Лекция-презентация Аппаратное обеспечение ПК

Системный блок
Монитор
Клавиатура
Мышь
Соединительные кабели

Дисциплина «Информационные технологии в профессиональной деятельности»

Лекция №3

1. небольшими размерами (ПК размещается на рабочем столе, оставляя место для телефонного аппарата, книг, тетрадей и т.д.),2. возможностью для пользователя работать с ПК лично, без посредничества профессионального программиста,3. малым потреблением электрической энергии,4. удобством и комфортностью общения пользователя и ПК.

обработка и хранение информации,
обмен информацией с внешними объектами.
Современный персональный компьютер может быть реализован в настольном, портативном или карманном варианте.

1)  материнская плата (Motherboard), называемая ещё главной (Mainboard) или системной платой;
2)  CPU (Central Processing Unit) - центральный процессор; FPU (Floating Point Processing Unit) — сопроцессор;
3)  винчестер или накопитель на жёстком магнитном диске, обозначенный в документации как HDD (Hard Disk Drive);
4)  дисковод — для гибких магнитных дисков, FDD (Floppy Disk Drive);

5)  RAM (Random Access Memory) — оперативное запоминающее устройство (ОЗУ);
6) ROM (Read Only Memory) — постоянное запоминающее устройство (ПЗУ);
7)  графический контроллер — устройство, выполняющее графические операции и обработку видеоданных; акселератор —процессор, ускоряющий обработку видео изображений ;

8)  элементы электрических соединений узлов и блоков переходные контакты, плоские кабели и монтажные провода;
9)  корпус (case) — защищает компоненты PC от внешнего воздействия и содержит блок питания;
10) UPS — источник бесперебойного питания;
11) устройства ввода — клавиатура, мышь, трэкболл, джойстик, дигитайзер, сканер;
12) устройства вывода — монитор, принтер, плоттер;

13) мультимедиа компоненты — звуковая карта, CD-ROM, DVD-ROM, карты видео ввода-вывода;
14) устройства коммуникаций — модем.

Процессор

Это сердце компьютера, самое большое и сложное устройство. Именно к "маме" подключаются все другие устройства, входящие в состав системного блока.
Функция: обеспечивает связь между всеми устройствами ПК, посредством передачи сигнала от одного устройства к другому.

На поверхности материнской платы имеется большое количество разъемов предназначенных для установки других устройств: sockets – гнезда для процессоров; slots – разъемы под оперативную память и платы расширения; контроллеры портов ввода/ вывода.

Процессор - мозг компьютера

Быстрая энергозависимая память

SRAM - статическая память является более дорогой, но имеет высокое быстродействие. Реализуется на триггерных микросхемах.

DRAM - динамическая память в 4-5 раз дешевле статической. Ее представляют миниатюрные конденсаторы.

72-пиновые разъемы SIMM
168-пиновые разъемы DIMM

Время доступа от 70 до 4 нс (нано = 10-9)

Чаще всего используют модули динамической памяти SDRAM и DDR SDRAM (SDRAM II) - Double Date Rate SDRAM - удвоенная скорость передачи данных по сравнению с обычной SDRAM.

Объем одного модуля 32, 64, 128, 256, 512 Mb

емкость lj 16 Tb
время доступа 8 мс (мили = 10-6)
скорость передачи данных от 33 Мбайт/с
скорость вращения 7200, 10000, 12000 об/мин

НЖМД – накопитель на жестких магнитных дисках
HDD – Hard Disc Drive

В 1973 году фирмой IBM по новой технологии был разработан жесткий диск, который мог хранить до 16 Кбайт информации.
Поскольку этот диск имел 30 цилиндров (дорожек), каждая из которых была разбита на 30 секторов, то ему присвоили название — 30/30.
По аналогии с автоматическими винтовками, имеющими калибр 30/30, такие жесткие диски стали называться «винчестерами».

3,5’’
1,44 Mb
300 об/мин.
100 мс
500 Kb/c

Защитный корпус
Фланец привода диска
Защитная шторка
Отверстие запрета записи
Отверстие - признак дискеты высокой плотности

650 Mb

Скорость воспроизведения Audio CD - 150 Kb/c
CDx2 - 300 Kb/c
CDx52 - 7800 Kb/c

CD-R (Record) –диск для однократной записи (золотой) – высокая надежность
CD-RW – диск для перезаписи (до 1000 раз) могут считываться только на новых (как правило, не хуже 16-скоростных) устройствах CD-ROM.

DVD (Digital Versatile Disk) цифровой многофункциональный диск (видео фильмы, игры, энциклопедии…)

Стандарты
DVD-5 – 1 сторона, 1 слой;. 4,7 Gb
DVD-9 – 1 сторона, 2 слоя; 8,5 Gb
DVD-10 – 2 стороны, 1 слой; 9,4 Gb
DVD-18 - 2 стороны, 2 слоя; 17,0 Gb

4,7 Gb =133 мин. видео в формате MPEG-4 со
звуком Dolby Digital на
8 языках и субтитрами на 32 языках.

