, тъй като липсата на движещи се части в него го прави много надежден.

Джойстик(джойстик), или манипулатор с лост, е аналогово устройство за въвеждане на координати. Дръжката на джойстика е свързана с два резистора, които променят съпротивлението си, когато се движи. Един резистор определя движението по координатата х,другият - от Y.Адаптерът на джойстика преобразува промените в параметрите на съпротивлението в цифров код. Джойстикът се използва в компютърни игри и различни симулатори.

светъл химикал -светлочувствително устройство за вземане на координати на екранни точки и въвеждането им в компютър. Има форма на писалка. Светлинната писалка е проектирана да взаимодейства с екрана на монитора. Върхът на писалката съдържа фотоелектрическа клетка, която реагира на светлинния сигнал, предаван от екрана в точката, където е докосната писалката. светлина пероне изисква създаването на специален екран или неговото покритие; като сензорно устройство. Тя ви позволява да изберете точка, зададена от потребителя, и да въведете информация в компютъра. По този начин е възможно да се запише и след това да се извърши разпознаване на ръкописен текст, да се направи рисунка. Ако екранът показва меню със символи, икони, тогава можете да насочите писалката към избрания символ или икона. Например, можете да използвате псевдо клавиатурата, показана на екрана.

Системен блок на персонален компютър

Съвременните персонални компютри се предлагат в настолни и преносими версии. Настолните компютри в повечето случаи се състоят от отделен системен блок, към който са свързани външни устройства: клавиатура, мишка, джойстик, скенер, външен модем, монитор, високоговорители и др.

Системна единицаКомпютърът има метален корпус, в който се намира захранването, дънната платка (системната или основната) платка с процесора и RAM, разширителни карти (видеокарта, звукова карта), различни устройства (твърд диск, дискови устройства, CD-ROM устройства), допълнителни устройства (фиг. 2.2).

Системният блок включва:

• процесор (микропроцесор), който изпълнява команди, получени на неговия вход, извършва изчисления и управлява работата на други елементи на компютъра. Състои се от клетки-регистри, в които данните могат не само да се съхраняват, но и да се променят;
• памет само за четене (ROM - read-only memory), която съдържа информация, която е постоянно необходима, и програми, без които компютърът изобщо не стартира;
• памет с произволен достъп (RAM - random access memory), която служи за временно съхранение на програми, данни;
• електронни схеми, които управляват компютърни елементи и обмен на данни между памет и други средства за съхранение и показване на информация (например монитор, принтер);
• захранващ блок;
• устройства - дискови устройства за четене и запис на дискети (флопидискови устройства);
• твърди дискове - твърди дискове;
• оптични устройства CD-ROM дисковеи CD, записваеми CD-R и презаписваеми CD-RW, DVD, DVD-RW оптични дискове
• вътрешен модем - използване на входно и изходно устройство телефонна мрежаза комуникация.

Системният модул обикновено има няколко паралелни и серийни порта, които се използват за свързване на входни и изходни устройства като клавиатура, мишка, монитор, принтер.

Ориз. 2.2.

В преносим компютър - лаптоп - всички външни и вътрешни устройства са комбинирани в един корпус. Дисплеят с течни кристали е разположен в шарнирен капак на корпус с формата и размерите на плосък куфар. Точно като настолен компютър, допълнителни външни входни и изходни устройства, устройства за съхранение на данни и т.н. могат да бъдат свързани към лаптоп.

Микропроцесор(MP) (или централен процесор) е много голяма интегрална схема, направена върху силиконов чип. В персоналния компютър микропроцесорът изпълнява контролни функции и обработва по-голямата част от информацията.

Основните елементи на микропроцесора са транзисторни ключове, на базата на които се изграждат регистри - набор от устройства, които имат две стабилни състояния и са предназначени за съхраняване на информация и бърз достъп до нея. Инструкциите, изпълнявани от микропроцесора, осигуряват аритметични, логически операции, прехвърляне на управление и движение на данни (между регистри, RAM и входни и изходни портове).

Микропроцесорът е предназначен да обработва сигнали в двоичен код и представлява цял субминиатюрен цифров компютър, поставен върху един чип. Микропроцесорите се различават по битова дълбочина и тактова честота. Битова дълбочина- това е броят на битовете, възприемани от микропроцесора като цяло, 4, 8, 16, 32, 64 (цели степени на 2). Производителността на персоналния компютър и максималният обем на неговата вътрешна памет зависят от битовата дълбочина. Тактова честота,измерено в херци (мега- и гигахерци), определя главно скоростта на компютъра.

Основните видове и характеристики на микропроцесори от Intel, който е лидер в производството на микропроцесори за PC съвместими компютри, са дадени в таблица. 2.1.

Микропроцесорът е свързан с останалите устройства на системния блок чрез мрежа от електронни проводници, т.нар системна шина.Състои се от три групи: адрес (обикновено 32-битов) с адреси на регистъра, шина за данни и шина за команди.

