КОМПОНЕНТЫИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
Центральным звеном любой компьютерной системы обработки информации является – компьютер. Понятие «компьютер» весьма разнообразно: под компьютером понимаются и встроенные в оборудование микроконтроллеры (процессоры), и огромные компьютерные системы, содержащие тысячи и десятки тысяч процессоров (суперкомпьютеры).
В минимальной комплектации современный персональный компьютер состоит из четырех частей: системного блока, видеомонитора, клавиатуры и мыши.
В свою очередь, системный блок состоит из следующих составляющих:
- корпуса с блоком питания;
- системной (материнской) платы;
- процессора с системой охлаждения (вентилятором);
- модулей основной памяти;
- видеоплаты;
- дисководов гибких, жестких и оптических дисков.
Минимальная комплектация компьютера может расширяться как за счет дополнительных внешних устройств, подключаемых непосредственно к компьютеру – принтера, сканера, модема, так и за счет устройств, подключаемых к компьютеру с помощью плат расширения – специальных плат, вставляемых в материнскую плату, к которым подключаются следующие устройства: звуковые колонки, сетевое оборудование, устройства сбора данных с различных датчиков и т.д. Надо заметить, что способы подключения внешних устройств постоянно совершенствуются. В первых персональных компьютерах для непосредственного подключения использовались расположенные на материнской плате разъемы последовательных и параллельных портов, а для плат расширения – разъемы типа ISA. В современных компьютерах произошел переход на платы расширения типа PCI, а вместо разъемов последовательных и параллельных портов все чаще используются разъемы USB.
Процессор и память. Ведущим элементом любого персонального компьютера является центральный процессор, выполняющий основные арифметические и логические операции, а также формирующий управляющие сигналы к другим устройствам компьютера. Характеристики процессора оказывают решающее влияние на характеристики компьютера в целом, и в первую очередь на его производительность. Одной из простейших характеристик быстродействия процессора является его тактовая частота. Наиболее распространенными процессорами для ПК являются процессоры корпорации Intel, несколько реже используются процессоры от корпорации AMD серии Athlon. Традиционно считается, что процессоры Intel более надежны и создают меньше проблем при настройке компьютера, а процессоры AMD при той же производительности заметно дешевле.
Вторым элементом компьютера, определяющим его важнейшие характеристики является основная память, или просто память. Одни типы памяти предназначены для того, чтобы хранить данные только на время работы компьютера, другие – для постоянного или долговременного хранения. Кроме того, различные виды памяти различаются по скорости работы с данными. Под основной же памятью обычно понимают модули памяти, состоящие из электронных микросхем и вставляемые в разъемы (слоты) на материнской плате. Как правило, на материнской плате содержится от двух до четырех таких разъемов. Эта память является энергозависимой, и ее содержимое теряется при выключении компьютера. Характеристики основной памяти заметно совершенствуются по мере развития технологии, и в настоящее время наиболее распространены модули памяти двух типов: SDR DIMM и DDR DIMM. Емкость модулей памяти составляет обычно от 128 до 512 Мбайт, и общая емкость установленной основной памяти является одной из наиболее значимых характеристик компьютера.
Материнская плата. Основным элементом системного блока компьютера, определяющим его эксплуатационные качества, является плата – монтажная панель, на которой располагаются все остальные устройства системного блока, кроме дисковода. На ней расположено большое количество внутренних и внешних разъемов и различных вспомогательных микросхем, среди которых ведущую роль играет микросхемы так называемого чипсета (набора микросхем), выполняющие связующую функцию между процессором и остальными устройствами компьютера. По этой причине микросхемы чипсеты иногда называют «мостами». Тип чипсета, наряду с количеством и назначением разъемов, является основной характеристикой материнской платы. Для процессоров Intel наиболее часто применяются чипсеты, производимые самой корпорацией Intel, для процессоров AMD – чипсеты корпорации VIA.
