Клиентские машины виды аппаратного обеспечения

Обновлено: 18.05.2024

Аппаратное обеспечение компьютера - это все электронные и механические устройства компьютера.

Общая схема аппаратного обеспечения компьютера:

Структура аппаратного обеспечения персонального компьютера:

системная плата (материнская плата) - на ней размещены:

процессор (центральный процессор)+система охлаждения,
внутренняя память,
системная шина,
слоты.

платы периферии (могут быть встроены в системную плату) - на них размещены контроллеры устройств ввода-вывода+разъемы:

контроллеры дисководов,
видеокарта (видеоконтроллер, графическая плата),
звуковая карта (звуковой контроллер, звуковая плата),
сетевая карта (сетевой адаптер, сетевая плата),
контроллеры других устройств,

устройства ввода и вывода:

дисководы:

дисковод на жеском диске,
привод гибких дисков (дисковод для дискет),
привод оптических дисков (привод CD-ROM, CD-RW, DVD-ROM, DVD-RW),
стример

другие устройства;

блок питания

Общую схему компьютера можно посмотреть здесь .

Рассмотрим подробно каждое устройство и его функции.

Процессор - устройство, выполняющее арифметические и логические операции, и управляющее другими устройствами компьютера.

В его состав входят:

арифметико-логическое устройство (АЛУ);
устройство управления (УУ);
регистры;

Современные процессоры работают согласно принципам машины фон Неймана (архитектуре фон Неймана).

Система охлаждения процессора - используется для отвода тепла от нагревающихся процессора. Чаще используется воздушное охлаждение с помощью кулера (вентилятор+радиатор).

В ее состав входят:

оперативная память или оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) - энергозависимая память (при выключении компьютера вся записанная на ней информация стирается). ОЗУ используется для чтения и записи. В ОЗУ хранятся выполняемые программы и данные, которые они обрабатывают (Например, если мы работаем в Word(е) в ОЗУ находится данная программа и текст, с которым мы работаем. Если документ не сохранить, т.е. не записать во внешнюю память (винчестер, флэшка), то при выключении компьютера данные будут потеряны).
постоянная память или постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) - энергонезависимая память (при выключении компьютера вся записанная на ней информация сохраняется). ПЗУ используется только для чтения, на ней хранится информация, которая никогда не будет изменяться.
специальная память:

постоянная память, которую можно перепрограммировать (Flash-память). Основной микросхемой является BIOS (basic input-output system, базовая система ввода-вывода), на ней хранятся программы загрузки операционной системы в ОЗУ и тестирования устройств при включении компьютера. Также BIOS содержит сервисные функции. Через BIOS операционная система обращается к аппаратному обеспечению (через драйверы устройств).
память CMOS (питается от батарейки) - хранит информацию о составе и конфигурации оборудования, режиме работы. Эта информация изменяется специальной программой, находящейся в BIOS.
видеопамять - оперативная память, используется для хранения данных, из которых формируется изображение на экране (текст и графика)

регистры процессора - память внутри процессора, свербыстрая оперативная память;
кэш-память - для увеличения скорости обмена данными между процессором и оперативной памятью. Кэш-память управляется контроллером, который анализирует исполняемую процессором программу и пытается предугадать, какие данные\команды могут понадобиться процессору в ближайшее время и записывает их из оперативной памяти в кэш-память.

Системная шина (информационная магистраль) соединяет устройства внутри системного блока компьютера и обеспечивает их взаимодействие. Это набор дорожек на на материнской плате, по которым передается информация в виде сигналов.

В ее состав входят:

шина адреса - для передачи адреса, куда передаются данные: ячейка памяти или устройство ввода\вывода;
шина данных - для передачи самих данных между процессором и памятью или устройством ввода\вывода;
шина управления (вспомогательная шина) - для передачи сигналов управления (например, сигнал записи или чтения, сигнал обращения к памяти или устройству ввода\вывода).

Слот - внутреняя розетка для подключения устройств внутри системного блока.

Контроллер устройства ввода и вывода - микропроцессор, посредник между процессором и устройством ввода\вывода. Управляет устройством, которое к нему подключено. Преобразовывает информацию, которой должны обмениваться процессор и устройство.

Разъем - внешняя розетка для подключения внешего (по отношению к системному блоку) устройства.