В случая на системния блок се намира дънна платка (системна) платка.Съдържа микропроцесор, модули с памет с произволен достъп (RAM), системна шина, контролни чипове, които контролират работата на системната шина, портове, твърд диск и други устройства за съхранение на информация, както и чип с памет само за четене (ROM ), в който

BIOS е програма, която контролира взаимодействието на отделни части на компютъра. Дънната платка има конектори за свързване на платки (или карти) на други устройства.

Таблица 2.1. Видове и характеристики на MP (Intel)

MP тип	PC марка				Макс. часовник честота,	Макс. сила на звука MB	създаване

RAMизползвани за съхраняване на работещи в момента програми и цифровите данни, които използват. Това е колекция от специални електронни клетки, всяка от които може да съхранява определена комбинация от нули и единици - един байт. Всяка такава клетка има адрес (байтов адрес) и съдържание (байтова стойност). Адресът е необходим за достъп до съдържанието на клетката: за писане и четене на информация. Паметта с произволен достъп (RAM) съхранява информация само докато компютърът работи, с други думи, тя е непостоянна. Когато захранването на компютъра бъде изключено или временно прекъснато, RAM паметта незабавно "забравя" съхраняваната в нея информация. Капацитетът на RAM на съвременния компютър е 2-8 GB или повече.

При извършване на изчислителни операции от микропроцесора трябва да се осигури достъп до всяка клетка от RAM по всяко време. Затова се нарича оперативна памет(памет с произволен достъп, RAM). RAM работи на два вида чипове – динамични (динамичен RAM DRAM) и статичен (статичен RAM SRAM).

В допълнение към RAM в персонален компютър, за координиране на работата на високоскоростен микропроцесор с повече

„Бавноскоростната“ памет с произволен достъп и устройствата за дългосрочно съхранение използват свръхбърза памет, т.нар. кеш-памет.За изпълнението му се използва статична памет.

За да се предотврати бездействието на процесора, докато се извършва бавно четене от или запис в RAM, се въвежда малка, но относително бърза кеш памет. Докато процесорът е зает с други операции, той чете предварително поръчана информация от RAM и след това бързо я изхвърля към процесора. С въвеждането на кеш паметта принудителният престой на процесора беше намален, което означава, че реалната му производителност се увеличи. Описаната памет е така наречената кеш памет от второ ниво. Но има и кеш памет от първо ниво: тя се формира на самия чип на процесора, т.е. е в тялото му. От RAM информацията влиза в кеша от второ ниво, след това с нарастваща скорост - в кеша от първо ниво и накрая, още по-бързо - в процесора.

Компютърът има постоянна памет(ROM), който съхранява информация, когато захранването е изключено. Той съдържа най-важните данни - основната входно-изходна система (основна входно-изходна система, BIOS). Записването на информация в постоянната памет се извършва "хардуерно" - с помощта на специални устройства. Чиповете с постоянна памет се разделят на програмирани от производителя (памет само за четене, ROM), веднъж програмируеми от потребителя (програмируем ROM, PROM) и многократно програмируеми от потребителя (изтриваем PROM, EPROM).

Друг тип постоянна памет (допълнителна металооксидна полуконтактна CMOS или CMOS RAM) се използва за запазване на някои характеристики на компютъра и околната среда. CMOS чиповете се захранват от батерии и следователно са енергонезависими. Това дава възможност за постоянно запазване важни характеристикиизползвани при зареждане на операционната система.

Външни устройства за съхранение

За дългосрочно съхранение, се използват натрупване и четене на цифрова информация устройства за дългосрочно съхранениеносители и дискове. Всички те са енергонезависими, т.е. съхранява информация независимо дали компютърът е включен или изключен.

Носителите за съхранение и съхранение се разделят на устройства с директен и последователен достъп. Всички магнитни дискове (флопи, твърди дискове) имат директен достъп - информацията е достъпна почти моментално от всяка част на диска. Лентовите устройства имат последователен достъп: данните, съдържащи се в произволен участък от лентата, могат да бъдат прочетени само след пренавиване на този участък.

Носител на данни(информация) е физическо тялоили носител, използван за записване и постоянно съхраняване на информация. Устройство за съхранение- устройство за запис и четене на информация. По този начин хартията или CD-ROM са носители, докато флопи дискът и лентовото устройство са носители за съхранение.

Дискета- касета с флопи диск (дискета), устройство за запис, съхраняване на информация и за преместването й от един персонален компютър на друг. Съвременната дискета е 3,5-инчова гъвкава дискета, изработена от изкуствено фолио - Mylar с магнитно покритие, затворена в твърда пластмасова кутия. Капацитетът на паметта му е 1,44 MB. За четене и запис на информация, дискета се поставя в специално електронно-механично устройство - дисково устройство. Флопи дискът е разделен на концентрични писти, които от своя страна са разделени на сектори. Четенето и записът се извършват с помощта на блока от магнитни глави на устройството. Те се движат с помощта на дисково устройство за позициониране по радиуса дискетаза достъп до различни песни. Достъпът до различните сектори във всяка песен се осъществява чрез завъртане на флопи диска с флопи устройство при 300 до 360 об./мин.