Флэш-память - особый вид энергонезависимой перезаписываемой полупроводниковой памяти.
Энергонезависимая - не требующая дополнительной энергии для хранения данных (только для записи).
Перезаписываемая - допускающая изменение (перезапись) данных.
Полупроводниковая - не содержащая механически движущихся частей (как обычные жёсткие диски или CD), построенная на основе интегральных микросхем.
Флэш-память исторически происходит от ROM памяти, и функционирует подобно RAM. В отличие от RAM, при отключении питания данные из флэш-памяти не пропадают.
Ячейка флэш-памяти не содержит конденсаторов, а состоит из одного транзистора особой архитектуры, который может хранить несколько бит информации.

Преимущества flash-памяти:
Способна выдерживать механические нагрузки в 5-10 раз превышающие предельно допустимые для обычных жёстких дисков.
Потребляет примерно в 10-20 раз меньше энергии во время работы, чем жёсткие дискам и носители CD-ROM.
Компактнее большинства других механических носителей.
Информация, записанная на флэш-память, может храниться от 20 до 100 лет.

Замены памяти RAM флэш-памятью не происходит потому что флэш-память:
работает существенно медленнее;
имеет ограничение по количеству циклов перезаписи (от 10000 до 1000000 для разных типов).

Flash - короткий кадр, вспышка, мелькание
Впервые Flash-память была разработана компанией Toshiba в 1984 году. В 1988 году Intel разработала собственный вариант флэш-памяти.
Название было дано компанией Toshiba во время разработки первых микросхем флэш-памяти как характеристика скорости стирания микросхемы флэш-памяти "in a flash" - в мгновение ока.

некоторые специалисты предлагают считать RAM эквивалентом "энергозависимой памяти", а ROM - "энергонезависимой памяти".

Разрешающая способность - способность видеокарты разместить на экране определенное количество точек, из которых состоит изображение. Чем больше точек будет на экране, тем менее зернистым и качественным будет изображение, тем больше графической информации можно разместить на экране.

Первый IBM PC не предусматривал возможности вывода графических изображений. Современный - позволяет выводить на экран двух- и трёхмерную графику и полноцветное видео.

Графический контроллер обладает собственной оперативной памятью

Слоты ISA (8MHz/ 16bit/ устаревшие)
Слоты РСI (33MHz/ 32bit/ современные)

Разрядность записи звука и динамический диапазон – разница между самым тихим и самым громким звуком
8 bit – 256 уровней – диапазон 48 дБ
16bit – 65536 уровней – диапазон 96 дБ
20-22bit - профессиональные

Частота дискретизации 
Частота оцифровки сигнала должна быть минимум в 2 раза больше максимальной частоты входного сигнала. Речь занимает полосу частот до 3-4 кГц, для ее оцифровки нужна частота 8 кГц.
8,0 11,025 22,05 44,1 48 кГц - выше 24 кГц человеческий слух не воспринимает.

Периферийные устройства

Клавиатура

Мышь

Сенсорная панель ноутбука

Графический планшет

Сканер

Цифровая фото- и Web-камера

Звуковая карта и микрофон

Джойстик

Трекбол

Левая кнопка: Click = выделение объекта; Double Click = активизация объекта =
Правая кнопка – вызов контекстного меню
Колесо прокрутки (scrolling)

Это устройство на десять лет старше мыши, однако из-за своей дороговизны оно до сих пор не заменило ее.

Алфавитно-цифровая
Специальных клавиш <←>
Управления курсором
Переключаемая (цифровая/ управления курсором)
Функциональная –
Индикаторов

QWERTY
101 – 103 клавиши

Области

Сканер способен считывать графическую или текстовую информацию с листа бумаги, со страниц журнала или книги и вводить её в компьютер.
Он очень быстро создает электронную копию текста или картинки. Сканер распознает буквы или цифры, что позволяет быстро вводить печатный текст в компьютер.

Ручной сканер

Настольный сканер

Барабанный сканер

планшетный

Разрешение [dpi (dot per inch)] 300-1200

Формат A4, A3

HP, Mustek, Epson

В основном устройство цифровой камеры повторяет конструкцию аналоговой. Главное различие в светочувствительном элементе, на котором формируется изображение: в аналоговых фотоаппаратах это пленка, в цифровых – матрица. Свет через объектив попадает на матрицу, где формируется картинка, которая затем записывается в память.

Периферийные устройства

Мониторы

Колонки Наушники

Матричный принтер

Струйный принтер

Лазерный цветной принтер

Плоттер

Модем

ЭЛТ - электронно-лучевая трубка
CRT - Cathode Ray Tube

ЖК – жидко-кристаллические
LCD – Liquid Crystal Display

Управление светом  лампы подсветки, проходящим через слой жидких кристаллов за счёт изменения ими плоскости поляризации.

