Устройство компьютера Типы компьютеров Музей вычислительной техники

Устройство компьютера Типы компьютеров

Музей вычислительной техники 2

3 Устройство компьютера Настольные компьютеры (desktop) системный блок звуковыемонитор колонки для вывода информации для вывода на экран звука принтер для вывода информации на печать сканер для ввода рисунков клавиатура для ввода текста мышь для управления

4 Устройство компьютера Ноутбуки (лэптопы) • меньшие размеры и вес • работа от аккумуляторов (до 3 -5 часов) или от сети • мобильность • дорого стоят • практически не модернизируются (upgrade) • меньшая производительность • чувствительность к ударам, вибрациям, … • сильно нагреваются

5 Устройство компьютера Нетбуки Нетбук – небольшой ноутбук для доступа в Интернет и работы с простейшими офисными программами. Интернет + Ноутбук = Нетбук • экран 7 -11 дюймов • экономичный процессор (Intel Atom) • винчестер до 160 Гб или флэш-память • меньшая стоимость • меньшие размеры и вес • работа от аккумуляторов до 5 -12 часов • нет DVD-дисковода • низкая производительность

6 Устройство компьютера Карманные компьютеры КПК = карманный ПК коммуникатор, смартфон (КПК + сотовая связь) Мобильный навигатор (КПК + GPS)

7 Устройство компьютера Планшетные компьютеры i. Pad (фирма Apple)

Устройство компьютера Суперкомпьютеры 2009. «Ломоносов» 1300 триллионов операций в секунду 33072 ядра 8

Устройство компьютера Компьютеры будующего 9

Устройство компьютера Основные устройства компьютера. Системный блок

11 Устройство компьютера Основные устройства компьютера прямой доступ к памяти устройства ввода ! ОЗУ (программа и данные) процессор данные управление прямой доступ к памяти устройства вывода Основные части любого компьютера – это процессор и память.

12 Устройство компьютера Процессор Pentium, Celeron, Xeon, Core 2 Duo, Core i 3, i 5, i 7 Athlon, Duron, Sempron, Athlon X 2, Phenom X 4 Процессор – микросхема, которая обрабатывает информацию и управляет всеми устройствами компьютера. АЛУ – арифметико-логическое устройство УУ – устройство управления

Устройство компьютера Процессор: характеристики Тактовая частота (число тактов в секунду) – число простейших операций, выполняемых за 1 секунду такт – время выполнения простейшей операции измеряется в гигагерцах (ГГц) ГГц = гигагерц (миллиард герц), 1 герц = 1 такт в секунду тактовая частота 2 ГГц 1 такт = 0, 000005 с Разрядность (в битах) – число бит, которые процессор обрабатывает за 1 раз (8, 16, 32, 64). Частота системной шины – частота обмена данными с устройствами на материнской плате (в МГц, до 2000 МГц). Объем кэш-памяти – до 2 Мб на одно ядро. 13

Устройство компьютера Память компьютера 1. Внешняя память жесткие диски (винчестеры) флэш-память лазерные диски (CD, DVD) дискеты магнитная лента 2. Внутренняя память 14

Устройство компьютера Внутренняя память Оперативная память ОЗУ = оперативное запоминающее устройство RAM = random access memory (с произвольным доступом) более 256 Мб Постоянная память ПЗУ = постоянное запоминающее устройство ROM = read only memory (только для чтения) 64 Кб – микросхема BIOS (программы для тестирования и запуска компьютера, обращения к оборудованию) 15

16 Устройство компьютера Внутренняя память Оперативная память при отключении питания можно ли изменять информацию? скорость передачи данных Постоянная память информация сбрасывается информация сохраняется чтение и запись (RAM) только чтение (ROM) высокая низкая

Устройство компьютера Характеристики памяти Объем (емкость) ПЗУ: 64 Кбайт ОЗУ: от 256 Мбайт до 16 Гбайт ЖМД: от 250 Гбайт до 4 Тбайт Быстродействие (время доступа) – время, необходимое для чтения минимальной порции данных ОЗУ: около 10 нс Flash: около 2 мс ЖМД: около 4 мс Доступ § произвольный – в любой момент могут быть переданы любые данные (ОЗУ, винчестер, flashпамять) § последовательный – данные могут передаваться только в определенной последовательности (магнитная лента) 17

18 Устройство компьютера Кэш-память (cache – тайник, запас) – быстродействующая память, расположенное между процессором и ОЗУ. Проблема – тактовая частота работы процессора значительно выше, чем тактовая частота ОЗУ, процессор «простаивает» , ожидая данные. быстро ОЗУ кэш-память медленно Чтение из ОЗУ – сначала в кэш. Если нужная ячейка уже есть в кэше, она берется из кэша (быстро).

