Презентация "Аппаратная реализация компьютера" (9 класс) по информатике – проект, доклад

Аппаратная реализация компьютера

Компьютер (от анг. computer – вычислитель) – это программируемое электронное устройство, предназначенное для накопления, обработки и передачи информации.

Архитектура компьютера – это его описание на некотором общем уровне, включающее логическую организацию, структуру и ресурсы компьютера

В основе архитектуры компьютера

принцип Джона Фон Неймана

магистрально-модульный принцип

Принцип Джона Фон Неймана

Устройство ввода-вывода информации. Адресуемая память Процессор (устройство управления и арифметико-логическое устройство) Хранение данных и программ вместе

Магистрально- модульный принцип построения компьютера

Компьютер состоит из отдельных блоков - модулей. Модули связаны между собой через набор электронных линий – магистраль.

Магистраль обеспечивает обмен данными между устройствами компьютера

Магистраль

Шина адреса. Каждое устройство имеет свой адрес. По адресной шине передаются адреса устройств, с которыми будет происходить обмен информацией(в одном направлении) Шина данных. По ней передается необходимая информация (от устройства к устройству в любом направлении) Шина управления. По шине управления передаются сигналы, определяющие характер обмена информацией (запись,считывание)

Интерфейс – это средство сопряжения двух устройств, в котором все физические и логические параметры согласуются между собой

Все внешние устройства подключаются в шине через контроллеры и порты.

Порты Последовательные Параллельные

Современный компьютер

В компактном исполнении (notebook)

В карманном исполнении (handheld) )

В настольном исполнении (desktop)

Системный блок компьютера

Самый главный блок компьютера. К нему подключаются все остальные блоки. Корпус системного блока может иметь компоновку горизонтальную (DeskTop) или вертикальную (Tower )

блок питания системная (материнская) плата; магистраль; процессор; звуковая карта; видеокарта ; накопители на жёстких магнитных дисках; накопители на гибких магнитных дисках; оптические, магнитооптические и пр. накопители;

Процессор

Процессор - это электронная схема, выполняющая обработку информации.

Назначение процессора

Выполнять команды программы, находящейся в оперативной памяти. Координировать работу всех устройств компьютера.

Состав процессора

устройство управления; арифметико-логическое устройство; регистры памяти; шины данных, команд, адресов

Характеристики процессора

Тактовая частота – скорость передачи информации между устройствами компьютера( МГц ГГц, 1МГц = 1млн. тактов в секунду) Разрядность процессора – это число одновременно обрабатываемых процессором битов (регистр – ячейка процессора, в кот. хранится машин. слово); Адресное пространство –максимальное количество памяти, которое процессор может обслужить (2N – объем адресного пространства процессора)

Материнская плата

Материнская (системная) плата - центральная часть компьютера, на которой размещаются центральный процессор, сопроцессор, контроллеры, оперативная память (RAM), кэш-память, элемент ROM-BIOS (базовой системы ввода/вывода), аккумуляторная батарея, кварцевый генератор тактовой частоты и слоты (разъемы) для подключения других устройств.

Память компьютера

Внутренняя память компьютера

Внешняя память компьютера

Оперативная память (ОЗУ)

Специальная память (ПЗУ, модуль BIOS, CMOSRAM)

Кэш-память

Оперативная память (RAM - Random Access Memory)

ОЗУ - это энергозависимый вид памяти компьютера, предназначенный для хранения информации.

Объем оперативной памяти зависит от количества разрядов, отведенных под адрес. В современных ПК он составляет от 512 Мбайт до 4 Гигабайт. Важнейшей характеристикой модулей ОЗУ является быстродействие, которое зависит от максимально возможной частоты операций записи или считывания информации из ячеек памяти.

Кэш-память - очень быстрое запоминающее устройство небольшого объема, которое используется при обмене данными между процессором и оперативной памятью для компенсации разницы в скорости обработки информации процессором и несколько менее быстродействующей оперативной памятью.

