Обработка данных в компьютере производиться с помощью. Как компьютер обрабатывает информацию

Рис. 23. Схема обработки информации на компьютере

Рассмотрим процесс обработки информации на примере программы:

var CHISLO: integer;

CHISLO:=CHISLO+1;

Обработка информации происходит несколько этапов:

1. Источником информации является программист, если выполняется отладка программы, или пользователь, если программа используется. В качестве сигнала S1 выступают входные данные, например, значения переменной CHISLO. Носитель информации произволен.

2. Восприятие сигнала S1 инициируется при выполнении команды, соответствующей оператору input (CHISLO). Введенная с клавиатуры информация размещается в промежуточной буферной памяти устройства ввода. Носитель сигнала S2 носит электронный характер.

3. Введенная информация передается из буферной памяти по адресу основной памяти, указанному в загрузочном модуле для размещения соответствующей переменной. Например, для переменной CHISLO отведена область памяти размером два байта по адресу 0002:0008. Сигнал S3 носит электронный характер.

4. Обработка выполняется процессором и заключается в выполнении оператора присваивания из приведенной программы. Этому оператору соответствует код, по которому выполняются следующие действия:

· в регистр АХ помещается 1;

· в регистр СХ помещаются данные, расположенные по адресу 0002:0008, – это введенное при восприятии значение переменной CHISLO;

· содержимое регистров АХ и СХ складывается, результат помещается в регистр АХ;

· содержимое регистра АХ помещается по адресу 0002:0008, т.е. присваивается переменной CHISLO. При этом отведенная под переменную память может быть недостаточна для размещения результата, если, например, введенное значение было слишком большим. Тогда возникает ситуация переполнения. Таким образом, семантика сигнала S4 различается в зависимости от результатов вычислений:

· если вычисления корректны, то это значение переменной CHISLO, которое размещено по адресу 0002:0008, а потому носит электронный характер;

· если вычисления некорректны, тогда сигнал S4 – это диагностические сообщения о недостатке памяти для переменной; также носит электронный характер.

5. Хранение не выполняется, поскольку в программе отсутствуют команды по привлечению внешней памяти.

6. Передача информации – это перенос сигнала S4 от основной памяти компьютера к промежуточной буферной памяти устройства вывода, в роли которого для нашей программы выступает монитор. Инициируется оператором write (CHISLO), если обработка прошла корректно, или средствами ОС при наличии ошибки в программе. В любом случае выполняется средствами ОС и каналами сопряжения устройства вывода и других устройств компьютера. Сигналы S4 и S5 в таком случае тождественны по синтаксису и носителю, а различаются лишь местом нахождения.

7. Представление информации заключается в преобразовании сигнала S5 к виду, понятному и удобному потребителю. Выполняется устройством вывода, в роли которого в данном случае выступает монитор, тогда сигнал S6 – электронный.

ОТОБРАЖЕНИЕ ИНФОРМАЦИИ

Графическая подсистема ПК

Графическая подсистема любого ПК состоит из трёх частей. В одной из них создаётся и хранится информация об изображении; эта часть называется графическим адаптером (видеоадаптером) . Другая часть служит для отображения этой информации; это монитор . Оставшаяся часть – кабель, связывающий первые две.

Монитор состоит из устройства отображения (дисплея), аппаратного обеспечения, которое непосредственно создаёт изображение на экране, и электронных схем, управляющих работой самого экрана. Монитор отличается от телевизора тем, что в нём применяются отдельные синхронизирующие сигналы и сигналы цветности. В противоположность ему телевизор декодирует только один составной сигнал, содержащий сигналы синхронизации, цвета и звука одновременно.

Созданием изображения на мониторе управляет обычно аналоговый видеосигнал, формируемый видеоадаптером. Компьютер формирует цифровые данные об изображении, которые из оперативной памяти поступают в специализированный процессор видеоплаты, где обрабатываются и сохраняются в видеопамяти. Параллельно с накоплением в видеопамяти полного цифрового «слепка» изображения на экране данные считываются цифроаналоговым преобразователем (Digital Analog Converter, DAC). Поскольку DAC обычно (хотя и не всегда) включает собственную память произвольного доступа (Random Access Memory, RAM) для хранения палитры цветов в 8-разрядных режимах, его еще называют RAMDAC. На последнем этапе DAC преобразует цифровые данные в аналоговые и посылает их на монитор. Эта операция выполняется DAC несколько десятков раз за одну секунду; данная характеристика называется частотой обновления (или регенерации) экрана. Согласно современным эргономическим стандартам, частота обновления экрана должна составлять не менее 85 Гц, в противном случае человеческий глаз замечает мерцание, что отрицательно влияет на зрение.

Дисплей –устройство визуализации (отображения) текстовой и графической информации без ее долговременной фиксации.

Дисплей служит как для отображения информации, вводимой посредством клавиатуры или других устройств ввода, так и для выдачи пользователю сообщений, а также для вывода полученных в ходе выполнения программ результатов.

По физическим принципам формирования изображения дисплеи бывают:

1) на базе электронно-лучевой трубки;

2) жидкокристаллические;

3) плазменные (газоразрядные).

Дисплеи на базе электронно-лучевой трубки традиционны, а принцип их работы аналогичен бытовому телевизору. В электронно-лучевой трубке формируется луч (или три луча для цветных трубок), управляя перемещением и интенсивностью которого можно получить изображение на люминофоровом экране.

