Информатика. Пособие учебное

Введение в компьютер.

И так. Самое интересное и основа основ в этой теме. В прошлой теме мы говорили об устройствах. Компьютера есть несколько видов. Смартфон. Маленький и компактный компьютер. Съёмка, работа, игры. Планшеты это более большие девайсы. Удобны для фильмов и более мощнее, но зависит от многих характеристик определённой модели. Ноутбук. Более расширенный и функциональный.

Есть диагональный экран и встроенная клавиатура все внутренние устройства есть снизу на задней крышке так же у смартфонов и планшетов. Самый универсальный и мощный это стационарный компьютер. Кратко ПК.

Из чего ПК. Внешние устройства это отдельная клавиатура. Обычно у ПК отдельная клавиатура от монитора. Вы сами может видели когда-то. А кто-то работал с ними.

Внешнее устройство это клавиатура. На клавиатуре 256 клавиш состоящих из всей раскладки. Букв, цифр, и символов со спецсимволами. Как работает клавиатура на более глубоком уровне. Принцип работы: Переключатели работают за счёт механического размыкания контактов. Внутри переключателя есть металлическая пружина, которая мягко возвращает клавишу в исходное положение. Свитчи отличаются быстрой реакцией и не требуют полного нажатия на кнопку. Механические клавиатуры могут быть изготовлены из различных материалов. В основном используются ABS-пластик, акрил, поликарбонат и алюминий. ABS-пластик и акрил – это экономичные материалы, но они могут быть подвержены механическим повреждениям и скрипу. Поликарбонат по своим свойствам похож на пластик, но стоит дороже. А вот алюминий – более прочный и долговечный материал.

Механические клавиатуры

Принцип работы механической клавиатуры схож с принципом работы обычной электрической кнопки. Под каждой клавишей такой клавиатуры находится отдельный механический переключатель. Этот механизм срабатывает примерно на середине нажатия.

Переключатели различаются по громкости щелчка, силе нажатия и тактильному отклику:

Самые «мягкие» – линейные переключатели. Они не создают сопротивления нажатию и не издают щелчка.

Переключатели с тактильной отдачей.

Переключатели с тактильной отдачей и звуком

Мембранные клавиатуры

Принцип действия схож с механическим типом, но позволяет снизить рабочую площадь поверхности клавиатуры У мембранной клавиатуры присутствует трехслойная резиновая или силиконовая прокладка, уложенная поверх электронных контактов. По всей поверхности прокладки выступающие «колпачки», на которые крепятся кнопки с пластиковым стержнем. Клавиши срабатывают тогда, когда стержень продавливает мембрану до контактов, т.е. необходимо полное нажатие. В изготовлении компьютерных клавиатур мембранные технологии сейчас используют довольно часто.

Плюсы:

Стоимость невысокая;

В оригинале практически бесшумные бывают и со звуком;

Возможность полной герметизации;

Возможность минимализировать размер устройства управления.

Минусы:

Износ мембраны;

Низкая чувствительность, уменьшающаяся со временем эксплуатации;

Уменьшенная тактильность работы.

Ножничные клавиатуры

По своей сути клавиатуры подобного типа – это гибрид обычной механической клавиатуры с мембранной. С одной стороны кнопки снабжены специальным приспособлением, напоминающим классический тип с небольшим отличием. Вместо упругой мембраны, контакт наносится на специальный шток стержень.

Перемещение клавиш осуществляется нехитрым механизмом – скрещенные пластины, соединённые между собой посередине подвижной петлей. В целом все устройство напоминает ножницы – отсюда и пошло название.

Плюсы:

Не самая высокая цена

Отличная тактильная отдача, позволяющая проводить скоростной набор;

Высокая долговечность, мало уступающая механическим разновидностям;

Малошумная работа.

Минусы:

Свойственная механическим клавиатурам проблема больших габаритов – не каждое оборудование возможно оснастить подобным устройством ввода информации;

Чувствительность от попадания влаги

Мы поговорили об видов клавиатур. Клавиатура тоже основная часть важной комплектации. От материала и вида клавиатуры тоже зависит от того, какой вы пользуетесь. Чем хуже, тем быстрее клавиши сломаются. Перестанут работать. Царапаны или же поломать быстрее можно.