19 Устройство компьютера Кэш-память Многоступенчатое кэширование: процессор 128 Кб… 4 Мб 64 Кб ядро L 1 ОЗУ L 2 L 1 быстрее L 2! • увеличение скорости работы, если часто нужны одни и те же ячейки • неэффективно, если все время нужны разные ячейки

20 Устройство компьютера Системный блок дисковод СD (DVD) блок питания дисковод для дискет видеокарта порты процессор винчестер слоты расширения материнская плата оперативная память

Устройство компьютера Внутреннее устройство компьютера 21

22 Устройство компьютера Дисководы дисковод для гибких магнитных дисков • скорость вращения 300 об/мин • скорость передачи данных 63 Кб/сек 52 x дисковод CD-RW 52 32 52 • чтение CD-ROM до 52 (52 150 Кб/сек) • запись CD-RW до 32 • запись CD-R до 52 комбо-привод • чтение и запись CD-ROM, CD-RW • чтение DVD-ROM дисковод DVD-RW • чтение и запись CD до 52 • запись DVD-RW, DVD+RW до 8 (8 9 150 Кб/сек) • запись DVD-R, DVD+R до 18

Устройство компьютера Контроллеры Контроллер – это электронная схема, управляющая работой внешнего устройства: § видеокарта (монитор) § сетевая карта (сеть) § контроллер дисковода (дисковод) 23

Устройство компьютера 24 Встроенные устройства (на материнской плате) • Видеокарта • не надо покупать отдельно • приличное качество для простых задач • качество ниже, чем у отдельного устройства (скорость, цветопередача, четкость) • Звуковая карта • Сетевая карта

25 Устройство компьютера Системный блок: порты PS/2 последовательный порт питание 220 В вкл/выкл блок питания порт VGA параллельный порты USB линейный сеть RJ-45 вход

26 Устройство компьютера Порты для видеосигналов Видеокарта Монитор Проектор Порт VGA (аналоговый) Порт DVI (цифровой)

27 Устройство компьютера Последовательный, параллельный порты Последовательный порт (COM 1, COM 2, …) до 115 Кбит/с низкоскоростные устройства: модем, мышь 101101010010110 Параллельный порт (LPT 1, Centronics) до 2 Мбайт/с принтер 101101010010110 1 1 101 0 0 1 1 0 1011010100101101011110110 10 0 0 101001011010100101101010010110

Устройство компьютера Порты USB Порт USB (Universal Serial Bus) USB 1. 1 – до 12 Мбит/c, USB 2. 0 – до 480 Мбит/c USB 3. 0 – до 5 Гбит/с • высокая скорость • подключение «на ходу» • можно подключать несколько устройств к одному порту (через хабы) 28

29 Устройство компьютера Другие типы портов Порт IEEE 1394 (Fire. Wire) до 1600 Мбит/c Инфракрасный порт Ir. DA (Infrared Data Association) до 4 Мб/с встроенный в ноутбук внешний адаптер (USB)

Устройство компьютера Устройства ввода

Устройство ввода: клавиатуры Эргономическая Мультимедийная MIDI-клавиатуры • • громкость звука извлечь/принять CD-диск; аудиопроигрыватель Интернет: почтовая программа, браузер, поиск калькулятор, Проводник действия с окнами ждущий/ спящий режим, выключить компьютер 31

Клавиатура Num Lock Caps Lock Scroll Lock 32

Клавиатура Esc – выход Tab – табуляция F 1 -F 12 – функциональные клавиши (F 1 – помощь) Caps. Lock – заглавные буквы Shift, Ctrl, Alt – меняют значения клавиш Shift + ‘a’ = ‘A’ кнопка Пуск контекстное меню Enter – ввод – Backspace (шаг назад) Insert (Ins) – вставка Delete (Del) – удаление Home – в начало строки End – в конец строки Page. Up (Pg. Up) – на страницу вверх Page. Down (Pg. Dn) – на страницу вниз Prt. Sc – «снимок» экрана Scroll. Lock – почти не используется Pause (Break) – почти не используется 33

Устройства ввода: оптические мыши Светодиодные мыши Лазерные (точность в 20 раз выше) 34

Беспроводные устройства ввода приемное устройство (ресивер, USB) подзарядка аккумуляторов Беспроводной комплект • клавиатура • мышь • ресивер 35

Трекбол • если мало места или есть вибрация • не устает рука (запястье на месте) • сложно привыкнуть 36

