Урок по предмету информатика в 7 классе по теме "Устройство компьютера"
материал (7 класс) по теме

МОСКВА, 2006 г.
Устройство компьютера и периферийное оборудование Компьютер NT
Карманный Персональный Компьютер
Ноутбук
Устройство компьютера и периферийное оборудование
Типы персональных компьютеров Любой компьютер (даже самый большой) состоит из четырех частей - устройства ввода информации, устройства обработки информации, устройства хранения и устройства вывода информации. Конструктивно эти части могут быть объединены в одном корпусе размером с книгу (компьютеры класса Notebook - записная книжка) или же каждая часть может состоять из нескольких достаточно громоздких устройств.Чаще всего персональный компьютер состоит из системного блока, видеомонитора, клавиатуры, принтера, мыши. Иногда к компьютеру дополнительно подключаются звуковые колонки, головные телефоны и микрофон, а также другие устройства ввода и вывода информации, например, устройство ввода графической информации, которое называется сканер.
Устройство компьютера и периферийное оборудование
Ноутбук - это портативный персональный компьютер. Он может обладать всеми функциями обычного стационарного компьютера, но всегда имеет важное преимущество над ним: ноутбук - это переносной компьютер, который можно использовать в любом месте и  даже в дороге. Таким образом, можно сказать, что ноутбук - это мобильный персональный компьютер. Питание такого компьютера осуществляется от встроенных батарей, которые требуют периодической подзарядки.
Ноутбук Toshiba Satellite 5105-s501
Устройство компьютера и периферийное оборудование
Карманные персональные компьютеры - это электронные записные книжки, среди нех есть клавиатурные  и бесклавитурные (Palm). Часто эти компьютеры называют "наладонными". Многие сегодня пользуются электронными записными книжками. Они удобны и функциональны. С их помощью можно хранить несколько тысяч телефонов и адресов, отыскав нужный всего за 2-3 секунды. А то, что практически во всех электронных книжках есть калькулятор, позволяет не носить с собой сразу два устройства.
Карманный клавиатурный компьютер   Casio Cassiopea A-11A
Бесклавиатурный "наладонник"   Palm m100, его вес 125 г, а габариты 11.84 x 7.92 x 1.83 см
Устройство компьютера и периферийное оборудование
Информация в Palm вводится с помощью специального пера - стилуса. Для ввода букв и цифр можно либо писать с помощью специальных символов "Граффити" в соответствующей области, либо вызвать на экран экранную клавиатуру (в нижних углах в области граффити).  Печатать на клавиатуре настольного компьютера, конечно, получается намного быстрее, но для ввода небольшого количества информации (адреса, телефоны) и граффити вполне подходит.С помощью КПК можно вести адресную книгу, хранить список важных дел,  причем записная книжка сама напомнит о том, что пора занятся каким-то делом, можно вести учет доходов и расходов, в КПК можно ввести программу переводчик, которая является многоязычным словарем, то есть показывает на экране значение слов на нескольких языках и, конечно, в КПК можно вводить тексты книг, справочников и читать их с помощью программы "читалки", например в дороге.
