Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Состав системного блока

Министерство образования и науки Р.Ф.

Федеральное общество по образованию

Муниципальный институт права и экономики

Контрольная работа

По дисциплине:

Информатика

Вариант: 7

Выполнила:

Студентка группы БЗС-8-1

Бурмисова А.В.

Проверила:

Седых И.А.

Липецк 2008 г.

Содержание:

Задание3. Состав системного блока 3

Задание5. Жесткий диск 6

Задание11. Принтеры 8

Задание13. Модемы 11

Задание15. Запоминающие устройства: классификация, принцип работы основные характеристики 11

Задание19. Операционная система 15

Задание21. Кодирование текстовых данных 19

Задание29. Аппаратное и программное обеспечение 20

Задание3. Состав системного блока

Системный блок является центральной частью ПК. В корпусе системного блока размещены внутренние устройства ПК. В состав системного блока входят следующие устройства:

системная (материнская) плата с микропроцессором;
оперативная память;
накопитель на жестком магнитном диске;
контроллеры или адаптеры для подключения и управления внешними устройствами ПК (монитор, звуковые колонки и др.);
порты для подключения внешних устройств (принтер, мышь и др.);
внешние запоминающие устройства для гибких магнитных дисков и лазерных дисков типа CD-ROM.

Системная плата является интегрирующим (объединяющим) узлом ПК. Системная плата во многом определяет конфигурацию ПК, поскольку от ее параметров зависит тип используемого микропроцессора, максимальный объем оперативной памяти, количество и способы подключения внешних устройств ПК и другие характеристики.

Микропроцессор – это главная микросхема компьютера. Он запускает программный код, находящийся в памяти, и управляет всеми устройствами компьютера либо напрямую, либо через соответствующие контроллеры.

Основой любого микропроцессора является ядро, которое состоит из миллионов транзисторов, расположенных на кристалле кремния. Микропроцессор имеет специальные ячейки, которые называются регистрами. Работа процессора состоит в выборе из памяти в определенной последовательности команд и данных и их выполнении. Для повышения быстродействия ПК микропроцессор снабжен внутренней кэш-памятью.

Процессоры Intel, используемые в IBM-совместных ПК, насчитывают более тысячи команд и относятся к процессорам с расширенной системой команд— CISC-процессорам (CISC— Complex Instruction Set Computing).

Альтернативой CISC-процессорам являются процессоры архитектуры RISC с сокращенной системой команд (RISC— Reduced Instruction Set Computing). В RISC-процессорах количество команд значительно меньше, и каждая команда выполняется быстрее. В последнее время компания AMD выпускает процессоры, которые имеют гибридную архитектуру (внутреннее ядро этих процессоров выполнено по RISC-архитектуре, а внешняя структура – по архитектуре CISC).

Чипсетом (chipset) системной платы называется набор микросхем, управляющий процессором, памятью, постоянным запоминающим устройством, памятью, шинами и интерфейсами передачи данных, а также рядом периферийных устройств. Чипсет, как правило, состоит из нескольких специализированных интегральных микросхем, конструктивно привязанных к типу используемого процессора. Переход к чипсетам обусловлен необходимостью обеспечения совместимости аппаратных средств различных производителей.

Обмен данными и командами между внутренними устройствами ПК происходит по проводникам многожильного кабеля – системным шинам. Основной задачей системной шины является передача данных между процессором и остальными электронными узлами компьютера. Различают три вида шин:

шина данных;
шина адреса;
шина команд.

Шина данных. По этой шине происходит передача данных из оперативной памяти в регистры процессора и наоборот. В ПК на базе процессоров Intel Pentium шина данных 64-разрядная, т.е. за один такт на обработку поступает сразу 8 байт данных.

Шина адреса. По этой шине передаются адреса ячеек оперативной памяти, где находятся команды, которые необходимо выполнить процессору. Кроме этого, по этой шине передаются данные, с которыми оперируют команды. В современных процессорах адресная шина 32-разрядная, то есть она состоит из 32 параллельных проводников.

Шина команд. По этой шине из оперативной памяти поступают команды, выполняемые процессором. Команды представлены в виде байтов. Простые команды занимают один байт, а более сложные – два, три и больше байтов. Большинство современных процессоров имеют 32-разрядную командную шину, хотя существуют 64-разрядные процессоры с командной шиной.

