Назначение и возможности основных устройств компьютера

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.

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.

Основные устройства компьютера

- устройства ввода информации

- устройства вывода информации

Устройства ввода - это устройства, которые переводят информацию с языка человека на машинный язык.

К устройствам ввода относятся: 

Клавиатура – клавишное устройство для ввода числовой и текстовой информации;

Стандартная клавиатура содержит:

1) набор алфавитно-цифровых клавиш;

2) дополнительно управляющие и функциональные клавиши;

3) клавиши управления курсором;

4) малую цифровую клавиатуру

Координатные устройства ввода - манипуляторы для управления работой курсора (Мышь, Трекбол, Тачпад, Джойстик)

У мыши и трекбола вращение металлического шара, покрытого резиной, передается двум пластмассовым валам, положение которых рассчитывается инфракрасными оптопарами и затем преобразуется в электрический сигнал, управляющий движением указателя мыши на экране. Тачпад  -манипулятор для портативных компьютеров, встроен в ПК, перемещение курсора осуществляется путем прикосновения к тачпаду пальцев. Джойстик – манипулятор для управления электронными играми.

Сканер – устройство ввода и преобразования в цифровую форму изображений и текстов. Существуют планшетные и ручные сканеры.

Цифровые камеры  – формируют любые изображения сразу в компьютерном формате;

 Микрофон – ввод звуковой информации. Звуковая карта преобразует  звук из аналоговой формы в цифровую.

Сенсорные устройства ввода :

Сенсорный экран -  чувствительный экран.  Общение с компьютером осуществляется путем прикосновения пальцем к определенному месту экрана.  Им оборудуют места операторов и диспетчеров, используют в информационно-справочных системах

Дигитайзер – устройство преобразования готовых (бумажных) документов цифровую форму

Световое перо – светочувствительный элемент. Если перемещать перо по экрану, то можно им рисовать. Обычно применяют в карманных компьютерах, системах проектирования и дизайна

Устройства вывода  - это устройства, которые переводят информацию с машинного языка в формы, доступные для человеческого восприятия.

К устройствам вывода относятся:

Монитор (дисплей) - универсальное устройство визуального отображения всех видов информации

Различают алфавитно-цифровые и графические мониторы, а также  монохромные мониторы и мониторы цветного изображения - активно-матричные и пассивно-матричные жкм.

 Разрешающая способность выражается количеством элементов изображения по горизонтали и вертикали. Элементами графического изображения считаются точки – пиксели (picture element). Элементами текстового режима также являются символы. Современные видеоадаптеры (SuperVGA) обеспечивают высокие разрешения и отображают 16536 цветов при max разрешении.

Существуют: 1) мониторы на базе электронно-лучевой трубки (CRT).

2) жидкокристаллические мониторы (LCD) на базе жидких кристаллов. Жидкие кристаллы – особое состояние некоторых органических веществ, в котором они обладают текучестью и свойством образовывать пространственные структуры, подобные кристаллическим. Жидкие кристаллы могут изменять свою структуру и светооптические свойства под воздействием электрического напряжения.

Принтер – устройство для вывода информации в виде печатных копий текста или графики. Существуют:

Лазерный принтер – печать формируется за счет эффектов ксерографии

Струйный принтер – печать формируется за счет микро капель специальных чернил.

Матричный принтер – формирует знаки несколькими иголками, расположенными в головке принтера. Бумага втягивается с помощью вала, а между бумагой и головкой принтера располагается красящая лента.

Плоттер (графопостроитель) – устройство, которое чертит графики, рисунки и диаграммы под управлением компьютера. Изображение получается с помощью пера. Используется для получения сложных конструкторских чертежей, архитектурных планов, географических и метеорологических карт, деловых схем.

Акустические колонки и наушники – устройство для вывода звуковой информации

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).

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.

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.

Структура внутренней памяти компьютераВсе устройства компьютера производят определенную работу с информацией (данными и программами). А как же представляется в компьютере сама информация? Для ответа на этот вопрос "заглянем" внутрь машинной памяти. Структуру внутренней памяти компьютера можно условно изобразить так, как показано на рис. 2.4.

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 называетсядвоичной 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.

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.

Назначение и возможности основных устройств компьютера.
Урок информатики в 7 классе

ТЕМА: Назначение и возможности основных устройств компьютера.

ЦЕЛИ: Обучающая: изучить основные устройства компьютера, функциональные возможности компьютера, виды компьютерной памяти.

Воспитательная: формирование системного мышления, восприятия компьютера как инструмента информационной деятельности человека.

Развивающая: развитие познавательного интереса, творческой активности учащихся, операционального мышления.