Устройство компьютера и периферийное оборудование
Устройстваввода
КлавиатураМышьТрекболТачпадМикрофонСканерЦифровая камераДжойстик
МАГИСТРАЛЬ
Процессор
Оперативная память
Долговременнаяпамять
Устройствавывода
Устройства передачи/приёма
НГМДНЖМДCD/DVD - дискиUSB-driveКарта памяти
МониторПринтерКолонкиПлоттер
Сетевая картаМодем
Устройство компьютера и периферийное оборудование
Функциональная схема компьютера В основу устройства компьютера положен принцип открытой архитектуры, т.е. возможность подключения к системе дополнительных независимо разработанных устройств для различных прикладных применений. Все устройства подключаются к системе и взаимодействуют друг с другом через общую шину.Устрйства, подключаемые к шине, разделяются на два основных типа: bus masters и bus slaves. Bus masters - это устройства, способные управлять работой шины, то есть инициировать запись/чтение и т. п. Bus slaves - соответственно, устройства, которые могут только отвечать на запросы. Важнейшей характеристикой шины является ее разрядность, которая определяет количество данных, передаваемых по шине одновременно (за один такт). Понятно, что чем больше разрядность шины, тем больше ее производительность, хотя, правда, это и не всегда так, так как количество передаваемой в секунду информации зависит еще и от собственно ее частоты. По назначению шины можно разделить на три категории: Шина данных Адресная шина Шина управления
Устройство компьютера и периферийное оборудование
1/2
Шина данных. По этой шине происходит обмен данными между процессором, картами расширения и памятью. Особую роль здесь играет так называемый DMA-контроллер (Direct Memoy Access), через который происходит управление транспортировкой данных, минуя процессор. Разрядность шины данных может составлять 8 бит, 16 бит, 32 бит и так далее.Адресная шина. Данные, которые в большом количестве кочуют по шине через материнскую плату, должны, в конце концов, сделать где-нибудь промежуточную остановку. Местом для этой остановки являются отдельные ячейки памяти. Каждая ячейка должна иметь свой адрес. Следовательно, объем памяти, который может адресовать процессор, зависит от разрядности адресной шины. Шина управления. Конечно же, незачем просто транспортировать данные по шине и располагать их в памяти, если непонятно, куда их нужно переслать и какое устройство в них нуждается. Разрешение этой проблемы на себя взяла шина контроллера, называемая также системной шиной, или шиной управления.
Устройство компьютера и периферийное оборудование
2/2
Трекбол
Сканер
Тачпад
Руль
Джойстик
Геймпад
Клавиатура
Мышь
Цифровой фотоаппарат/видеокамера
Web-камера
Микрофон
Устройство компьютера и периферийное оборудование
1/1
Устройства ввода Колонки
Наушники
Монитор
Принтер
Устройство компьютера и периферийное оборудование
1/1
Плоттер
Устройства вывода Центральный процессор (CPU - central processor unit) - "мозг" компьютера, именно он распознает и выполняет команды и программы, задаваемые компьютеру, считывает и записывает информацию в память, передает команды другим частям компьютера. От того, насколько мощный процессор установлен в компьютере, во многом зависит его производительность.С внешними устройствами процессор может обмениваться данными благодаря общей шине, в состав которой входят  шины адреса, данных и управления. Разрядность  шины  может быть - 8, 16, 32, 64. Процессор может выполнять четыре основных математических действия: сложение, вычитание, умножение и деление над двоичными числами, а, кроме того, операции компьютерной логики: срав-нение, условный переход и повторение.
Устройство компьютера и периферийное оборудование
1/1
Оперативная память (ОЗУ - оперативно запоминающее устройство) Практически любой  компьютер оснащен оперативной памятью, выполненной на микросхемах. Она состоит из определенного количества ячеек памяти, каждая из которых имеет свой собственный адрес или просто номер в двоичном коде. Оперативная память предназначена в основном для хранения выполняемых программ и их данных в течение всего времени, пока компьютер работает. Она подобна грифельной доске, информация на которой постоянно вытирается, заменяется новой и полностью исчезает после выключения компьютера.Бывает ОЗУ объемом 0,64, 1, 4, 8, 16, 32, 64 и более Мбайт. Информация в оперативной памяти хранится до момента выключения компьютера.
Устройство компьютера и периферийное оборудование
1/2
ПЗУ - постоянное запоминающее устройство (BIOS - Basic Input/Output System)Системная плата любого компьютера содержит постоянное запоминающее устройство - микросхему с записанным набором программ: - программу первоначальной загрузки компьютера. Программа первоначальной загрузки получает управление после успешного завершения тестов и делает первый шаг для загрузки операционной системы. - программу первоначального тестирования компьютера. Эта программа получает управление сразу после включения компьютера. Она проверяет все подсистемы компьютера. В случае обнаружения ошибки или неисправности компьютера отображает на экране соответствующее сообщение; -базовую систему ввода-вывода. Она представляет набор программ, используемых для управления основными устройствами компьютера. Базовая система ввода-вывода позволяет отображать на экране компьютера символы и графику, записывать и читать данные с магнитных дисков и т.д.