Жидкокристаллический экран (индикатор) представляет собой совокупность сегментов для воспроизведения элементарных частей изображения (в частности, точек). Каждый сегмент состоит из нормально прозрачной анизотропной жидкости, заключенной между двумя прозрачными электродами. При подаче на электроды напряжения коэффициент отражения жидкости меняется, и сегмент при освещении его внешним источником света темнеет. В ПК в последнее время широкое распространение получили жидкокристаллические индикаторы с обратной (задней) подсветкой (backlit). Их конструктивная особенность заключается в том, что за экраном размещается источник света, а сам экран состоит из жидкокристаллических ячеек, которые в нормальном состоянии являются непрозрачными. При приложении к такой ячейке напряжения она начинает пропускать свет, что и приводит к получению изображения на экране. Такой принцип формирования изображения облегчает создание цветных дисплеев. Для этого достаточно иметь на экране тройки жидкокристаллических ячеек, обеспечивающие на просвет воспроизведение основных цветов (красного, зеленого и синего).

Экран плазменного дисплея представляет собой матрицу газоразрядных элементов. При приложении к электродам газоразрядного элемента напряжения возникает электрический разряд красного или оранжевого свечения в газе, которым этот элемент заполнен. По сравнению с жидкокристаллическими плазменные индикаторы имеют более высокую контрастность, однако обладают и повышенным энергопотреблением.

Видеоадаптер включает в себя видеопамять, в которой хранится изображение, отображаемое в данный момент на экране дисплея, постоянное запоминающее устройство, в котором записаны наборы шрифтов, отображаемые видеоадаптером в текстовых и графических режимах, и функции BIOS для работы с видеоадаптером. Кроме того, видеоадаптер содержит видеопроцессор – сложное управляющее устройство, обеспечивающее обмен данными с компьютером, формирование изображения и некоторые другие действия.

Принцип работы видеоадаптера . Прежде чем стать изображением на мониторе, двоичные цифровые данные обрабатываются центральным процессором, затем через шину данных направляются в видеоадаптер, где начинают обрабатываться. Обработанные цифровые данные направляются в видеопамять, где создается образ изображения, которое должно быть выведено на дисплее. Затем, все еще в цифровом формате, данные, образующие образ, передаются в RAMDAC, где они конвертируются в аналоговый вид, после чего передаются в монитор, на котором выводится требуемое изображение.

Режимы работы видеоадаптера. Видеоадаптеры могут работать в различных текстовых и графических режимах, различающихся разрешением, количеством отображаемых цветов и некоторыми другими характеристиками.

Текстовый режим. Основной видеорежим у персональных компьютеров – это текстовый режим. В этом режиме линии и прямоугольники создаются с использованием псевдографических символов. 256 таких 8-байтовых (или 12-байтовых, или 14-байтовых, или 16-байтовых) кодовых групп хранятся в памяти для рисунков всех изображаемых символов, и вся эта область памяти называется буфером знакогенератора . Адаптер дисплея «узнает» начальный адрес этого буфера (порядковый номер его начального байта, отсчитанный от начала памяти), берет из видеопамяти код символа, означающий порядковый номер его кодовой группы в буфере знакогенератора, умножает на число пиксельных строк в изображении символа и прибавляет полученное число к начальному адресу буфера знакогенератора. Полученное число есть начальный адрес кодовой группы изображения символа. Далее видеоадаптер берет каждый байт кодовой группы изображения и работает уже с отдельными битами байта: для нулевых битов выводит пиксел цветом фона, а для единичных – цветом рисунка (коды цвета фона и рисунка он тоже берет из видеопамяти – из байта атрибутов). Вот так появляются на экране дисплея рисунки букв, тоже, как и все в компьютере, закодированные двоичными числами. Очень похожа картина при выводе изображений символов на печать, только коды изображений символов и их порядковые номера хранятся в памяти печатающего устройства постоянно либо заносятся туда из памяти компьютера перед началом печати. Единицы в кодах рисунков символов расшифровываются при этом как необходимость, например, удара соответствующей иголки в игольчатых устройствах печати.

Графический режим. В графических режимах видеобуфер организован как последовательность битовых полей, состояние битов каждого поля определяет цвет отдельной точки экрана. В графическом режиме экран разделяется на отдельные светящиеся точки, количество которых зависит от типа дисплея, например 640 по горизонтали и 480 по вертикали. Светящиеся точки на экране обычно называют пикселами , их цвет и яркость может меняться. Именно в графическом режиме появляются на экране компьютера все сложные графические изображения, создаваемыми специальными программами, которые управляют параметрами каждого пиксела экрана. Графические режимы характеризуются такими показателями, как разрешающая способность и палитра.

Разрешающая способность – количество точек, с помощью которых на экране воспроизводится изображение. Типичные в настоящее время уровни разрешения 800х600 точек или 1024 х 768 точек. Однако для мониторов с большой диагональю может использоваться разрешение 1152 х 864 точки.

Размер на экране в длину равен ширине всей видимой области экрана, умноженной на количество пикселов изображения, поделенной на количество элементов изображения в строке (это первое из чисел, определяющих режим развёртки монитора).

Пример: у 17" монитора ширина видимой области около 32 см. Если установлен режим 1024 х 768, то изображение в 640 пикселов будет иметь ширину 32 х 640: 1024 = 20 см.

Аналогично определяется и высота изображения на экране.

Палитра – количество цветов, которые используются для воспроизведения изображения, например, 4 цвета, 16 цветов, 256 цветов, 256 оттенков серого цвета, 2 16 цветов в режиме, называемом High color, или 2 24 цветов в режиме True color.

