Какое устройство компьютера осуществляет процесс. Устройство компьютера

Компьютер как универсальное устройство обработки информации

Назначение и устройство компьютера

Что общего между компьютером и человеком

Для информатики компьютер - это не только инструмент для работы с информацией, но и объект изучения. Вы узнаете, как компьютер устроен, какую работу с его помощью можно выполнять, какие для этого существуют программные средства.

С давних времен люди стремились облегчить свой труд. С этой целью создавались различные машины и механизмы, усиливающие физические возможности человека. Компьютер был изобретен в середине XX века для усиления возможностей умственной работы человека, т. е. работы с информацией.

Из истории науки и техники известно, что идеи многих своих изобретений человек "подглядел" в природе.

Например, еще в XV веке великий итальянский ученый и художник Леонардо да Винчи изучал строение тел птиц и использовал эти знания для конструирования летательных аппаратов.

Русский ученый Н. Е. Жуковский, основоположник аэродинамики, также исследовал механизм полета птиц. Результаты этих исследований используются при расчетах конструкций самолетов.

Можно сказать, что Леонардо да Винчи и Жуковский "списывали" свои летающие машины с птиц.

А есть ли в природе прототип у компьютера? Да! Таким прототипом является сам человек. Только изобретатели стремились передать компьютеру не физические, а интеллектуальные возможности человека.

По своему назначению компьютер - универсальное техническое средство для работы человека с информацией.

По принципам устройства компьютер - это модель человека, работающего с информацией.

Какие устройства входят в состав компьютера. Имеются четыре основные составляющие информационной функции человека:

прием (ввод) информации;
запоминание информации (сохранение в памяти);
процесс мышления (обработка информации);
передача (вывод) информации.

Компьютер включает в себя устройства, выполняющие эти функции мыслящего человека:

устройства ввода;
устройства запоминания - память;
устройство обработки - процессор;
устройства вывода.

В ходе работы компьютера информация через устройства ввода попадает в память; процессор извлекает из памяти обрабатываемую информацию, работает с ней и помещает в нее результаты обработки; полученные результаты через устройства вывода сообщаются человеку. Чаще всего в качестве устройства ввода используется клавиатура, а устройства вывода - экран дисплея или принтер (устройство печати) (рис. 2.2).

Рис. 2.2. Информационный обмен в компьютере

Что такое данные и программа. И все-таки нельзя отождествлять "ум компьютера" с умом человека. Важнейшее отличие состоит в том, что работа компьютера строго подчинена заложенной в него программе, человек же сам управляет своими действиями.

В памяти компьютера хранятся данные и программы.

Данные - это обрабатываемая информация, представленная в памяти компьютера в специальной форме. Немного позже вы познакомитесь со способами представления данных в компьютерной памяти.

Программа - это описание последовательности действий, которые должен выполнить компьютер для решения поставленной задачи обработки данных.

Если информация для человека - это знания, которыми он обладает, то информация для компьютера - это данные и программы, хранящиеся в памяти. Данные - это "декларативные знания", программы - "процедурные знания компьютера".

Принципы фон Неймана. В 1946 году американским ученым Джоном фон Нейманом были сформулированы основные принципы устройства и работы ЭВМ. Первый из этих принципов определяет состав устройств ЭВМ и способы их информационного взаимодействия. Об этом говорилось выше. С другими принципами фон Неймана вам еще предстоит познакомиться.

Вопросы и задания

1. Какие возможности человека воспроизводит компьютер?
2. Перечислите основные устройства, входящие в состав компьютера. Какое назначение каждого из них?
3. Опишите процесс обмена информацией между устройствами компьютера.
4. Что такое компьютерная программа?
6. Чем отличаются данные от программы?

Компьютерная память

Внутренняя и внешняя память. Работая с информацией, человек пользуется не только своими знаниями, но и книгами, справочниками и другими внешними источниками. В главе 1 "Человек и информация" ныло отмечено, что информация хранится в памяти человека и на внешних носителях. Заученную информацию человек может забыть, а записи сохраняются надежнее.

У компьютера тоже есть два вида памяти: внутренняя (оперативная) и внешняя (долговременная) память.

Внутренняя память - это электронное устройство, которое хранит информацию, пока питается электроэнергией. При отключении компьютера от сети информация из оперативной памяти исчезает. Программа во время ее выполнения хранится во внутренней памяти компьютера. Сформулированное правило относится к принципам Неймана. Его называют принципом хранимой программы.

Внешняя память - это различные магнитные носители (ленты, диски), оптические диски. Сохранение информации на них не требует постоянного электропитания.

На рис. 2.3 показана схема устройства компьютера с учетом двух видов памяти. Стрелки указывают направления информационного обмена.

Наименьший элемент памяти компьютера называется битом памяти. На рис. 2.4 каждая клетка изображает бит. Вы видите, что у слова "бит" есть два значения: единица измерения количества информации и частица памяти компьютера. Покажем, как связаны между собой эти понятия.

В каждом бите памяти может храниться в данный момент одно из двух значений: нуль или единица. Использование двух знаков для представления информации называется двоичной кодировкой .

Данные и программы в памяти компьютера хранятся в виде двоичного кода.

Один символ двухсимвольного алфавита несет 1 бит информации.

В одном бите памяти содержится один бит информации.

Битовая структура определяет первое свойство внутренней памяти компьютера - дискретность . Дискретные объекты составлены из отдельных частиц. Например, песок дискретен, так как состоит из песчинок. "Песчинками" компьютерной памяти являются биты.

Второе свойство внутренней памяти компьютера - адресуемость . Восемь расположенных подряд битов памяти образуют байт. Вы знаете, что это слово также обозначает единицу количества информации, равную восьми битам. Следовательно, I одном байте памяти хранится один байт информации.

Во внутренней памяти компьютера все байты пронумерованы. Нумерация начинается с нуля.

Порядковый номер байта называется его адресом.

