Комплекс условий для технологической переработки и эффективного использования знаний в виде информационного ресурса, называется

А) Информационной средой; B) Информационными условиями; C) Информатизацией общества; D) Информатикой;                             E) Информационным циклом.

 

Тема 2 Программное и аппаратное обеспечение персонального компьютера

 

Совокупность устройств, предназначенных для автоматической обработки данных, называют вычислительной техникой. Конкретный набор взаимодействующих между собой устройств и программ, предназначенный для обслуживания одного рабочего участка, называют вычислительной системой.

Состав вычислительной системы называется конфигурацией (аппаратная и программная конфигурация).

К аппаратному обеспечению вычислительных систем относятся устройства и приборы, образующие аппаратную конфигурацию. Современные компьютеры имеют блочно-модульную конструкцию — аппаратную конфигурацию, необходимую для исполнения конкретных видов работ, можно собирать из готовых узлов. По способу расположения устройств относительно процессора различают внешние и внутренние. Согласование между отдельными узлами и блоками выполняют с помощью переходных аппаратно-логических устройств, называемых аппаратным интерфейсом. Стандарты на них называют протоколами. Протокол — это совокупность технических условий, которые должны быть обеспечены разработчиками устройств для успешного согласования их работы с другими устройствами. Все интерфейсы можно разделить на последовательные и параллельные. Через последовательный интерфейс данные передаются последовательно, бит за битом, а через параллельный — одновременно группами битов. Параллельные интерфейсы имеют более сложное устройство, и обеспечивают более высокую производительность, которая измеряется байтами в секунду. Устройство последовательных интерфейсов проще, производительность измеряется битами в секунду.

Программы — это упорядоченные последовательности команд. Состав программного обеспечения вычислительной системы называют программной конфигурацией. Многие программы работают, опираясь на другие программы более низкого уровня. Самый низкий уровень программного обеспечения — базовое программное обеспечение BIOS (отвечает за взаимодействие с базовыми аппаратными средствами, хранится в микросхемах ПЗУ)

Системный уровень — переходной. Программы, работающие на этом уровне, обеспечивают взаимодействие программ с программами базового уровня, то есть выполняют «посреднические» функции. Например, при подключении нового оборудования на системном уровне должна быть установлена программа, обеспечивающая для других программ взаимосвязь с этим оборудованием, такие программы называют драйверами. Программы системного уровня отвечают за взаимодействие с пользователем, то есть благодаря им он получает возможность вводить данные в вычислительную систему, управлять ее работой, получать результат. Совокупность программного обеспечения системного уровня образует ядро операционной системы.

Служебный уровень – программы обслуживания операционной системы. К этому уровня относятся все сервисные программы, называемые утилитами (архиваторы, антивирусные программы, программы проверки диска и т.д.)

Прикладной уровень – программы для решения конкретных прикладных программ (например, Microsoft Word, Microsoft Access, 1С:Бухгалтерия и т.д.)

Компьютер – это универсальный электронный прибор, предназначенный для автоматизации создания, хранения, обработки, транспортировки и воспроизведения данных.

Классификация компьютеров: большие ЭВМ, мини-ЭВМ, микро-ЭВМ, персональные компьютеры.

Категории персональных компьютеров: массовые, деловые, портативные, рабочие станции, развлекательные.

По уровню специализации компьютеры бывают: универсальные, специализированные, графические станции, файловые серверы, сетевые серверы.

По типоразмерам компьютеры бывают: настольные, портативные карманные, мобильные вычислительные устройства.

В современный компьютер заложена возможность усовершенствования его отдельных частей и использования новых устройств. Компьютер не является единым неразъемным устройством и дает возможность его сборки из независимо изготовленных частей подобно детскому конструктору. При этом методы сопряжения устройств с компьютером доступны всем желающим. Этот принцип, называемый принципом открытой архитектуры, наряду с другими достоинствами обеспечил, в частности, успех, персональному компьютеру.

На основной электронной плате компьютера (системной или материнской) размещены только те блоки, которые осуществляют обработку информации (вычисления). Схемы, управляющие всеми устройствами компьютера – монитором, дисками, принтером и т.д., реализованы на отдельных платах, которые вставляются в стандартные разъемы на системной плате - слоты. В последнее время появилась тенденция размещать контроллеры дисков, последовательных и параллельных портов (иногда и видеоадаптеры) непосредственно на материнской плате. Ко всем этим электронным схемам подводится электропитание из единого блока питания, а для удобства и надежности все это заключается в общий металлический или пластмассовый корпус - системный блок.