Можно изменить возможности графической подсистемы путём замены используемого в ней аппаратного обеспечения. В большинстве случаев это означает замену видеокарты. Поскольку каждый графический адаптер использует свои видеорежимы и каждый режим имеет свои особые требования к памяти, дисплейная память, которой пользуются компьютеры, расположена физически на самой плате графического адаптера, так что если мы меняем адаптер, то меняем также и память. Таким образом, мы автоматически получаем необходимый объём и тип дисплейной памяти, когда устанавливаем тот или иной графический адаптер.

Специальные видеоадаптеры. Для компьютерных систем, критичных к быстродействию видеоподсистемы, выпускаются специальные видеоадаптеры с графическими сопроцессорами. Такие видеоадаптеры могут брать на себя часть вычислительной работы, связанной с построением изображения, они могут, например, самостоятельно строить окружность, определенную ее центром и радиусом, могут аппаратно выполнять перемещение областей изображений на экране. Вы можете даже самостоятельно программировать такие видеоадаптеры на выполнение определенных действий, освобождая процессорное время для других нужд.

Для облегчения использования графических сопроцессоров вместе с ними поставляются драйверы к различным программам – системам втоматизированного проектирования, моделирования, операционной системе Windows.

Видеопамять. Видеопамять предназначена для хранения видеоинформации –двоичного кода изображения, выводимого на экран.

Видеопамять – это электронное энергозависимое запоминающее устройство. В ней могут храниться одновременно несколько страниц высококачественного графического изображения. От объема видеопамяти зависит доступное графическое и цветовое разрешение.

Большинство видеосистем имеет видеопамять, достаточную для хранения более чем одной экранной страницы отображения данных, поэтому на экране в каждый момент видна только часть того, что хранится в видеопамяти.

В видеопамяти хранится информация о цвете каждой точки экрана. Чем большее количество различных цветов используется, тем больший объем видеопамяти требуется.

Страница – раздел видеопамяти, вмещающий информацию об одном образе экрана (одной картинке на экране). В видеопамяти могут размещаться одновременно несколько страниц.

Объем видеопамяти (V) определяется по формуле:

V = n . M . N . b ,

где n – число страниц;

М – количество пикселов в строке;

N – количество строк;

B – битовая глубина.

Сейчас наиболее популярными видеоадаптерами у нас в стране являются SVGA и графические акселераторы Windows.

Для компьютерных систем, критичных к быстродействию видеоподсистемы, выпускаются специальные видеоадаптеры с графическими сопроцессорами.

Графический сопроцессор – сердце видеоадаптера. Он занимается отображением информации на экране, обменом данными с центральным процессором и решает многие другие задачи. У современных адаптеров графический процессор разгружает центральный процессор компьютера и берет на себя ряд проблем, связанных с формированием изображения.

Частным случаем видеоадаптеров с графическими сопроцессорами являются графические акселераторы для Windows. Они специально предназначены для повышения производительности видеоподсистемы компьютера при работе в среде Windows.

Следует подчеркнуть, что, в отличие от более универсальных графических сопроцессоров, акселератор Windows ориентирован исключительно на использование совместно с Windows.

Платы графического акселератора и графические сопроцессоры могут работать в режимах High Color и даже True Color. Однако при таких объемах изображения, которые содержит видеопамять в режимах High Color и True Color, количество информации, передаваемое из оперативной памяти компьютера в видеопамять адаптера, становится просто огромно.

D-акселераторы

Видеоадаптеры, способные ускорять операции трехмерной графики, получили название 3D-ускорителей (синонимом является 3D-акселератор). Какие же действия ускоряет 3D-акселератор?

Перечислим наиболее распространенные операции, которые 3D-ускоритель выполняет на аппаратном уровне.

Удаление невидимых поверхностей . Обычно выполняется по методу Z-буфера, который заключается в том, что проекции всех точек трехмерной модели объекта на плоскость изображения сортируются в специальной памяти (Z-буфере) по расстоянию от плоскости изображения.

Закрашивание (Shading) придает треугольникам, составляющим объект, определенный цвет, зависящий от освещенности. Оно бывает: равномерным (Flat Shading), когда каждый треугольник закрашивается равномерно, что вызывает эффект не гладкой поверхности, а многогранника; по Гуро (Gouraud Shading), когда интерполируются значения цвета вдоль каждой грани, что придает криволинейным поверхностям более гладкий вид без видимых ребер; по Фонгу (Phong Shading), когда интерполируются векторы нормали к поверхности, что позволяет добиться максимальной реалистичности, однако требует больших вычислительных затрат и в массовых 3D-ускорителях пока не используется. Большинство 3D-ускорителей умеет выполнять закрашивание по Гуро.

Отсечение (Clipping) определяет часть объекта, видимую на экране, и обрезает все остальное, чтобы не выполнять лишних расчетов.

Расчет освещения. Для выполнения этой процедуры часто применяют метод трассировки лучей (Ray Tracing), позволяющий учесть переотражение света между объектами и их прозрачность. Эту операцию с разным качеством умеют выполнять все 3D-ycкорители.

Наложение текстур (Texture Mapping ), или наложение плоского растрового изображения на трехмерный объект с целью придания его поверхности большей реалистичности. Например, в результате такого наложения деревянная поверхность будет выглядеть именно как сделанная из дерева, а не из неизвестного однородного материала. Качественные текстуры обычно занимают много места. Для работы с ними применяют 3D-ускорители на шине AGP, которые поддерживают технологию сжатия текстур. Наиболее совершенные карты поддерживают мультитекстурирование - одновременное наложение двух текстур.