Устройство компьютера и периферийное оборудование
2/2
Внешняя (долговременная) памятьКроме собственной электронной памяти  (ОЗУ), или, так сказать, внутренней памяти компьютера он имеет и ВНЕШНЮЮ ПАМЯТЬ, размещаемую на внешних носителях информации. Внешняя память, по объему, как правило, гораздо больше оперативной памяти компьютера, однако скорость взаимодействия процессора с оперативной памятью выше, чем с любыми внешними накопителями.
CD/DVD-диск
USB-Drive
Жёсткий диск
Карта памяти
Дискета 3,5''
Устройство компьютера и периферийное оборудование
1/1
Монитор - это устройство, через которое мы воспринимаем всю визуальную информацию от компьютера. Данные, отображаемые на экране монитора, хранятся в определенном блоке памяти компьютера (видеопамять). Управляет работой монитора устройство, размещенное в системном блоке и называемое видеокартой или видеоадаптером. Видеокарта вместе с монитором и образуют видеосистему.  Процессор помещает в видеопамять  данные, а видеокарта   монитора примерно 60 раз в секунду просматривает данные и рисует соответствующее их содержанию изображение на экране. Современные мониторы бывают постороенными на основе электронно-лучевой трубки (CRT) или жидко-кристаллическими (LCD).  В CRT-мониторах изображение получается в результате свечения специального вещества - люминофора под воздействием потока электронов.
Монитор
Устройство компьютера и периферийное оборудование
1/3
LCD-мониторы сделаны из вещества, находящегося в жидком состоянии, но имеющего при этом некоторые свойства кристаллов. Молекулы жидких кристаллов меняют свойство проходящего сквозь них светового луча, таким образом на мониторе создается изображение.  В настоящее время по показателю цена-качество CRT-мониторы превосходят LCD, т.е. при равном качестве LCD-мониторы дороже. Но зато в LCD-мониторах совершенно отсутствует вредное электро-магнитное излучение, а также уровень потребления энергии примерно на 70% ниже, чем у CRT.Один из показателей, характеризующих мониторы  -размеры экрана. В настоящее время можно купить мониторы с размерами экрана от15 до 21 дюйма по диагонали (1 дюйм=2,54см). Экран дисплея может работать в двух основных режимах: текстовом и графическом. Текстовый режим для экрана является стандартным, а переход в графический режим достигается под управлением программ.В текстовом режиме экране обычно разбивается на 25 строк по 80 символов в строке. В каждую позицию экрана, называемую иногда техническим термином "знакоместо", из 9*14 пикселов может быть выведен один из 256 символов.
Устройство компьютера и периферийное оборудование
2/3
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 пикселями, 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 пикселя экрана. Графические режимы характеризуются такими показателями как - разрешающая способность (количество точек, с помощью которых на экране воспроизводится изображение)  - типичные в настоящее время уровни разрешения 800*600 точек или 1024*768 точек. Однако для мониторов с большой диагональю может использоваться разрешение 1152*864 точки. - палитра (количество цветов, которые используются для воспроизведения изображения), например 4 цвета, 16 цветов, 256 цветов, 256 оттенков серого цвета, 216 цветов в режиме называемом High color или 224  цветов в режиме True color.
Устройство компьютера и периферийное оборудование
3/3
ПринтерыПринтер - устройство для получения бумажных копий документов. Принтеры бывают матричные, лазерные , струйные, твердокрасочные.Матричные принтеры позволяют получить самые дешевые копии документов на недорогой бумаге, но качество печати не высоко. Кроме того матричные принтеры шумят при работе и печать страницы производится довольно долго.Для использования в офисе больше всего подходят лазерные принтеры, которые позволяют получать высококачественные черно-белые копии документов. Метод нанесения - электростатическое сухое порошковое нанесение изображения. Струйные принтеры в настоящее время стали основными устройствами массовой цветной печати. Большинство струйных принтеров используют для печати 4 краски, но есть принтеры, использующие 7 красок и обеспечивающие более высококачественную печать.