Принцип адресуемости означает, что:

Запись информации в память, а также чтение ее из памяти производится по адресам.

Память можно представить как многоквартирный дом, в котором каждая квартира - это байт, а номер квартиры - адрес. Для того чтобы почта дошла по назначению, необходимо указать правильный адрес. Именно так, по адресам, обращается процессор к внутренней памяти компьютера.

В современных компьютерах имеется еще один вид внутренней памяти, который называется постоянным запоминающим устройством - ПЗУ. Это энергонезависимая память, информация из которой может только читаться.

Носители и устройства внешней памяти. Устройства внешней памяти - это устройства чтения и записи информации на внешние носители. Информация на внешних носителях хранится в виде файлов. Что это такое, подробнее вы узнаете позже.

Важнейшими устройствами внешней памяти на современных компьютерах являются накопители на магнитных дисках (НМД), или дисководы .

Кто не знает, что такое магнитофон? На магнитофон мы привыкли записывать речь, музыку, а затем прослушивать записи. Звук записывается на дорожках магнитной ленты с помощью магнитной головки. С помощью этого же устройства магнитная запись снова превращается в звук.

НМД действует аналогично магнитофону. На дорожки диска записывается все тот же двоичный код: намагниченный участок - единица, ненамагниченный - нуль. При чтении с диска эта запись превращается в нули и единицы в битах внутренней памяти.

К магнитной поверхности диска подводится записывающая головка (рис. 2.5), которая может перемещаться по радиусу. Во время работы НМД диск вращается. В каждом фиксированном положении головка взаимодействует с круговой дорожкой. На эти концентрические дорожки и производится запись двоичной информации.

Рис. 2.5. Дисковод и магнитный диск

Другим видом внешних носителей являются оптические диски (другое их название - лазерные диски). На них используется не магнитный, а оптико-механический способ записи и чтения информации.

Сначала появились лазерные диски, на которые информация записывается только один раз. Стереть или перезаписать ее невозможно. Такие диски называются CD-ROM - Compact Disk-Read Only Memory, что в переводе значит "компактный диск - только для чтения". Позже были изобретены перезаписываемые лазерные диски - CD-RW. На них, как и на магнитных носителях, хранимую информацию можно стирать и записывать заново.

Носители, которые пользователь может извлекать из дисковода, называют сменными.

Наибольшей информационной емкостью из сменных носителей обладают лазерные диски типа DVD-ROM - видеодиски. Объем информации, хранящейся на них, может достигать десятков гигабайтов. На видеодисках записываются полноформатные видеофильмы, которые можно просматривать с помощью компьютера, как по телевизору.

Вопросы и задания

1. Постарайтесь объяснить, зачем компьютеру нужны два вида памяти: внутренняя и внешняя.
2. Что такое "принцип хранимой программы"?
3. В чем заключается свойство дискретности внутренней памяти ЭВМ?
4. Какие два значения имеет слово "бит"? Как они связаны между собой?
5. В чем заключается свойство адресуемости внутренней памяти ЭВМ?
6. Назовите устройства внешней памяти ЭВМ.
7. Какие типы оптических дисков вы знаете?

Как устроен персональный компьютер (ПК)

Что такое ПК. Современные ЭВМ бывают самыми разными: от больших, занимающих целый зал, до маленьких, помещающихся на столе, в портфеле и даже в кармане. Разные ЭВМ используются для разных целей. Сегодня самым массовым видом ЭВМ являются персональные компьютеры. Персональные компьютеры (ПК) предназначены для личного (персонального) использования.

Несмотря на разнообразие моделей ПК, в их устройстве существует много общего. Об этих общих свойствах и пойдет сейчас речь.

Основные устройства ПК. Основной "деталью" персонального компьютера является микропроцессор (МП). Это миниатюрная электронная схема, созданная путем очень сложной технологии, выполняющая функцию процессора ЭВМ.

Персональный компьютер представляет собой набор взаимосвязанных устройств. Главным в этом наборе является системный блок . В системном блоке находится "мозг" машины: микропроцессор и внутренняя память. Там же помещаются: блок электропитания, дисководы, контроллеры внешних устройств. Системный блок снабжен внутренним вентилятором для охлаждения.

Системный блок обычно помещен в металлический корпус, с наружной стороны которого имеются: клавиша включения электропитания, щели для установки сменных дисков и дисковые устройства, разъемы для подключения внешних устройств.

К системному блоку подключены клавишное устройство (клавиатура), монитор (другое название - дисплей) и мышь (манипулятор). Иногда используются другие типы манипуляторов: джойстик, трекбол и пр. Дополнительно к ПК могут быть подключены: принтер (устройство печати), модем (для выхода на телефонную линию связи) и другие устройства (рис. 2.6).

На рис. 2.6 показана настольная модель ПК. Кроме того, существуют портативные модели (ноутбуки) и карманные компьютеры.

Все устройства ПК, кроме процессора и внутренней памяти, называются внешними устройствами . Каждое внешнее устройство взаимодействует с процессором ПК через специальный блок, который называется контроллером (от английского "controller" - "контролер", "управляющий"). Существуют контроллер дисковода, контроллер монитора, контроллер принтера и др. (рис. 2.7).

Магистральный принцип взаимодействия устройств ПК. Принцип, по которому организована информационная связь между процессором, оперативной памятью и внешними устройствами, похож на принцип телефонной связи. Процессор через многопроводную линию, которая называется магистралью (другое название - шина ), связывается с другими устройствами (рис. 2.8).

Подобно тому как каждый абонент телефонной сети имеет свой номер, каждое подключаемое к ПК внешнее устройство также получает номер, который выполняет роль адреса этого устройства. Информация, передаваемая внешнему устройству, сопровождается его адресом и подается на контроллер. В данной аналогии контроллер подобен телефонному аппарату, который преобразует электрический сигнал, идущий по проводам, в звук, когда вы слушаете телефон, и преобразует звук в электрический сигнал, когда вы говорите.

