Компьютер как универсальное устройство для обработки информации (8 класс)

Компьютер как универсальное устройство для обработки информации

2 слайд

50-60 - е

·        когда компьютер еще назывался ЭВМ (электронно-вычислительная машина), он мог только вычислять. Процесс обработки информации состоял в операциях над числовыми данными

70-е

·        компьютер «научился» работать с текстом. Пользователь получил возможность редактировать и форматировать текстовые документы. В настоящее время в большинстве случаев человек использует компьютер для создания текстов, т. е. компьютер «работает» с текстовыми данными.

80-е

·        появились первые компьютеры, способные работать с графической информацией. Сейчас компьютерная графика широко используется в деловой графике (построение диаграмм, графиков и так далее), в компьютерном моделировании, при подготовке презентаций, при создании web-сайтов, в рекламе на телевидении, в анимационном кино и так далее. Применение компьютеров для обработки графических данных постоянно расширяется.

90-е

·        компьютер получил возможность обрабатывать звуковую информацию. Любой пользователь современного персонального компьютера может воспользоваться стандартными приложениями Windows для прослушивания, записи и редактирования звуковых файлов. Работа со звуковыми данными является неотъемлемой частью мультимедиа технологии.

3 слайд

Данные и программы

Числовая, текстовая, графическая и звуковая информация может обрабатываться компьютером, если она представлена в двоичной знаковой системе, т.е. в виде последовательностей нулей и единиц.

Для того чтобы компьютер «знал», что ему делать с данными, как их обрабатывать, он должен получить определенную команду (инструкцию). Такой командой может быть, например, «сложить два числа» или «заменить один символ на другой».

Обычно для решения какой-либо задачи компьютеру требуется не единичная команда, а их последовательность. Такая последовательность команд (инструкций) называется программой.

Определения:

Данные – это информация, представленная в цифровой форме (в двоичном коде) и обрабатываемая на компьютере.

Программой – это последовательность команд, которую выполняет компьютер в процессе обработки данных.

4 слайд Архитектура фон Неймана.

Архитектура фон Неймана — широко известный принцип совместного хранения программ и данных в памяти компьютера.

Принципы Джона фон Неймана. “Поскольку машина является вычислительной, в ней должно быть арифметическое устройство, способное складывать, вычитать, умножать и делить”. “Наконец, должно существовать устройство ввода и вывода, с помощью которого осуществляется связь между оператором и машиной”. 

Принципы Джона фон Неймана. Управление работой АЛУ — и вообще всей машины — осуществляется с помощью устройства управления. (Как правило, в компьютерах устройство управления и арифметико-логическое устройство объединены в единый блок — центральный процессор.) Роль хранилища информации выполняет оперативная память. Здесь хранится информация как для арифметико-логического устройства (данные), так и для устройства управления.

·  Арифметическо-логическое устройство, которое выполняет арифметические и логические операции

·  Устройство управления, которое организует процесс выполнения программ

·  Запоминающее устройство для хранения программ и данных

·  Внешние устройства для ввода-вывода информации.

5 слайд

6 слайд Процессор

Процессор – центральное устройство обработки информации. Процессор обрабатывает данные в особом электроном (двоичном) виде. Процессор аппаратно реализуется на большой интегральной схеме (БИС).Важной характеристикой, определяющей быстродействие процессора, является тактовая частота, то есть количество тактов в секунду. Такт – это промежуток времени между началами подачи двух последовательных импульсов специальной микросхемой – генератором тактовой частоты. Тактовая частота измеряется мегагерцах (МГц) и гигагерцах (ГГц). 1 МГц = миллион тактов в секунду. Другой характеристикой процессора, влияющий на его производительность, является разрядность процессора. Разрядность определяется количеством двоичных разрядов, которые могут передаваться или обрабатываться процессором одновременно. Производительность процессора является его интегральной характеристикой, которая зависит от частоты процессора, его разрядности, а также особенностей архитектуры.

Тактовая частота (Мгц) Режим работы микропроцессора задается генератором тактовой частоты. На выполнение процессором каждой операции отводится определенное количество тактов. Чем больше тактовая частота, тем быстрее работает процессор. Разрядность процессора (8, 16, 32, 64 … разрядов) Разрядность – это максимальная длина двоичного кода, который может обрабатываться или передаваться процессором целиком. Разрядность определяется размером регистров (машинное слово).

7 слайд ОПЕРАТИВНАЯ ПАМЯТЬ

Оперативная память (ОЗУ) - это быстрое запоминающее устройство, непосредственно связанное с процессором и предназначенное для записи, считывания и хранения выполняемых программ и данных, обрабатываемых этими программами. ОЗУ компьютера построена из двоичных запоминающих элементов – бит, объединенных в группы по 8 бит, которые называются байтами. Все байты пронумерованы. Номер байта называется его адресом.Единицы измерения памяти совпадают с единицами измерения информации. При выключении компьютера вся информация из оперативной памяти стирается.