Устройство компьютера и периферийное оборудование
1/4
Современный лазерный принтер для крупного офисаMinolta PagePro25 Печатает 25 копий в минуту, на бумаге форматов А3, А4 и А5.
Оригинал изображения Результат печати
Устройство компьютера и периферийное оборудование
2/4
Лазерный принтер Samsung ML-1250 для небольших офисови для домашнего использованияСкорость печати 12 стр/мин, бумага офисная формат A4, вес 6,5 кг
Картридж принтера Samsung ML-1250Ресурс картриджа 2500 страниц
Струйный принтер фирмы Hewlett Packard DeskJet
Пример печати на разных струйных принтерах
Устройство компьютера и периферийное оборудование
3/4
                                             
                                                      
                                                
Твердокрасочные принтеры позволяют получать цветные глянцевые высококачественные копии. Скорость печати при ее высоком качестве не велика - до 2-х копий в минуту. Для получения изображения на бумаге эти принтеры используют краски в виде  твердых брусочков размером примерно со спичечную коробку утроенной толщины, которые по внешнему виду больше похожи на мыло или воск. Чернила 4-х цветов, цвет которых соответствует цветовой модели CMYK: синий, малиновый, желтый и черный.
Твердокрасочный принтерTektronix Phaser 840
Заправка краски в твердокрасочный принтер
Образец пачати на обычной бумаге принтером Tektronix Phaser 840
Устройство компьютера и периферийное оборудование
4/4
Сканеры Сканер является устройством, которое позволяет оцифровывать изображения фотографий, рисунков, книг, монет, печатных плат и иных более или менее плоских объектов. Раньше сканеры стоили довольно дорого, но сейчас цены на них снизились, так что теперь они используются довольно часто.
Сканер фирмы Primax
Результат сканированиядиапозитива
Результат сканирования объемного объекта
Устройство компьютера и периферийное оборудование
1/7
 Несмотря на обилие моделей сканеров, классифицировать их можно всего по нескольким признакам: возможности оцифровки цветного изображения, способу формирования изображения, особенностям использования (тип механизма или его отсутствие), максимальному разрешению и, наконец, интерфейсу, то есть способу подключения к РС.Обычно у цветных сканеров цветовое разрешение 24 или 32 бита, у некоторых моделей больше. Внутренне представление цвета, как правило, больше, чем внешнее. Если сканер черно-белый, то речь идет о том, сколько градаций серого может различить фотоэлемент сканера. На качество сканирования, особенно цветного, сильно влияет цветовая чувствительность сканирующего элемента. Чем больше его цветовой диапазон, тем плавней получаются цветовые переходы и тем правдивей выглядит полученное изображение. Хорошие цветные сканеры способны давать изображение практически фотографического качества, а вот дешевым сканерам до него, мягко говоря, далековато.
Устройство компьютера и периферийное оборудование
2/7
Способов формирования изображения три. Они соответственно осуществляются прибором с зарядовой связью (ПЗС), фотоэлектроным умножителем (ФЭУ) или так называемым контактным датчиком. ПЗС - это твердотельный электронный компонент, состоящий из множества миниатюрных датчиков, преобразующих падающий на них свет в пропорциональный его интенсивности электрический заряд. В основу ПЗС положена чувствительность проводимости p-n-перехода обыкновенного полупроводникового диода к степени его освещенности. На p-n-переходе создается заряд, который уменьшается со скоростью, зависящей от освещенности. Чем меньше заряд, тем больше ток через диод.В зависимости от типа сканера (об этом дальше) ПЗС могут иметь различную конфигурацию. При линейном способе считывания микродатчики ПЗС размещаются на кристалле в одну линию (для трехпроходного сканирования) или три линии (для однопроходного сканирования). Дешевые сканеры обрабатывают оригинал за три прохода, боле дорогие и качественные используют второй способ, который лучше, так как более производительный.