Компьютер должен иметь следующие устройства:

- арифметико – логическое устройство (АЛУ), выполняющее арифметические и логические операции;

- устройство управления (УУ), которое организует процесс выполнения программ;

- запоминающее устройство (ЗУ), или память для хранения программ и данных;

- внешние устройства для ввода–вывода информации.

Память компьютера должна состоять из некоторого количества пронумерованных ячеек, в каждой из которых могут находиться или обрабатываемые данные, или конструкции программ. Все ячейки памяти должны быть одинаково легко доступны для других устройств компьютера.

Обычно персональные компьютеры состоят из трех основных блоков. Это системный блок, монитор и клавиатура. Кроме того, абсолютное большинство современных компьютеров оснащены также манипулятором типа «мышь».

Системный блок является самой главной частью компьютера: в нем расположены следующие основные узлы:

- электронные схемы, управляющие работой компьютера (микропроцессор, оперативная память, контроллеры устройств и т.д.);

- накопители (дисководы, приводы) для гибких магнитных дисков;

- накопитель на жестком магнитном диске;

- проигрыватель компакт-дисков;

- блок питания, преобразующий переменное сетевое напряжение в ряд постоянных, необходимых для работы электронных схем компьютера;

- прочие устройства, которые могут быть подключены к компьютеру.

Существуют низкопрофильные настольные (slim) системные блоки, башни (mini, midi и bigtower).

Материнская плата - своеобразная база компьютера, на основе которой можно получить десятки и сотни вариантов ЭВМ, наилучшим образом приспособленных для того или иного рода работ. Если материнская плата продается отдельно, то она не комплектуется ни процессором, ни оперативной, ни кэш-памятью. Типы этих устройств обычно задаются в достаточно широких пределах, и пользователь сам может выбрать для себя оптимальную конфигурацию.

Материнская плата— основная плата компьютера. На ней размещаются:

¾ процессор — основная микросхема, выполняющая большинство математических и логических операций;

¾ микропроцессорный комплект (чипсет) — набор микросхем, управляющих работой внутренних устройств компьютера и определяющих основные функциональные возможности материнской платы;

¾ шины — наборы проводников, по которым происходит обмен сигналами между внутренними устройствами компьютера;

¾ оперативная память (ОЗУ) — набор микросхем, предназначенных для временного хранения данных, когда компьютер включен;

¾ ПЗУ — микросхема, предназначенная для длительного хранения данных, в том числе и когда компьютер выключен;

¾ слоты — разъемы для подключения дополнительных устройств.

Дисководы для дискет, компакт-дисков и прочих устройств внешней памяти. Чаще всего используется следующий набор: приводы для дискет 3,5", 5,25", CD ROM. Иногда встраиваются: стример, CD-recorder и ziр-дисковод.

В разъемы системной шины материнской платы встраиваются контроллеры различных устройств (монитора, CD-ROM и т.д.).

Разъемы для внешних устройств выводятся на заднюю панель системного блока. Примечательно, что они сделаны так, что при подключении этих устройств что-либо перепутать просто невозможно.

На лицевой панели обычно выведены отсеки для приводов внешних запоминающих устройств, кнопки пуска, перезагрузки и турбо (повышение тактовой частоты процессора), светодиодные индикаторы питания и жесткого диска, а также (не всегда) цифровой индикатор тактовой частоты установленного процессора.

Звуковая карта — подключается к одному из слотов материнской платы и выполняет вычислительные операции, связанные с обработкой звука, речи музыки. Основным параметром является разрядность (количество битов, используемых при преобразовании сигналов из аналоговой формы в цифровую и наоборот).

Как правило, звуковые карты обеспечивают возможность как цифро-аналогового, так и обратного преобразования звуковых колебаний, а также позволяют создавать некоторые звуковые эффекты.

Видеокарта — отдельная дочерняя плата, которая вставляется в один из слотов материнской платы, и выполняет функции видеоконтроллера, видеопроцессора, видеопамяти. Основные параметры: разрешение экрана (количество точек изображения на экране), цветовое разрешение (количество различных оттенков, которые может принимать отдельная точка экрана).