Видеосистема. В состав видеосистемы обычно включается два элемента: графическая плата (видеоплата) и видеомонитор (дисплей). Роль графической платы может выполнять интегрированный в чипсет видеоконтроллер.
Характеристики почти всех современных графических плат практически идентичны, и различие между ними заключается, в основном, в объеме функций центрального процессора, которые берет на себя графический процессор видеоплаты. Для компьютерных игр это является весьма существенной характеристикой, поскольку при выводе на дисплей сложных динамических сцен центральный процессор может просто не справиться с их своевременным отображением.
Видеомониторы можно разделить на два класса: дисплеи на электронно-лучевой трубке (ЭЛТ), которые в настоящее время практически не используют и жидкокристаллические (ЖК) дисплеи. Основной характеристикой дисплеев является размер их видимой области по диагонали, выражаемый в дюймах. ЖК-мониторы представляют собой относительно новый тип дисплеев, однако по своим потребительским и стоимостным характеристикам они уже догнали мониторы по электронной лучевой трубке, и единственной областью, где они существенно отстают от ЭЛТ-мониторов, является цветопередача, что не позволяет применять их в сфере высококачественной полиграфии.
Клавиатура и мышь. Клавиатура и мышь являются неотъемлемыми частями современного персонального компьютера. Их основным назначением является первичный ввод информации в компьютер. Вместе с тем принципы их взаимодействия с компьютером существенно отличаются. Клавиатура работает относительно независимо от остальных частей компьютера и ее основной функцией является ввод в компьютер больших объемов текстовой информации. В отличие от этого мышь функционирует только совместно с монитором, обеспечивая взаимодействие с графическими объектами на экране и тем самым осуществляя ввод небольших объемов структурированной информации, а также выполняя управляющие функции.
Средства хранения и переноса информации. Как уже отмечалось ранее, память компьютера является многоуровневой. Наряду с энергозависимой основной памятью, участвующей только в процессе обработки информации, не меньшую роль играют энергонезависимые виды памяти, предназначенные для хранения и переноса информации. Память такого рода, в отличие от основной, принято называть внешней. В зависимости от характера носителя ее можно разделить на несколько типов:
- память на магнитных носителях (гибкие и жесткие магнитные диски и магнитные ленты);
- память на оптических носителях (компакт-диски с однократной и многократной записью);
- энергонезависимая электронная память (флеш-память).
С другой стороны, функции энергонезависимой памяти можно подразделить следующим образом:
- хранение исходных, промежуточных и окончательных данных в процессе обработки информации;
- архивное хранение данных;
- перенос информации с одного компьютера на другой
В каждом из этих случаев применяются свои виды внешней памяти. Фактически единственным типом внешней памяти, используемым в процессе обработки информации, являются накопители на жестких магнитных дисках (винчестеры). Их основной характеристикой является объем вмещаемой информации.
В качестве средств архивного хранения данных используются оптические диски и флеш-карты. Средствами переноса информации являются записываемые и перезаписываемые оптические диски и карты флеш-памяти с USB-переходником. Для переноса больших объемов информации (десятки и сотни гигабайт) используются накопители на жестких магнитных дисках, оборудованные средствами для подключения к компьютеру через внешние разъемы.
Дополнительные устройства компьютера. Компьютер может быть оснащен дополнительными устройствами, к которым в первую очередь относятся принтер, звуковая подсистема, сканер и модем.
Принтеры обычно подразделяются на матричные, струйные и лазерные. Наиболее распространенными из них являются струйные, что объясняется их дешевизной, хорошим качеством печати и возможностью многоцветной печати. Основным их недостатком являются высокие эксплуатационные расходы. Поэтому их выгодно применять в случаях, когда объем печати сравнительно невелик. При больших объемах печати выгоднее применять лазерные принтеры, обладающие еще более высоким качеством печати. Однако они дороже струйных принтеров, а при многоцветной печати – существенно дороже. Матричные принтеры в настоящее время распространены гораздо меньше и имеют, в основном, специальное применение. Связано это с тем, что по стоимости они сравнимы с лазерными, качество печати заметно ниже, а уровень создаваемого шума выше. Вместе с тем требования матричного принтера к качеству бумаги намного ниже. Он также может производить одновременную печать нескольких копий документов, в том числе на рулонной бумаге.