Рассмотрим основные шинные интерфейсы системных плат, но более подробно остановимся на шине USB.

USB (Universal Serial Bus). Универсальная последовательная шина USB является обязательным элементом современного ПК, она пришла на смену устаревшим параллельным и последовательным портам. Шина USB представляет собой последовательный интерфейс передачи данных для средне- и низкоскоростных периферийных устройств. Она позволяет подключить до 256 разных устройств с последовательным интерфейсом. Шина USB поддерживает автоопределение (Plug-n-play) новых устройств, а также так называемое «горячее» подключение, то есть подключение к работающему компьютеру без его перезагрузки. Скорость передачи данных по USB составляет 1,5 Мб/с. Приведём без пояснения другие типы шин ISA (Industry Standard Architecture), PCI (Peripheral Component Interconnect), FSB (Front Side Bus), AGP (Advanced Graphic Port). Все виды запоминающих устройств, расположенные на системной плате, образуют внутреннюю память ПК, к которой относятся:

оперативная память;
сверхоперативная память (кэш-память);
постоянная память;

Оперативная память RAM (Random Access Memory) используется для хранения исполняемых в данный момент программ и необходимых для этого данных. Через оперативную память происходит обмен командами и данными между микропроцессором, внешней памятью и периферийными устройствами. Высокое быстродействие определяет название (оперативная) данного вида памяти. Ключевой особенностью оперативной памяти является ее энергозависимость, т.е. данные хранятся только при включенном компьютере.

По физическому принципу действия различают динамическую память DRAM и статическую память SRAM.

Динамическая память при всей простоте и низкой стоимости обладает существенным недостатком, заключающимся в необходимости периодической регенерации (обновлении) содержимого памяти.

Микросхемы динамической памяти используются как основная оперативная память, а микросхемы статической – для кэш-памяти.

Кэш-память (cache memory) используется для повышения быстродействия ПК. Принцип «кэширования» заключается в использовании быстродействующей памяти для хранения наиболее часто используемых данных или команд, тем самым сокращая количество обращений к более медленной оперативной памяти.

Постоянная память ROM (Read Only Memory) предназначена для хранения неизменяемой информации и размещается в микросхеме постоянного запоминающего устройства (ПЗУ). Микросхема ПЗУ способна продолжительное время сохранять информацию даже при отключенном компьютере, поэтому постоянную память также называют энергонезависимой памятью.

Комплект программ, находящийся в ПЗУ, составляет базовую систему ввода/вывода BIOS (Basic Input Output System). BIOS содержит программы управления клавиатурой, видеокартой, дисками, портами и другими устройствами. Основное назначение этих программ состоит в том, чтобы проверить состав и работоспособность системы и обеспечить взаимодействие основных узлов ПК до загрузки какой-либо операционной системы. Кроме этого, в BIOS входит программа тестирования, которая выполняется при включении компьютера.

Задание5. Жесткий диск

Накопитель на жестких магнитных дисках (НЖМД, винчестер, HDD — Hard Disk Drive) — устройство для чтения/записи с жестких магнитных дисков, установленных внутри накопителя. Накопители на жестких магнитных дисках получили такое наименование из-за жесткости дисковых пластин — носителей данных. В НЖМД несколько пластин, нанизанных на стержень. Дисковые пластины вращаются с постоянной скоростью, которая составляет для современных НЖМД до 10 000 оборотов в минуту. Чтение и запись данных осуществляется блоком магнитных головок, которые расположены над рабочей поверхностью диска на расстоянии 0,5-0,13 мкм. Запись проводится на обе поверхности каждой пластины (кроме крайних).

Работой НЖМД управляет специальное аппаратно-логическое устройство — контроллер НЖМД, функционально реализованный (как и контроллер НГМД) в чипсете. В накопителе может быть до десяти дисков. Их поверхность разбивается на круги, которые называются дорожками (track). Дорожки на диске разбиты на секторы (нумерация начинается с единицы). Секторы и дорожки образуются во время форматирования диска. Форматирование выполняет пользователь с помощью специальных программ.