Внешняя (от 256 Кбайт до 1 Мбайт)

Внутренняя (от 8 до 64 Мбайт)

Специальная память

Перепрограммируемая постоянная память (Flash Memory) )

Постоянная память (ROM)

Память CMOS RAM

Внешняя (вспомогательная) память - это долговременная энергонезависимая память для хранения данных (программ, текстов, расчетов и т.д.) Внешняя память не имеет прямой связи с процессором. Информация от ВЗУ к процессору и наоборот циркулирует примерно по следующей цепочке:

Для работы с внешней памятью необходимо наличие накопителя и носителя. Накопители - устройства для записи и (или) считывания информации. Носители - устройства для хранения информации.

Основные виды накопителей: накопители на гибких магнитных дисках (НГМД); накопители на жестких магнитных дисках (НЖМД); дисководы CD-ROM, DWD.

Основные виды носителей: Гибкие магнитные диски (Floppy Disk); Жесткие магнитные диски (Hard Disk); диски CD-ROM, CD-R, CD-RW, DWD.

Основные характеристики накопителей и носителей: информационная емкость; скорость обмена информацией; надежность хранения информации; стоимость.

Принципы записи и считывания

Оптический Магнитный

Floppy Disk Drive (приводы или дисководы флоппи-дисков (гибких дисков)) в качестве носителя информации используют дискеты - носители небольшого объема информации, которые предназначены для переноса информации с одного компьютера на другой.

Гибкий магнитный диск

Устройство дискеты

Форматирование

Форматирование – процесс разметки дисков на дорожки и сектора

Жесткий магнитный диск (винчестер)

Винчестеры или накопители на жестких дисках – это внешняя память большого объема, предназначенная для долговременного хранения информации, объединяющая в одном корпусе сам носитель информации и устройство записи/чтения.

Жесткий магнитный диск

Для удобства работы жесткий диск делится на разделы - логические диски, каждый из которых для пользователя выступает как отдельный диск. Они получают имена С:, D:, E: и так далее.

Оптический (лазерный) диск

Принцип цифровой записи на лазерный диск отличается от принципа магнитной записи.

В отличие от магнитных дисков лазерный диск имеет всего одну физическую дорожку в форме спирали, идущей от наружного диаметра диска к внутреннему.

Flash – диски (карты)

Flash-память - это энергонезависимый тип памяти, позволяющий записывать и хранить данные в микросхемах. Устройства для чтения – картридер

Аппаратные средства для преобразования информации из формы понятной человеку, в форму, воспринимаемую компьютером.

Устройства ввода

Как правило используется 101-103-клавишная клавиатура американского стандарта.

Стандартное устройство для ввода информации в компьютер. С ее помощью можно вводить числовую и текстовую информацию.

Устройства ввода Клавиатура

Виды клавиатур Мембранная Механическая Полумеханическая

Контакт на мембранной клавиатуре образуется с помощью тонких металлизированных слоев, находящихся на смежных поверхностях двух пластиковых мембран. Возврат клавиш происходит с помощью упругого резинового элемента. Преимущества этой клавиатуры: низкий шум, дешевизна и относительная устойчивость к загрязнениям. В полумеханической клавиатуре вместо нижней мембраны используют печатную плату: считается, что из-за более толстого слоя металлизации срок службы такой конструкции больше, чем в предыдущей. Механическая клавиатура, наиболее дорогая и совершенная - клавиши поджаты пружинами, а замыкание осуществляется без механического контакта через герконы или другие электромагнитные приборы, расположенные на печатной плате.

Характеристики клавиатур

Устройства ввода Манипуляторы

Устройство управления курсором. Нажатие на кнопку мыши компьютер воспринимает как указание на выполнение заданного действия.

Мышь

Перемещение мыши по ровной поверхности приводит к вращению внутри нее шарика, что вызывает соответствующее перемещение курсора на экране монитора

Джойстик

Устройство управления в компьютерных играх. Представляет собой рычаг на подставке, который можно отклонять в двух плоскостях. На рычаге могут быть разного рода гашетки и переключатели. Также словом «джойстик» в обиходе называют рычажок управления, например, в мобильном телефоне.