Фильтрация (Filtering) и сглаживание (Anti-aliasing). Под сглаживанием понимается уменьшение искажений текстурных изображений с помощью их интерполяции, особенно на границах, а под фильтрацией понимается способ уменьшения нежелательной «зернистости» при изменении масштаба текстуры при приближении к 3D-объекту или при удалении от него.

Прозрачность , или альфа-канал изображения (Transparency, Alpha Blending) - это информация о прозрачности объекта, позволяющая строить такие прозрачные и полупрозрачные объекты, как вода, стекло, огонь, туман и дымка. Наложение тумана (Fogging) часто выделяется в отдельную функцию и вычисляется отдельно.

Дизеринг или смешение цветов применяется при обработке двух- и трехмерных изображений с большим количеством цветов на устройстве с меньшим их количеством. Этот прием заключается в рисовании малым количеством цветов специального узора, создающего при удалении от него иллюзию использования большего количества цветов.

Похожая информация.

В каком устройстве компьютера производится обработка информации, которую он получает? Как этот процесс осуществляется? Что за устройство используется? Какие есть перспективы его развития?

компьютера?

Это микропроцессор (интегральная схема) или электронный блок, исполняющий машинные инструкции (попросту говоря, код программ). Он является главной частью аппаратного обеспечения компьютера. Иногда к его названию добавляют префикс «микро-». Это специальное устройство компьютера, предназначенное для обработки информации. Давайте немного зайдём в историю. Изначально термином «процессорное устройство» описывали специальный класс логических машин, которые были нужны для того, чтобы выполнять сложные компьютерные программы. Постепенно произошло перенесение названия целого устройства на его часть. Реализация, архитектура и исполнение процессоров со времени их возникновения не раз менялись. Но функционал остался тот же, что и прежде. При оценке каждого прибора необходимо принимать во внимание следующие параметры: производительность, тактовую частоту, энергопотребление, архитектуру, нормы литографического процесса. Вот в каком устройстве компьютера производится обработка информации.

Перспективы

Компьютер как универсальное устройство обработки информации постоянно совершенствуется. Всё чаще говорят, что скоро современные процессоры достигнут своих физических пределов, поэтому их материальная часть изменится кардинальным образом. Различают такие варианты:

1. Это вычислительные системы, которые будут пользоваться возможностями молекул (теоретически — органических). Они используют идею реализации возможностей атомов и их расположения в пространстве.
2. В них вместе электронов для передачи сигналов будут применяться фотоны.
3. Квантовые компьютеры. Теоретически их работа будет базироваться на квантовых эффектах. Сейчас активно разрабатываются рабочие версии подобных процессоров. Даная технология обработки информации компьютером считается самой перспективной.

Миф о мегагерцах

Немного про принципы обработки информации компьютером. Среди обычных пользователей широкое распространение получило утверждение, что чем большую тактовую частоту имеет процессор, тем значительной производительностью он может похвастаться. На самом деле это не совсем верно. Такое утверждение можно применить только к тем процессорам, которые являются обладателями одинаковых архитектур и микроархитектур.

Что в Российской Федерации?

Может ли она сейчас похвастаться чем-то? Сейчас большинство научно-исследовательских центров и предприятий консолидированы в холдинге «Росэлектроника». Он был основан в 1997 году. На момент создания в него входили 33, а сейчас 123 предприятия. Они специализируются на разработке и промышленном производстве электронной техники, оборудования и материалов. Также могут создаваться и технические средства связи. В большинстве своём они изготавливают специфические изделия, но есть попытки выйти на массовый рынок (пускай и не очень успешные).

Энергопотребление процессоров

Часто это называют их Так, самые первые процессоры с архитектурой х86 потребляли чрезвычайно малое количество энергии (сравнительно с современными образцами), объем которой обычно составлял доли ватта. С увеличением количества транзисторов и тактовой частоты этот параметр существенно возрос. Сейчас можно встретить представителей, которых необходимо обеспечивать 130 ваттами, и нет сомнения, что в конструкторских бюро уже сейчас разрабатываются «монстры», которым необходимо ещё больше. Ранее фактор энергопотребления был несущественным. Но с тех пор принципы обработки информации компьютером изменились, возросла мощность устройств. Сейчас же процессор оказывает значительно влияние на эволюционные процессы:

1. Необходимо совершенствовать технологии производства, чтобы уменьшить потребление процессором энергии.
2. Следует искать новые материалы, которые будут снижать токи утечки.
3. Необходимо работать над понижением напряжения для запитывания ядра процессора.
4. Появились сокеты, обладающие значительным количеством контактов, количество которых больше 1000. Они необходимы, чтобы обеспечивать питание процессоров.
5. Изменяется компоновка устройств. Так, кристалл переместился на внешнюю сторону с внутренней, чтобы облегчить процесс отвода тепла.
6. Появились интеллектуальные системы, которые динамически меняют напряжение питания. Они могут влиять на частоту ядер и отдельных блоков процессора, чтобы временно отключать то, что не используется.
7. В кристалл интегрируются температурные датчики, а также системы недопущения перегревов. Они снижают а также могут вообще остановить его, если будет перейдена определённая грань.
8. Появились энергосберегающие режимы, которые «усыпляют» процессоры при наличии низкой нагрузки.

Компьютера является сложным, и энергопотребление бросает ещё один вызов вместе с побочными эффектами. Вот о них и будет разговор сейчас.