ЖК – жидко-кристаллические
LCD – Liquid Crystal Display

При сравнимом размере диагонали видимой области 14’’ LCD  15’’ ЭЛТ
Бликов на экране в 3 и более раз меньше (меньше коэффициент отражения).
Не создает вредного для здоровья постоянного электростатического потенциала.
Напряжение каждого пикселя запоминается транзистором до следующего обновления, мерцание практически отсутствует и частоты регенерации 60 Гц достаточно.
Малый вес и габариты.
Потребляет в 3-4 раза меньше электроэнергии.

Преимущества

Недостатки цветопередачи и невозможность калибровки (не подходит дизайнерам и художникам).
Только “родное” разрешение.
Недостаточные контрастность, быстродействие и стойкость к механическим повреждениям.
Ограниченный угол обзора.
Наличие “битых” пикселей.
Более высокая цена.

Недостатки

Как и в CRT-мониторе, в плазменном светится люминофор, но не под воздействием потока электронов, а под воздействием плазменного разряда.
Каждая ячейка плазменного дисплея - флуоресцентная мини-лампа, которая способна излучать только один цвет из схемы RGB.
К подложкам каждого пикселя плазменного дисплея, между которыми находится инертный газ (ксенон или неон), прикладывается высокое напряжение, в результате чего испускается поток ультрафиолета, который вызывает свечение люминофора.
97 % ультрафиолетовой составляющей излучения, вредного для глаз, поглощается наружным стеклом.

Преимущества
Более сочные цвета в более широком диапазоне.
Широкий угол обзора.
Больше контрастность, чем у LCD, больше яркость, чем у CRT.
Могут достигать больших размеров (с диагональю от 32" до 50") с минимальной толщиной.

Сферы применения
Высококачественные видеосистемы большого формата. Прекрасно подходят для просмотра DVD или телевидения высокого разрешения. Позиционируются на high-end сектор рынка, где проблемы высокой цены, старения люминофора и высокого энергопотребления вторичны по сравнению с качеством.
Вполне очевидно, что ЖК будут "отъедать" рынок плазменных панелей, - их диагональ продолжает увеличиваться.
Эта технология мало подходит для компьютерных мониторов.

Последовательные, ударные.
Головка принтера оснащена 9, 18 или 24 иголками

Преимущества
Нетребовательность к качеству бумаги, печать на нестандартной бумаге
Наличие оттисков (важно для официальных документов), возможность печати под копирку
Простота и надежность
Дешевизна расходных материалов

Недостатки
Не печатают графику
Относительно высокий уровень шума
Относительно низкая скорость печати
Относительно низкое качество печати (150 dpi)
Только монохромная печать

Принцип действия
Изображение формируется из микрокапель ( ~ 50 мкм) чернил, которые выдуваются из сопел картриджа. Каждая строка цветного изображения проходится как минимум 4 раза (CMYK). Количество сопел обычно от 16 до 64, но есть печатающие головки с сотнями сопел.

Преимущества
Высокое качество графики даже для самых дешевых моделей.
Низкая стоимость принтера (продается ниже себестоимости).
Наличие принтеров больших форматов (от А4 до А0 (плоттер)).

Последовательные, безударные

Недостатки
Низкая экономичность. Затраты на чернила уже в первый год как минимум в 5 раз превысят стоимость устройства, при объемах печати в 10–15 страниц в день. Непроизводительный расход чернил на прочистку головок. Низкая емкость картриджей.
Требователен к бумаге.
Низкая стойкость отпечатков (быстро выцветают и смываются).
Относительно низкая надежность.
Относительно низкая скорость печати.

Последовательные, безударные

Применяются для вывода длинных непрерывных графиков, диаграмм и больших чертежей.

Форматы: A2, A3, A1, A0

Различные модели плоттеров могут иметь как одно, так и несколько перьев различного цвета (обычно 4-8).

Преимущества
Высокая надежность
Относительно невысокая цена копии
Высокая скорость печати (до 12 страниц/ мин.)
Высокое качество печати 300, 600 и более dpi.

Недостатки
Монохромная печать (высокая цена принтера и копии для качественной цветной печати)

Страничные, безударные

Лазерные цветные принтеры низшего ценового диапазона используют четырехпроходную технологию. Поэтому их быстродействие при выводе цветных документов не превышает 8 стр./мин.

Устройство для передачи сигнала (двоичного кода) по телефонным линиям.
Модуляция – преобразование дискретного сигнала компьютера в аналоговый, передающийся по телефонным линиям (модулирование несущей частоты телефонной линии).

внешний

внутренний

Коммутируемые - 300 - 28 800 бод (бит/c)
Выделенные - 33600 бод (бит/c)