Устройство компьютера и периферийное оборудование
3/7
В барабанных сканерах в качестве светочувствительных приборов применяются фотоэлектронные умножители. Источником света служит ксеоновая или вольфрамо-галогенная лампа. Ее излучение с помощью системы конденсаторных линз и волоконной оптики фокусируется на чрезвычайно небольшой области сканируемого объекта. Фотоэлектронные умножители дороги, поэтому большой популярности не получили.Еще одна, недавно появившаяся технология, называется CIS (Contact Image Sensor). Сканирующая головка имеет 3 основных компонента – источник света, специальную цилиндрическую линзу (или набор линз), а также приемный элемент с электронной начинкой для формирования выходного аналогового сигнала и синхронизации с другими компонентами сканера. В качестве источника света у большинства сканеров с контактным датчиком используются светодиоды, излучение которых отражается от сканируемого изображения, и, пройдя через линзу, фокусируется на датчике изображения. В том случае, если необходимо сканировать цветное изображение, источником света служат светодиоды трех основных цветов (красный, зеленый, синий).
Устройство компьютера и периферийное оборудование
4/7
Сканеры бывают: ручные, планшетные, барабанные, роликовые, проекционные. Ручные сканеры самые простые и поэтому дешевые. В небольшом корпусе находится лишь датчик и источник света, а перемещение этого агрегата относительно объекта осуществляется вручную. Естественно, такая технология не является хорошей ни в одном отношении, потому что само по себе качество сканирования невысоко, и оно еще больше ухудшается неравномерностью перемещения сканера вдоль оригинала. Если нужно отсканировать большой оригинал, то приходиться делать это по частям, а затем сшивать полученные кусочки, что, естественно, очень неудобно. Наконец, все время возить сканер по поверхности (поэтому ручные сканеры часто назы-вают граблями) тоже мало кому доставит удовольствие.
Устройство компьютера и периферийное оборудование
5/7
К категории планшетных сканеров относятся сканеры, в которых сканирующая головка перемещается вдоль оригинала с помощью шагового двигателя. Как и у копировальных аппаратов, у таких сканеров есть крышка с зеркалом (у сканеров с контактным датчиком внутренняя поверхность, наоборот, темного цвета), что позволяет сканировать самые разнообразные объекты. Обычно планшетный сканер предназначен для сканирования листов формата А4, но есть сканеры и больших размеров. Многие сканеры могут быть оснащены специальным слайд-адаптером (обычно приобретается отдельно), который превращает сканер в слайд-сканер. Планшетные сканеры вследствие высокого качества и довольно низкой стоимости и простоты использования, а также универсальности, получили повсеместное распространение. Пожалуй, единственным их недостатком являются большие габариты.
Устройство компьютера и периферийное оборудование
6/7
В барабанных сканерах оригинал закрепляется на поверхности из прозрачного материала цилиндрической формы (барабане), которая укреплена на массивном основании, которое обеспечивает необходимую устойчивость. Барабан вращается с высокой скоростью (от 300 до 1350 оборотов в минуту), а находящийся рядом с ним сканирующий датчик через крошечную конусообразную апертуру пиксел за пикселом считывает изображение. Недостаток барабанных сканеров в том, что невозможно сканировать объекты, отличные от гнущегося листа, а также в том, что стоимость их намного превышает стоимость аналогичных планшетных сканеров. Зато у них самое высокое качество полученного изображения. Поэтому барабанные сканеры используются в основном в офисной деятельности (типичный пример - подсчет голосов после выборов), когда важна надежность и качество и не нужно сканировать объемные объекты.
Устройство компьютера и периферийное оборудование
7/7
Манипуляторы мышьМанипулятор "мышь" - как правило, самый дешевый из компонентов компьютера, поэтому и отношение к нему соответствующее: очень часто почти безразличное ("лишь бы была"). В то же время, очевидно, что мышь - крайне важное устройство в составе ПК, поскольку вместе с клавиатурой постоянно используется для ввода информации и управления ею внутри компьютера.   По принципу действия мыши делятся на отико-механические и оптические. Пока большинство мышей оптико-механические - они дешевы, но требуют периодической чистки. Оптические мыши отличаются высокой надежностью и точностью позиционирования на экране, но они дороги. Еще мыши различаются и по своим управляющим возможностям. Раньше по этому признаку мыши разделялись в основном на "двухкнопочные" и "трехкнопочные". Теперь же трехкнопочные мыши встречаются редко (в большинстве случаев для нормального управления вполне достаточно и двух кнопок)
Устройство компьютера и периферийное оборудование
1/2
Сейчас некоторые фирмы выпускают беспроводные периферийные устройства, которые связаны с компьютером по радио. Дополнительно к беспроводным устройствам необходимы приемопередатчики, которые и подключаются к компьютеру. Такими устройствами могут быть мышь или клавиатура. Поскольку "радиомышки" имеют дополнительную "радионачинку", то весят они больше обычных, но к этому можно быстро привыкнуть. Устройства с беспроводным подключением создают дополнительные удобства пользователю, они обеспечивают свободу перемещения - с ними можно работать на расстоянии 3-5 метров от компьютера. 