Также существуют еще плоттеры, это тоже принтер для вывода больших форматов (А0, А1).
Звуковой подсистемой (аудиоподсистемой) в последнее время оснащен каждый компьютер. Так же, как и видеоподсистема, звуковая состоит из двух частей: внутренней – звуковая плата (аудиоплата) или звукового чипа на материнской плате и внешней – набора компьютерных звуковых колонок.
Сканеры применяются для ввода графических изображений или текстов, напечатанных на бумаге, в компьютер. Характерной особенностью сканеров является то, что для их работы обычно требуется весьма серьезное программное обеспечение: графический редактор для обработки изображений и программа распознавания текстов для перевода изображения в текстовый формат. Основной характеристикой сканера является разрешающая способность, измеряемая в точках на дюйм (300, 600, 1200, 2400 и т.д.).
Компьютерные сети. Компьютерные сети являются одним из средств передачи данных. Этот способ обмена информацией оказался настолько удобным, что в настоящее время практически каждый компьютер подключен или может быть подключен к той или иной сети. Принято подразделять сети на локальные и глобальные. Локальные сети характеризуются высокими скоростями передачи данных и сравнительно небольшими размерами, а глобальные - более низкими скоростями, более высокой стоимостью на единицу передачи информации и практически неограниченными размерами.
В самом простом варианте можно представлять себе компьютерную сеть как совокупность компьютеров, соединенных с помощью сетевых кабелей с узлами сети, которые, в свою очередь, соединены между собой. Роль узлов сети выполняют либо аппаратные устройства – концентраторы (хабы) и коммутаторы, либо маршрутизаторы, представляющие собой специализированные компьютеры, предназначенные для организации компьютерных сетей. Для подключения компьютера к сети используется либо сетевой адаптер, обычно используемый в виде платы расширения, − в случае локальных сетей, либо модем того или иного типа – в случае глобальных сетей.
Главным отличием компьютерных сетей от совокупности отдельно стоящих персональных компьютеров с точки зрения обработки информации является наличие в компьютерной сети одного или нескольких серверов – компьютеров, позволяющих различным пользователям получать или обрабатывать объединенную информацию, предоставляемую им сервером. Такая схема обработки информации, в отличие от обработки на отдельном компьютере, называется схемой «клиент-сервер», а компьютеры на рабочих местах пользователей, подключающиеся к серверу – клиентскими компьютерами, или клиентами.
Программное обеспечение. Компьютеры, внешние устройства и компьютерное сетевое оборудование образуют аппаратное обеспечение, являющееся лишь одной из многих составляющих компьютерных технологий обработки информации. Другой их составляющей является программное обеспечение (ПО). Обычно различают системное программное обеспечение и прикладное (функциональное) программное обеспечение, а также инструментальные средства, обеспечивающие создание программного обеспечения.
Контрольные вопросы
1. Из каких элементов состоит компьютер?
2. Перечислите виды компьютерных разъемов.
3. Какими параметрами можно охарактеризовать компьютер?
4. Назовите устройства для первичного ввода информации в компьютер.
5. Какие аппаратные средства применяются для хранения информации?
6. Назовите аппаратные средства обработки информации. Относятся ли к ним принтер, сканер и звуковая плата?
7. Приведите способы и средства передачи информации.
8. Какие устройства применяются для представления информации? Относятся ли к ним принтер, сканер и звуковая плата?
9. Стоит ли отказываться от покупки музыкального центра, если у Вас уже есть хороший компьютер?
10. Можно ли подключиться к сети Интернет без модема?
11. Чем серверный компьютер отличается от клиентского?
12. Может ли программа, написанная для одной операционной системы, выполняться в другой?
13. Может ли драйвер для одной операционной системы использоваться в другой?