Монитор — устройство визуального представления данных. Его основными потребительскими параметрами являются: размер, шаг маски экрана (расстояние между отверстиями в маске), максимальная частота регенерации изображения (сколько раз в течение секунды монитор может полностью сменить изображение), класс защиты (определяется стандартом, которому соответствует монитор, с точки зрения требований техники безопасности). Монитор (дисплей) компьютера IBM РС предназначен для вывода на экран текстовой и графической информации.

Мониторы обладают высокой разрешающей способностью, которая обеспечивается очень малыми размерами зерна (0,25 мм не предел), а также большим их числом. Кроме того, большое значение имеет и диагональ монитора. Для сложных чертежей и графического дизайна используются в основном мониторы с диагональю трубки до 17" и более.

Большое значение имеет частота развертки монитора. Монитор отображает получаемый сигнал построчно, выводя один ряд точек за другим. Частота смены строк называется частотой горизонтальной развертки. Она важна в основном для видеоконтроллера.

Частота управляющих сигналов, указывающих на необходимость перейти к новому кадру, называется частотой кадровой развертки. Она важна не только для компьютера, но и для пользователя. При малой частоте смены кадров пользователь видит своеобразное мерцание экрана, что негативно влияет на зрение. Только при частоте кадровой развертки, равной или превышающей 75-80 Гц, это мерцание пропадает.

Клавиатура предназначена для ввода информации в компьютер. В настоящее время она является основным инструментом ввода алфавитно-цифровой информации, так как голосовой ввод еще недостаточно совершенен. Наиболее популярны клавиатуры со 101 или 102 клавишами, но иногда используют клавиатуры с большим или меньшим числом клавиш. Каждая клавиша представляет собой кнопку переключателя. Содержащаяся в клавиатуре микросхема отслеживает состояние этих переключателей и посылает соответствующие импульсы в BIOS компьютера. Каждая клавиша может работать в нескольких режимах, и может использоваться для ввода нескольких символов. Переключение между нижним и верхним регистрами выполняется с помощью клавиши {SHIFT}. При необходимости жестко переключить регистр используют клавишу {CAPSLOCK}.

Схемы закрепления символов национальных алфавитов за конкретными клавишами называют раскладками клавиатуры. ({Alt+Shift}, {Ctrl+Shift} — сменить раскладку)

{ALT}, {CTRL} — регистровые клавиши, их используют в комбинации с другими клавишами для формирования команд.

{ESC} — отказ от исполнения последней введенной команды.

{BACKSPACE} — удаление символа слева от курсора

{DELETE} — удаление символа справа от курсора

{PRINT SCREEN} — печать текущего состояния экрана на принтере или сохранение в специальной области оперативной памяти, называемой буфером обмена.

{PAUSE/BREAK} —приостановка/прерывание текущего процесса.

{PAGE UP/PAGE DOWN} — перевод курсора на одну страницу вверх или вниз.

{HOME} — перевод курсора в начало строки

{END} — перевод курсора в конец строки

{INSERT}— переключение между режимами вставки и замены символов.

{NUM LOCK} — включение/отключение цифровой клавиатуры

Курсором называется экранный элемент, указывающий место ввода знаковой информации. Четыре клавиши со стрелками, выполняющие смещение курсора в направлении, указанном стрелкой, называются клавишами управления курсором.

Микропроцессор - важнейшая часть любого компьютера. Он производит обработку информации, обеспечивает все необходимые вычисления. Это достаточно большая микросхема, габариты которой, впрочем, обусловлены больше необходимостью эффективного охлаждения, чем размерами кристалла. В компьютерах IBM РС и совместимых используются, как правило, микропроцессоры фирм Intel, AMD, Cyrix и т.д., каждый из которых имеет свои достоинства и недостатки.

Важнейшим показателем микропроцессора является его тактовая частота, т.е. количество элементарных операций в секунду. Чем выше тактовая частота, тем выше производительность процессора.

Процессор — основная микросхема, конструктивно состоит из ячеек, называемых регистрами (данные посылаются в регистры и рассматриваются как команды, управляющие обработкой в других регистрах, то есть идет обработка данных).