Информацията може да се записва на дискета многократно, така че дискетите са широко използвани, въпреки липсата на надеждност и относително малък капацитет. На корпуса на дискетата има превключвател, който позволява или забранява записването на информация на дискетата. Писането е разрешено, ако дупката в кутията на флопито е блокирана от превключвател, и е забранено, ако тази дупка е отворена. Записът се извършва от двете страни на повърхността на флопи диска.

Преди да използвате дискета за първи път, тя трябва да бъде форматирана. Форматирането проверява възможността за запис на повърхността на флопи диска. Скоростта на четене или запис за модерен 3,5-инчов диск е около 63 KB / s, средното време за търсене на информация е около 80 ms.

HDD (Уинчестър) - устройство за постоянно съхранение на информация, използвано по време на работа на персонален компютър. Структурно такова устройство съдържа пакет от няколко диска, монтирани на една обща ос - шпиндела. Той се върти заедно с дисковете със скорост от няколко хиляди оборота в минута.

Всеки диск е алуминиева или стъклокерамична плоча с магнитно покритие - тънък слой железен оксид или хромен оксид. Цялата опаковка от дискове е затворена в херметичен корпус, който осигурява необходимата чистота и постоянно налягане на обезпрашен въздух с помощта на сложна система от специални филтри. Четенето и записването на информация се извършва от глави за четене и запис, монтирани на въртящи се лостове-позиционери. Главите не докосват повърхностите на диска, а се движат върху тях на разстояние не повече от 0,07 микрона.

Всеки диск е разделен на последователни писти - концентрични кръгове, съответстващи на зоните на остатъчна магнетизация, създадена от главите. На всеки диск от пакета - еднакъв брой песни, като всяка от тях е разделена на последователно разположени сектори с капацитет 512 байта. Капацитетът на твърдия диск на съвременните персонални компютри достига 500 GB и в момента се доближава до 1 TB.

Твърдият диск съдържа HDA и отделно от него електронна платка. В HDA се помещават механиката и предусилвател, а на платката - управляващата електроника. Електронното табло декодира командите контролер харддиск, стабилизира оборотите на двигателя, генерира сигнали за записващите глави и ги усилва от четящите глави.

Една от основните характеристики на твърдия диск е средното време, през което твърдият диск намира необходимата информация. Това време обикновено е сумата от времето, необходимо за позициониране на главите на желаната писта и изчакване на желания сектор. Съвременните твърди дискове осигуряват достъп до информация за 8-10 ms.

Друга характеристика на твърдия диск е скоростта на четене и запис: тя зависи не само от самия диск, но и от неговия контролер, шина и скорост на процесора. Стандартен модерен твърди дисковетази скорост е 15-17 MB/s.

стример(стример)- компютърно устройствоза запис на информация върху касети (патрони) с магнитна лента. Използва се за създаване резервни копияинформация, съхранявана на твърдите дискове на професионални компютри. Стримерите са касети - патрони с две или една макара. различни видовелентовите устройства се различават по капацитет (от 20 MB до 40 GB), интерфейс, скорост на четене и запис на данни (от 100 KB/s до 5 MB/s и повече).

широко използвани в съвременните компютри оптични дискове- носачи и задвижвания. Основната разлика между оптичния запис е пълната липса на физически контакт между задвижващия механизъм и повърхността на оптичния диск. Записването и четенето на информация се извършва безконтактно с помощта на лазерен лъч. Освен това този лъч е фокусиран не върху повърхността, а в дълбините на прозрачния диск. Следователно оптичният запис не се страхува от плитки драскотини по повърхността на диска. Това осигурява много висока издръжливост и надеждност на съхранение на информация върху оптични дискове. Освен това те се отличават от магнитния запис по пълната си независимост от външни магнитни полета.

Оптичните дискове включват основно аудио CD и CD-ROM. Те са направени в линия с матрици и са само за четене.

Аудио дисковеможе да се възпроизвежда както в музикални центрове, CD плейъри и плейъри, така и с помощта на устройства за персонални компютри. Продължителността на тези дискове е 74 минути.

През последните години стана възможно комбинирането на текст и графики със звук и движещи се изображения на един носител или устройство за съхранение на компютър. Като носители за съхранение в такива мултимедийни компютри се използват оптични компактдискове (памет само за четене на компакт диск, CD-ROM) - паметта на компактдиска е само за четене. Външно те не се различават от аудио компактдискове, използвани в плейъри и музикални центрове. Информацията в тях също се записва в цифров вид.

CD-ROM се произвеждат в два диаметъра - 12 и 8 см. Капацитетът на един CD-ROM с диаметър 12 см достига 650 MB, т.е. по отношение на капацитета заема междинна позиция между дискетите и твърдия диск. CD устройството се използва за четене на компактдискове. Скоростта на четене на данни в него зависи от скоростта на въртене на диска. Вече се използват 24, 32, 40 и 50-скоростни дискови устройства, а скоростта на четене на информация се доближава до скоростта на четене от твърд диск. CD се сменя толкова лесно, колкото и флопи диск. Информацията на CD се записва само веднъж в индустриална среда, а на компютър може само да се чете. С помощта на CD устройство можете да възпроизвеждате и аудио компактдискове (разбира се, ако вашият компютър има звукова карта и високоговорители).