Символьная клавиатура. Это цифры и буквы и остальное. На клавишах есть определённые ряд названий. Клавиши модификаторы это Shift, Ctrl, Alt. «функциональная клавиатура» находится сверху к F1, F2 и т.д. ESC относится. Индикаторы режимов находятся сверху правее под маленькими индикаторами.

Клавиатуры управления находятся рядом с символьной. Это стрелки лево, право, верх, вниз. Дополнительная клавиатура это математические операции она находится обычно правее и выглядит как меню калькулятора.

Первые пишущие машинки имели клавиатуру, похожую на клавиши пианино, с двумя рядами букв.

В 1868 году изобретатель Кристофер Шоулз изобрёл первую клавиатуру. Он ее запатентовал идею совокупности символов расположенных в алфавитном порядке.

Монитор. 1.0

Монитор это огромный экран состоящий из стеклянных маленьких кристальных стёкол.

В жидкокристаллических дисплеях, которые мы используем в повседневной жизни, применяются жидкие кристаллы. Они представляют собой стержнеобразные молекулы, которые выстраиваются параллельно друг другу. Плазменное управление жидкими кристаллами, известное также как Plasmatron, – это технология, которая сочетает в себе преимущества жидкокристаллических и плазменных панелей. В результате получается устройство, которое может похвастаться яркими и насыщенными цветами, высокой контрастностью, а также большими углами обзора по горизонтали и вертикали и высокой скоростью обновления. Принцип их работы заключается в следующем: молекулы жидких кристаллов, ориентируясь в электрическом поле, по-разному отражают и пропускают свет. При подаче напряжения на проводники, расположенные на экране, на экране появлялось изображение, состоящее из крошечных точек. Один из способов получения жидких кристаллов – нагревание твёрдого кристаллического вещества. Образовавшиеся кристаллы называются термотропной мезофазой. При повышении температуры твёрдое вещество не плавится сразу, а переходит из кристаллического состояния в жидкокристаллическое.

Цветовые модели RGB и CMYK. Изображение на экране монитора формируется с помощью цифровой модели RGB. В этой модели цвет на экране состоит из трёх основных спектральных цветов: красного rich red, зелёного rich green и синего rich blue.

RGB – это цветовая модель, которая применяется для создания изображения на экране монитора. Она названа так по первым буквам основных цветов: красного Red, зелёного Green и синего Blue.

Любая цифровая фотография или рисунок включают в себя огромное количество оттенков, которые получаются путём смешивания основных цветов в различных пропорциях.

Матрица – это математический объект, который представляет собой таблицу из элементов кольца или поля например, целых чисел, действительных чисел или комплексных чисел. Эти элементы расположены в строках и столбцах, а их пересечение образует матрицу. Размер матрицы определяется количеством строк и столбцов.

История мониторов начинается с изобретения электронно-лучевых трубок ЭЛТ, также известных как катодно-лучевые трубки. В 1897 году немецкий физик Карл Фердинанд Браун создал первое устройство такого типа. Он предложил использовать его в качестве индикатора.

Теория матриц появилась в середине XIX века благодаря трудам Уильяма Гамильтона и Артура Кэли. Значительный вклад в развитие этой теории внесли такие учёные, как Вейерштрасс, Жордан и Фробениус. Термин «матрица» ввёл Джеймс Сильвестр в 1850 году.

В 1861 году Джеймс Клерк Максвелл предложил метод, позволяющий создавать цветные изображения путём аддитивного синтеза цвета.

При кодировании изображений используются два метода: растровый и векторный. Векторные изображения создаются в специальных программах – векторных редакторах. Они состоят из графических примитивов, таких как прямые линии, дуги окружностей, прямоугольники, заливки и так далее. Графическая информация преобразуется из аналоговой формы в цифровую путём разбиения изображения на отдельные элементы дискретизации. Этот процесс называется кодированием, поскольку каждому элементу изображения присваивается своё уникальное значение в виде двоичного кода.

Третий по счету это микрофон. Итак, микрофон – это устройство, которое преобразует звук в электрический сигнал. Этот сигнал затем можно усилить, записать или воспроизвести на других устройствах.