Оперативная память (ОЗУ) Модули памяти Дискретность Наименьшим элементом памяти является бит В одном бите памяти может храниться один бит информации Структура внутренней памяти НОМЕР Байтов Биты 001100101 111001101 211000010 300111011 Адресуемость Байт памяти – наименьшая адресуемая часть внутренней памяти (1 байт = 8 бит) Все байты пронумерованы, начиная с 0 Номер байта – адрес байта памяти Процессор обращается к памяти по адресам Объем ОЗУ – 256 Мбайт, 512 Мбайт, 1 Гбайт

8 слайд МАГИСТРАЛЬ

Магистраль (системная шина) включает в себя три много разрядные шины: шина данных, шину адреса, и шину управления, которые представляют собой много проводные линии. К магистрали подключаются процессор и оперативная память, а также периферийные устройства ввода, вывода и хранения информации.

АДРЕСА

Каждое устройство или ячейка оперативной памяти имеет свой адрес. Адрес передается по адресной шине, причем сигналы по ней передаются в одном направлении – от процессора к оперативной памяти и устройствам (однонаправленная шина).Разрядность шины адреса определяется объемом адресуемой памяти (адресное пространство), то есть количество однобайтовых ячеек оперативной памяти, которые могут иметь уникальные адреса.Количество адресуемых ячеек (N) памяти можно рассчитать по формуле: N=2I, где I – разрядность шины адреса.

ДАННЫХ

 По этой шине данные передаются между различными устройствами. Данные по шине данных могут передаваться от устройства к устройству в любом направлении. Разрядность шины данных определяется разрядностью процессора. Разрядность процессора постоянно увеличивается по мере развития компьютерной техники.

УПРАВЛЕНИЯ

По шине управления передаются сигналы, определяющие характер обмена информацией по магистрали. Сигналы управления показывают, какую операцию – считывание или запись информации из памяти – нужно производить, синхронизируют обмен информацией между устройствами.

9 слайд  ДОЛГОВРЕМЕННАЯ ПАМЯТЬ

Дисковод – устройство, обеспечивающее запись и считывание информации.

Носитель – объект, на котором записана информация.

Информация на носителях записана в двоичном виде, то есть в виде последовательности нулей и единиц. Физический принцип записи нулей и единиц может быть различным: магнитный – чередование намагниченных (1) и не намагниченных (0) участков; оптический – чередование участков с различной отражающей способностью.

10 слайд

Гибкий магнитный диск (дискета) – магнитный принцип записи. Информация расположена на концентрических дорожках. Магнитная головка дисковода устанавливается на определенную дорожку. Информационная емкость до 600 страниц текста.

Жесткий магнитный диск (винчестер) - магнитный принцип записи. В металлическом корпусе заключено несколько тонких металлических дисков. Информационная емкость может достигать десятков тысяч книг

Компакт диск – оптический принцип записи и считывания информации. На поверхности диска чередуются участки с хорошей и плохой отражающей способностью. Может содержать многотомную энциклопедию.

DVD – диск – может содержать полнометражный фильм.

Flash – память – не имеет движущихся частей и не требует подключения к источнику питания.

11 слайд ВВОД

Клавиатура – ввод числовой и текстовой информации путем нажатия клавиш. Преобразует сигнал от нажатия клавиши в соответствующий данному символу двоичный код.

Мышь, трекбол, сенсорная панель – ввод графической информации и работа с графическим интерфейсом. Движение устройства преобразуется в движение указателя на экране.

Графический планшет – ввод графической информации при помощи специальной ручки.

Сканер – оптический ввод текстовых и графических документов.

Цифровые камеры – получение видеоизображения и фотоснимков.

Web–камеры – получение видеоизображений небольшого объема и качества для передачи по сети.

Микрофон – ввод звуковой информации. Джойстик – управление в играх.

12 слайд

Механические или шариковые мышки можно встретить разве что у коллекционеров. Хотя еще каких-нибудь семь лет назад она была единственным видом. Работать с ней было не очень комфортно, но не имея других видов мы считали что это супер-мышь.

На вес она была тяжеловата и без коврика никак не хотела работать. И позиционирование у неё желало лучшего. Особенно это было заметно в графических программах и играх. И чистить её приходилось очень часто. Что только не наворачивалось под этот шарик? А уж если дома ещё живут животные, то этот процесс повторялся как минимум раз в неделю.

У меня постоянно лежал пинцет возле компьютера, т.к. мои мохнатые друзья всё время норовили спать возле компьютера, и пух их цеплялся за коврик, делая его мохнатым. Теперь у меня уже нет такой проблемы. На смену шариковому «грызуну» пришла более современная мышь – оптическая.