Магистраль - это кабель, состоящий из множества проводов. Характерная организация магистрали такая: по одной группе проводов (шина данных ) передается обрабатываемая информация, по другой (шина адреса ) - адреса памяти или внешних устройств, к которым обращается процессор. Есть еще третья часть магистрали - шина управления ; по ней передаются управляющие сигналы (например, проверка готовности устройства к работе, сигнал к началу работы устройства и др.).

Вопросы и задания

1. Назовите минимальный комплект устройств, составляющих персональный компьютер.
2. Какие устройства входят в состав системного блока?
3. Что такое контроллер? Какую функцию он выполняет?
4. Как физически соединены между собой различные устройства ПК?
5. Как информация, передаваемая по шине, попадает на нужное устройство?

Основные характеристики персонального компьютера

Все чаще персональные компьютеры используются не только на производстве и в учебных заведениях, но и в домашних условиях. Их можно купить в магазине так же, как покупают телевизоры, видеомагнитофоны и другую бытовую технику. При покупке любого товара желательно знать его основные характеристики, для того, чтобы приобрести именно то, что вам нужно. Такие основные характеристики есть и у ПК.

Характеристики микропроцессора. Существуют различные модели микропроцессоров, выпускаемые разными фирмами. Основными характеристиками МП являются тактовая частота и разрядность процессора.

Режим работы микропроцессора задается микросхемой, которая называется генератором тактовой частоты . Это своеобразный метроном внутри компьютера. На выполнение процессором каждой операции отводится определенное количество тактов. Ясно, что если метроном "стучит" быстрее, то и процессор работает быстрее. Тактовая частота измеряется в мегагерцах - МГц. Частота в 1 МГц соответствует миллиону тактов в одну секунду. Вот некоторые характерные тактовые частоты микропроцессоров: 600 МГц, 800 МГц, 1000 МГц. Последняя величина называется гигагерцем - ГГц. Современные модели микропроцессоров работают с тактовыми частотами в несколько гигагерц.

Следующая характеристика - разрядность процессора. Разрядностью называют максимальную длину двоичного кода, который может обрабатываться или передаваться процессором целиком. Разрядность процессоров на первых моделях ПК была равна 8 битам. Затем появились 16-разрядные процессоры. На современных ПК чаще всего используются 32-разрядные процессоры. Наиболее высокопроизводительные машины имеют процессоры с разрядностью 64 бита.

Объем внутренней (оперативной) памяти. Про память компьютера мы уже говорили. Она делится на оперативную (внутреннюю) память и долговременную (внешнюю) память. Производительность машины очень сильно зависит от объема внутренней памяти. Если для работы каких-то программ не хватает внутренней памяти, то компьютер начинает переносить часть данных во внешнюю память, что резко снижает его производительность. Скорость чтения/записи данных в оперативную память на несколько порядков выше, чем во внешнюю.

Объем оперативной памяти влияет на производительность компьютера. Современные программы требуют оперативной памяти объемом в десятки и сотни мегабайтов.

Для хорошей работы современных программ требуется оперативная память в сотни мегабайтов: 128 Мб, 256 Мб и более.

Характеристики устройств внешней памяти. Устройства внешней памяти - это накопители на магнитных и оптических дисках. Встроенные в системном блоке магнитные диски называются жесткими дисками, или винчестерами. Это очень важная часть компьютера, поскольку именно здесь хранятся все необходимые для работы компьютера программы. Чтение/запись на жесткий диск производится быстрее, чем на все другие виды внешних носителей, но все-таки медленнее, чем в оперативную память. Чем больше объем жесткого диска, тем лучше. На современных ПК устанавливают жесткие диски, объем которых измеряется и гигабайтах: десятки и сотни гигабайтов. Покупая компьютер, вы приобретаете и необходимый набор программ на жестком диске. Обычно покупатель сам заказывает состав программного обеспечения компьютера.

Все остальные носители внешней памяти - сменные, г. е. их можно вставлять в дисковод и доставать из дисковода. К ним относятся гибкие магнитные диски - дискеты и оптические диски - CD-ROM, CD-RW, DVD-ROM. Стандартная дискета вмещает 1,4 Мб информации. Дискеты удобны для длительного хранения программ и данных, а также для переноса информации с одного компьютера на другой.

В последнее время на смену гибким дискам как основному средству переноса информации с одного компьютера на другой приходит флэш-память. Флэш-память - это электронное устройство внешней памяти, используемое для чтения и записи информации в файловом формате. Флэш-память, как и диски, - энергонезависимое устройство. Однако, по сравнению с дисками, флэш-память обладает гораздо большим информационным объемом (сотни и тысячи мегабайтов). А скорость чтения и записи данных на флэш-носителе приближается к скорости работы оперативной памяти.

Практически обязательной составляющей комплекта ПК стали дисководы для CD-ROM. Современное программное обеспечение распространяется именно на этих носителях. Вместимость CD-ROM исчисляется сотнями мегабайтов (стандартный объем - 700 Мб).

DVD-дисководы вы можете приобретать по собственному желанию. Объем данных на дисках этого типа исчисляется гигабайтами (4,7 Гб, 8,5 Гб, 17 Гб). Часто на DVD-дисках записываются видеофильмы. Время их воспроизведения достигает 8 часов. Это 4-5 полноформатных фильмов. Пишущие оптические дисководы позволяют производить запись и перезапись информации на CD-RW и DVD-RW. Постоянное снижение цен на перечисленные виды устройств переводит их из категории "предметов роскоши" в общедоступные.

Все остальные типы устройств относятся к числу устройств ввода/вывода. Обязательными из них являются клавиатура, монитор и манипулятор (обычно - мышь). Дополнительные устройства: принтер, модем, сканер, звуковая система и некоторые другие. Выбор этих устройств зависит от потребностей и финансовых возможностей покупателя. Всегда можно найти источники справочной информации о моделях таких устройств и их эксплуатационных свойствах.