Виды микрофонов:

Кардиоидная

Суперкардиоида

Гиперкардиоида

Двунаправленный восьмерка

Круговая всенаправленная

Микрофон, как и любой другой микрофон, захватывает аналоговый источник звука. Затем аналоговый сигнал проходит через интерфейс внутри микрофона и преобразуется в цифровой. Затем цифровой аудиосигнал передается по USB-кабелю непосредственно в USB-порт компьютера. Присоединяется через стандартный 3,5 мм разъем. Чаще всего находится на задней панели системного блока или сбоку ноутбука. Микрофоны, подобно тому как мы используем диафрагмы для пения, имеют свои собственные диафрагмы, которые служат для улавливания звуков и преобразования их в электрические сигналы. Когда звуковые волны достигают микрофона, его диафрагма начинает вибрировать. Эта вибрация перемещает магнит относительно катушки, которая находится внутри микрофона. В некоторых моделях катушка движется внутри магнита. В результате этих движений возникает электрический ток, который представляет собой преобразованный звуковой сигнал.

Почти все настольные компьютеры будут оснащены видимыми портами для микрофона. Эти порты обычно расположены на передней или задней панели корпуса и окрашены в розовый цвет. Над портом вы увидите изображение микрофона. Если у вас есть разъём 1/8 дюйма, просто подключите его к этому порту для проверки звука. USB Universal Serial Bus – это универсальный интерфейс для подключения различных устройств. Термин «универсальный» в данном случае означает две вещи: во-первых, USB используется как для зарядки устройств, так и для передачи данных между ними. Во-вторых, с помощью этого интерфейса можно подключать широкий спектр устройств – от принтеров до смарт-часов. Первые микрофоны

День рождения микрофона – 4 марта 1877 года. В этот день американский изобретатель Эмиль Берлинер получил патент на своё изобретение – устройство, способное усиливать голос.

Теперь поговорим об еще одном внешнем устройстве. Такие как сателлиты или колонки – незаменимый компьютерный аксессуар. Это своего рода «голос» устройства, позволяющий технике звучать. При этом колонки можно отрегулировать до шепота или же превратить в настоящий рупор..

Подключение колонок 1.0.1

Подключите USB-кабель колонок к свободному порту на компьютере. Обычно USB-порты расположены на передней и задней панелях системного блока. После подключения операционная система автоматически установит необходимые драйверы. Колонки могут подключаться к компьютеру через различные интерфейсы: USB, 3.5 мм аудиоразъем, Bluetooth и другие. Принцип работы динамика заключается в следующем: электрический ток, проходящий через катушку, заставляет её совершать перпендикулярные колебания в магнитном поле. Эта система приводит в движение диффузор, который колеблется с частотой подаваемого тока и создаёт звуковые волны. Виды акустики для ПК Акустические системы можно разделить на несколько типов: 2.0, 2.1, 5.1 и саундбары, которые устанавливаются под мониторы или телевизоры. Наиболее распространены системы 2.0, состоящие из двух устройств, образующих стереопару.

Введение в компьютер

И теперь про принтеры. О них мы не так много поговорим.

Принтер – это устройство, которое позволяет получить бумажный документ на основе компьютерной модели этого документа. Если текст был создан с помощью текстового редактора на компьютере, его можно распечатать на принтере.

В мире существует три основных типа принтеров: матричные; струйные; лазерные. Струйные принтеры генерируют символы в виде последовательности чернильных точек

Когда вы используете струйный принтер, чернила из картриджа проходят через специальные сопла и попадают на бумагу. Эти тончайшие отверстия позволяют микроскопическим частицам чернил переноситься на бумагу, создавая изображение – будь то фотография или документ. В разных моделях принтеров количество сопел может отличаться.

Лазерный принтер был изобретён Честером Карлсоном и назван им «ксерографией». Компания Xerox впервые применила эту технологию на практике, выпустив первый лазерный принтер в 1971 году. Годом изобретения принтера считается 1834 год.

Основное устройство ещё считается мышь. Почему же она называется мышь? Первые разработки мышей, были с шнуром сзади в виде хвоста.

9 декабря 1968 года на выставке интерактивных устройств в Калифорнии была представлена компьютерная мышь. Патент на это устройство получил Дуглас Энгельбарт в 1970 году. Первым компьютером, в комплектацию которого входила мышь, стал мини-компьютер Xerox 8010 Star Information System, выпущенный в 1981 году. Современные оптические мыши используют сенсор для «фотографирования» участка поверхности. Процессор сенсора анализирует изменения и перемещает указатель на экране. Чтобы изображение было чётким, под сенсорной площадкой находится светодиод или лазер, которые подсвечивают поверхность. Также существуют гироскопические мыши, оснащённые встроенным гироскопом. Гироскоп – это прибор, который помогает определить, как меняется направление движения или положение объекта в пространстве. Самый простой вид гироскопа – это механический гироскоп. Он действует по принципу юлы: внутри круглой рамки быстро вращается ротор, который похож на волчок. Мыши служат для перемещения курсора на экране, выбора объектов и нажатия кнопок. Мышь, которую мы используем для управления курсором и выбора на экране компьютера, является важным элементом графических пользовательских интерфейсов.