Тачпэд и трек-пойнт Тачпэд (touch-pad) Трэкпоинт (trackpoint) 37

Мышь с чувствительно поверхностью Magic Mouse (фирма Apple) щелчок ЛКМ и ПКМ только Mac, Mac. Book, i. Tunes, Safari, i. Phone + Ctrl = масштаб прокрутка листание страниц и фотографий 38

Графический планшет Планшет = дигитайзер Wacom • ввод векторных рисунков • рисование «кистью» в графическом редакторе • мышь – особый вид пера 39

Игровые манипуляторы Джойстик Руль Игровой пульт (геймпад) Педали для авиасимулятора 40

Сканеры Сканер – устройство для ввода изображений. ручные планшетные со слайд-модулем барабанные рулонные 41

Сканеры Качество сканирования ppi = pixels per inch, пиксели на дюйм 150 -300 ppi – низкое разрешение 300 ppi – сканирование любительских фото до 5400 ppi – сканирование фотопленки планшетные – до 5400 ppi барабанные – до 14400 ppi рулонные – до 800 ppi Ввод текста ! Сканер вводит текст как изображение! OCR = Optical Character Recognition, оптическое распознавание символов ABBY FIne. Reader 42

Микрофоны Проводные Беспроводные 43

Работа с телесигналом и видео TV-тюнер устройство видеозахвата плата видеозахвата Web-камера 44

Устройство компьютера Устройства вывода

Мониторы электронно-лучевые • дешево стоят • малое время отклика • лучшая цветопередача • вредное электромагнитное излучение • вес до 25 кг • потребляют до 110 Вт жидкокристаллические (ЖК) • практически нет излучения • малые размеры и вес • потребляют мало электроэнергии (40 Вт) • стоят дороже • смазывание изображения • искажают цвета 46

Характеристики ЖК-мониторов ь ал он г Диагональ: Яркость Контрастность Углы обзора Рабочее разрешение Время отклика Соотношение сторон иа д 15’’, 17’’, 19’’, … 30’’ 300… 500 кд/м² от 300: 1 до 2000: 1 160° … 178° 1280 x 1024 pix 2… 20 мс 4: 3, 5: 4, 16: 9 47

Видеосистема компьютера видеокарта (видеоадаптер) процессор выход VGA выход DVI Видеокарта – это электронная плата, которая обрабатывает видеоданные и управляет работой монитора. • • графический процессор вспомогательные микросхемы (чипсет) оперативная память 128 Мб… 1 Гб кулер 48

Принтеры Принтер – устройство для вывода информации на бумагу или пленку. Качество печати dpi = dots per inch, точки на дюйм обычно 300 – 600 dpi 1200 dpi (типографское качество) Виды принтеров • матричные (красящая лента) • струйные (чернила) • лазерные (порошок) • сублимационные (красящая лента) 49

Матричные принтеры (9 или 24) Качество печати: 72… 300 dpi текст: до 337 символов в минуту графика: до 5 мин на страницу!!! • дешевые принтеры и ленты • печать под копирку до 5 копий • нетребовательны к бумаге • • невысокое качество до 300 dpi низкая скорость печати графики шумят черно-белые (почти все) 50

Струйные принтеры Типы • ч/б • цвет: CMYK Cyan Magenta Yellow blac. K Качество печати: 300… 4800 dpi цвет: до 30 стр/мин • • фото 10 15: от 10 сек • требовательны к бумаге • дорогие катриджи • чернила расплываются от воды ч/б: до 30 стр/мин относительно дешевые качественная печать мало шумят большинство – цветные 51

Лазерные принтеры Качество печати: 600… 1200 dpi ч/б: до 50 стр/мин цвет: до 25 стр/мин • • становятся все дешевле очень качественная печать мало шумят есть цветные • • требовательны к бумаге дорогие катриджи потребляют много электроэнергии цветные дорогие 52

Сублимационные принтеры Сублимация – быстрый переход вещества из твердого состояния в газообразное. • твердые красители: Cyan Magenta Yellow • 256 оттенков каждого цвета, всего 16, 7 млн. цветов • печать при нагреве • верхний защитный слой качество печати: 300 dpi (= 4800 dpi) • очень качественная печать фото • не выцветает 100 лет • печать прямо с фотоаппарата фото 10 15: около 1 мин • специальная бумага и пленки с красками 53

Много. Функциональные Устройства (МФУ) МФУ = принтер + копир + сканер + факс струйные лазерные • «все в одном» • занимают меньше места • качество хуже, чем у отдельных устройств • неисправность одной части может привести к поломке всего аппарата 54

Плоттер – устройство для печати больших изображений. перьевые струйные (графопостроители) (широкоформатные принтеры) лазерные режущие 55

Наушники и звуковые колонки до 30 м 56

Домашнее задание № 3 57