Устройство компьютера и периферийное оборудование
2/2
Модем  Слово "модем" является сокращением от слов "модулятор" и "демодулятор". Вы можете спросить, что же здесь модулируется и демодулируется. Речь, опять-таки, идет о цифро-аналоговых и аналого-цифровых преобразованиях (ЦАП и АЦП). Модем представляет собой устройство, которое имеет цифровой интерфейс связи с компьютером, обычно RS-232 и аналоговый интерфейс для связи с телефонной линией - разъем для телефонного кабеля (RJ-11). Полноценный модем имеет на борту достаточно мощный процессор (иногда несколько), постоянную и оперативную память, аналоговую часть, ответственную за сопряжение модема с телефонной сетью – устройство набора номера, усили-тель, АЦП и ЦАП, - и, наконец, кон-тролер, который всем этим делом управляет.
Модем с технологиями ADSL и Wi-Fi
Устройство компьютера и периферийное оборудование
1/1
КлавиатураКлавиатура компьютера работает под управлением программ, которые определяют, какую информацию получает компьютер в результате нажатия клавиш. Механизм обработки сигналов, поступающих от клавиатуры, примерно следующий. Каждая клавиша на клавиатуре имеет свой номер, называемый кодом. Заметим, что даже если названия клавиш на клавиатуре и совпадают, например клавиши Shift слева и справа, то их код все-таки различен, и поэтому в принципе это совершенно разные клавиши!
Устройство компьютера и периферийное оборудование
1/2
После нажатия клавиши клавиатура посылает процессору сигнал прерывания и заставляет процессор приостановить свою работу и переключиться на программу обработки прерывания клавиатуры. При этом клавиатура в своей собственной специальной памяти запоминает, какая клавиша была нажата (обычно в памяти клавиатуры может храниться до 20 кодов нажатых клавиш, если процессор не успевает ответить на прерывание). После передачи кода нажатой клавиши процессору эта информация из памяти клавиатуры исчезает.Кроме нажатия клавиатура отмечает также и отпускание каждой клавиши, посылая процессору свой сигнал прерывания с соответствующим кодом. Таким образом, компьютер "знает",  держат клавишу или она уже отпущена. Это свойство используется при переходах на другой регистр, например при написании заглавных букв. Кроме того, если клавиша нажата дольше определенного времени, т.н. "порог повтора" - обычно около половины секунды, то клавиатура генерирует повторные коды нажатия этой клавиши.
Устройство компьютера и периферийное оборудование
2/2
Информационные ресурсы:Учебное пособие для 10-11 классов. Угринович Н.Д. «Информатика и информационные технологии». М. Лаборатория Базовых Знаний, АО «Московские учебники», 2001 г. Глава 1, стр. 18-33, 43.Диск «Информатика 9-11 классы. Интерактивный задачник.» www.intline.ru. Разделы «Архитектуры компьютеров», «Программное обеспечение».Сайты http://uchcom.botik.ru/educ/clerk/Library/Computer/computer.ru.htmlhttp://www.ixbt.com http://device.com.ru http://dll.botik.ru/educ/clerk/Library/Computer/computer.ru.html http://www.moreferatov.ru/docs/ http://www.ref.by/refs/67/15345/1.htmlhttp://computerys.narod.ru
Устройство компьютера и периферийное оборудование
Разработчик: Аксенова Елена СергеевнаE-mail: aks-04@yandex.ru