Наиболее важные характеристики НЖМД:

скорость обращения дисков — для накопителей IDE частота обращения 4500-7 200 об/мин, а для накопителей SCSI — 7500-10000 об/мин;
емкость кэш-памяти в разных устройствах может изменяться в границах от 64 Кб до 8 Мб.

Накопитель на магнитной ленте, именуемый стримером, — это устройство для быстрой перезаписи данных с жесткого диска на магнитную ленту. Стримеры работают со съемными носителями — кассетами. Недостатки стримеров: большое время доступа к данным и недостаточная надежность, связанная с повышенными механическими нагрузками.

Магнитооптические накопители (НМОД) во многом аналогичны НГМД, но отличаются более высокой емкостью. В магнитооптических дисках информация также хранится на магнитном носителе-дискете, но чтение и запись осуществляются оптическим (лазерным) лучом, что значительно повышает сохранность носителя.

Оптическими устройствами хранения данных являются оптические накопители CD-ROM (Compact Disk Read Only Memory — постоянное запоминающее устройство на основе компакт-дисков), унаследовавшие свое название от названия первых оптических носителей. В качестве носителя информации первые оптические накопители использовали компакт-диски (CD), которые записывались («прожигались») однократно, не допускали перезаписи и фактически являлись постоянными запоминающими устройствами, на что и указывает приставка ROM.

Накопители на оптических дисках получили широкое распространение благодаря большой емкости компакт-диска (свыше 650 Мб), что является превосходным носителем для больших программных продуктов и мультимедийных данных. Компакт-диски изготовляют из прозрачного пластика диаметром 120 мм и толщиной 1,2 мм. На пластиковую поверхность напыляется слой алюминия или золота. Запись на диск происходит путем выдавливания на поверхности дорожки углубления

Компакт-диск раскручивается электродвигателем. На поверхность диска с помощью привода оптической системы фокусируется луч из лазерного излучателя. Луч отражается от поверхности диска и сквозь призму подается на датчик. Световой поток превращается в электрический сигнал, который поступает микропроцессор, где он анализируется и превращается в двоичный код. В настоящее время широко используются 4 вида оптических накопителей.

Задание11. Принтеры

Принтер — устройство вывода текста и графики на печать. По способу нанесения красителя на бумагу различают следующие виды принтеров: матричные, струйные; лазерные.

В матричном принтере изображение выводится на бумагу с помощью специальной движущейся головки, в которой несколько (9,24 или 48) иголок, наносящих удары по листу бумаги через красящую ленту. Матричные принтеры с небольшим количеством иголок имеют разрешение на уровне 140-200 dpi (точек на дюйм), более качественные — 24-игольчатые — до 360 dpi. Иголки, расположенные в печатающем узле, управляются электромагнитом. Во время продвижения печатающего узла по строке на бумаге появляются отпечатки символов, состоящие из точек. В памяти принтера хранятся коды отдельных символов. Эти коды определяют, какие иголки следует активизировать для печати определенного символа.

Матричные принтеры, несмотря на все свои недостатки (низкая скорость печати, высокий уровень шума, низкое качество печати графики и текста и др.), находят применение в различных организациях (в банках, пунктах обмена валюты, паспортно-визовых службах и др.) для печати финансовых и отчетных документов из-за высокой надежности печати от фальсификации. В матричных принтерах краска «вбивается» иголками в бумагу, и поэтому подделать такой документ сложнее.

В струйных принтерах красящее вещество (чернила) из специальной емкости выдувается на бумагу с помощью системы капиллярных распылителей, число которых в среднем от 16 до 400, а в некоторых моделях цветных струйных принтеров и более 400. Струйные принтеры используют два метода распыления чернил: пьезоэлектрический метод (фирма Epson) и метод газовых пузырьков (Hewlett Packard). В первом случае распыление чернил выполняет специальная диафрагма, на которую воздействует пьезоэлемент. Во втором случае, при методе газовых пузырьков, каждый распылитель оборудован нагревающим элементом. При прохождении сквозь элемент микросекундного импульса тока чернила нагреваются до температуры кипения, и образуются пузырьки, выдавливающие чернила из распылителя на бумагу.