Рабочая температура процессора

Ещё одна важная характеристика. Она обозначает максимально допустимое температурное значение, которое может быть на поверхности процессора или полупроводникового кристалла, когда возможной является нормальная работоспособность. Оно находится в прямой зависимости от качества теплоотвода и загруженности. Когда температура превышает рекомендованный максимум, то нет никаких гарантий нормальной работы. Большинство процессоров функционируют нормально, если она меньше 85 ˚С. Если температура больше, то создаются основания для ошибок при работе программ или возможно зависание компьютера. В отдельных случаях могут произойти необратимые изменения в самом процессоре. Современные модели обычно отслеживают перегрев и ограничивают свои характеристики. Вот в каком устройстве компьютера производится обработка информации.

и отвод тепла

Как уменьшить негативные последствия повышения градусов? Для теплоотвода применяются активные кулеры и пассивные радиаторы. Каждый из способов имеет свои преимущества и недостатки.

Измерение и отображение температуры процессора

А вот как устройства узнают, что им необходимо поменять эту свою характеристику? В центре крышки устанавливают специальный датчик температуры, в качестве которого может выступать термодиод, терморезистор или транзистор с замкнутыми коллектором и базой.

Заключение

Итак, какое устройство используется для обработки информации в компьютере? Верно, процессор компьютера. Теперь вы знаете ответ не только на этот вопрос, но также и особенности данного прибора и существующие проблемы и перспективы. А значит, есть информация о том, как действует такая важная составляющая сложной технической системы и в каком устройстве компьютера производится обработка информации.

Определение 1

Обработка информации компьютером - это любые её преобразования в различные состояния.

Введение

Компьютер предназначен для автоматизированной работы с информационными данными. Все составляющие его компоненты предназначены для решения этой главной его задачи. Для обработки информации в компьютере, требуется проделать с ней такие основополагающие процедуры:

1. Ввод информационных данных в компьютер. Это действие необходимо выполнить для того, чтобы компьютер получил «сырьё» для обработки.
2. Сохранение полученной информации. В компьютере необходимо иметь устройство, позволяющее это сделать.
3. Обработка полученной информации. Для этого необходимы заданные алгоритмы работы. Компьютеру необходимо иметь такие алгоритмы и надо дать ему умение их использовать к полученной информации, что в итоге приведёт к выработке выходных данных.
4. Сохранение полученных результатов обработки информации. Как и вводимая информация, результаты также надо запомнить для последующего их использования.
5. Вывод обработанной информации из компьютера. Такая процедура даёт возможность передать итоги работы компьютера пользователю в удобном для него формате.

Замечание 1

Итак, главное свойство компьютера - это умение обрабатывать информацию, и все внутренние его элементы предназначены для её преобразования в самые сжатые временные интервалы.

Обработка информации компьютером - это её всевозможные преобразования в различные состояния. Для этого в компьютере есть модуль, который предназначен именно для очень быстрой работы с данными и это процессор.

Процессор предназначен для выполнения различных операций с данными, которые ему передаются из модуля, служащего для оперативного сохранения как входной, так и выходной информации – это оперативное запоминающее устройство (ОЗУ).

В ОЗУ так же хранятся промежуточные данные, которые возникают при обработке информации процессором. Модули процессора и ОЗУ функционируют с очень большой частотой и при этом число выполняемых операций может достигать миллионов за одну секунду. Соответственно, блоки ввода и вывода информации не могут работать с такой скоростью. По этой причине для связи с внешними устройствами в составе компьютера есть контроллеры модулей ввода и вывода информации. Они предназначены для согласования скоростей функционирования процессора и ОЗУ с небольшим быстродействием операций ввода-вывода данных. Такие контроллеры делятся на универсальные и специализированные, то есть предназначенные только для работы с конкретными устройствами. К примеру, видеокарта компьютера является специализированным модулем (устройством), поскольку её предназначением является вывод информации только на монитор.

Процессор

Процессорный модуль считается основным блоком компьютера, который предназначен для обработки информационных данных. Под управлением процессора работают все остальные блоки компьютера, и он же выполняет все логические и математические вычисления.

Главным компонентом процессора выступает арифметико-логическое устройство (АЛУ). Его главная функция - выполнение всех вычислительных процедур над информационными данными.

Кроме АЛУ в процессорном блоке есть модуль управления, управляющий работой всего персонального компьютера. Он же отвечает за очерёдность выполнения машинных команд. На сегодняшний день, процессорный модуль представляет собой, как правило, набор больших интегральных схем (БИС), расположенных на материнской плате.

Процессор обрабатывает информационные данные в виде чисел, текста, графики, видео и звука. Скорость работы процессора задаётся специальной микросхемой, имеющей название генератор тактовой частоты. Этот генератор формирует тактовые электрические импульсы, которые синхронизируют функционирование блоков персонального компьютера. Можно провести аналогию между тактовым генератором и метрономом, задающим ритм работы процессора.

Замечание 2

Под тактом понимается временной интервал между соседними импульсами генератора, а тактовая частота - это число тактов в одну секунду. Чтобы выполнить одну операцию, процессору требуется временной интервал, определяемый некоторым количеством тактов.

Запоминающие устройства компьютера

Поступающая через устройства ввода информация пересылается в запоминающие устройства, или иначе модули памяти, в которых она сохраняется для дальнейшей обработки процессором. Под носителем информации понимается физический предмет, в котором информация зафиксирована. Носителем может быть обычный лист бумаги, мозг человека, перфокарта, перфолента, магнитная лента и наконец жёсткий диск и другие блоки памяти компьютера.