CD-ROM съдържа три слоя: поликарбонатен субстрат с щампован дисков релеф, отразяващо покритие от алуминий, сребро или злато, напръскано върху него, и тънък защитен слой от поликарбонат или лак - върху него се прилагат рисунки и подписи. Някои "пиратски" дискове имат твърде тънък защитен слой или са напълно лишени от него.

Флопи или CD-ROM устройство се състои от електронна платка, шпинделен двигател, устройство за зареждане на дискове и система с оптична четяща глава. Системата за зареждане на диск обикновено има хоризонтално чекмедже (тава), върху което се поставя оптичният диск. Тавата има две коаксиални вдлъбнатини с диаметър 8 и 12 см за дискове.

Информацията на диска се записва с постоянна линейна скорост. Следователно, за да се постигне постоянна линейна скорост на четене, скоростта на въртене на диска варира в зависимост от движението на четящата глава. Стандартната скорост на въртене на диска е 500 об/мин при четене на информация от вътрешни зони и 200 об/мин при четене от външни зони на диска (информацията се записва на диска от центъра към периферията). При стандартна скорост на въртене на диска скоростта на трансфер на данни е приблизително 150 KB/s.

• всъщност цифрова, компютърна информация (до 670 MB);
• аудио информация в CD-Audio формат (продължителност на аудиозаписа до 74 минути);
• видео информация във формат Video CD и CD-I (продължителност на видеозаписа до 1 час);
• библиотеки с изображения, записани във формат Kodak Photo CD;
• много други, включително комбинирани видове информация, като аудио и видео, записани с компресия според стандарта MP3.

Съществуващите компактдискове се заменят с нов стандартносители на информация, цифрови дискове с общо предназначение(цифров универсален диск, DVD). Геометричните им размери са еднакви. Основната разлика на DVD диска е много повече висока плътностзаписваща информация. Той съдържа 7-26 пъти повече информация. Това се постига благодарение на по-късата дължина на вълната на лазера и по-малък размерпетна от фокусиран лъч, което направи възможно намаляването наполовина на разстоянието между релсите. Освен това DVD дисковете могат да имат един или два слоя информация.

На DVD всеки слой информация е два пъти по-тънък, отколкото на CD. Следователно два диска с дебелина 0,6 мм могат да се комбинират в един със стандартна дебелина 1,2 мм, а капацитетът се удвоява. Общо DVD стандартът предвижда 4 модификации: едностранно еднослойно 4,7 GB (133 минути), едностранно двуслойно 8,8 GB (241 минути), двустранно еднослойно 9,4 GB (266 минути) и двойно двустранен двуслоен 17 GB ( 482 мин.). Минутите, показани в скоби, са времето за възпроизвеждане на видео програми с високо цифрово качество с цифров многоезичен съраунд звук.

Принцип напиши-веднъжна CD-R диск (CD-записваем) се основава на "изгаряне" на битове информация от лазерен лъч върху записващия слой на диска, който се състои от органично багрило. Това багрило е в състояние да промени отразяващата способност на диска веднъж. При четене с лазерен лъч се записва промяна в отразяващата способност. Записваемият CD-R, като се започне от задната (лъскава) страна, се състои от пет слоя.

Многократно влизанена CD-RW (CD-презаписваем) диск това се прави малко по-различно. В този случай се използва специален комбиниран слой, който при нагряване от лазерен лъч може многократно да променя характеристиките си. В този случай веществото на такъв слой може многократно да преминава от кристално състояние в аморфно състояние и обратно. Промяната в отражателната способност се фиксира от лазерен лъч при четене на информация от диска. Презаписваем CD-RW съдържа седем слоя вместо пет.

Записваем CD-R диск може да се чете с всяко CD-ROM устройство. Записването на информация върху CD-R дискове е най-евтиното и най-много оперативен начинсъхранение на големи количества данни. Цената за съхранение на 1 MB върху него е по-малко от 0,4 цента - това е 35 пъти по-евтино, отколкото на флопи диск. Капацитетът на CD-R е 650 MB, което се равнява на капацитета на 451 дискети. Можете да записвате на CD-R със скорост 600 KB/s (за скорост 4x) и 1,2 MB/s (за скорост 8x). Скорост на четене - до 24 x (CD-ROM устройство). CD-R диск може да бъде записан или наведнъж (в една сесия), или на части (в няколко сесии на запис). Но в същото време трябва да имате предвид, че с всяка сесия се губят от 14 до 23 MB, които се използват за запис на заглавки.

Ако записите се правят за дългосрочна употреба и съхранение, тогава е по-добре да използвате по-евтини записваеми CD-R дискове, чиято цена е 5-15 рубли. Презаписваемите CD-RW дискове са по-подходящи за онлайн съхранение на информация. Цената им е по-висока, но бързо се изплащат само за няколко цикъла на запис.