Оперативная память, или оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), является, наряду с процессором, важнейшим элементом компьютера: из ОЗУ процессор берет программы и исходные данные для обработки, в нее же записывает результат. Работает оперативная память очень быстро, за что, собственно, и получила свое название. Иногда в компьютерной литературе ОЗУ называют еще аббревиатурой RAМ - Random Access Меmоrу (память с произвольным доступом).

При выключении компьютера ОЗУ очищается, и записанная в него информация уничтожается. Такое же явление может иметь место в случае кратковременного выключения питания или импульсного падения напряжения в сети.

Отметим также такую важную вещь, как кэш-память. Она расположена между ОЗУ и процессором и имеет существенно меньшее время доступа и обмена информацией, чем ОЗУ. В кэш обычно хранятся копии всех наиболее часто используемых файлов. При обращении микропроцессора к памяти поиск данных сначала производится в кэш, а поскольку время доступа к кэш-памяти гораздо меньше, и в большинстве случаев необходимые микропроцессору данные там уже есть, то среднее время доступа к памяти сокращается.

С остальными устройствами компьютера процессор связан шинами. Основные три шины: шина данных, адресная, командная.

Адресная шина, состоит из 32 параллельных линий, то есть 32 разрядная. Если на какой- то линии есть напряжение, то на ней выставлена 1, если нет, то ноль. Таким образом, получается комбинация из 32 нулей и единиц, то есть адрес, указывающий на одну из ячеек памяти, к ней и подключается процессор для копирования данных из ячейки в один из своих регистров.

Шина данных. По ней происходит копирование данных из оперативной памяти в регистры процессора и обратно (64 линии).

Шина команд. Для того, чтобы процессор мог обрабатывать данные ему нужны команды. Эти команды (представлены в виде байтов) поступают в процессор из оперативной памяти, а именно, из тех областей, где хранятся программы. (бывают 32,64,128 разрядные)

Совокупность всевозможных команд, которые может выполнить процессор над данными, образует систему команд процессора. Если два процессора имеют одинаковую систему команд, то они полностью совместимы на программном уровне. Основные параметры процессоров: рабочее напряжение, разрядность (сколько бит данных он может принять и обработать за один такт, определяется разрядностью командной шины), рабочая тактовая частота (производительность, то есть количество команд выполненных за единицу времени, измеряется в герцах), размер кэш-памяти.

Обмен данными внутри процессора происходит в несколько раз быстрее, чем с другими устройствами, для того чтобы уменьшить количество обращений к оперативной памяти, внутри процессора создают буферную область, которая называется кэш-памятью.

Оперативная память — это массив кристаллических ячеек, способных хранить данные. Существует динамическая и статическая память. Микросхемы динамической памяти используют в качестве основной оперативной памяти компьютера. Микросхемы статической памяти (кэш-память) предназначены для оптимизации работы процессора.

Каждая ячейка памяти имеет свой адрес, который выражается числом. В настоящее время принята 32 разрядная адресация, то есть адресов может быть 2³². но это не предельный размер поля оперативной памяти, он определяется чипсетом (несколько сот мегабайт). Оперативная память размещается на стандартных панельках, модулях. Основными характеристиками модулей являются объем памяти и время доступа (сколько времени необходимо для обращения к ячейкам памяти, измеряется в наносекундах).

Микросхема ПЗУ и система BIOS. В момент включения компьютера в его оперативной памяти нет ничего, так как оперативная память не может ничего хранить без подзарядки ячеек, но процессору нужны команды уже в первый момент включения, поэтому сразу после включения на адресной шине выставляется стартовый адрес, указывающий на ПЗУ. Микросхема ПЗУспособна длительное время хранить информацию, даже когда компьютер выключен. Программы, находящиеся в ПЗУ («зашитые») образуют базовую системы ввода-вывода (BIOS). Основное назначение программ этого пакета проверить работоспособность компьютерной системы и обеспечить взаимодействие с клавиатурой, монитором, жестким диском и дисководом гибких дисков.

Энергонезависимая память CMOS. При изготовлении BIOS ничего не известно о параметрах жестких и гибких дисков, о составе вычислительной системы. Для того, чтобы начать работу с другим оборудованием, программы, входящие в состав BIOS, должны знать, где можно найти нужные параметры. Специально для этого на материнской плате есть микросхема «энергонезависимой памяти» CMOS. От оперативной памяти она отличается тем, что ее содержимое не стирается во время выключения компьютера, а от ПЗУ она отличается тем, что данные в нее можно заносить, в соответствии с тем, какое оборудование входит в состав системы. Эта микросхема постоянно подпитывается от батарейки, расположенной на материнской плате.