Сегодняшнее развитие электроники предполагает самые разные виды информационных носителей. Для хранения данных в виде кодов применяются электромагнитные и оптические качества различных материальных объектов. Уже проектируются носители, использующие молекулярный уровень вещества. Память компьютера подразделяется на внутреннюю и внешнюю. В свою очередь внутренняя память делится на постоянную и оперативную.

Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) хранит, как правило, управляющую программу компьютера и информацию из него можно только читать и нет возможности записи. Информация в ПЗУ сохраняется и после выключения питания компьютера. Запись данных в ПЗУ выполняется один раз, как правило, в условиях предприятия и эти данные больше не меняются. В ПЗУ записана операционная система компьютера и эта память является энергонезависимой.

Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) предназначено для сохранения информационных данных (начальных, промежуточных, итоговых) и прикладных программ. В английском варианте ОЗУ - это RAM (Random Access Memory), что в переводе означает произвольный доступ к памяти. То есть процессор имеет возможность обращения к ячейкам памяти в любой очерёдности. Информация в ОЗУ может как записываться так считываться из него, но после выключения питания вся информация теряется.

Почти в каждом доме есть компьютер и даже не один, а несколько. Но мало кто понимает, как компьютер обрабатывает информацию и понимает нас. Если вы недавно закончили школу или еще учитесь, то на уроках информатики наверняка проходили эту тему, а вот более старшее поколение этого наверняка не знает и даже не задумывается о том, что «разговаривает» с компьютером на языке цифр в двоичной системе исчисления.

Вся цифровая информация передается в битах. Бит – это единица информации, которую понимает компьютер. Все, что мы делаем на компьютере переводится в специальный двоичный код , который состоит из 0 и 1. Если есть сигнал, то это 1, если сигнала нет, то это 0. Для компьютера это не числа, а сигналы. Есть сигнал, нет сигнала. Любую цифру компьютер понимает по своему – в двоичной системе.

0 — 0 (ноль)

1 — 1 (один)

2 — 10 (один-ноль) (одна единица второго разряда)

3 — 11 (один-один)

4 — 100 (один-ноль-ноль) (одна единица третьего разряда

5 — 101 (один-ноль-один)

6 — 110 (один-один-ноль)

7 — 111 (один-один-один)

8 — 1000 (один-ноль-ноль-ноль) (одна единица четвертого разряда)

9 — 1001 (один-ноль-ноль-один)

10 – 1010 (один-ноль-один-ноль)

Если вы хотите понять язык компьютера, необходимо изучить двоичную систему исчисления.

Нули и единицы в компьютере называют битами , а группы из восьми битов называют байтами .

В один байт можно записать число от 0 до 255.

В двух байтах можно записать число от 0 до 65535.

В трех байтах можно записать число от 0 до 16 миллионов.

Например,

число 2000 = 00000111 11010000

записывается в двух байтах, по 8 битов в каждом.

С числами более-менее понятно, а как же компьютер понимает текст?

Любые буквы компьютер переводит в числа. Превратив букву в число, компьютер превращает число в сигналы и записывает их, как и числа, — битами, из которых собираются байты:

А – 192 – 11000000

Б – 193 — 11000001

В – 194 – 11000010

Г – 195 — 11000011

Полная таблица кодов русского алфавита Ascii

Нажимая на клавишу клавиатуры вы даете компьютеру сигнал в двоичной системе исчисления, (каждой клавише соответствует свой код). Он понимает ее и при помощи специальной программы переводит этот сигнал в понятный для нас символ и выводит его на монитор. Грубо говоря, получается, что клавиатура служит переводчиком между нами и компьютером.

Тоже самое происходит и с графической информацией. Для того, чтобы сохранить картинку и работать с ней на компьютере, ее необходимо превратить в сигналы, т.е. оцифровать . Для этой цели можно воспользоваться или цифровым фотоаппаратом или видеокамерой.

Каждая точка имеет свой код:

Черная точка: 0, 0, 0;

Белая точка: 255, 255, 255;

Коричневая: 153, 102, 51;

И т. д. У каждого цвета – свой шифр (цветовой код).

Таблица
соответствия цветов их шестнадцатиричным
RGB-составляющим .

а) внешняя память б) дисплей; в) процессор; г) клавиатура.

20. MODEM - это устройство:

а) для хранения информации;

б) для обработки информации в данный момент времени;

в) для передачи информации по телефонным ка­налам связи;

г) для вывода информации на печать.

21. вывода информации? а) оперативная память; б) дисплей; в) мышь; г) клавиатура,

22. Какое устройство компьютера предназначено для ввода информации? а) принтер; б) дисплей; в) процессор; г) клавиатура.

2 3. Оперативная память служит:

а) для хранения информации;

б) для обработки информации;

в) для запуска программ;

г) для обработки одной программы в заданный момент времени.

2 4. Плоттер - это устройство:

а) для считывания графической информации;

б) для ввода;

в) для вывода;

г) для сканирования информации.

25. К внешним запоминающим устройствам относится:

а) процессор; б) дискета:

в) монитор; г) жесткий диск. 26. Манипулятор «мышь» - это устройство:

а) вывода;

в) считывания информации;

г) сканирования информации.

27. Укажите минимально необходимый набор уст­ ройств, предназначенный для работы компьютера:

а) принтер, системный блок, клавиатура;

б) процессор, ОЗУ, монитор, клавиатура;

в) процессор, стриммер, винчестер;

г) монитор, винчестер, клавиатура, процессор.