Тип урока: изучение нового материала;

Форма урока: лекция с элементами обсуждения;

Оборудование: ПК, мультимедийный проектор, интерактивная доска (для управления презентацией, выделения главного).

1. Организационный момент (создание коллаборативной среды).

Деление на группы: участники встают в круг и закрывают глаза. Учитель дает в руки каждому цветной листочек. По команде учителя, дети открывают глаза. После чего все участники, должны молча объединится в группы.

1. Актуализация знаний (учитель включает видео: «История персональных компьютеров.mp4», после просмотра видео учащиеся отвечают на вопросы поставленные учителем и дополняют ответы одноклассников: для чего необходим ПК современному обществу (для того, чтобы заменить человека в сферах деятельности, где не требуется творческий потенциал человека). – Какие технические изобретения повлияли на виды интеллектуального труда? (если проследить историю изобретений, то можно отметить такие устройства как абак, арифмометр, ЭВМ и компьютер. Каждое из данных изобретений освобождало человека от многочисленных вычислений, а с появлением компьютера возникла возможность обрабатывать информационные объекты различных видов). Далее учитель предлагает учащимся самим сформулировать цели урока.

2. Вызов. Теоретический материал урока «Основные устройства компьютера».

Ученики каждой группы, используя интернет, ищут информацию об основных устройствах компьютера, об информационном обмене в компьютере обсуждают её и делятся с другими группами, презентуя её на интерактивной доске в виде презентации или с помощью кластера. Представители из каждой группы дают оценку результатам своей работы и других групп (оценивание формативное).

Слово учителя: «Для информатики компьютер – это не только инструмент для работы с информацией, но и объект изучения. Как вы верно отметили, люди стремились облегчить свой труд и для этого создавались различные машины и механизмы, усиливающие физические возможности человека. Компьютер же был изобретен в середине 20 века для усиления возможностей умственной работы человека. Прототипом компьютера в природе является человек, его интеллектуальные возможности.

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

Существует четыре основные составляющие информационной деятельности человека: прием (ввод) информации; запоминание информации; процесс мышления и передача информации. Компьютер включает в себя устройства, выполняющие аналогичные функции (слайд 2): устройства ввода; устройства запоминания – память; устройство обработки – процессор; устройства вывода».

Учитель предоставляет возможность ребятам выбрать задания для работы в группах. (всего 3 задания, по 1 на каждую группу).

1. Осмысление.

Ученики демонстрирует названные устройства на слайдах, а учащиеся дают им комментарии.

- Ребята, какие устройства ввода и вывода информации вы знаете? (клавиатура, мышь, джойстик, сканер; монитор, принтер, динамики). –Правильно ребята, а теперь более подробно нам об этом расскажет 1 группа. –Молодцы.

-Давайте, разберемся, как происходит информационный обмен в компьютере. Об этом нам расскажет вторая группа. (слайд 3): (информация через устройства ввода попадает в память, процессор извлекает из памяти обрабатываемую информацию, работает с ней и помещает результаты обработки в память, полученные результаты через устройства вывода сообщаются человеку).

• Компьютерная память. (слайд 4)

Физминутка.

Внешняя память – это устройства хранения информации на различных носителях.

- какие современные носители информации вы знаете? (диски, флэш-память). (слайд 5).

Важнейшими устройствами внешней памяти являются накопители на магнитных дисках (НМД), или дисководы, которые действуют аналогично магнитофону, во время работы которых диск с информацией вращается. (учитель показывает расположение дисководов на системном блоке и примеры дисков, дискет). Другой вид внешних носителей – лазерные диски. Отличие магнитных и лазерных дисков в способе записи и чтения информации. Сначала появились лазерные диски, на которые можно было только один раз сделать запись (CD-ROM), позже изобрели перезаписываемые диски (СD-RW). Теперь существуют и двухсторонние лазерные диски.

1. Рефлексия. (слайд 12) поменять в слайде

1. Домашнее задание. (слайд 13)

Продолжите письменно рассказ : «Жили-были клавиатура, монитор, память и процессор. Жили они дружно, пока не возник спор, кто из них главнее…»

(подобный методический прием позволит воспитать необходимые для человека качества дружбы, правильной самооценки, уважительного отношения к другому человеку, систематизировать изученный материал).

Компьютер включает в себя устройства, выполняющие аналогичные функции :

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

• Перечислите, какие основные компоненты должны присутствовать у устройства, чтобы его можно было назвать компьютером?
• Что относится к устройствам ввода, вывода?

• Какие виды памяти компьютера вам известны?

Продолжите письменно рассказ: «Жили-были клавиатура, монитор, память и процессор. Жили они дружно, пока не возник спор, кто из них главнее…»