Контроллер дисководов - преобразовывает и передает информацию между процессором и дисководом.

Видеокарта преобразовывает и передает сигнал на монитор.

Звуковая карта обрабатывает звук (обеспечивает ввод звука с микрофона и его воспроизведение через наушники, колонки, встроенный динамик).

Сетевая карта испольуется для подключения персонального компьютера к сети и организации взаимодействия с другими устройствами сети (обмен информацией по сети).

К устройствам ввода и вывода относится внешняя память .

Внешняя память используется для долговременного хранения данных и программ. Информация, записанная на внешнюю память не стирается при выключении компьютера.

В ее состав входят:

накопители информации - устройства чтения и записи
носители информации - место хранения информации.

Дисководы (накопители информации) используются для чтения\записи на носители информации: пластины жесткого диска, дискеты, оптические диски, ленты.

Устройства ввода и вывода подробно рассмотрены в этой статье .

Блок питания - источник электрического тока для питания устройств системного блока.

По теме: методические разработки, презентации и конспекты

Рабочие программы практик УП. 02 ПМ.02 Установка и обслуживание программного обеспечения персональных компьютеров, серверов, периферийных устройств и оборудования по профессии 230103.04 Наладчик аппаратного и программного обеспечения

Рабочие программы практик УП. 02 ПМ.02 Установка и обслуживание программного обеспечения персональных компьютеров, серверов, периферийных устройств и оборудования по профессии 230103.04 Наладчик аппар.

Рабочая программа для профессии 230103.04 Наладчик аппаратного и программного обеспечения ПМ.01 Обслуживание аппаратного обеспечения персональных компьютеров, серверов, периферийных устройств, оборудования и компьютерной оргтехники

Рабочая программа для профессии 230103.04 Наладчик аппаратного и программного обеспечения ПМ.01 Обслуживание аппаратного обеспечения персональных компьютеров, серверов, периферийных устройств, оборудо.

Рабочая программа для профессии 230103.04 Наладчик аппаратного и программного обеспечения: ПМ 02 Установка и обслуживание программного обеспечения персональных компьютеров, серверов, периферийных устройств и оборудования

Рабочая программа для профессии 230103.04 Наладчик аппаратного и программного обеспечения: ПМ 02 Установка и обслуживание программного обеспечения персональных компьютеров, серверов, периферийных устр.

Рабочая программа для профессии 230103.04 Наладчик аппаратного и программного обеспечения: ПМ 03 Модернизация аппаратного обеспечения персональных компьютеров, серверов, периферийных устройств и оборудования

Рабочая программа для профессии 230103.04 Наладчик аппаратного и программного обеспечения: ПМ 03 Модернизация аппаратного обеспечения персональных компьютеров, серверов, периферийных устро.

Учебно-методическое пособие "Аппаратное обеспечение персонального компьютера"

Тесты по теме: "Аппаратное обеспечение персонального компьютера"

Тесты по теме: "Аппаратное обеспечение персонального компьютера" по дисциплине "Информатика" для студентов медицинских колледжей.

Компьютеры прошли довольно большой путь, на котором его постоянно изменяли, модернизировали, улучшали. Конечно, многое изменилось в парке компьютерной техники, однако принципиальных изменений не произошло. По-прежнему, все действия в компьютере основаны на вычислениях, которые делаются согласно той логике, которую заложил человек при разработке аппаратного и программного обеспечения.

Практическая работа

Цель: научиться подбирать конфигурации аппаратного и программного обеспечения компьютера для профессиональной деятельности

Теоретический материал:

Аппаратное обеспечение (англ. hardware – аппаратные средства, технические средства) включает в себя все физические части компьютера, но не включает программное обеспечение, которое им управляет, и не включает информацию, имеющуюся на компьютере.

основные устройства компьютера;

дополнительные устройства компьютера.