Само CD-RW устройства са налични за запис. Те могат да се използват както за еднократно записване на CD-R дискове, така и за многократно презаписване на CD-RW дискове. Могат да четат всички видове дискове - CD-ROM, CD-R, CD-RW. Скоростта на запис и презапис за CD-RW устройства е 4x, а скоростта на четене е 20x.

DVD-RAM формат с възможност за презаписванее създаден за запис на видео и компютърна информация. DVD-RAM форматът осигурява бързо конвертиране на информация и бърз директен достъп до нея. DVD-RAM може да бъде презаписан 100 000 пъти. За записването им са разработени DVD-RAM рекордери. DVD-RAM дисковете все повече се използват в голямо разнообразие от устройства. Създадени са например видеокамери, в които те се използват за запис на видео и аудио информация вместо магнитна лента.

В магнитооптични дискове(MOD) използват комбинация от магнитни и оптични методи за запис и четене. Магнитният слой се използва за записване и изтриване на информация. За да направите това, този слой се нагрява от лазерен лъч над точката на Кюри, т.е. до температура, при която ориентацията на намагнитването може да се промени. След това магнитът записва данните на диска. На магнитооптичен диск процесът на пренаписване на информация може да се повтори до 1 милион пъти. Голямото предимство на магнитооптичния метод на запис в сравнение с магнитния е независимостта от външни магнитни полета при нормални температури, тъй като обръщането на намагнитването е възможно само при температури над 150 °C.

Съвременните MO дискове съчетават висок капацитет, устойчивост на електромагнитни полета, температура и влажност. Комбинацията от две технологии - магнитна и лазерна - е ключът към високата надеждност на съхранението на данни на MO-носители.

Характеристиките на дисковите устройства са дадени в табл. 2.2.

Таблица 2.2. Спецификации на дисковото устройство

• * Средни скорости на трансфер в режими на четене/запис. ** H - четене; 3 - запис.
• *** Единично влизане.

Сменяеми твърдотелни полупроводникови носители -флаш картите са универсални и се използват за запис на всякаква информация - текстове, звук, изображения.

Име светкавица(flash) са представени от Toshiba, тъй като съдържанието на паметта в тях може да бъде изтрито моментално (светкавично). За разлика от магнитната, оптичната и магнитооптичната памет, тя не изисква използването на дискови устройства, използващи сложна прецизна механика и изобщо не съдържа нито една движеща се част. Това е основното му предимство пред всички други медии. Флаш паметта е микрочип върху силиконов чип. Базира се на принципа на съхраняване на електрически заряд в клетките на паметта на транзистора за дълго време, като се използва така нареченият плаващ гейт при липса на електрическо захранване.

Флаш находки широко приложение- MP3 плейъри, стерео системи, цифрови фото и видео камери, Мобилни телефонии т.н. използвайте флаш карта като носител за съхранение, на който се съхраняват звук, изображения, документи и друга информация. Такива карти се произвеждат от редица компании и имат различни размери: Compact Flash, SmartMedia (технология за самонаблюдение, анализ и отчитане, SMART) и т.н. Общ стандарт за всички флаш карти не е разработен.

Флаш паметта в твърдо състояние се отнася до Memory Stick на Sony. Това е универсален носител за голямо разнообразие от приложения. Масата му е само 4 g, а размерите му са не повече от чиния дъвка (21,5 x 50 x 2,8 mm). Може да се свързва с миниатюрни MP3 плейъри, няколко модела видеокамери, цифрови фотоапарати, цифрови принтери и новата цифрова рамка за снимки. Като поставите Memory Stick в тази фоторамка, можете да изведете изображението в нейната памет на висококачествен 5,5-инчов LCD екран. Също така е възможно да свържете Memory Stick към серийния и паралелния порт на персонален компютър с помощта на специални адаптери.

Matsushita Electric Co, SanDick Co и Toshiba Co разработиха карти с флаш памет SD (Secure Digital Memory Card). Тези компании са свързани с такива гиганти като Intel и IBM. SD паметта се произвежда от Panasonic, концерн на Matsushita. Теглото на флаш картата с памет е 2 g, размерите са 24 x 32 x 2,1 mm, скоростта на запис е 2 MB / s. През 2004 г. капацитетът на SD картата е увеличен до 4 GB, а скоростта на запис е до 20 MB / s. Този капацитет на паметта е достатъчен за 16 часа запис на музика или 36 минути запис на видео.SD паметта е защитена.

Миниатюризацията на флаш картите с памет продължава. Olympus и FujiFilm пускат най-малките в света карти с флаш памет xD-Picture(екстремно цифрово). Размерът на тези носители е 20 х 25 х 1,7 мм, теглото - 2 г. Носителите на новия формат xD-Picture трябва да заменят остарелите карти SmartMedia. В бъдеще се планира да се увеличи капацитетът на тази медия до 32 GB. Такова значително увеличение на капацитета на миниатюрен носител стана възможно благодарение на използването на многослойна технология. Основен спецификации xD-Picture карти: максимална скоростчетене на данни от xD-Picture карти е 5 MB/s, скорост на запис е 3 MB/s; захранващо напрежение - 3.3 V; консумирана мощност по време на работа - 25 mW. Картите xD-Picture се използват по-специално в новите модели цифрови фотоапарати Olympus.