28. Внешняя память служит:

а) для хранения оперативной, часто изменяющей­ся информации в процессе решения задачи;

б) для долговременного хранения информации независимо от того, работает ЭВМ или нет;

в) для хранения информации внутри ЭВМ;

г) для обработки информации в данный момент времени.

Что такое операционная система

Операционная система-это программа, которая загружается при включении компьютера. Она производит диалог с пользователем, осуществляет управление компьютером, его ресурсами(оперативной памятью, местом на дисках и т.д.),запускает другие (прикладные) программы на выполнение. Операционная система обеспечивает пользователю и прикладным программам удобный способ общения(интерфейс) с устройствами компьютера.

Основная причина необходимости такой программы, как операционная система, состоит в том, что элементарные операции для работы с устройствами компьютера и управления ресурсами компьютера -это операции очень низкого уровня, и действия, которые необходимы пользователю и прикладным программам, на самом деле состоит из нескольких сотен или тысяч таких элементарных операций.

Имеется около десятка форматов дискет, и операционная система должна уметь работать со всеми этими форматами. Для пользователя работа с дискетами различного формата должно осуществляться абсолютно одинаково;

Файл на дискетах занимает определенные участки, причем пользователь не должен ничего знать о том, какие именно. Все функции по обслуживанию таблиц размещения файлов, поиску информации в них, выделению места для файлов на дискетах выполняются операционной системой, и пользователь может ничего знать о них;

Во время работы программы копирования может возникать несколько десятков различных особых ситуаций, например сбой при чтении или записи информации, неготовность дисководов к чтению или записи, отсутствие места на дискете для копируемого файла и т.д.Для всех этих ситуаций необходимо предусмотреть соответствующие сообщения и корректирующие действия. Операционная система выполняет также такие вспомогательные действия, как копирование или печать файлов. Кроме того, операционная система осуществляет загрузку в оперативную память всех программ, передает им управление в начале их работы, выполняет различные вспомогательные действия по запросу выполняемых программ и освобождает занимаемую программами оперативную память при их завершении.

Диалог пользователя с MS DOS

Когда MS DOS готова к диалогу с пользователем, она выдает на экран приглашение, например или C:\>

Это означает, что MS DOS готова к приему команд.

Диалог пользователя с MS DOS осуществляется в форме команд. Каждая команда пользователя означает, что MS DOS должна выполнить то или иное действие, например напечатать файл или выдать на экран оглавление каталога.

Команда MS DOS состоит из имени команды и, возможно, параметров, разделенных пробелами. Имя команды MS DOS и параметры могут набираться как прописными, так и строчными латинскими буквами. Ввод каждой команды заканчивается нажатием клавиши

Основные составные части MS DOS

Операционная система MS DOS состоит из следующих частей.

Базовая система ввода-вывода(BIOS),находящаяся в постоянной памяти(постоянном запоминающем устройстве, ПЗУ) компьютера. Эта часть операционной системы является"встроенной"в компьютер. Ее назначение состоит в выполнение наиболее простых и универсальных услуг операционной системы, связанных с осуществлением ввода-вывода. Базовая система ввода-вывода содержит также тест функционирования компьютера, проверяющий работу памяти и устройств компьютера при включении его электропитания. Кроме того, базовая система ввода-вывода содержит программу вызова загрузчика операционной системы.

Загрузчик операционной системы -это очень короткая программа, находящаяся в первом секторе каждой дискеты с операционной системой MS DOS и жесткого диска(винчестера).Функция этой программы заключается в считывании в память еще двух модулей операционной системы, которые и завершают процесс загрузки MS DOS.

Дисковые файлы IO.SYS и MSDOS.SYS(впрочем, они могут называться и по другому, например IBMBIO.COM и IBMDOS.COM,названия меняются в зависимости от версии операционной системы).Они загружаются в память загрузчиком операционной системы и остаются в памяти компьютера постоянно. Файл IO.SYS представляет собой дополнение к базовой системе ввода-вывода в ПЗУ. Файл MSDOS.SYS реализует основные высокоуровневые услуги MS DOS.

Командный процессор MS DOS обрабатывает команды, вводимые пользователем. Командный процессор находится в дисковом файле COMMAND.COM на диске, с которого загружается операционная система. Некоторые команды пользователя, например type.dir или copy,командный процессор выполняет сам. Такие команды называются внутренними. Для выполнения остальных(внешних)команд пользователя командный процессор ищет на дисках программу с соответствующим именем, и, если находит ее, то загружает в память и передает ей управление. По окончании работы программы командный процессор удаляет программу из памяти и выводит сообщение о готовности к выполнению команд(приглашение MS DOS).

Внешние команды MS DOS-это программы, поставляемые вместе с операционной системой в виде отдельных файлов. Такие программы выполняют действия обслуживающего характера например форматирования дискет, проверку дисков и т.д.

Драйверы устройств -это специальные программы, которые дополняют систему ввода-вывода MS DOS и обеспечивают обслуживание новых устройств или нестандартное использование имеющихся устройств например, с помощью драйверов возможна работа с "электронным диском",т.е.частью памяти компьютера, с которой можно работать так же, как с диском. Драйверы загружаются в память компьютера при загрузке операционной системы, их имена указываются в специальном файле CONFIG.SYS.Такая схема облегчает добавление новых устройств и позволяет делать это, не затрагивая системные файлы MS DOS.