К основным устройствам компьютера относятся:

монитор (или дисплей) – устройство вывода информации;

клавиатура – устройство ввода информации;

Эти устройства называются основными, потому что без них невозможна работа на компьютере. Самым важным из этих трех устройств является системный блок. В системном блоке располагаются основные элементы компьютера:

микропроцессор (центральный процессор) – электронная микросхема, предназначенная для обеспечения общего управления компьютером, а также для выполнения всех операций, команд и программ;

оперативная память (ОЗУ или RAM) – область памяти, предназначенная для временного хранения программ и данных. После включения компьютера, туда помещается выполняемая в данное время программа, и компьютер работает с ней. При выключении питания ЭВМ, содержание оперативной памяти теряется;

кэш-память – сверхбыстродействующая память, которая является промежуточной между основной памятью и процессором. Кэш диска – область оперативной памяти, в которой операционная система сохраняет содержимое части магнитного диска, к которой происходили обращения. В результате при повторном обращении к диску данные выбираются из дискового КЭШа, не требуя выполнения медленных операций ввода-вывода.

постоянная память (ПЗУ или ROM) содержит программы и данные, определяющие работу ПЭВМ после включения питания. Информация в ПЗУ заносится на заводе-изготовителе один раз и навсегда, то есть содержимое этой области памяти (реализованной чаще всего на одной микросхеме) не может быть изменено пользователем.

Но не стоит забывать о том, что компьютеры могут быть не только стационарными. Очень популярны в наши дни моноблоки (компьютеры, в которых системный блок и монитор объединены в одну конструкцию), а также ноутбуки (переносные портативные компьютеры, которые зачастую не уступают мощностям стационарных машин).

Остальные устройства компьютера называют дополнительными, потому что они дают дополнительные возможности при работе на компьютере. По-другому эти устройства называются периферийные или периферия. К ним относят:

мышь – устройство, позволяющее управлять курсором, и предназначенное для ввода информации в компьютер;

принтер (печатающее устройство) – устройство, предназначенное для вывода информации на бумагу. Принтеры бывают матричные (печатает при помощи ленты), струйные (при помощи специальных чернил) и лазерные (используют порошок).

сканер – устройство, предназначенное для считывания текстовой и графической информации с бумаги при помощи оптических средств, их кодирования и ввода в компьютер. И т.д.

системное ПО (программы общего пользования), выполняющие различные вспомогательные функции, например создание копий используемой информации, выдачу справочной информации о компьютере, проверку работоспособности устройств компьютера и т.д.

прикладное ПО, обеспечивающее выполнение необходимых работ на ПК: редактирование текстовых документов, создание рисунков или картинок, обработка информационных массивов и т.д.

инструментальное ПО (системы программирования), обеспечивающее разработку новых программ для компьютера на языке программирования.

К системному ПО относятся:

операционные системы (эта программа загружается в ОЗУ при включении компьютера);

программы – оболочки (обеспечивают более удобный и наглядный способ общения с компьютером, чем с помощью командной строки DOS, например, Norton Commander);

операционные оболочки – интерфейсные системы, которые используются для создания графических интерфейсов, мультипрограммирования и.т.;

Драйверы (программы, предназначенные для управления портами периферийных устройств, обычно загружаются в оперативную память при запуске компьютера);

утилиты (вспомогательные или служебные программы, которые представляют пользователю ряд дополнительных услуг).

Аппаратное и программное обеспечение неразрывно связаны друг с другом. Без программ аппаратура является просто железом, а без аппаратуры программы будут никому не нужными инструкциями для выполнения каких-то действий.

Определить, какой именно вид компьютера Вы бы хотели использовать на своем рабочем месте. Подобрать необходимое аппаратное и программное обеспечение компьютера для выполнения задач, связанных с Вашей профессиональной деятельностью.

Используя интернет, выбрать такую конфигурацию компьютера, который будет эффективно справляться с профессиональными задачами, связанными с Вашей профессиональной деятельностью. Подобрать основные и дополнительные устройства. Рассчитать стоимость;

Перечислить, какое программное обеспечение нужно установить на рабочий компьютер, чтобы решение профессиональных задач было эффективным;

Объяснить свой выбор с точки зрения Вашей профессиональной деятельности.

Ход выполнения работы:

Определить вид компьютера (стационарный, моноблок, ноутбук). Объяснить свой выбор.

Системное ПО. Выбрать, на какой операционной системе будет работать Ваш компьютер (Windows 8, Windows X, macOS, Linux). Объяснить свой выбор.