Цветная печать выполняется путем смешивания разных цветов в определенных пропорциях, поэтому принтеры оснащаются картриджами с разными цветами чернил. Печатающий узел проходит по одному месту листа несколько раз, нанося нужное количество чернил разного цвета. После смешивания чернил на листе появляется участок нужного цвета. Струйные принтеры обладают высоким качеством печати черного текста и цветной графики до 3600 х 1200 dpi, благодаря чему позволяют печатать полноцветные фотографии. Основной недостаток струйных принтеров заключается в высокой стоимости печати.

Лазерные принтеры являются самыми перспективными принтерами, обеспечивающими высокое качество (черно-белой) печати при низкой стоимости. Элементами лазерного принтера являются источник света (лазер), светочувствительный барабан (фотобарабан), красящий порошок (тонер) и блок термического закрепления тонера. В лазерных принтерах реализован метод электрофотографической печати. Под воздействием света на соответствующих участках фотобарабана скапливается электрический заряд. Источник света — лазер мощностью несколько десятков милливатт с длиной волны 700-800 нм, который точечно наэлектризовывает барабан со светочувствительным покрытием. Для того чтобы покрыть всю область печати по ширине листа, луч отклоняется подвижной оптической системой, состоящей из линз и зеркал. Частицы тонера прилипают к заряженным участкам барабана, после этого барабан контактирует с листом бумаги, электрический заряд которого противоположен заряду барабана. В результате частицы тонера переходят на бумагу. В блоке термического закрепления тонер закрепляется на бумаге под воздействием температуры и давления.

При цветной печати изображение формируется смешиванием тонеров разного цвета за 4 прохода листа через печатающий механизм. При каждом проходе на бумагу наносится определенное количество тонера одного цвета. Цветной лазерный принтер является сложным электронным устройством с 4 емкостями для тонера, оперативной памятью, процессором и жестким диском, что соответственно увеличивает его габариты и стоимость, именно поэтому цветная лазерная печать пока не находит широкого применения.

Преимущества монохромной лазерной печати по сравнению со струйной заключаются в более высоком качестве печати текста, стойкости отпечатков к воздействию влаги и света, низкой стоимости печати, а также более высокой скорости печати.

Задание13. Модемы

Модем (модулятор-демодулятор) — устройство, преобразующее информацию к виду, в котором ее можно передавать по телефонным линиям связи. Модемы выполняют цифро-аналоговое преобразование цифровых сигналов ПК для их передачи по телефонной линии связи или аналого-цифровое преобразование аналоговых сигналов из линии связи в цифровые сигналы для обработки в ПК. Модемы передают данные по обычным телефонным каналам со скоростью до 56000 бит в секунду. Также модемы осуществляют сжатие данных перед отправлением, и соответственно, их реальная скорость может превышать максимальную скорость модема.

Задание15. Запоминающие устройства: классификация, принцип работы основные характеристики

Память является составной частью аппаратных средств ПК. В памяти хранятся как программы, так и данные. Память персонального компьютера подразделяется на внутреннюю и внешнюю.

Внутренняя память предназначена для временного хранения программ и обрабатываемых в текущий момент данных (оперативная память, кэш-память), а также для долговременного хранения информации о конфигурации ПК (энергонезависимая память). Внешняя память используется для длительного хранения большого объема данных и программ.

Физической основой внутренней памяти, как было показано ранее,

являются электронные схемы (ПЗУ, ОЗУ), отличающиеся высоким быстродействием, но они не позволяют хранить большие объемы данных. Кроме этого, оперативная память является энергозависимой, т.е. при отключении ПК ее содержимое стирается. В персональных компьютерах функция длительного хранения больших объемов данных возложена на внешнюю память, которая является медленной, энергонезависимой и практически неограниченной.

Внешняя память — это память, реализованная в виде внешних, относительно материнской платы, устройств с разными принципами хранения информации и типами носителей, предназначенных для долговременного хранения данных. В современных компьютерах используются три вида носителей: электрические, магнитные, оптические.

Накопитель представляет собой совокупность носителя данных и соответствующего привода. Различают накопители со сменными и постоянными носителями.