В днешния силно конкурентен пазар за карти за смяна на флаш памет новите носители трябва да са съвместими със съществуващото оборудване на потребителите, предназначено за други формати на флаш памет. Следователно, едновременно с флаш карти с памет, адаптерни адаптери и външни четци, т.нар четци на карти,свързан към USB входа на персонален компютър. Произвеждат се индивидуални карти (за определен тип флаш карти с памет, както и универсални четци за 3, 4, 5 и повече различни видовефлаш карти с памет. Те представляват миниатюрна кутия, която има слотове за един или няколко вида карти наведнъж и конектор за свързване към USB входа на персонален компютър.

Устройства за извеждане на информация

Део адаптерът най-често се прави под формата на отделна платка, поставена в слота за разширение на дънната платка.

В текстов режим можете да показвате знаци от букви, цифри и специални знаци от определен набор, съхранен в паметта на компютъра. В графичен режим можете да показвате текст и всякакви неподвижни и движещи се изображения на екрана. Модерната видеокарта трябва да осигурява максимална разделителна способност от 1024 x 768, като може да се препоръча резолюция от 1280 x 1024 с 16,8 милиона цвята. За да направите това, компютърът трябва да има поне 2 MB видео памет.

Видео адаптерите, които се използват в компютър, са от следните типове:

• MDA - монохромен адаптер, работи в текстов режим, 25 реда по 80 знака на ред, с резолюция 720x0350 пиксела, с две градации на яркост (черно-бяло);
• VGA (Video Graphics Array) - видео графична матрица, графичен режим 640x480 пиксела, 16 цвята, 4096 нюанса или 320x200 пиксела, 256 цвята;
• SVGA (Super VGA) - до 1280x1024 пиксела с 16 MB цвята и повече.

Основните параметри на основните видове видео адаптери са дадени в таблица. 2.3.

Таблица 2.3. Спецификации на видео адаптера

Характеристика
Резолюция -
брой пиксели,
хоризонтално
вертикално
Брой цветове
(цветна резолюция)
Брой знаци
редове колона
Видео памет, KB
Капацитет на видео паметта**
Символна матрица, пиксел по
ХоризонталноВертикално
Честота на сканиране, Hz

Текстов режим.

• * Брой страници в текстов режим.

Много внимание се обръща на развитието на графичната подсистема на персоналните компютри. Това се дължи на непрекъснато нарастващите изисквания за разделителна способност и разделителна способност на цветовете на видеоподсистемата на компютъра. Така, например, за работа с текстови документиФормат A4 изисква разделителна способност на екрана най-малко 1024x768 с размер на екрана на монитора 17 инча. При работа с компютърна графикаи компютърно оформление, съответните параметри трябва да са по-големи от 1280x1024 и 19 инча. За нормална цветова резолюция в момента се считат 65 хиляди цвята (режим High Color), а за най-ергономична – 16,7 милиона цвята (режим True Color).

За работа с такива параметри са необходими значителни количества видео памет. Така че, за да работите в режим True Color с резолюция 1280x1024 на 19-инчов екран, са необходими 8 MB видео памет.

Изискванията към видео подсистемата на персонален компютър стават още по-критични при работа с вече стандартните мултимедийни приложения и програми за обработка. 3D графики. В този случай е необходимо въвеждането на специални видеоускорителни чипове (ускорители) във видеоадаптера, чиято основна задача е да освободи централния процесор на компютъра от работата по изграждане на триизмерни изображения, което е свързано с голям брой на изчисления с числа с плаваща запетая.

Използват се три вида монитори: катоднолъчева тръба, течнокристален и плазмен.

Монитор с електроннолъчева тръба(катодно-лъчева тръба, CRT) се състои от самата CRT тръба и електронен блок за управление на лъча. Изображението на цветен екран се формира с помощта на точки - пиксели, всяка от комбинация от три цвята - червен, зелен и син.

Предлага се в 15, 17-21-инчови (диагонал на екрана) монитори.

Действие течен кристалмонитор (дисплей с течни кристали, LCD) се основава на използването на вещество, което е в течно състояние, но в същото време има някои свойства на кристални тела. Молекулите на такива течни кристали под действието на електрическо поле могат да променят ориентацията си и свойствата на светлинния лъч, преминаващ през тях. Използвайки това свойство, в течнокристалните индикатори чрез промяна на електрическото напрежение и ориентацията на молекулите се създава изображение.

LCD мониторът има няколко слоя, съдържащи тънки слоеве течни кристали между тях. Панелът на монитора се осветява от източник на светлина. В зависимост от местоположението си, панелите работят или за отразяване, или за преминаване на светлина. При цветните монитори цветът се произвежда с помощта на три филтъра.