Подумайте, какое основное прикладное ПО Вам понадобится для выполнения основных профессиональных задач. Объясните свой выбор. Занесите данные в таблицу 2:

Пример выполненной работы:

1. Аппаратное обеспечение:

Для выполнения профессиональной деятельности (преподаватель) я выберу ноутбук. Мой выбор обусловлен тем, что ноутбук имеет небольшие размеры, имеет должную производительность для выполнения всех профессиональных задач, а именно - ведению педагогической деятельности в аудитории с проектором.

Для того, чтобы моя деятельность была эффективной, мне нужен ноутбук со следующей конфигурацией, а также дополнительное оборудование:

2. Программное обеспечение:

Для комфортной работы на данном оборудовании мне будет необходима современная операционная система, соответствующая всем нормам и подходящая для реализации любых профессиональных задач. Я остановлю свой выбор на Windows 8. Мой выбор обусловлен тем, что под эту систему адаптировано большинство прикладных программ. И моя работа будет наименее осложнена установкой нужного для меня программного обеспечения.

Выбор прикладного программного обеспечения:

Работу выполнить в рабочей тетради. После выполнения сдать на проверку преподавателю

Что относится к аппаратной части обслуживания сети?

Аппаратное обеспечение сетей:

Клиентские машины – компьютеры, поддерживающие операционную систему, установленную для данного типа сети требованию. …
Сетевые серверы. …
Сетевые принтеры. …
Сетевые адаптеры или сетевые карты. …
Устройство соединения сетевых линий.

Что является аппаратной основой ПК?

Системный блок является основным устройством ПК, содержащим в себе аппаратные части (процессор, винчестер, ОЗУ, ПЗУ, дисководы, блок питания) компьютера, которые соединены шинами (многожильными кабелями). Современные ПК имеют блочно — модульную конструкцию.

Какие группы средств входят в состав Hardware?

Процессор (processor).
Основная, или оперативная, память (memory).
Устройства ввода и вывода (input and output devices).
Внешняя память (storage).

Что представляет собой аппаратное и программное обеспечение компьютера виды ПО?

Аппаратное обеспечение — совокупность физических устройств компьютера и отдельных его частей, включая периферию, исключая его программное обеспечение и данные (информация, которую он хранит и обрабатывает). Под программным обеспечением (Software) понимается совокупность программ, выполняемых вычислительной системой.

Что в себя включает аппаратное обеспечение сети?

Аппаратное обеспечение компьютерных сетей – это совокупность различных устройств, которые образуют собой эту самую сеть. Устройствами являются компьютеры, которые обслуживают сети всех уровней. У компьютеров имеется своя иерархия, и все они соединены между собой сетевым кабелем.

Что входит в базовую конфигурацию персонального компьютера?

В базовую конфигурацию ПК входят:

Системный блок.
Монитор.
Клавиатура.
Мышь.

Что входит в основные устройства компьютера?

В зависимости от конфигурации компьютера они могут быть различными, но большинство типичных системных блоков включает следующие устройства.

Блок питания. …
Системная, или материнская, плата. …
Процессор. …
Оперативная память. …
Видеоадаптер. …
Жесткий диск. …
Дисковод. …
Привод для CD/DVD.

Какие два основных устройства входят в состав компьютера?

Основные компоненты компьютера

Центральный процессор. Центральный процессор также называют мозгом компьютера. …
Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ). …
Жесткий диск. …
CD и DVD дисководы. …
Мышь. …
Клавиатура. …
Мониторы, принтеры, колонки и модем.

Какие элементы компьютера относятся к аппаратной части?

К аппаратному обеспечению обычно относят:

центральный процессор (процессоры)
оперативную память
системную логику
периферийные устройства
сетевое оборудование

Что включает в себя программное обеспечение?

Системное программное обеспечение включает в себя: операционные системы, сетевое ПО, командно-файловые процессоры (оболочки), языки программирования, сервисные программы (в т. ч., тестовые и диагностические программы, системные драйверы периферийных устройств, утилиты), архиваторы и антивирусные программы.

Какие аппаратные средства входят в состав системного блока?

В состав системного блока входят:

материнская плата
процессор
оперативная память
блок питания
внешний диск с данными.
Система охлаждения.

Что такое Hardware и Software?

Hardware и Software – термины, используемые в английском языке для обозначения аппаратной и программной части компьютера. Hardware является словом для обозначения содержимого устройства, а понятие Software отвечает за определение программной начинки.