Есть еще одно устройство, когда нету мышки.

TouchPad – сенсорная панель, позволяющая управлять курсором без мышки. Он встроен обычно у ноутбуков рядом с панелью клавиатуры. Принцип работы тачпадов основан на измерении электрической ёмкости между пальцем и датчиком или между двумя датчиками. Это позволяет с высокой точностью определить координаты пальца на тачпаде. Ёмкостные датчики расположены вдоль вертикальной и горизонтальной осей устройства.

Существуют и другие виды сенсорных экранов:

Матричные сенсорные экраны;

Проекционно-емкостные;

Инфракрасные;

Оптические;

Тензометрические.

Еще внешним устройством считаются наушники. Они подключаются так же как и микрофон.

Поговорим об сканере.

Сканер – это устройство для ввода информации. Оно считывает какой-либо объект, например, изображение или текст, и преобразует его в цифровой формат.

С технической точки зрения сканер состоит из зеркал и объектива. Когда на оригинал попадает световой поток, изображение «доставляется» на экран компьютера. Свет отражается и попадает на оптику, которая находится внутри сканера. Этот электрический импульс содержит информацию о форме и цвете сканируемой картинки. Существует всего три основных типа сканеров: протяжный, планшетный и слайд-сканер. В 1975 году компания ECRM Inc., дочернее предприятие AM International, представила первый планшетный сканер, который использовался для цифровой обработки изображений. Этот сканер назывался Autokon 8400. Autokon 8400 имел лазерный луч, который позволял сканировать страницы размером до 11 на 14 дюймов с высоким разрешением – до 1000 точек на дюйм.

Сканирование – это процесс преобразования бумажного документа в цифровой формат. В ходе сканирования документ считывается и сохраняется в электронном виде. Благодаря электронной почте и различным файлообменникам, отсканированную копию документа можно быстро отправить человеку, находящемуся в другом городе или даже стране.

Входные данные 1.1.1

«Входные данные» в этой документации – это любой поток цифровых мультимедийных данных например, аудио или видео, который приложение доставляет в объект записи из источника с помощью соответствующих API. Параметры рабочего потока – это данные, которые необходимы для выполнения определённой функции. А выходные параметры рабочего потока – это данные, которые получаются в результате выполнения какого-либо действия.

Устройства ввода – это устройства, которые предназначены для передачи информации компьютеру.

Клавиатура

Мышь и тачпад

Планшет

Джойстик

Сканер

Цифровые фото, видеокамеры, веб-камеры

Микрофон

API – это набор инструментов, которые позволяют разным программным компонентам общаться друг с другом, используя определённые правила и протоколы. Например, система программного обеспечения метеорологической службы содержит ежедневные данные о погоде.

Данные – это зарегистрированная информация, представленная в виде фактов, понятий или инструкций, которые можно передавать, обрабатывать и использовать как людьми, так и машинами.

Выходные данные 1.1.2

Выходные параметры рабочего потока – это элементы данных, которые получаются в результате выполнения действия. Рабочие потоки – это процессы, которые являются серией операций. Для операций требуются входные данные, с которыми можно выполнять действия

Устройства вывода данных

К устройствам вывода данных относятся устройства, которые позволяют отображать информацию или сохранять её на различных носителях. Это могут быть:

Мониторы и другие устройства визуального отображения;

Принтеры, плоттеры и устройства для записи на микрофильм или микрофишу для вывода информации на твёрдые носители;

Синтезаторы речи, которые преобразуют текстовую информацию в звуковую;

Акустические динамики громкоговорители, которые воспроизводят звуковые сигналы.

Поток – это основная единица, которую операционная система использует для распределения процессорного времени. Поток может выполнять любую часть кода процесса, в том числе те части, которые в данный момент выполняются другим потоком.

Параметр – свойство или показатель объекта или системы, которое можно измерить

Введение в компьютер. Внутренние устройства компьютера

Что можно сказать об внутренних частях ПК? Все устройства, которые позволяют функционировать компьютеру, находятся в системном блоке.