Вопросы и задания

1. От каких характеристик компьютера зависит его производительность?
2. Информационный объем какого порядка имеют: гибкие диски, винчестеры, CD-ROM, DVD-ROM?
3. Какие устройства памяти являются встроенными, какие - сменными?
4. Какие устройства ввода/вывода являются обязательными для ПК, какие - дополнительными?

Конструктивно составные части системного блока и магистраль располагаются на системной плате. На ней иногда бывают сосредоточены все необходимые для работы компьютера элементы. Такие платы называются All-In-One.

Однако большая часть компьютеров имеет системные платы, которые содержат лишь основные узлы, а элементы связи, например, с приводами накопителей, дисплеем и другими периферийными устройствами на ней отсутствуют. В таком случае эти отсутствующие элементы располагаются на отдельных печатных платах, которые вставляются в специальные разъемы расширения, предусмотренные для этого на системной плате. Эти дополнительные платы называют дочерними (daughterboard), а системную плату – материнской (motherboard).

Функциональные устройства, выполненные на дочерних платах, часто называют контроллерами или адаптерами, а сами дочерние платы – платами расширения. Таким образом, подключение отдельных модулей компьютера к магистрали, находящейся непосредственно на материнской плате, на физическом уровне осуществляется с помощью контроллеров, а на программном обеспечивается драйверами. Контроллер принимает сигнал от процессора и дешифрует его, чтобы соответствующее устройство смогло принять этот сигнал и правильно отреагировать на него. За его выполнение процессор не отвечает – отвечает лишь соответствующий контроллер, поэтому периферийные устройства компьютера заменяемы и набор таких модулей произволен. Большая часть периферийных устройств подсоединяется очень просто – снаружи, через разъемы на корпусе системного блока к выходам соответствующих контроллеров – портам.

Основу современных компьютеров образует аппаратура (HardWare) – совокупность электронных и электромеханических элементов и устройств, а принцип компьютерной обработки информации состоит в выполнении программы (Software) – формализованном описании алгоритма обработки в виде последовательности команд, управляющих процессом обработки.

Команда – двоичный код, который определяет действие вычислительной системы по выполнению какой-либо операции.

Операция – комплекс технологических действий, совершаемых над информацией по одной из команд программы.

Основными операциями при обработке информации на ЭВМ являются арифметические и логические. Арифметические операции включают в себя все виды математических действий, обусловленных программой, над целыми числами, дробями и числами с плавающей запятой. Логические операции обеспечивают действия над логическими величинами с получением логического результата.

В вычислительных системах последовательность действий, составляющих задачу обработки информации, называют процессом. Процесс определяется соответствующей программой, набором данных, которые в ходе реализации процесса могут считываться, записываться и использоваться, а также совокупностью сведений, определяющих состояние ресурсов ЭВМ, предоставленных процессу.

Персональный компьютер характеризуется развитым («дружественным») человеко-машинным интерфейсом, малыми габаритами, массой, относительно невысокой стоимостью и многофункциональностью (универсальностью) применения.

Одним из основных достоинств ПК, обеспечивших им потрясающий успех, явился принцип открытой архитектуры, заключающийся в том, что при проектировании ПК регламентируются и стандартизируются только принцип действия компьютера и его конфигурация (определенная совокупность аппаратных средств и соединений между ними). Построение ПК не единым неразъемным устройством, а на основе принципа открытой архитектуры (модульности построения), обеспечивает возможность их сборки из отдельных узлов и деталей, разработанных и изготовленных независимыми фирмами-изготовителями. Кроме того, такой компьютер легко расширяется и модернизируется за счет наличия внутренних расширительных разъемов, позволяющих пользователю добавлять разнообразные устройства, удовлетворяющие заданному стандарту, и тем самым устанавливать конфигурацию своей ЭВМ в соответствии со своими личными предпочтениями. Специалисты часто называют такие операции upgrade (расширить, обновить).

Упрощенная блок-схема, отражающая основные функциональные компоненты ПЭВМ в их взаимосвязи, изображена на рисунке 3.4.

Рисунок 3.4. Функциональные компоненты персонального компьютера

Конструктивно современный персональный компьютер состоит из четырех основных компонентов, которые образуют его базовую конфигурацию:

Системного блока, в котором размещаются устройства обработки и хранения информации;

Дисплея – устройства отображения информации;

Клавиатуры – основного устройства ввода информации в ПК;

Мышь манипулятора – для упрощения взаимодействия пользователя с ПК.

Корпус системного блока может иметь следующие варианты компоновки:

А. Горизонтальная (DeskTop)

Б. Вертикальная (Tower)

В системном блоке размещаются основные элементы компьютера, необходимые для выполнения программ:

Микропроцессор (МП), или центральный процессор (CPU, от англ. Central Processing Unit) – основной рабочий компонент компьютера, который выполняет арифметические и логические операции, заданные программой, управляет вычислительным процессом и координирует работу всех устройств компьютера;

Память (внутренняя – системная, включающая ОЗУ и ПЗУ, и внешняя – дисковая):

– ПЗУ, постоянное запоминающее устройство или постоянная память (от англ. ROM, Read Only Memory – память только для чтения), служит для хранения неизменяемой (постоянной) программной и справочной информации.

– ОЗУ, оперативное запоминающее устройство, или оперативная память (от англ. RAM, Random Access Memory – память с произвольным доступом), предназначено для оперативной записи, хранения и считывания информации (программ и данных), непосредственно участвующей в информационно-вычислительном процессе, выполняемом ПК в текущий период времени.

– Дисковая память относится к внешним устройствам ПК и используется для долговременного хранения любой информации, которая может когда-либо потребоваться для решения задач, в ней, в частности, хранится все программное обеспечение компьютера. В качестве устройств внешней памяти, размещаемых в системном блоке, используются накопители на жестких (НЖМД) и гибких (НГМД) магнитных дисках, накопители на оптических дисках (НОД) и др.