Мышь - манипулятор, представляющий собой коробочку (обычно серого цвета) с двумя или тремя кнопками, легко умещающуюся в ладони. Вместе с проводом для подключения к системному блоку, он действительно похож на мышь.

При перемещении мыши на экране аналогично перемещается курсор, который может иметь форму стрелки, песочных часов, если система занята и т.д. При необходимости выполнения той или иной операции (запуск программы, выбор объекта и др.) нужно нажать одну из кнопок мыши один или два раза (соответственно click и double click).

В зависимости от принципа устройства, мыши делятся на: механические, оптомеханические и оптические. В механических перемещение шарика внутри отслеживается механическими датчиками (колесиками), в оптомеханических перемещается также шарик, но его положение отслеживается уже оптическими датчиками, а в оптических движущихся частей нет вообще.

Некоторые пользователи предпочитают применять вместо мыши ее разновидность - трекбол. По сути, это та же мышь, только перевернутая вверх шариком, а перемещение курсора обеспечивается при вращении этого шарика рукой пользователя. В ноутбуки часто встраивается мини-трекбол, имеющий диаметр шара порядка 15-25 мм.

В зависимости от принципа действия выделяют матричные, струйные и лазерные принтеры.

Матричные принтеры обеспечивают самое худшее качество печати, но цена отпечатанной ими страницы минимальна.

Принцип печати матричных принтеров таков: печатающая головка принтера содержит вертикальный ряд иголок, являющихся сердечниками электромагнитов. Когда на обмотку того или иного магнита поступает импульс тока, иголка выталкивается из обмотки и ударяет по бумаге через красящую ленту. Эти точки и формируют изображение.

В печатающей головке может быть от 9 до 48 иголок. Наилучшее качество печати имеют те принтеры, у которых иголок больше.

Помимо количества иголок в печатающем узле, матричные принтеры отличаются также следующими характеристиками: шириной вывода, максимальным разрешением, скоростью печати, количеством встроенных шрифтов и т.д.

Ширина вывода. Она определяется шириной каретки, и у самых дешевых матричных принтеров обычно не превышает 210 мм. Иными словами, эти принтеры могут печатать на листах или бумажной ленте формата А4 (210х297 мм). Принтеры с широкой кареткой печатают на листах или ленте формата АЗ (420х297 мм), причем возможна печать и на меньших листах нестандартных или побочных форматов. Существуют принтеры и с большими каретками, в частности, до А0.

Максимальное разрешение при печати указывается обычно в количестве точек на дюйм (dpi). Для подавляющего большинства работ вполне достаточно разрешение 300х300 dpi.

Скорость печати матричных принтеров определяется количеством печатаемых знаков в секунду (cps). В черновом режиме cps может варьировать от 60 до 450 знаков, а при печати с максимальным разрешением - в 2-4 раза меньше. Иными словами, при печати стандартной страницы (А4, около 3 тыс. символов) в черновом режиме потребуется от 25 до 100 с, а в режиме максимального качества - от 30 с до 3 мин на страницу.

Ряд моделей оснащен автоподатчиком страниц. Это особенно удобно при печати больших объемов информации.

Некоторые типы матричных принтеров могут печатать и цветные объекты (иллюстрации, выделенный цветом текст, заставки и т.д.). Это достигается использованием специальной красящей ленты. Но качество отпечатанной таким образом страницы довольно низкое.

Струйные принтеры. Изображение в струйных принтерах формируется микрокаплями специальных чернил, которые выбрасываются на бумагу через сопла в печатающей головке. "Устройство сопел основано на пьезоэффекте, т.е. на свойстве кварцевой пластинки изгибаться при подведении к ней электрического тока. Кварцевые пластинки в печатающей головке соединены с микродозаторами, которые подают на них небольшую порцию чернил (порядка 9 пиколитров). При подаче на пластинку импульса постоянного тока она изгибается и «выстреливает» на бумагу эту каплю. Всего сопел в печатающей головке может быть от 50 до 200.