Какие бывают программные обеспечения компьютера?

Программное обеспечение, установленное на ПК, делится на 3 разновидности:

прикладное;
системное;
инструментальное.

Какие виды переработки программного обеспечения существует?

Выделяют три основных вида: системное программное обеспечение, пакеты прикладных программ и инструментарий технологии программирования.

Чем отличается программное и аппаратное обеспечение?

По сути, аппаратное обеспечение — это оборудование, которое используется для сборки рабочего компьютера, в то время как программное обеспечение состоит из кодов и программ, которые позволяют выполнять различные задачи с помощью этого оборудования.

5. Аппаратное и программное обеспечение

5.1. Базовая аппаратная конфигурация

Состав вычислительной системы называется ее конфигурацией. Разлмчают аппаратную и программную конфигурацию. Современные компьютеры имеют блочную конструкцию. Аппаратную конфигурацию, необходимую для выполнения конкретных видов работ, можно собрать из готовых блоков и гибко изменять по мере необходимости.

Согласование между отдельными блоками выполняется с помощью устройств, называемых аппаратными интерфейсами. Стандарты на аппаратные интерфейсы называются протоколами. Аппаратные интерфейсы разделятся на последовательные и параллельные.

Последовательный интерфейс обеспечивает передачу данных последовательно, бит за битом и поэтому обеспечивают малую скорость передачи данных и имеют простое устройство. Их используют для подключения медленных устройств, а также в тех случаях, когда нет ограничений на продолжительность обмена данными, например, для подключения клавиатуры и мыши. Скорость передачи данных через последовательный интерфейс измеряется в битах в секунду.

В настоящее время базовая аппаратная конфигурация персонального компьютера включает следующие устройства:

системный блок;
монитор;
клавиатуру;
мышь.

Системный блок представляет собой основной узел компьютера, внутри которого установлены наиболее важные компоненты. Устройства, находящиеся внутри системного блока, называются внутренними, а устройства, подключаемые к нему снаружи, внешними или периферийными. Внешними являются большинство устройств ввода-вывода и некоторые устройства, предназначенные для длительного хранения данных.

Внутренними устройствами являются:

материнская плата;
жесткий диск;
дисковод гибких дисков;
дисковод компакт-дисков;
видеокарта;
звуковая карта.

На материнской плате размещены:

микропроцессор;
набор микросхем, управляющих работой внутренних устройств компьютера;
шины – наборы проводников, по которым происходит обмен сигналами между внутренними устройствами компьютера;
постоянное запоминающее устройство – микросхема, предназначенная для хранения некоторых важных данных, когда компьютер выключен;
оперативное запоминающее устройство;
разъемы для подключения дополнительных устройств.

Жесткий диск – основное устройство долговременного хранения больших объемов данных и программ. Это группа соосных дисков, имеющих магнитное покрытие и вращающихся с высокой скоростью. Таким образом, жесткий диск имеет несколько рабочих поверхностей. Над каждой поверхностью располагается головка чтения/записи. При высоких скоростях вращения дисков в зазоре между головкой и поверхностью образуется аэродинамическая подушка, и головка парит над магнитной поверхностью на высоте нескольких тысячных долей миллиметра. При изменении силы тока, протекающего через головку, происходит изменение напряженности магнитного поля в зазоре, что вызывает изменение ориентации ферромагнитных частиц, образующих покрытие диска. При считывании данных намагниченные частицы, проходя вблизи головки, наводят в ней ЭДС самоиндукции. Возникающие при этом электрические сигналы усиливаются и обрабатываются. Управление работой жесткого диска выполняет специальное устройство – контроллер жесткого диска.

Для оперативного переноса небольших объемов данных используются гибкие магнитные диски (дискеты), которые вставляются в специальное устройство – дисковод гибких дисков. Гибкий диск диаметром 3,5 дюйма хранит до 1,44 Мб данных. С нижней стороны гибкий диск имеет центральную втулку, которая захватывается шпинделем дисковода и приводится во вращение. Гибкие диски являются малонадежными носителями информации.

Защита магнитного слоя является особенно актуальной, поэтому сам диск спрятан в прочный пластмассовый корпус, а зона контакта головок с его поверхностью закрыта от случайных прикосновений специальной шторкой, которая автоматически отодвигается только внутри дисковода.