Контроллеры (адаптеры) служат для подключения периферийных (внешних по отношению к процессору) устройств к шинам микропроцессора, обеспечивая совместимость их интерфейсов. Они осуществляют непосредственное управление периферийными устройствами по запросам микропроцессора. Контроллеры реализуются, как правило, на отдельных печатных платах, часто называемых адаптерами устройств (от лат. adapto – преобразовываю);

Системная плата – основная интерфейсная система компьютера, обеспечивающая сопряжение и связь всех его устройств между собой.

Системная (материнская) плата

Системная плата обеспечивает три направления передачи информации: между микропроцессором и внутренней (основной) памятью, между микропроцессором и портами ввода-вывода внешних устройств, между внутренней (основной) памятью и портами ввода-вывода внешних устройств (в режиме прямого доступа к памяти). Устройства, непосредственно осуществляющие процесс обработки информации (вычисления), в том числе микропроцессор, оперативная память и шина, размещаются на ней, кроме того, на ней же располагается и контроллер клавиатуры и мыши. Схемы, управляющие другими внешними устройствами компьютера, как правило, находятся на отдельных платах, вставляемых в унифицированные разъемы (слоты) на материнской плате. Через эти разъемы контроллеры устройств подключаются непосредственно к системной магистрали передачи данных в компьютере – шине. Иногда эти контроллеры могут располагаться на системной плате.

В системном блоке располагается также блок питания, преобразующий переменное напряжение электросети в постоянное напряжение различной полярности и величины, необходимое для питания системной платы и других устройств компьютера, размещенных в системном блоке. Блок питания Содержит вентилятор, создающий циркулирующие потоки воздуха для охлаждения системного блока, сетевого энергопитания ПК. Кроме сетевого, в компьютере имеется также автономный источник питания – аккумулятор. К аккумулятору подключается таймер – внутримашинные электронные часы, обеспечивающие при необходимости автоматический съем текущего момента времени (год, месяц, часы, минуты, секунды и доли секунд). Таймер продолжает работать и при отключении компьютера от электросети.

Основными ведущими производителями системных плат являются компании Asustek, Intel, Giga-Byte, Abit и др.

Тест «Устройство компьютера»

Задание : внимательно читайте вопрос, затем выберите подходящий из вариантов ответа, ответ может быть только один.

Вопрос 1. Компьютер это -

устройство для обработки аналоговых сигналов;

устройство для хранения информации любого вида.

многофункциональное электронное устройство для работы с информацией;

электронное вычислительное устройство для обработки чисел;

Вопрос 2. Производительность работы компьютера (быстрота выполнения операций) зависит от:

тактовый частоты процессора;

объема обрабатываемой информации.

быстроты нажатия на клавиши;

размера экрана монитора;

Вопрос 3. Система взаимосвязанных технических устройств, выполняющих ввод, хранение, обработку и вывод информации называется:

1. программное обеспечение;

2. компьютерное обеспечение;

3. аппаратное обеспечение.

4. системное обеспечение;

Вопрос 4. Устройство для визуального воспроизведения символьной и графической информации -

1. процессор;

2. клавиатура.

3. сканер;

4. монитор;

Вопрос 5. Какое устройство не находятся в системном блоке?

1. видеокарта;

2. процессор;

3. сканер;

4. жёсткий диск;

5. сетевая карта;

Вопрос 6. Дисковод - это устройство для

1. чтения/записи данных с внешнего носителя;

2. хранения команд исполняемой программы.

3. долговременного хранения информации;

4. обработки команд исполняемой программы;

Вопрос 7. Какое устройство не является периферийным?

1. жесткий диск;

2. принтер;

3. сканер.

5. web-камера;

Вопрос 8. Принтер с чернильной печатающей головкой, которая под давлением выбрасывает чернила из ряда мельчайших отверстий на бумагу, называется

1. сублимационный;

2. матричный.

3. струйный;

4. жёсткий;

5. лазерный;

Вопрос 9. Программа - это последовательность…

1. команд для компьютера;

2. электрических импульсов;

3. нулей и единиц;

4. текстовых знаков;

Вопрос 10. При выключении компьютера вся информация теряется …

1. на гибком диске;

2. на жестком диске;

3. на CD-ROM диске;

4. в оперативной памяти;

Вопрос 11. Для долговременного хранения пользовательской информации служит:

1. внешняя память;

2. процессор;

3. дисковод;

4. оперативная память;

Вопрос 12. Перед отключением компьютера информацию можно сохранить:

1. в оперативной памяти;

2. во внешней памяти;

3. в регистрах процессора;

4. на дисководе;

Вопрос 13. Наименьшая адресуемая часть памяти компьютера:

4. машинное слово;

Вопрос 14. Магнитный диск предназначен для:

1. обработки информации;

2. хранения информации;

3. ввода информации;

4. вывода информации;

Вопрос 15. Где хранится выполняемая в данный момент программа и обрабатываемые ею данные?

1. во внешней памяти;

2. в оперативной памяти;

3. в процессоре;

4. на устройстве ввода;

Вопрос 16. Компакт-диск, предназначенный для многократной записи новой информации называется:

Вопрос 17. Программа – это…

1. обрабатываемая информация, представленная в памяти компьютера в специальной форме;

2. электронная схема, управляющая работой внешнего устройства;

3. описание последовательности действий, которые должен выполнить компьютер для решения поставленной задачи обработки данных;

4. программное управляемое устройство для выполнения любых видов работы с информацией;

Вопрос 18. Информация называется данными, если она представлена…

1. в виде текста из учебника;

2. в числовом виде;

3. в двоичном компьютерном коде;

4. в виде команд для компьютера.