Сенсорный экран Световое перо Графический планшет Тачпад

Сенсорные устройства ввода

Сенсорный экран

СЕНСОРНЫЙ ЭКРАН - предназначен для управления устройствами с помощью простого прикосновения к экрану

Световое перо

СВЕТОВОЕ ПЕРО — (англ. light pen, также — стило, англ. stylus) — один из инструментов ввода графических данных в компьютер. Ввод данных с помощью светового пера заключается в прикосновениях или проведении линий пером по поверхности экрана монитора.

ДИГИТАЙЗЕР (со световым пером) — графический планшет (или дигитайзер, диджитайзер, от англ. digitizer) — это устройство для ввода рисунков от руки непосредственно в компьютер. Состоит из пера и плоского планшета, чувствительного к нажатию или близости пера.

Графический планшет

Тачпад и трекпойнт

ТАЧПАД (англ. touchpad — сенсорная площадка), сенсорная панель — указательное устройство ввода, применяемое, чаще всего, в ноутбуках.

ТРЕКПОЙНТ (TrackPoint) - координатное устройство, представляет собой миниатюрный джойстик с шершавой вершиной 5-8 мм, расположен на клавиатуре между клавишами и управляется нажатием пальца.

Сканер — устройство для ввода графической и текстовой информации в компьютер. Функция сканера — получение электронной копии документа, созданного на бумаге.

Сканер

Различаются по следующим параметрам: Глубина распознавания цвета; Оптическое разрешение, измеряется в точках на дюйм (ppi); Конструкция: ручные, страничные, планшетные.

Виды сканеров

Характеристики сканеров

Устройства вывода информации

Это аппаратные средства для преобразования компьютерного представления информации в форму, понятную человеку. Монитор Принтер Устройства звукового вывода Плоттер

Характеристики мониторов: Разрешение - количество точек в выводимом изображении по горизонтали и вертикали; Размер экрана по диагонали – измеряется в дюймах; Размер зерна экрана расстояние между точками на экране.

Монитор - устройство визуального отображения текстовой и графической информации.

Монитор (дисплей)

Классификация мониторов

Видеокарта

Видеокарта (видеоадаптер) предназначен для хранения видеоинформации и ее отображения на экране монитора.

Она непосредственно управляет монитором, а также процессом вывода информации на экран.

Принтеры

Классификация принтеров по способу формирования изображения

Классификация принтеров по способу печати

Классификация принтеров по технологии печати

Матричные Струйные Лазерные LED-принтеры (светодиодные) Принтеры с изменением фазы красителя Принтеры с термосублимацией Принтеры с термопереносом восковой мастики

Основные пользовательские характеристики:

Разрешение – величина самых мелких деталей изображения, передаваемых при печати без искажений. Измеряется в dpi (dot per inch) – числе наносимых отдельных точек красителя на дюйм бумаги. Количество цветов. Быстродействие – количество знаков или страниц, распечатываемых за секунду или минуту. Измеряется для матричных принтеров в cps (character per second) – числе символов, печатаемых в секунду, для струйных и лазерных принтеров в ppm (pages per minute) – числе страниц, печатаемых в минуту.

Матричные принтеры

ПРИНЦИП РАБОТЫ

Характеристики матричных принтеров

ДОСТОИНСТВА и НЕДОСТАТКИ матричных принтеров

Струйные принтеры

Характеристики струйных принтеров

Лазерные принтеры

Характеристики лазерных принтеров

Плоттеры (графопостроители)

Классификация плоттеров

Классификация плоттеров по типу пишущего узла

Максимальный размер изображения. Допустимые типы и ширина линий Набор используемых шрифтов Скорость рисования

Акустические устройства

Количество колонок и динамиков Выходная мощность – зависит от технических характеристик усилителя и динамиков (для индивидуального прослушивания достаточно мощности 10 Вт, для аудитории – 30 Вт на канал) Диапазон воспроизводимых частот

Звуковая плата

Звуковые карты используются для записи и воспроизведения различных звуковых сигналов: речи, музыки, шумовых эффектов. Чтобы услышать эти сигналы к компьютеру присоединяют колонки или наушники, которые преобразуют данные в двоичном представлении в звук