Контроллер дисковода включает и выключает двигатель вращения, проверяет, закрыт или открыт вырез, запрещающий операцию записи, устанавливает на нужное место головку чтения/записи.

Любой магнитный диск первоначально к работе не готов. Для приведения его в рабочее состояние он должен быть отформатирован, т. е. на нем должна быть создана специальная структура. Структура диска – это магнитные концентрические дорожки, разделенные на сектора, помеченные специальными магнитными метками. У жесткого диска есть еще и цилиндры – совокупность дорожек, расположенных друг над другом на всех рабочих поверхностях дисков. Все дорожки магнитных дисков на внешних цилиндрах больше, чем на внутренних. Следовательно, при одинаковом количестве секторов на каждой из них плотность записи на внутренних дорожках должна быть больше, чем внешних.

Количество секторов, емкость сектора, следовательно, и информационная емкость диска зависят от типа дисковода и режима форматирования, а также от качества самих дисков.

Принцип действия компакт-диска состоит в изменении отражательной способности поверхности диска под действием лазерного луча. Основным параметром дисководов CD-ROM является скорость чтения данных. Она измеряется в кратных долях. За единицу измерения принята скорость чтения в первых серийных образцах, составлявшая 150 Кбайт/с. Остальные дисководы характеризуются как 2-х скоростные, 4-х скоростные и т.д.

Видеокарта, или видеоадаптер, управляет всеми операциями по выводу изображения на экран монитора. Он выполняется в виде отдельной платы, которая вставляется в один из разъемов на материнской плате.

Звуковая карта выполняет операции, связанные с обработкой звука, речи, музыки. Звук воспроизводится через внешние колонки, подключаемые к выходу звуковой карты.

В настоящее время существуют мониторы на основе электронно-лучевых трубок и жидкокристаллические мониторы.

Основными техническими характеристиками дисплеев являются:

разрешающая способность, то есть количество высвечиваемых точек по вертикали и горизонтали;
количество воспроизводимых цветов и градаций яркости;
размер экрана.

Клавиатура – клавишное устройство управления персональным компьютером. Служит для ввода алфавитно-цифровых данных, а также команд управления.

Мышь – устройство управления манипуляторного типа. Представляет собой коробочку с двумя или тремя кнопками. Перемещение мыши по плоской поверхности синхронизировано с перемещением указателя мыши по экрану монитора. Перемещения мыши и щелчки ее кнопок являются событиями с точки зрения ее программы-драйвера. Анализируя эти события, драйвер управляет работой компьютера.

5.2. Периферийные устройства

Периферийные устройства подключаются к системному блоку и предназначены для выполнения вспомогательных операций. Благодаря им вычислительная система приобретает гибкость и универсальность. К периферийным устройствам относятся принтеры, сканеры, модемы и некоторые другие устройства, предназначенные для ввода, вывода и хранения данных, а также для обмена данными.

Принтер – это устройство вывода текстовой и графической информации на бумажный носитель. Принтеры бывают матричные, лазерные и струйные.

Матричные принтеры ударяют иголками через красящую ленту по бумаге. Они работают медленно и часто издают много шума. Матричные принтеры бывают только монохромные (двухцветные), в зависимости от цвета красящей ленты.

Струйные принтеры обладают лучшим качеством печати и бесшумны. В этих принтерах из пишущих головок (картриджей) распыляются чернила через специальные форсунки. Такие принтеры могут быть монохромные и цветные.

На лазерном принтере лазер рисует изображение документа, которое должно быть напечатано, на специальном барабане. В тех местах, где лазер облучает барабан, создается электростатический заряд. Затем на барабан напыляется красящий порошок, при этом частицы прилипают к заряженным участкам барабана. На следующем этапе барабан прокатывает лист бумаги, и частицы порошка переносятся на бумагу. Для закрепления изображения лист бумаги проходит через печку, где частицы порошка спекаются, образуя четкое несмываемое изображение.

К основным параметрам лазерных принтеров относятся:

разрешающая способность, измеряемая количеством точек на дюйм;
производительность (количество страниц в минуту);
формат используемой бумаги;
объем собственной оперативной памяти.