Пояснительная записка

Изучая курс «Информатика и ИКТ», мы познакомились с одним из разделов «Информация и информационные процессы». После чего, ознакомившись, с этим разделом, мы выяснили, что информационные процессы в жизни людей и общества, в природе и технике имеют одинаковый характер и сводятся к четырем основным процессам: сбору, хранению, преобразованию и передаче, именно эти действия, совершаемые над информацией, и происходят с помощью компьютера. В разделе «Устройство компьютера» мы изучили схему работы ЭВМ (принципы фон-Неймана), магистрально модульный принцип построения компьютера, устройства компьютера. Изучение раздела закончено.

Цель контрольной работы посредством метода тестов определена выявлением уровня знаний и умений учащихся 8 класса по разделу «Устройство компьютера».

1. Выявить уровень сформированности знаний учащихся 9 класса по разделу.

2. Развивать навык работать самостоятельно без опоры на теоретическое положение учебника, пользуясь своими знаниями.

3. Воспитать собранность и аккуратность при выполнении контрольной работы.

За каждый правильный ответ присваивается один балл, в сумме необходимо набрать 18 баллов. Оценивание контрольной работы будет высчитываться в процентном соотношении, где:

100% - 95% (18-17 баллов) - отметка «5»

94% - 75% (16-13 баллов) - отметка «4»

74% - 51% (12-9 баллов) - отметка «3»

менее 50% (менее 9 баллов)- отметка «2» с последующей пересдачей, но при этом окончательный отметка будет на балл ниже.

Ключ к тесту контрольной работы

Взаимодействие устройств компьютера

Все рассмотренные выше устройства, из которых может состоять компьютерная система, определенным образом взаимодействуют между собой.

Схематично взаимодействие устройств показано на рис. 2.1. На нем видно, что центральными передаточными узлами являются системный и функциональный контроллеры – основные элементы чипсета материнской платы. Системный контроллер обменивается данными с процессором (и кэш-памятью) по системной шине, с оперативной памятью с помощью шины памяти и с видеоадаптером по шине AGP. Функциональный контроллер поддерживает «диалог» с платами расширения на шинах ISA, PCI, VLB, USB, IDE, с устройствами, подключенными к портам PS/2, последовательному и параллельному, а также с приводом гибких дисков и микросхемой BIOS.

Рис. 2.1. Схема взаимодействия устройств в компьютере.

Координатором всех действий является процессор, который выполняет программы и иногда в процессе должен принимать информацию от различных устройств. Чтобы устройства могли вовремя сообщать процессору о необходимости обработки поступившей информации, используется система прерываний.

Получив сигнал об активном прерывании, процессор приостанавливает текущий процесс, например выполнение программы. Это делается, чтобы обработать поступившую информацию. После этого и, возможно, соответствующих действий, процессор возвращается к прерванному ранее процессу.

Систему прерываний обычно поясняют, используя бытовую метафору. Замените мысленно процессор, выполняющий программу, на обедающего человека. Прием пищи – это процесс. Вдруг зазвонил телефон – это сигнал на прерывание: обед приостанавливается, обрабатывается информация, поступившая от собеседника. Когда информация обработана – разговор закончен, человек возвращается к обеду. Можно при этом создать список возможных прерываний обедающего человека: телефонный звонок, стук в дверь, захныкавший ребенок в соседней комнате и т. д.

Таким же образом процессор, выполняющий программу, может в случае необходимости приостанавливать текущий процесс, чтобы обработать поступившую информацию (например, о нажатой клавише) и, возможно, совершить соответствующее действие в ответ (сформировать сигнал для вывода на экран соответствующей буквы).

Существует определенный порядок обработки процессором прерываний (в зависимости от их приоритета, выраженного определенным номером). Чем меньше номер прерывания, тем выше его приоритет. Сигналы прерываний поступают от устройств не прямо на процессор, а на специальный контроллер прерываний, который знает, прерывание с каким номером соответствует какому устройству, и, получив сигнал от устройства, устанавливает сигнал прерывания с соответствующим номером в активное состояние.

Всего существует 16 прерываний, которые нумеруются числами от 0 до 15. Этого, как выясняется, очень мало.

ПРИМЕЧАНИЕ.

В некоторых случаях может быть задействован расширенный контроллер прерываний, и тогда их становится 24.

Почему же прерываний недостаточно, если плат расширения обычно подключено не более трех-четырех?

Дело в том, что некоторые прерывания уже закреплены за системными устройствами, поэтому свободных остается совсем немного. Кроме того, существуют устройства, которые норовят занять более одного прерывания (если в плате совмещены несколько различных устройств). Хорошо еще, что современные устройства для шины PCI, как правило, «знают» о проблемах с недостатком прерываний, и часто вполне могут уживаться на одном прерывании вдвоем или даже втроем. Впрочем, несложно догадаться, что стабильность и скорость работы системы от этого снижается.

Рассмотрим кратко, каким образом используются прерывания и какие из них можно выделить для плат расширения.

Прерывание 0 – наиболее приоритетное, жестко закреплено за системным таймером. Оно не может быть использовано каким-либо другим устройством.

Прерывание 1 – жестко закреплено за контроллером клавиатуры. Таким образом, сигналы от клавиатуры по умолчанию являются наиболее приоритетными пользовательскими сигналами. Первое прерывание не может быть назначено какому-либо другому устройству.

Прерывание 2 – имеет техническое значение. С его помощью изначальное количество прерываний путем некоторых системных манипуляций в свое время было увеличено с 8 до 16. Таким образом, это прерывание также не может быть использовано каким-либо устройством.

Прерывание 3 – обычно используется вторым последовательным портом компьютера. Если это так, то оно не может быть назначено другим устройствам. Однако если данный порт не нужен, то его можно отключить, и тем самым прерывание 3 освободится для использования другими устройствами.

Прерывание 4 – аналогично использованию прерывания № 3 только для первого последовательного порта.

Прерывание 5 – изначально является свободным и может назначаться различным устройствам по усмотрению пользователя (или операционной системы, если в ней предусмотрена автоматическая настройка).

ВНИМАНИЕ!