Компютърните LCD монитори използват така наречените нематични или супернематични течни кристали. Нематичните елементи могат да завъртят равнината на поляризация до 90 градуса, а супернематичните елементи - до 270 градуса. Супернематичните кристали имат висока скорост и контраст. Използват се за пасивни индикатори. Нематичните кристали се използват във висококачествени цветни монитори.

В пасивните индикатори елементите са разположени в пресечните точки на решетка от проводници, към които се прилага електрическо поле чрез превключване на транзистори, свързани към тези проводници. Такива елементи имат последействие, така че движещите се обекти се размазват върху тях.

В активните течнокристални TFT екрани (тънкослоен транзистор, тънкослоен транзистор) всеки елемент е снабден с транзистор. Тези транзистори контролират приложеното напрежение и превключват по-бързо.

При цветните LCD екрани елементите са групирани по три (във вертикален ред). Всеки от тези три елемента образува пиксел. Всеки елемент има светлинен филтър. Транзисторите контролират количеството светлина, преминаваща през тях, произвеждайки желаната смес от цветове.

Недостатъкът на пасивните монитори е възможността да ги гледате само отпред, а екранът с активна матрица има ъгъл на видимост 120-160 градуса и има добра яркост и контраст на изображението. Първите LCD дисплеи са произведени само за преносими компютри с диагонал на екрана 8 инча. Днес LCD панелите имат диагонал от 15 инча, а за настолни компютри - 17-19 инча или повече.

LCD мониторите са напълно цифрови устройства. Трябва обаче да осигурите тяхната съвместимост с аналоговите CRT монитори. За това цифров сигналот системния блок на компютъра първо се преобразува във видеокартата в аналогов сигнал, а след това отново в цифров сигнал - вече в самия LCD монитор. За да се преодолее тази неестествена ситуация, вече са създадени и използвани цифрови видео карти.

Безспорното предимство на LCD мониторите в сравнение с CRT мониторите е почти пълното отсъствие на вредни лъчения, на които е изложен човек, работещ пред екрана на катодната тръба, а недостатъкът е високата цена, която обаче доста бързо намалява тъй като производството на LCD монитори се увеличава.

Стандартите за безопасност, на които мониторите трябва да отговарят, са TCO или MPRII, разработени в Швеция. Когато купувате монитор, трябва да обърнете внимание на знаците на тези стандарти в паспорта или на кутията на монитора.

работа плазмен монитор(плазмени дисплеи, PDP) е подобно на това как работи неонова лампа. Мониторът е изработен под формата на плоска стъклена тръба, пълна с инертен газ под ниско налягане. Вътре в тръбата са поставени два електрода. При подаване на напрежение между тях се запалва електрически (т.нар. тлеещ) разряд и се получава светене. При плазмените екрани пространството между две стъклени повърхности се запълва, както при неонова лампа, с инертен газ (аргон или неон). Върху стъклена повърхност се поставят малки прозрачни електроди, към които се прилага високочестотно напрежение: образува се поле от миниатюрни точкови неонови лампи. Под действието на напрежението в газовата област, съседна на електрода, възниква електрически разряд. Плазмата от този разряд излъчва светлина в ултравиолетовия диапазон на спектъра, което кара фосфорните частици да светят видимо за човекачасти от спектъра, т.е. всеки пиксел на екрана работи като флуоресцентна лампа.

Предимствата на плазмените екрани са висока яркост, контраст и много голям ъгъл на видимост - до 180 градуса. Те нямат разклащане на изображението, тъй като не се показва ред по ред, а директно в цифров вид. Размерът на плазмените екрани достига 100 cm с дебелина само 8,5-9,0 cm.

Изходът на информация от компютър на хартия се извършва от електромеханични устройства за извеждане на информация - принтери.Има монохромни (черно-бели) и цветни принтери, ударно (ударно) и безударно (безударно) действие. Последователенпринтерите печатат знак по знак на хартия, малки букви -цялата линия наведнъж и страница -цяла страница. В зависимост от технологията на печат се разграничават матрични, мастиленоструйни, лазерни, LED, сублимационни принтери, принтери с твърдо багрило.

През 1970-1980-те години. бяха най-често срещаните матрични принтери,най-простият и най-евтиният. Те печатат с помощта на набор от миниатюрни игли, които удрят мастилена лента. По това те са подобни на обикновената пишеща машина и също като нея позволяват печат на копия. Те са монохромни, т.е. може да отпечатва само черно-бели изображения. Матричните принтери с последователен удар са оборудвани с печатаща глава с един или два вертикални реда игли. Главата се движи по отпечатаната линия и в точния момент иглите удрят хартията през мастилената лента, оформяйки знак по знак последователно. Матричните принтери могат да използват както нарязана, така и ролна хартия. Главата на принтера е оборудвана с 9, 18 или 24 игли. Има модели принтери с широки (AZ формат) и тесни (формат А4) каретки.

Ударните матрични принтери произвеждат ниско качество на печат, ниска производителност и са много шумни по време на работа. През последните години те бяха почти изместени от по-усъвършенствани безударни принтери, които осигуряват висококачествен монохромен и цветен печат.