Оптическая светодиодная мышь – работает уже по-другому принципу. В ней используется светодиод и сенсор. Она работает уже как маленькая фотокамера, которая сканирует поверхность стола своим светодиодом и фотографирует её. Таких фотографий оптическая мышка успевает сделать около тысячи за секунду, а некоторые виды и больше. 

 Данные этих снимков обрабатывает специальный микропроцессор и отправляет сигнал на компьютер. Преимущества такой мыши налицо. Ей не нужен коврик, она очень легкая по весу и может легко сканировать почти любую поверхность.

Оптическая лазерная мышь – очень похожа на оптическую, но принцип работы у неё отличается тем, что вместо фотокамеры со светодиодом уже используется лазер. Потому и называется она – лазерной.

Это более усовершенствованная модель оптической мыши. Ей требуется гораздо меньше энергии. Точность считывания данных с рабочей поверхности у неё гораздо выше, чем у оптической мыши. Она может работать даже на стеклянной и зеркальной поверхности.

Трекбол-мышь – устройство, в котором используется выпуклый шарик (трекбол). Трекбол представляет собой перевернутую шариковую мышь. Шар находится сверху или сбоку. Его можно вращать ладонью или пальцами, а само устройство стоит на месте. Шар приводит во вращение пару валиков. В новых трекболах используются оптические датчики перемещения.

Индукционные мыши – используют специальный коврик, работающий по принципу графического планшета.

Гироскопические мыши – при помощи гироскопа, распознаёт движение не только на поверхности, но и в пространстве. Её можно взять со стола и управлять движением кисти в воздухе.

Вот такие виды компьютерных  мышей пока существуют на наших рынках.

13 слайд СКАНЕРЫ

Планетарный сканер (англ. planetary scanner) — разновидность сканера изображений, использующаяся для бесконтактного сканирования книг и сброшюрованных документов. Планетарные сканеры широко используются для оцифровки оригиналов, требующих деликатного обращения (ветхих, исторических документов). Наиболее часто используется название «книжный сканер». Название "планетарный" трансформировалось из понятия "орбитальный" - так назывался данные тип сканеров на этапе разработки. Название происходит из принципа действия устройства - сканирующий элемент находтся на фиксированном расстоянии от фотографируемого объекта (как бы на орбите).

15 слайд ВЫВОД

Монитор является универсальным устройством вывода информации и подключается к видеокарте, установленной на компьютере. Мониторы бывают: монитор на базе электронно-лучевой трубки, основной элемент такого монитора – электронно-лучевая трубка;Жидкокристаллические мониторы.Принтер – печатающее устройство. Осуществляет вывод из компьютера закодированной информации в виде печатных копий текста или графики. Принтеры бывают:матричные;струйные;Лазерные.Плоттер. Для вывода сложных и широкоформатных графических объектов (плакатов, чертежей, схем и т.д.)Акустические колонки и наушники. Для прослушивания звука, подключаются к выходу звуковой платы

16 слайд Выделяют 3 разновидности мониторов:

ЭЛТ-монитор - устаревшие мониторы, которые больше не продается.

ЖК-монитор – плоский монитор на основе жидких кристаллов.

LED-монитор – новые мониторы с LED-подсветкой (Light Emitting Diode – светоизлучающий диод), обеспечивающие лучшее качество изображения. Срок службы LED-мониторов больше, чем у ЖК, а энергопотребление ниже.

Сегодня нормой являются ЖК-мониторы. ЭЛT-мониторы не имеют никаких преимуществ перед ЖК. В зависимости от бюджета, выбирайте между ЖК и LED-монитором.

18 слайд СЕТЬ

Каждый компьютер, подключенный к сети должен иметь специальную плату (сетевой адаптер), соединение компьютеров между собой производится с помощью кабеля различных типов (коаксиального, витой парой, оптоволоконного).

1.     Сетевые карты (Network Adapters). Сетевая карта - это устройство, устанавливаемое в компьютер и предоставляющее ему возможность взаимодействия с сетью. В настоящее время выпускается большое количество разнообразных сетевых карт. Наиболее часто встречающиеся карты имеют вид печатной платы, устанавливаемой в разъем расширения материнской платы компьютера. Наибольшую известность в мире получили три вида локальных сетей: Ethernet (Fast Ethernet), Arcnet и Token Ring, которые различаются методами доступа к каналам передачи данных. Наиболее популярной сетевой технологией является технология Ethernet. Многие производители сейчас встраивают сетевые карты прямо в материнские платы.

Хаб (Концентратор) является центральным устройством сети на витой паре, от него зависит ее работоспособность. Его необходимо подключать к сети электропитания и располагать в легкодоступном месте, чтобы можно было без проблем подключать кабели и следить за индикацией. Концентраторы выпускаются на разное количество портов, чаще всего на 8, 12, 16, 24.

    Концентраторы можно объединять, образуя каскадную структуру сети. При этом надо придерживаться следующих правил:

·         не должно получаться закольцованных путей;

·         между любыми двумя станциями должно быть не более 4 концентраторов.