Если необходимо использовать звук в играх (особенно старых) или же в системе установлена звуковая карта, совместимая с Sound Blaster Pro и подключаемая к шине ISA, то пятое прерывание должно быть закреплено за звуковой картой.

Прерывание 6 – жестко закреплено за контроллером привода гибких дисков. Оно не может использоваться какими-либо другими устройствами (за исключением случая, когда привод гибких дисков в системе отсутствует и BIOS может сообщить операционной системе об этом).

Прерывание 7 – обычно используется параллельным портом компьютера. Однако если данный порт не нужен, то его можно отключить, а прерывание 7 назначить другим устройствам.

Прерывание 8 – жестко закреплено за часами реального времени и не может быть использовано другими устройствами.

Прерывание 9 – изначально является свободным и может использоваться платами расширения по усмотрению пользователя или операционной системы. Однако довольно часто данное прерывание использует система расширенного управления питанием или контроллер USB-порта, так что претендентов на него вполне достаточно.

Прерывание 10 – является изначально свободным и может использоваться платами расширения по усмотрению пользователя или операционной системы.

Прерывание 11 – также является изначально свободным и может использоваться платами расширения по усмотрению пользователя или операционной системы. Однако обычно оно закрепляется за видеоадаптером, если, конечно, для него вообще выделено отдельное прерывание.

Прерывание 12 – жестко закреплено за мышью, подключаемой к порту PS/2. Поскольку большинство современных компьютеров оснащены именно такой мышью, прерывание 12 оказывается занятым. Если PS/2-мышь в системе отсутствует, то прерывание можно освободить и назначить другим устройствам.

Прерывание 13 – жестко закреплено за встроенным или внешним математическим сопроцессором. Даже если такой отсутствует (например, используется система на базе процессора 80 386SX при отсутствующем сопроцессоре 80 387), прерывание 13 остается занятым, и другие устройства не могут его использовать.

Прерывание 14 – жестко закреплено за первым каналом контроллера IDE. Обычно IDE-контроллер в системе используется, поэтому о назначении прерывания 14 платам расширения можно забыть.

ПРИМЕЧАНИЕ.

Теоретически в редчайших случаях, когда первый канал встроенного IDE-контроллера оказывается ненужным, его можно отключить, и, если позволяет программа настройки параметров BIOS, освободить прерывание № 14 для назначения другим устройствам.

Прерывание 15 – возможности его использования аналогичны прерыванию 14, только в отношении второго канала контроллера IDE.

Таким образом, для использования платами расширения остается совсем немного прерываний – номера 5, 9, 10 и, возможно, 11.

В некоторых случаях для корректного взаимодействия с системой платы расширения используют также каналы прямого доступа к памяти (DMA – Direct Memory Access). Хотя существует всего восемь таких каналов (они нумеруются числами от 0 до 7), из них недоступными для плат расширения являются только канал 4, который используется самим контроллером прямого доступа к памяти для корректной работы, и 2, жестко закрепленный за контроллером привода гибких дисков.

Если параллельный порт компьютера работает в режиме ECP, то для него обычно выделяется DMA-канал 3 (с другим каналом он, скорее всего, просто не будет работать).

Понятие о взаимодействии устройств при помощи системы прерываний и каналов прямого доступа к памяти может помочь быстро решить проблему на уровне операционной системы или BIOS в случае возникновения конфликта устройств по ресурсам.

Из книги Архитектура операционной системы UNIX автора Бах Морис Дж

11.3 ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ В СЕТИ Программы, поддерживающие межмашинную связь, такие, как электронная почта, программы дистанционной пересылки файлов и удаленной регистрации, издавна используются в качестве специальных средств организации подключений и информационного

Из книги Программирование в X Window средствами Free Pascal автора Полищук А П

Из книги Основы объектно-ориентированного программирования автора Мейер Бертран

Взаимодействие с не объектным ПО До сих пор, элементы ПО выражались полностью в ОО-нотации. Но программы появились задолго до распространения ОО-технологии. Часто возникает необходимость соединить объектное ПО с элементами, написанными, например, на языках С, Fortran или

Из книги Программирование на языке Ruby [Идеология языка, теория и практика применения] автора Фултон Хэл

18.2.3. Взаимодействие с РОР-сервером Многие серверы электронной почты пользуются почтовым протоколом (Post Office Protocol - POP). Имеющийся в Ruby класс POP3 позволяет просматривать заголовки и тела всех сообщений, хранящихся для вас на сервере, и обрабатывать их как вы сочтете нужным.

Из книги Курс "Язык программирования PHP" автора Савельева Нина Владимировна

Из книги XSLT автора Хольцнер Стивен

Из книги Программирование КПК и смартфонов на.NET Compact Framework автора Климов Александр П.

Взаимодействие XT с Java Процессор XT также может работать с Java. API XT спроектирован для работы с классами, определенными в Project X TR2 фирмы Sun, которые поддерживают обработку XML. Вам будет необходим файл xml.jar фирмы Sun, который можно получить, загрузив Project X TR2. Чтобы получить xml.jar,

Из книги Linux: Полное руководство автора Колисниченко Денис Николаевич

Взаимодействие с ActiveSync Разработчики теперь могут запускать и останавливать процесс синхронизации ActiveSync, используя методы ActiveSyncStart и

Из книги Macromedia Flash Professional 8. Графика и анимация автора Дронов В. А.

3.3. Взаимодействие процессов Из всех средств межпроцессного взаимодействия, которыми так богаты UNIX-подобные ОС, в этой главе мы рассмотрим только конвейеры и

Из книги Firebird РУКОВОДСТВО РАЗРАБОТЧИКА БАЗ ДАННЫХ автора Борри Хелен

Взаимодействие с мышью Для взаимодействия с мышью служит объект Mouse. Единственный экземпляр этого объекта под именем Mouse создается самим Flash.Прежде всего, этот объект предоставляет методы hide и show. Первый метод скрывает курсор мыши, а второй - вновь выводит его на экран. Ни

Из книги CSS3 для веб-дизайнеров автора Сидерхолм Дэн

Взаимодействие ограничений Комбинируя формальное ссылочное ограничение с другими ограничениями целостности (см. главу 16), можно реализовать большинство (если не все) бизнес-правил с высокой степенью точности. Например, ограничение столбца NOT NULL будет корректировать

Из книги Мир InterBase. Архитектура, администрирование и разработка приложений баз данных в InterBase/FireBird/Yaffil автора Ковязин Алексей Николаевич

Целиться на взаимодействие Если в течение последних нескольких лет мы все делали правильно, то работали на основе веб-стандартов (семантическая HTML-разметка и CSS для форматирования, шрифтов, цветов и так далее), оставляя большинство интерактивных эффектов – анимацию,

Из книги Цифровая фотография. Трюки и эффекты автора Гурский Юрий Анатольевич

Преобразовывая взаимодействие Результат получился довольно впечатляющим, учитывая совсем небольшое количество написанного CSS-кода. Б?льшая часть эффекта достигается непосредственно за счет браузеров, которые поддерживают CSS-свойства, – вместо того, чтобы привлекать

Из книги Идеальный программист. Как стать профессионалом разработки ПО автора Мартин Роберт С.

Взаимодействие транзакций Интересен процесс определения, является ли текущая версия мусором или, возможно, она еще нужна какой-то транзакции.Для описания этого процесса придется ввести несколько важных понятий. Прежде всего, надо отметить, что все определения строятся

Из книги автора

3.9. Калибровка устройств компьютера Профили устройств Что делать, если один и тот же файл на разных мониторах выглядит по-разному? И откуда берутся различия в картинке, если один и тот же снимок распечатать на разных принтерах? В таких случаях устройства чаще всего

Из книги автора

Взаимодействие Уведомите свою группу и начальство о неприятностях. Изложите свой план по выходу из кризиса. Обратитесь к ним за информацией и советом. Избегайте сюрпризов. Ничто не сердит людей и не делает их менее рациональными так, как сюрпризы. Сюрпризы повышают

8 класс
1.Какое устройство компьютера моделирует мышление человека?
-Процессор
-оперативная память
-дисковод
-внешняя память
-винчестер

2.Действия над исходной информацией (фактами) в соответствии с некоторыми правилами - это
-передача информации
-хранение информации
-обработка информации
-прием информации
-отправление информации

3.Из предложенных сообщений выбрать правило
-бит - единица измерения информации
- А.С.Пушкин - великий русский поэт
-сумма углов в треугольнике равна 180 градусам
-при умножении простых дробей их числители и знаменатели перемножаются

4.Для кого, вероятнее всего, будет информативным следующее сообщение: «Программа - это алгоритм, записанный на языке программирования»?
-шофер
-парикмахер
-учитель биологии
-начинающий программист
-профессиональный программист

5.Где хранится выполняемая в данный момент программа и обрабатываемые ею данные?
-во внешней памяти
-в оперативной памяти
-в процессоре
-на устройстве вывода
-на устройстве ввода

6.Какое устройство компьютера осуществляет процесс дискретизации звука?
-звуковая карта
-колонки
-наушники
-микрофон
-процессор

7.Информативность сообщения, принимаемого человеком, определяется
-способом передачи сообщения
-способом обработки принимаемого сообщения
-способом приема сообщения
-временем приема сообщения
-наличием новых знаний и понятностью

8.Вместо многоточий вставьте соответствующие понятия: «Каталог содержит информацию о..., хранящихся в...»
A) файлах, внешней памяти Б) программах, внешней памяти
B) файлах, оперативной памяти Г) программах, оперативной памяти

9.Указать команду(ы), при выполнении которой(ых) выделенный фрагмент попадает в буфер обмена
А) заменить Б) вставить В) вырезать и копировать Г) проверить орфографию

10.Какие из перечисленных действий относятся к форматированию текста?
-копирование фрагмента текста
-удаление символа
-вставка символа
-установка режима выравнивания
-выделение фрагмента текста

11.В прикладное программное обеспечение входят:
А) системы программирования Б) операционная система В) текстовые редакторы
12.Операционная система - это
-комплекс программ, организующих управление работой компьютера и его взаимодействие с пользователем
-совокупность основных устройств компьютера
-техническая документация компьютера
-архитектура компьютера

13.Предложены команды
Создать файл Home.txt
Создать каталог TOWN
Создать каталог STREET
Войти в созданный каталог
Сделать диск А текущим.
Расположить пронумерованные команды так, чтобы был получен алгоритм, с помощью которого на пустой дискете создается файл с полным именем A:\TOWN\STREET\Home.txt
A) 5,2,4,3,4,1
Б) 5,2,3,1
B) 5,1,3,4,
Г) 5,1,2,3,4
Д)1,3,2,5

14.Для хранения текста требуется 84000 бита. Сколько страниц займет этот текст, если на странице размещается 30 строк по 70 символов в строке? Для кодирования текста используется таблица кодировки, состоящая из 256 символов.

15.Книга состоит из 64 страниц. На каждой странице 256 символов. Какой объем информации содержится в книге, если используется алфавит из 32 символов?
А) 81920 байтов Б) 40 Кбайт В)10 Кбайт Г) 16 Кбайт Д) 64 Кбайт

16.Сколько символов содержит сообщение, записанное с помощью 16-символьного алфавита, если его объем составил 1/16 часть Мегабайта?

17.Сколько памяти занимает графическое изображение, если его размер 40x60 и для кодирования цвета пикселя используется двоичный код из 32-х битов.
А) 2400 байтов Б) 2100 байтов В) 960 байтов Г) 9600 байтов Д) 12000 байтов

18.Текст занимает 0,25 Кбайт памяти. Сколько символов содержит этот текст, если используется таблица кодировки, состоящая из 256 символов?

19.Сколько битов информации содержится в сообщении объемом четверть Килобайта?
Пожалуйста решите.