Привод — это объединение механизма чтения-записи с соответствующими электронными схемами управления. Его конструкция определяется принципом действия и видом носителя.

Носитель— это физическая среда хранения информации. По внешнему виду может быть дисковым или ленточным. По способу запоминания различают магнитные, оптические и магнитооптическими, в дисковых носителях используют магнитные, магнитооптические и оптические методы записи/считывания информации.

Накопитель на гибких магнитных дисках (НГМД, FDD — Floppy Disk Drive) представляет собой устройство (дисковод) для чтения и записи гибких магнитных дисков (дискет). Магнитный диск вращается с помощью привода, для записи и считывания информации используются магнитные головки.

Магнитные диски являются съемными носителями, т.е. один дисковод может последовательно работать с множеством дискет. Стандартная емкость дискет, используемых (3,5 дюйма) в современных ПК, составляет 1,44 Мб. Маркировка дискеты 2HD 1,44 Mb указывает на двухстороннюю высокую плотность записи и общую емкость диска 1,44 Мб. Информация на дискету записывается по дорожкам-окружностям (трекам). На каждой стороне дискеты помещается 80 дорожек, в зависимости от формата дискеты. Каждая дорожка состоит из 18 секторов, в каждом из которых может быть записано 512 байт информации.

Наиболее важные характеристики НЖМД:

скорость обращения дисков — для накопителей IDE частота обращения 4500-7 200 об/мин, а для накопителей SCSI — 7500-10000 об/мин;
емкость кэш-памяти в разных устройствах может изменяться в границах от 64 Кб до 8 Мб.

Накопитель CD-ROM (CD — Read Only Memory) используется для чтения оптических компакт-дисков.

Накопитель CD-R (CD-Recordable) — внешне похожий на накопитель CD-ROM и совместимый с ним по размерам дисков и формату записи, позволяет выполнить одноразовую запись и неограниченное количество считываний;

Накопитель CD-RW (CD-ReWritable) используется для многоразовой записи данных, причем можно как просто дописать новую информацию на свободное пространство, так и полностью перезаписать диск (предыдущие данные уничтожаются).

Накопитель DVD (Digital Video Disk) — устройство для записи и чтения цифровых видеозаписей. Внешне DVD-диск похож на обычный CD-диск (диаметр — 120 мм, толщина 1,2 мм), однако отличается более высокой плотностью записи (на одной стороне DVD-диска может быть записано до 4,7 Гбайт). Запись на DVD-диск производится на обе поверхности.

Основной характеристикой оптических накопителей является скорость передачи данных, которая измеряется в кратных долях скорости проигрывателя аудио компакт-дисков (150 Кб/сек) и характеризует максимальную скорость, с которой накопитель передает данные в оперативную память компьютера. Например, 2-скорост-ной CD-ROM (2x) будет считывать данные со скоростью 300 Кб/сек., 50-скоростной (50х) — 7500 Кб/сек.

Перспективными носителями данных являются электронные схемы, использующие Flash - (флэш)-память. Flash-память относится к статической энергонезависимой памяти. По устройству чип flash-памяти напоминает микросхему динамической энергозависимой памяти, только вместо конденсаторов ячейками памяти являются полупроводниковые приборы (транзисторы), принимающие одно из фиксированных положений — закрытое или открытое, тем самым моделируя логические ноль и единицу. Отличительные особенности носителей с flash-памятью: компактность, энергонезависимость, высокая емкость, бесшумная работа. Эти устройства подключаются к компьютеру, как правило, через интерфейс USB.

Задание19. Операционная система

Операционные системы корпорации Microsoft можно разделить на три семейства Windows 3.1 и 3. 11, Windows 95/98/Me и Windows NT.

В период с 1981 по 1986 для персонального компьютера IBM PC корпорацией Microsoft поверх MS DOS был добавлен графический интерфейс, именуемый Windows 3.1 и 3. 11.

Начиная с 1995, были выпущены ОС Windows 95, 98, поддерживающие 16 и 32 разрядные коды. Эти ОС продолжали использовать файловую систему MS DOS со всеми ее недостатками. Отличие Windows 98 от Windows 95 заключалось в интерфейсе, включавшем Internet и рабочий стол пользователя.