Системный блок – это корпус, в котором располагаются все необходимые компоненты для сборки компьютера. Он является основой для создания и дальнейшего развития вычислительной системы. Это в общем и есть компьютер. Системный блок состоит из нескольких ключевых компонентов: центрального процессора, оперативной памяти, материнской платы, жёсткого диска, видеокарты и блока питания. Все эти устройства слаженно работают, обеспечивая быструю и эффективную работу компьютера. Системный блок предназначен для создания самого компьютера. Можно взять его уже собранным, а так же собрать самостоятельно. Подбирая грамотно аппаратные устройства.

Аппаратные устройства – это физические компоненты компьютера, такие как центральный процессор CPU, жёсткий диск, видеокарта и прочее. Они играют ключевую роль в работе компьютера, поскольку обеспечивают выполнение программных инструкций. Взаимодействие аппаратного обеспечения с программным позволяет компьютеру выполнять свои функции. Самый главный компонент в системном блоке – это процессор. Без процессора все рабочие команды вплоть от включения до выключения не работали бы.

Процессор – это устройство, отвечающее за обработку информации. Центральный компонент, который обрабатывает сигналы и обеспечивает выполнение вычислений. Он играет роль мозга в любом вычислительном устройстве. Процессор извлекает инструкции из памяти, выполняет требуемые задачи и отправляет результаты обратно в память. Нужно запомнить, что это мозг компьютера.

Важнейшей характеристикой процессора является его производительность. Она зависит от двух параметров: тактовой частоты и разрядности. Производительность процессора определяет, насколько быстро он способен обрабатывать информацию. Все действия процессора синхронизируются с помощью тактовых импульсов, которые вырабатывает специальный генератор. Поэтому время, необходимое для выполнения операций в компьютере, измеряется не в секундах, а в тактах. Частота 1 МГц соответствует одному миллиону тактов в секунду, где такт длится 0,000001 секунды. Тактовые частоты современных персональных компьютеров находятся в диапазоне от 900 МГц до 4000 МГц 4 ГГц. Разрядность определяет, сколько бит информации процессор может обработать за один такт. Чем больше разрядность, тем лучше система выполняет свои задачи. Сейчас есть 64-битные модели, то есть процессор может работать с максимально возможным объёмом оперативной памяти, который поддерживает материнская плата. Компьютерный чип – это маленькая пластина из полупроводникового материала со встроенной электронной схемой. Он состоит из множества микроскопических электронных компонентов, называемых транзисторами, которые передают сигналы данных.

Транзистор – это электронный компонент с тремя выводами, который также называют полупроводниковым триодом. Он позволяет управлять током на выходе, получая слабый сигнал на дополнительный электрод.

ЦПУ – это сложная электронная схема, которая состоит из нескольких ключевых компонентов. Они обрабатывают данные и выполняют инструкции

Основными компонентами центрального процессора являются:

Арифметико-логическое устройство АЛУ;

Устройство управления блок команд;

Быстродействующая постоянная память, которую нельзя стереть

АЛУ состоит из регистров, сумматора, а также логических схем и элемента управления, который отвечает за последовательность выполнения операций. Устройство функционирует на основе операций, которые задаются в виде кодов и передаются ему. Эти операции определяют действия, 9которые нужно выполнить над данными, помещёнными в регистры.

Устройство управления УУ – это компонент компьютера, который помогает процессору контролировать выполнение инструкций. УУ сообщает другим компонентам, какие действия им нужно выполнить. Он координирует работу с другими частями компьютера, включая арифметико-логическое устройство АЛУ, в соответствии с инструкциями.

Существуют два типа реализации УУ:

УУ на жёсткой логике англ. Hardwired control units определяет свою работу благодаря внутреннему электрическому строению – устройству печатной платы или кристалла. Поэтому изменить такой УУ без физического вмешательства невозможно.

УУ с микропрограммным управлением англ. Microprogrammable control units можно запрограммировать для разных целей. Программный код сохраняется в памяти УУ.

УУ на жёсткой логике работает быстрее, но УУ с микропрограммным управлением более гибко и функционально.

Следующий компонент это материнская плата. Главная плата, или материнская плата, – это сложная многослойная печатная плата, на которой располагаются основные компоненты компьютера: центральный процессор, контроллер оперативной памяти и сама оперативная память, загрузочное ПЗУ, а также контроллеры базовых интерфейсов ввода-вывода