Как и в матричных принтерах, печатающая головка струйного принтера движется по горизонтали, а по окончании каждой полосы бумага протягивается по вертикали. Стоимость отпечатанной страницы у них выше, чем у матричных принтеров.

Важнейшей особенностью струйной печати является возможность создания высококачественного цветного изображения. Здесь потребуется увеличить число печатающих элементов втрое, а к каждому элементу нужно подвести чернила одного из основных цветов - красного, зеленого или синего.

Скорость печати струйных принтеров достаточно высока, даже самый дешевый принтер печатает в черновом режиме со скоростью 4-5 страниц в минуту, а в наилучшем – со скоростью 1-2 страницы в минуту. При печати черно-белых рисунков (в Corel Draw под Windows 98) скорость печати на разных принтерах составляет от 30 с до 3 мин на страницу формата А4. Скорость цветной печати обычно меньше в 2-3 раза.

Лазерные принтеры. Эта группа принтеров обладает наивысшим качеством печати, близким к типографскому. В этих принтерах используется принцип ксерографии, Т.е. изображение переносится с селенированного барабана, к которому электрически притягиваются частицы краски (тонера), но, в отличие от ксерокса, печатающий барабан электризуется с помощью лазера по командам, поступающим из компьютера.

Большинство лазерных принтеров работают только с бумагой формата А4, причем они не требовательны к качеству бумаги.

Еще одной разновидностью принтеров можно считать группу печатающих устройств для портативных компьютеров (это в основном струйные принтеры), которые имеют минимальные размеры и вес, а также встроенный блок для аккумуляторов. Как правило, они обеспечивают невысокое качество печати, работают только с форматом А4, имеют производительность 2-6 страниц в минуту, но подача страниц в них ручная.

Сканеры бывают ручными, планшетными и барабанными. Ручные сканеры («щетки») обычно самые дешевые и обладают невысокой разрешающей способностью (не более 300 dpi). Это связано, прежде всего, с тем, что большее разрешение недостижимо из-за неравномерного прохождения сканера над объектом, т.к. он проводится вручную. Ручные сканеры удобны для сканирования текста, например, газет, а также для несложных рисунков больших форматов.

Барабанные сканеры применяются в основном в издательском деле, поскольку они обладают наибольшим разрешением (вращательное движение сделать более стабильным проще, чем поступательное).

Планшетный сканер напоминает обычный ксерокс, и их иногда выполняют совмещенными.

Иногда применяются так называемые слайд-сканеры, которые могут вводить в компьютер изображения объемных предметов. Их разрешающая способность обычно очень высокая.

Сканеры форм предназначены для ввода данных со стандартных форм, заполненных механически или вручную. Штрих–сканеры предназначены для ввода данных, закодированных в виде штрих–кода.

Модемы - специальные устройства, предназначенные для обмена информацией между компьютерами по телефонной или другой линии. Модем необходим не только для подключения к сети Internet, но и для внутрикорпоративной связи, для локальных сетей и т.д. Факс- модем - устройство, сочетающее в себе возможности модема и факсимильного аппарата. Некоторые модемы обладают голосовыми функциями, т.е. могут заменить автоответчик.

Модемы бывают внутренними (Internal) и внешними (External). Предпочтение следует отдать последним, поскольку при зависании «перезагрузить» внешний модем гораздо проще: его нужно просто обесточить на секунду другую, а затем снова включить в сеть. Чтобы перезагрузить внутренний модем, потребуется перезапуск всего

компьютера.

Максимальная скорость передачи данных у модемов может быть от 2400 до 115200 бит/с. Чем больше эта скорость, тем лучше, но большинство отечественных телефонных линий могут попросту передавать информацию со скоростью не более 14400 бит/с, следовательно, часто высокая скорость модема может быть не реализованной на практике.

Сетевой адаптер - дает возможность подключать компьютер в локальную сеть. При этом пользователь может получать доступ к данным, находящимся на других компьютерах.

Джойстик - манипулятор в виде укрепленной на шарнире ручки с кнопкой. Употребляется в основном для компьютерных игр.

Музыкальная приставка - дает возможность исполнять музыку с помощью компьютера. Без этой приставки компьютер может выводить в каждый момент звук только одного тона.