Сканер – устройство для ввода графической информации в компьютер. Он создает в компьютере электронную копию изображения, считываемого с бумаги. Изображение может быть текстом, рисунком, фотографией, диаграммой, проекцией трехмерного предмета на плоскость или чем-нибудь другим. Оно считывается многоэлементными фотоприемными линейками с использованием протяженного осветителя и объектива. Число фотоприемников в линейке может составлять 2000 и выше.

Самые простые сканеры – ручные. Пользователь должен сам перемещать сканер по изображению. С их помощью нельзя за один проход ввести полностраничное изображение, поскольку их стандартная ширина – 105 мм. Значительно удобнее планшетный сканер. На него можно положить лист бумаги, который будет автоматически считан.

Для работы со сканером нужно специальное программное обеспечение. Текст, введенный с помощью сканера, представляется в памяти компьютера в виде графического изображения. Для преобразования его в текст используются специальные программные средства распознавания символов.

5.3. Программное обеспечение

Конечная цель выполнения любой программы – управление аппаратными средствами. Программное и аппаратное обеспечение работают в непрерывном взаимодействии, и их разделение является довольно условным.

Между программами, также как между аппаратными средствами, существует взаимосвязь, поэтому можно говорить о программном интерфейсе. Программный интерфейс основан на протоколах – соглашениях о взаимодействии программ. Всё программное обеспечение вычислительной системы разбивается на несколько взаимодействующих между собой уровней (рис. 18). Каждый следующий уровень опирается на программное обеспечение предшествующих уровней. Такое разделение программного обеспечения упрощает разработку и эксплуатацию программ. Каждый следующий уровень повышает функциональные возможности всей системы.

Рис. 18. Уровни программного обеспечения.

Базовый уровень. Это самый низкий уровень программного обеспечения. Базовое программное обеспечение отвечает за взаимодействие с базовыми аппаратными средствами. Обычно оно входит в состав базового оборудования и хранится в специальных микросхемах, называемых постоянными запоминающими устройствами ПЗУ, или ROM (Read Only Memory). Программы и данные записываются в ПЗУ на этапе его изготовления и не могут быть изменены в процессе эксплуатации.

В тех случаях, когда это необходимо, вместо ПЗУ используются перепрограммируемые постоянные запоминающие устройства ППЗУ, или EPROM (Erasable and Programmable Read Only Memory). Изменение содержимого микросхем памяти в этом случае производится на специальных устройствах – программаторах.

Системный уровень. Этот уровень обеспечивает взаимодействие прочих программ вычислительной системы с программами базового уровня и непосредственно с аппаратным обеспечением. От программ этого уровня во многом зависят эксплуатационные показатели всей вычислительной системы. При подключении к системе нового оборудования на системном уровне должна быть установлена программа, обеспечивающая взаимодействие других программ с этим оборудованием. Конкретные программы, отвечающие за взаимодействие с конкретными устройствами, называются драйверами устройств.

Специальный класс программ системного уровня отвечает за взаимодействие с пользователем. Они обеспечивают возможность ввода данных в вычислительную систему, управление её работой и вывод результатов в удобной форме. Эти программы называются пользовательским интерфейсом. От них зависит удобство работы с компьютером и производительность труда на рабочем месте.

Программы системного уровня образуют ядро операционной системы – совокупности программ, управляющих работой компьютера. Программы более высокого уровня могут быть установлены на компьютере только при наличии на нём системного программного обеспечения. Наличие ядра операционной системы – необходимое условие работы человека на компьютере.

Служебный уровень. Программное обеспечение этого уровня взаимодействует как с программным обеспечением базового уровня, так и с программным обеспечением системного уровня. Служебные программы называются утилитами. Они предназначены для автоматизации работ по проверке, наладке и настройке вычислительной системы, а также для расширения и улучшения функций системных программ.

Прикладной уровень. Программное обеспечение этого уровня представляет собой комплекс прикладных программ, с помощью которых на данном рабочем месте выполняются конкретные работы. Диапазон возможных приложений вычислительной системы зависит от наличия прикладных программ для разных видов деятельности. Широта функциональных возможностей компьютера напрямую зависит от типа используемой операционной системы.

5.4. Классификация служебных программных средств

Диспетчеры файлов (файловые менеджеры). Выполняют операции по обслуживанию файловой структуры: кодирование, перемещение и переименование файлов, создание каталогов, удаление файлов и каталогов, поиск файлов и пр. Они обычно входят в состав программ системного уровня и устанавливаются вместе с операционной системой.