Начальная загрузка MS DOS выполняется автоматически при включении электропитания компьютера, при нажатии на клавишу "Reset"на корпусе компьютера(такая клавиша есть не у всех моделей компьютеров),а также при одновременном нажатии клавиш (Ctrl),(Alt)и (Del) на клавиатуре. Для выполнения начальной загрузки MS DOS необходимо, чтобы на дисководе А для гибких дисков была установлена дискета с записанной операционной системой MS DOS или чтобы компьютер имел жесткий диск (винчестер) с записанной на нем операционной системой MS DOS.Как правило, на жесткие диски операционная система MS DOS записывается фирмой-поставщиком компьютеров.

В начале загрузки работают программы проверки оборудования, находящиеся в постоянной памяти компьютера. Если они находят ошибку, выводят код ошибки на экран.Если ошибка не критическая(т.е.дающая возможность продолжения работы),то пользователю предоставляется возможность продолжить процесс загрузки, нажав клавишу (F1) на клавиатуре. Если же неисправность критическая, то процесс загрузки прекращается. В любом случае о возникшей ситуации и о выданном коде ошибке следует сообщить специалистам по техническому обслуживанию компьютеров.

После окончания работы программ тестирования оборудования программа начальной загрузки пытается прочесть с диска, установленного на дисководе А, программу-загрузчик операционной системы. Если на дисководе А нет дискеты, то загрузка операционной системы будет производиться с жесткого диска(винчестера).Если на дисководе А находится не дискета с операционной системой, а какая-либо другая дискета, то будет выдано сообщение об ошибке

Non-system disk or disk error

Replace and strike any key when ready

(несистемный диск или ошибка на диске.

Замените диск и нажмите любую клавишу)

Следует поставить на дисковод А дискету с операционной системой, если вы хотите загрузить компьютер с дискеты, либо открыть дверцу дисковода или вынуть дискету из дисковода, если вы хотите загрузить компьютер с жесткого диска(винчестера).После этого следует нажать любую буквенно-цифровую клавишу, пробел или (Enter) для продолжения процесса загрузки.

Обзор команд MS DOS

Ниже приводятся краткие сведения о командах MS DOS:названия и описания назначения команд. Эти сведения дают только самое общее представление о том, какие действия выполняют команды MS DOS.

Команды MS DOS бывают двух типов: внутренние и внешние.

Внутренние команды выполняются самим процессором MS DOS (программой COMMAND.C.Эти команды следующие:

BREAK-установить режим проверки ввода комбинации(Cntrl-C).

CD-сменить текущий каталог или показать имя текущего каталога.

CLS-очистить экран монитора.

COPY-копирование файлов.

CTTY-сменить устройство ввода-вывода для команд MS DOS.

DATE-получить или изменить текущую дату.

DEL-удаление файлов.

DIR-выдать список файлов в каталоге.

ECHO-выдать сообщение из пакетного командного файла.

EXIT-окончить работу командного процессора COMMAND.COM.

FOR-организация циклов.

GOTO-переход на метку в пакетном командном файле.

IF-проверка условия в пакетном командном файле.

MD-создать новый каталог.

PATH-установить список каталогов для поиска команд.

PAUSE-приостановить выполнение пакетного командного файла.

PROMPT-установить вид приглашения MS DOS.

REM-комментарий в пакетном командном файле.

REN-изменить имя файла.

RD-удалить каталог.

SET-установить переменную окружения.

SHIFT-сдвиг номеров параметров пакетного командного файла.

TIME-получить или установить текущее время.

TYPE-просмотр файла(ввод файла на экран).

VER-выдать номер версии MS DOS.

VERIFY-установить или отменить режим проверки правильности записи на диск.

VOL-вывод метки диска.

Внешние команды MS DOS -это программы, поставляемые вместе с операционной системой в виде отдельных файлов. Эти команды, таковы:

APPEND-задать дополнительные каталоги для поиска данных.

ASSIGH-назначить дисководу другое логическое имя(букву).

ATTRIB-установить или показать атрибуты файла.

BACKUP-создать архивные копии файлов.

CHKDSK-проверка диска на правильность файловой системы.

COMMAND-запустить командный процессор MS DOS.

DEBUG-просмотр, изменение, дизассемблирование файлов.

DISKCOMP-сравнение дискет.

DISKCOPY-копирование дискет.

EDLIN-примитивный редактор текстов.

EXE2BIN-преобразование EXE-файла в двоичный код.

FASTOPEN-ускорение открытия файла.

FC-сравнение файлов.

FDISK-разметка жесткого диска.

FIND-поиск подстроки в файлах.

FORMAT-форматирование(инициализация) диска.

GRAFHICS-подготовка к печати графической копии экрана.

LABEL-узнать или установить метку диска.

LINK-редактор связей.

MD-создать новый каталог.

MODE-установить режимы работы устройств.

MORE-постраничная выдача на экран монитора.

PRINT-распечатка на принтере текстовых файлов в "фоновом"режиме.

RECOVER-восстановить файл, содержащий "сбойные"участки.

REPLACE-заменить файлы их новыми версиями.

SHARE-установить многопользовательский режим использования файлов.

SORT-сортировка данных.

SUBST-заменить имя каталога обозначением дисковода.

SYS-скопировать системные файлы на диск.

TREE-вывести структуру каталогов на диске.

XCOPY-копирование файлов(имеет больше возможностей, чем COPY)

Задание: Опишите процесс создания указанного дерева каталогов. В указанных папках создать тестовой файл Адрес и Сведения. Склеить их и поместить в указанную папку. Переименовать его в файл Общее. Уничтожить все созданные папки и каталоги.