Дигитайзер - устройство для «оцифровки» изображений. Позволяет преобразовать изображения в цифровую форму для обработки в компьютере. С помощью дигитайзера можно по точкам вводить в компьютер графики функций или чертежи с бумажного листа. Это устройство оборудовано прицельным приспособлением (лупа с перекрестием), которое оператор наводит на интересующие его точки. Если нажать кнопку на прицеле, координаты точки фиксируются. Таким способом можно ввести в компьютер характерные точки чертежа, чтобы по ним потом восстанавливать линии. Используется в системах обработки изображений.

Графический планшет - устройство для ввода контурных изображений. Используется, как правило, в системах автоматического конструирования (САПР) для ввода чертежей в компьютер. По устройству планшет мало чем отличается от дигитайзера, но координаты его прицельного приспособления - пера - фиксируются не по нажатию кнопки, а автоматически, сотни и тысячи раз в секунду. Это позволяет отслеживать самые замысловатые линии с точностью не хуже, чем у сканера. Новейшие планшеты реагируют и на силу нажатия пера. Можно рисовать линии разной толщины и яркости, как если бы в руках была мягкая кисточка. Причем запоминать можно не россыпь точек, а сразу линии. Упрощаются тяжелейшие задачи - распознавание рукописного текста и проверка подлинности почерка.

Видеокамера - подключенная через специальное оборудование позволяет вводить в компьютер видеоизображение («живое видео»). Эта информация может быть использована для организации спецэффектов и постановки трюков в фильмах.

Световое перо - устройство, напоминающее обычную ручку только с проводом. Данное устройство по возможностям сходно с мышью с той разницей, что мышью вы водите по столу, а световым пером - по экрану. Внутри светового пера находится специальный элемент - фотодиод, который регистрирует изменение яркости в том месте экрана, куда указывает перо. У светового пера есть недостатки. Один из них - необходимость все время держать руку на весу, от чего она быстро устает. Другой недостаток состоит в том, что приходится заслонять часть экрана собственной рукой. Поэтому перья в настоящее время почти не используются.

Сенсорный экран - представляет собой технологию по взаимодействию с программами, в которой инструментом, реализующим функции светового пера, является человеческий палец. Секрет заключается в мониторе, который выполнен таким образом, что позволяет определить присутствие пальца на экране или в непосредственной близости от него. Такой способ взаимодействия имеет ряд недостатков. Разрешающая способность такой технологии невелика из-за размеров пальца, а постоянно прикосновение к экрану способствует его жировому загрязнению. Кроме того, так же как и при работе со световым пером, приходится держать руку на весу.

Трекпад (сенсорный планшет) - может реагировать не только на специальное перо, но даже на обычный палец. Такой «следящий планшет» не удобен для точных работ. Зато, жертвуя точностью, его можно сократить до размеров, приемлемых в компьютере. Правда, не столько для рисования, сколько для перемещения указателя.

Речевой ввод. Для ввода информации в виде речи в компьютер микрофон выполняет те же самые функции, что и в магнитофоне. Затем специальная электрическая схема (аналогово-цифровой преобразователь) преобразует сигналы, поступающие от микрофона, в сигналы, пригодные как для обработки компьютером, так и для хранения на магнитных дисках.

Устройства распознавания голоса. Говоря о системах распознавания голоса, можно отметить два аспекта - одно дело узнать голос отдельного человека, а другое преобразовать его в текст, который можно видеть на экране монитора или хранить в памяти компьютера. Системы первого типа относительно просты, они не преобразуют человеческий голос в текст, а всего лишь его «узнают» (отличают от сказанного другим, не «вникая в смысл»). Чаще всего это используется в качестве пароля для защиты отдельных данных или доступа к компьютеру. Системы второго типа намного сложнее и интеллектуальнее, они должны не просто преобразовывать одни сигналы в другие (аналоговые сигналы в цифровые), но и представлять звуковую информацию как в памяти компьютера, так и на экране монитора в текстовом виде. Решение данной проблемы позволит человеку общаться с компьютером наиболее естественным для него способом – помощи голоса. Однако такие системы требуют, чтобы их предварительно настроили на тембр голоса того человека (нескольких человек), который будет с ними работать.

Системы распознавания почерка. В качестве устройств ввода в системах распознавания почерка могут использоваться как сканер, так и графический планшет. Помимо данных устройств в такие системы обязательно включается специальное программное обеспечение, которое позволяет преобразовать почерк в печатный текст. При наличии образцов почерков в памяти компьютера возможно определение анонимного автора письма, записки и т.д., что используется, например, в криминалистике.

Другие системы ввода (датчики). В последнее время в устройствах ввода применяются новые технологии. В качестве примера можно привести устройства, отслеживающие положение зрачков глаз. Используя такое устройство, можно взглядом перемещать указатель по экрану. Это дает возможность использовать компьютер практически полностью парализованным людям. При использовании компьютера для управления робототехническим комплексом, устройствами ввода служат всевозможные датчики (температурные, определяющие интенсивность. цвета, положение, радиационный фон, влажность воздуха, загазованность и др.).

Носителями информации в любых ЭВМ являются, прежде всего, магнитные носители и специализированные микросхемы. В настоящее время широко используются оптические и магнитооптические внешние запоминающие устройства (В3У).

Для записи информации долговременного хранения используют гибкие магнитные носители - дискеты. Дискеты (их еще называют флоппи-дисками или просто «флопами») отличаются размерами и емкостью. Наиболее распространены в настоящее время дискеты размером 5,25" и 3,5", причем первые уже практически вышли из употребления. Они называются соответственно «пятидюймовыми» и «трехдюймовыми».

Трехдюймовые дискеты предпочтительнее, поскольку, имея меньшие размеры, они имеют емкость 1,44 Мб, хотя встречаются и более старые емкостью 720 Кб. Дискеты размером 5,25" чаще всего имеют емкость 1,2 Мб, хотя встречается и совсем уже архаичный формат - 360 Кб. Существующие на дискетах обозначения DS/DD и DS/HD показывают формат носителя: соответственно, «Double Side/ Double Density» и «Double Side/High Density», т.е. «двухсторонний/двойная плотность и «двухсторонний/высокая плотность».

Жесткий диск (винчестер, Hard Disc Drive, HD) представляет собой устройство для постоянного хранения той или иной информации. Емкость диска определяется, прежде всего, качеством магнитного слоя; количеством дисков, зазором магнитной головки и т.д.

Стример представляет собой кассету с магнитной лентой, аналогичную обычным магнитофонным аудиокассетам, однако лента в нем используется достаточно высокого качества, чаще всего CrО₂. Применяется только для архивного хранения информации, поскольку имеет значительное время доступа, что делает его непригодным для оперативной работы.

В последние годы широчайшее распространение получил очень удобный формат записи информации - Соmpact Disc (компакт –диск или CD). Большинство CD имеют емкость 650 Мб (некоторые - 700 Мб) и могут быть использованы как высококачественные носители аудиозаписей (формат Compact Disk Digital Audio), как носители видеозаписей (Video CD) или как носитель компьютерной информации (CD-ROM, или Compact Disc Read Only Меmоry, т.е. компакт–диск только для чтения). Все эти форматы (хотя их гораздо больше) могут быть считаны компьютерным проигрывателем компакт–дисков.

Информация записывается оптическим способом при помощи лазерного луча. В простейшем случае луч лазера буквально выжигает в алюминиевой фольге небольшие углубления (питы, от англ. pit - выступ), и при считывании лазерным лучом меньшей мощности, пучок света может, попав на пит, отразиться и попасть на фотоприемник, на выходе которого появится импульс напряжения (логическая единица). Если же луч попадает на другое место диска, на котором рекордер не оставил отметку, он рассеивается, и на фотоприемник не попадает практически ничего.

Обычный CD - CD-R применим только в качестве архивного носителя, так как перезаписать на него информацию невозможно. Дальнейшим развитием технологии записи CD-R, сближающим эту технологию по сфере применения с магнитооптикой, являются перезаписываемые компакт-диски (CD-RW). Несмотря на более высокую стоимость устройства записи и самого диска, возможность осуществлять перезапись информации (до 1000 перезаписей диска) может быть значительным преимуществом. Устройства записи (CD-RеWritеr) позволяют записывать как перезаписываемые диски CD-RW, на которых можно хранить, например, документы временного срока хранения, так и обычные CD-R с одноразовой записью, наиболее подходящие для документов постоянного хранения.

Отметим, что в целях повышения скорости доступа к данным CD-ROM приводы имеют скорости вращения диска во много раз больше, чем обычные СD–проигрыватели для музыкальных дисков.

Тест 2 Вариант 1