По-напреднал мастиленоструйни принтерисе отнасят за устройства без удар. Те печатат чрез пръскане на микроскопични капчици специално мастило върху хартията, които се изхвърлят върху хартията през дюзите на печатащата глава. Преди пръскането на тези микрокапки се придава електрически заряд и след пръскането се насочват към желаните точки на хартията с помощта на електростатично поле. Брой дюзи различни моделимастиленоструйни принтери - от 12 до 256, а максималната резолюция на масовите модели - 1440 dpi. За разлика от матричните принтери, мастиленоструйните осигуряват най-добро качествопечат и работа с много по-малко шум.

IN лазерни принтери,подобно на копирната машина се използва електрографският принцип: изображението се прехвърля върху хартия от барабан, към който се привличат частици мастило (тонер) с помощта на електростатичен потенциал. За разлика от копирната машина, при лазерния принтер печатащият барабан се електрифицира с помощта на полупроводников лазер по команда от компютър. Част лазерен принтервключва: фотопроводим цилиндър (печатащ барабан), полупроводников лазер и прецизна оптико-механична система, която движи лазерния лъч.

Лазерните принтери осигуряват най-добрия почти типографски монохромен и цветен печат. Осигуряват най-бързата скорост на печат сред принтерите и не изискват специална хартия.

IN LED принтери(светодиод, LED) вместо полупроводников лазер се използва "гребен" от малки светодиоди. Те не изискват комплекс оптична системавъртящи се огледала и лещи, така че LED принтерът е по-евтин от лазерния принтер.

сублимационни принтери(сублимация на багрило) се използват за получаване на цветни изображения със свръхвисоко качество. В тях мастилените ленти се нагряват до около 400°C, докато багрилото се изпарява и се пренася върху специална хартия. При принтерите с твърдо мастило мастилените пръчици от всеки от четирите цвята, подобни на сапун или цветен восък, се зареждат в принтера отделно. В процеса на нагряване за 10-15 минути, тези бои се разтапят частично и се подготвят за работа.

Плотер(плотер), плотер, е устройство за автоматично рисуване на картини, диаграми, чертежи, карти на хартия. Плотерите с писалка са първите, които се появяват и традиционно се използват широко. | Повече ▼ модерна технологияпредоставяне на мастиленоструйни плотери.

Писалките могат да бъдат разделени на три групи: такива, които използват фрикционна скоба, за да движат хартията в една посока и да движат писалката в другата; барабан (или ролка); таблет, при който хартията е неподвижна, а писалката се движи по двете оси.

Различните модели плотери имат една или повече писалки в различни цветове (обикновено 4-8). Химикалките се предлагат в три различни вида: фитилни (напълнени с мастило), химикалки (подобни на химикал) и с тръбен възел за писане (инкографи). Комуникацията с компютърни плотери, като правило, се осъществява чрез серийни и паралелни портове.

През 90-те години писалките започват да се изместват от мастиленоструйни плотери, които работят 4-5 пъти по-бързо. Използвайки две касети с мастило, мастиленоструйният плотер осигурява резолюция от поне 300 dpi и има два режима на работа: довършване и скициране. Когато работите в режим на скица, консумацията на мастило е почти наполовина.

Използва се за въвеждане и извеждане на аудио сигнали. звукова система, състоящ се от звукова карта (или карта), вграден високоговорител в системния блок на компютъра и външна звукова система. Входът на звук в системата се осъществява чрез микрофон, линеен изход на магнетофон, радиоприемник или CD плейър. Най-простата външна система се състои от слушалки или пасивни високоговорители, и по-сложни и висококачествени - от активни високоговорители, които имат собствено захранване и са оборудвани с усилватели.

Звукови картиусловно разделени на 8- и 16-битови. 8-битова звукова карта (SoundBlaster) е в състояние да осигури качеството на звука на касетофон, а 16-битова звукова карта може да осигури по-високо качество, съответстващо на CD плейър. Новите звукови карти осигуряват триизмерно, т.е. съраунд звук. За DVD технология, в която се поддържат филмови саундтраци Dolby Digital,звуковата карта трябва да може да декодира DVD звук от диск и да има 6 канала.

• Видео подсистемата играе много важна роля в компютъра. Видео системата се използва за показване на изображения на текстове, рисунки и видеоклипове и филми. Състои се от монитор (дисплей) с екран, на който се показват изображения; видеокарти, т.е. Контролни платки за показване на изображения на екрана на монитора; набор от специални програми - драйвери. Основните параметри на видеоподсистемата са: разделителна способност - броят на точките на екрана на монитора; цветова разделителна способност - броят цветове, които трябва да имате обособена точка;
• честота на опресняване - честотата на опресняване на изображението на екрана. Видеокартата (или видеокарта, видео адаптер) се използва за съхраняване на видео изображения, преобразуването им от цифрови в аналогова формаза показване на екрана на монитора. Той може да поддържа текстови и графични режими на работа. Хардуер