Средства сжатия данных (архиваторы). Предназначены для создания архивов. Архивирование данных упрощает их хранение и повышает эффективность использования запоминающих устройств, так как архивные файлы имеют повышенную плотность записи данных. Архиваторы используют также для создания резервных копий файлов.

Средства просмотра и воспроизведения. Обычно для работы с файлами данных их необходимо загрузить в программу, с помощью которой они были созданы. Это дает возможность вносить в них изменения. Когда требуется только просмотр без редактирования, удобнее пользоваться более простыми средствами. Когда речь идёт о звукозаписи или видеозаписи, применяют термин воспроизведение.

Средства диагностики. Выполняют диагностику программ и аппаратного обеспечения и выдают результаты в удобном и наглядном виде. В их состав, прежде всего, включаются средства проверки надежности работы жестких дисков. Они включают в себя средства проверки целостности файловой системы и средства физической диагностики поверхности диска.

Средства контроля. Обычно их называют мониторами. Они позволяют следить за процессами, происходящими в компьютере. Возможны два подхода:

наблюдение в реальном времени;
контроль с записью результатов в специальном протокольном файле.

Мониторы установки следят за состоянием и изменением окружающей программной среды, отслеживают и протоколируют образование новых связей и позволяют восстанавливать связи, утраченные в результате удаления ранее установленных программ.

Средства обеспечения компьютерной безопасности. Обеспечивают защиту данных от повреждений, а также от несанкционированного доступа, просмотра и изменения данных. В качестве главного средства защиты используют служебные программы резервного копирования. В качестве средств активной защиты применяются антивирусные программы. Для защиты данных от несанкционированного доступа используются специальные системы, основанные на шифровании данных.

5.5. Классификация прикладных программных средств

Текстовые редакторы. Их основные функции – ввод и редактирование данных.

Текстовые процессоры. Позволяют не только вводить и редактировать текст, но и форматировать его, то есть оформлять. К основным средствам текстовых процессоров относятся средства создания документов, содержащих кроме текста также рисунки, таблицы, графики и другие объекты, часть которых может быть создана другими прикладными программами. При этом для форматирования печатных и электронных документов используются различные методы.

Графические редакторы. Предназначены для создания и обработки графических изображений. Различают растровые редакторы, векторные редакторы и программные средства для создания и обработки трехмерной графики.

Растровые редакторы. Представляют графический объект в виде комбинации точек, имеющих цвет и яркость. Такой подход эффективен, когда графическое изображение имеет много полутонов и информация о цвете важнее информации о форме. Это характерно для фотографических и полиграфических изображений. В большинстве случаев рисунок создается обычными средствами, а затем вводится в компьютер с помощью сканера. С помощью растрового редактора создаются специальные эффекты.

В векторном редакторе элементом изображения является линия, а не точка. Это характерно для чертежно-графических работ, когда форма линии важнее информации о цвете. Каждая линия рассматривается как кривая третьего порядка и представляется математической формулой. Такое представление более компактно, чем растровое. Из элементарных объектов создаются геометрические фигуры. Векторные редакторы удобны для создания изображений, но практически не используются для обработки готовых рисунков.

Системы управления базами данных. Базами данных называются большие массивы данных, организованных в табличные структуры. Основные функции систем управления базами данных:

создание пустой структуры базы данных;
предоставление средств для её заполнения и импорта данных из таблиц другой базы;
обеспечение доступа к данным, а также средств поиска и фильтрации.

Системы управления базами данных предоставляют возможность анализа хранимых данных и их обработки. К современным системам управления базами данных предъявляются также требования возможности работы с удаленными и распределенными информационными ресурсами, находящимися на компьютерах, соединенных в компьютерные сети.

Табличные процессоры (электронные таблицы). Предоставляют средства хранения данных различных типов в табличной форме и способы их обработки. Основное свойство электронных таблиц, превратившее их в удобное средство автоматизации вычислений с большими объемами данных, заключается в том, что при изменении содержимого любых ячеек таблицы может происходить автоматическое изменение содержимого всех других ячеек, связанных с ними математическими или логическими выражениями.

Читайте также: