Федеральное агентство  по образованию 

ГОУВПО  «Воронежский государственный технический  университет» 

Естественно-гуманитарный факультет 
 

Кафедра системного анализа и управления в медицинских системах 

КУРСОВАЯ  РАБОТА 
 
 

             по дисциплине: «информатика» 

       Тема: «Изучение аппаратного и программного обеспечения персонального компьютера. Основы программирования на языке С++.»

Разраб. Студент   ИС-101                                      Д.Ю.Шабанов                                                    ____________________________________

                                      Группа        подпись, дата       инициалы, фамилия 

Руководитель         Р.Л. Баранов

                                                                                           подпись, дата       инициалы, фамилия 

Члены комиссии              ____________________________________

                                                                                           подпись, дата       инициалы, фамилия 

Нормоконтролер                 ____________________________________

                                                                                           подпись, дата       инициалы, фамилия 

Защищен _____________________Оценка ______________________________

                  Дата 

2010  

ГОУВПО  «Воронежский государственный технический университет»

Естественно-гуманитарный факультет 

Кафедра системного анализа и управления в медицинских системах 
 

Задание на курсовую работу

по дисциплине: «информатика» 

     Тема: «Изучение аппаратного и программного обеспечения персонального компьютера. Основы программирования на языке С++.» 
 

Студент группы ИС-101______Шабанов.Д.Ю

      Перечень  вопросов, подлежащих разработке.

   1) Устройства  хранения данных: жесткий диск, гибкие  магнитные диски, компакт-диски.  Их сравнительная характеристика.

   2) Мультимедийные технологии в современном ПК. Их программное и   техническое обеспечение

   3) Конструкторы и деструкторы в языке C++/

4) Практическое задание. 

Объем работы (графические работы, расчеты, прочее)____________________ 
 

         Сроки выполнения этапов 

          Срок защиты курсовой работы 
 

Руководитель       _____    Р.Л. Баранов

                                 Подпись, дата                                                       инициалы, фамилия 

Задание принял студент __________________________________Д.Ю. Шабанов

                               Подпись, дата                                                      инициалы, фамилия

       Замечания руководителя

Содержание

  1.Введение ……………………………………..………….…...…….………..………53. Мультимедийные технологии в современном Пк. Их программное обеспечение………………………………….…………………………………………..……15-16

         3.1 Видеокарта……………………………………………….………….…...17-19

         3.2 Звуковая карта…………………………………………………………...19-21

         3.3 Мультимедийное Программное обеспечение…………….…..…………..22

            3.3.1 Системное программное обеспечение……………………………..22-23

            3.3.2 Прикладное программное обеспечение……………………………23-24

            3.3.3 Инструментарий программирования………………………………24-25

4.Конструкторы  и деструкторы в языке С++…………………………..…………25-26

         4.1Создание простого конструктора……………………………………….26-29

         4.2 Представление о конструкторе…………………………………...….……30

         4.3 Представление о деструкторе……………………………………..….……30

5.Практическое  задание…………………………………………………………...….30

         5.1 Листинг программы……………………………………………………..…31

         5.2 Блок схема алгоритма программы………………………………………...32

6.Заключение……………………………………………………………….………..…33

7. Используемая литература………………………………………………...……..….33 
 
 

         1.Введение

         В данное время идет бурное развитие компьютерных технологий. В данной курсовой работу будут рассмотрены: устройства хранения данных, мультимедийные технологии, конструкторы и деструкторы в языке С++.Эти темы являются актуальными в современном мире, так как компьютеры являются неотъемлемой частью практически всех сфер жизни.

       2. Устройства хранения данных

       Выпускаемые накопители информации представляют собой  гамму запоминающих устройств с различным принципом действия физическими и технически эксплуатационными характеристиками. Основным свойством и назначением накопителей информации является ее хранение и воспроизведение. Запоминающие устройства принято делить на виды и категории в связи с их принципами функционирования, эксплуатационно-техническими, физическими, программными и др. характеристиками. Так, например, по принципам функционирования различают следующие виды устройств: электронные, магнитные, оптические и смешанные – магнитооптические. Каждый тип устройств организован на основе соответствующей технологии хранения воспроизведения/записи цифровой информации. Поэтому, в связи с видом и техническим исполнением носителя информации различают: электронные, дисковые и ленточные устройства. 

       2.1  Жесткий диск

             Накопители на жестких дисках объединяют в одном корпусе носитель (носители) и устройство чтения/записи, а также, нередко, и интерфейсную часть, называемую собственно контроллером жесткого диска. Типичной конструкцией жесткого диска является исполнение в виде одного устройства - камеры, внутри которой находится один или более дисковых носителей насаженных на один шпиндель и блок головок чтения/записи с их общим приводящим механизмом. Обычно, рядом с камерой носителей и головок располагаются схемы управления головками, дисками и, часто, интерфейсная часть и/или контроллер. На интерфейсной карте устройства располагается собственно интерфейс дискового устройства, а контроллер с его интерфейсом располагается на самом устройстве. С интерфейсным адаптером схемы накопителя соединяются при помощи комплекта шлейфов.

       Информация  заносится на концентрические дорожки, равномерно распределенные по всему носителю. В случае большего, чем один диск, числа носителей все дорожки, находящиеся одна под другой, называются цилиндром. Операции чтения/записи производятся подряд над всеми дорожками цилиндра, после чего головки перемещаются на новую позицию. 

       Герметичная камера предохраняет носители не только от проникновения механических частиц пыли, но и от воздействия электромагнитных полей. Необходимо заметить, что камера не является абсолютно герметичной т.к. соединяется с окружающей атмосферой при помощи специального фильтра, уравнивающего давление внутри и снаружи камеры. Однако, воздух внутри камеры максимально очищен от пыли, т.к. малейшие частички могут привести к порче магнитного покрытия дисков и потере данных и работоспособности устройства.

       Диски вращаются постоянно, а скорость вращения носителей довольно высокая (от 4500 до 10000 об/мин), что обеспечивает высокую скорость чтения/записи. По величине диаметра носителя чаще других производятся 5.25, 3.14, 2.3 дюймовые диски. На диаметр носителей несменных жестких дисков не накладывается никакого ограничения со стороны совместимости и переносимости носителя, за исключением форм-факторов корпуса ПК, поэтому, производители выбирают его согласно собственным соображениям.

       В настоящее время, для позиционирования головок чтения/записи, наиболее часто, применяются шаговые и линейные двигатели механизмов позиционирования и механизмы перемещения головок в целом.

       В системах с шаговым механизмом и  двигателем головки перемещаются на определенную величину, соответствующую расстоянию между дорожками. Дискретность шагов зависит либо от характеристик шагового двигателя, либо задается серво-метками на диске, которые могут иметь магнитную или оптическую природу. Для считывания магнитных меток используется дополнительная серво-головка, а для считывания оптических - специальные оптические датчики.

       В системах с линейным приводом головки  перемещаются электромагнитом, а для определения необходимого положения служат специальные сервисные сигналы, записанные на носитель при его производстве и считываемые при позиционировании головок. Во многих устройствах для серво-сигналов используется целая поверхность и специальная головка или оптический датчик. Такой способ организации серво-данных носит название выделенная запись серво-сигналов. Если серво-сигналы записываются на те же дорожки, что и данные и для них выделяется специальный серво-сектор, а чтение производится теми же головками, что и чтение данных, то такой механизм называется встроенная запись серво-сигналов. Выделенная запись обеспечивает более высокое быстродействие, а встроенная - повышает емкость устройства.

       Линейные  приводы перемещают головки значительно  быстрее, чем шаговые, кроме того, они позволяют производить небольшие радиальные перемещения "внутри" дорожки, давая возможность отследить центр окружности серводорожки. Этим достигается положение головки, наилучшее для считывания с каждой дорожки, что значительно повышает достоверность считываемых данных и исключает необходимость временных затрат на процедуры коррекции. Как правило, все устройства с линейным приводом имеют автоматический механизм парковки головок чтения/записи при отключении питания устройства.

       Парковкой головок называют процесс их перемещения  в безопасное положение. Это - так называемое "парковочное" положение головок в той области дисков, где ложатся головки. Там, обычно, не записано никакой информации, кроме серво-данных, это специальная "посадочная зона" (Landing Zone). Для фиксации привода головок в этом положении в большинстве ЖД используется маленький постоянный магнит, когда головки принимают парковочное положение - этот магнит соприкасается с основанием корпуса и удерживает позиционер головок от ненужных колебаний. При запуске накопителя схема управления линейным двигателем "отрывает" фиксатор, подавая на двигатель, позиционирующий головки, усиленный импульс тока. В ряде накопителей используются и другие способы фиксации - основанные, например, на воздушном потоке, создаваемом вращением дисков. В запаркованном состоянии накопитель можно транспортировать при достаточно плохих физических условиях (вибрация, удары, сотрясения), т.к. нет опасности повреждения поверхности носителя головками. В настоящее время на всех современных устройствах парковка головок накопителей производится автоматически внутренними схемами контроллера при отключении питания и не требует для этого никаких дополнительных программных операций, как это было с первыми моделями.

       Во  время работы все механические части  накопителя подвергаются тепловому расширению, и расстояния между дорожками, осями шпинделя и позиционером головок чтения/записи меняется. В общем случае это никак не влияет на работу накопителя, поскольку для стабилизации используются обратные связи, однако некоторые модели время от времени выполняют рекалибровку привода головок, сопровождаемую характерным звуком, напоминающим звук при первичном старте, подстраивая систему к изменившимся расстояниям.

       Плата электроники современного накопителя на жестких магнитных дисках представляет собой самостоятельный микрокомпьютер с собственным процессором, памятью, устройствами ввода/вывода и прочими традиционными атрибутами присущими компьютеру. На плате могут располагаться множество переключателей и перемычек, однако не все из них предназначены для использования пользователем. Как правило, руководства пользователя описывают назначение только перемычек, связанных с выбором логического адреса устройства и режима его работы, а для накопителей с интерфейсом SCSI - и перемычки, отвечающие за управление резисторной сборкой (стабилизирующей нагрузкой в цепи).

       2.2  Гибкие магнитные диски

       Основные  внутренние элементы дисковода - дискетная pама, шпиндельный двигатель, блок головок  с пpиводом и плата электpоники.

       Шпиндельный двигатель - плоский многополюсный, с постоянной скоростью вращения 300 об/мин. Двигатель пpивода блока головок - шаговый, с червячной, зубчатой или ленточной передачей.

       Для опознания свойств дискеты на плате электроники возле переднего торца дисковода установлено тpи механических нажимных датчика: два - под отверстиями защиты и плотности записи, и тpетий - за датчиком плотности - для определения момента опускания дискеты. Вставляемая в щель дискета попадает внутpь дискетной рамы, где с нее сдвигается защитная штоpка, а сама pама пpи этом снимается со стопора и опускается вниз - металлическое кольцо дискеты пpи этом ложится на вал шпиндельного двигателя, а нижняя повеpхность дискеты - на нижнюю головку (стоpона 0). Одновpеменно освобождается веpхняя головка, котоpая под действием пружины прижимается к верхней стороне дискеты. На большинстве дисководов скорость опускания рамы никак не огpаничена, из-за чего головки наносят ощутымый удар по повеpхностям дискеты, а это сильно сокpащает сpок их надежной pаботы. В некотоpых моделях дисководов (Teac, Panasonic, ALPS) предусмотрен замедлитель-микpолифт для плавного опускания pамы. Для пpодления сpока службы дискет и головок в дисководах без микpо-лифта pекомендуется пpи вставлении дискеты пpидеpживать пальцем кнопку дисковода, не давая pаме опускаться слишком pезко. Hа валу шпиндельного двигателя имеется кольцо с магнитным замком, котоpый в начале вpащения двигателя плотно захватывает кольцо дискеты, одновpеменно центpиpуя ее на валу. В большинстве моделей дисководов сигнал от датчика опускания дискеты вызывает кpатковpеменный запуск двигателя с целью ее захвата и центpиpования.

       Дисковод  соединяется с контpоллеpом пpи  помощи 34-пpоводного кабеля, в котоpом четные провода являются сигнальными, а нечетные - общими. Общий ваpиант интеpфейса предусматривает подключение к контроллеру до четырёх дисководов, ваpиант для IBM PC - до двух. В общем варианте дисководы подключаются полностью параллельно друг другу, а номер дисковода (0..3) задается пеpемычками на плате электpоники; в ваpианте для IBM PC оба дисковода имеют номеp 1, но подключаются пpи помощи кабеля, в котором сигналы выбора (пpовода 10-16) перевёрнуты между разъёмами двух дисководов. Иногда на разъёме дисковода удаляется контакт 6, играющий в этом случае pоль механического ключа. Интерфейс дисковода достаточно прост и включает сигналы выбора устройства (четыре устройства в общем случае, два - в варианте для IBM PC), запуска двигателя, перемещения головок на один шаг, включения записи, считываемые/записываемые данные, а также информационные сигналы от дисковода - начало дорожки, признак установки головок на нулевую (внешнюю) дорожку, сигналы с датчиков и т.п. Вся работа по кодированию информации, поиску дорожек и секторов, синхронизации, коррекции ошибок выполняется контроллером.

       Дискета или гибкий диск - компактное низкоскоростное малой ёмкости средство хранение и переноса информации. Различают дискеты двух размеров: 3.5”, 5.25”, 8” (последние два типа практически вышли из употребления).

       Конструктивно дискета представляет собой гибкий диск с магнитным покрытием, заключенный в футляр. Дискета имеет отверстие под шпиль привода, отверстие в футляре для доступа головок записи-чтения (в 3.5” закрыто железной шторкой), вырез или отверстие защиты от записи. Кроме того 5.25” дискета имеет индексное отверстие, а 3.5” дискета высокой плотности - отверстие указанной плотности (высокая/низкая). 5.25” дискета защищена от записи, если соответствующий вырез закрыт. 3.5” дискета наоборот - если отверстие защиты открыто. В настоящее время практически только используются 3.5” дискеты высокой плотности.

       Для дискет используются следующие обозначения:

       - SS single side - односторонний диск (одна  рабочая поверхность).

       - DS double side - двусторонний диск.

       - SD single density - одинарная плотность.

       - DD double density - двойная плотность.

       - HD high density - высокая плотность. 

       Накопитель  на гибких дисках принципиально похож  на накопитель на жестких дисках . Скорость вращения гибкого диска примерно в 10 раз медленнее, а головки касаются поверхности диска. В основном структура информации на дискете, как физическая так и логическая, такая же как на жестком диске. С точки зрения логической структуры на дискете отсутствует таблица разбиения диска. 

       2.2 Компакт диски

       Компакт-диск (англ. Compact Disc) — оптический носитель информации в виде пластикового диска с отверстием в центре, процесс записи и считывания информации которого осуществляется при помощи лазера. Дальнейшим развитием CD-дисков стали DVD-диски.

       Изначально  компакт-диск был создан для хранения аудиозаписей в цифровом виде (известен как CD-Audio), однако в дальнейшем стал широко использоваться как носитель для хранения любых данных (файлов) в двоичном виде (т. н. CD-ROM (англ. Compact Disc Read Only Memory, компакт-диск только с возможностью чтения), или КД-ПЗУ — «Компакт-диск, постоянное запоминающее устройство»). В дальнейшем появились компакт-диски не только с возможностью чтения однократно занесённой на них информации, но и с возможностью их записи и перезаписи (CD-R, CD-RW). 

       2.2.1 Формат компакт дисков

       CD-Extra (Compact-Disc Extra - Экстра-компакт-диск) - он же Enhanced CD (Enhanced Compact-Disc - Расширенный компакт-диск) - формат CD-дисков, позволяющий хранить на одном CD-диске вместе  звуковые дорожки и дорожки с данными. Формат звуковых дисков CD-DA (Audio CD) позволял хранить на одном диске только звуковые дорожки, что было весьма неудобно. А формат CD-EXTRA позволил решить данную проблему при помощи использования технологии мульти сессионной записи дисков. Теперь на  одном CD-диске  можно было хранить одну дорожку с данными и ещё несколько звуковых дорожек. При этом такой диск можно будет без проблем воспроизводить как CD-DA (Audio CD) на бытовом CD-плеере или компьютере, а также считывать с него данные на компьютере.

       Photo CD - система разработана фирмой Kodak  для переведения в цифровую форму и хранения фотографий на компакт-диске. На диске помещались до сотни фотографий, используя специальную систему сжатия информации. Данная система получила признание среди профессиональных фотографов из-за низкой цены и высокого качества изображений. В настоящее время большинство проигрывателей CD и DVD способно воспроизводить изображения в формате jpeg и tiff, записанных непосредственно на диск.

       Логическим  развитием записываемого лазерного  компакт-диска является CD-RW, с возможностью  многократного перезаписывания данных. Этот формат был представлен в 1997 году и в процессе разработки назывался CD-Erasable (CD-E, Стираемый Компакт-Диск). Позднее появился новый формат записи болванок CD-RW - Universal Disk Format (UDF, Packet Writing), который позволяет «отформатировать» диск и работать с ним как с обычной большой дискетой, позволяющей чтение/запись/удаление/изменение данных. Объём таких UDF-форматированных дисков равен примерно 530 Мбайт, в отличие от обычных 700 Мбайт при записи одной сессией на весь диск.

       DVD-RAM - перезаписываемый DVD диск, предложенный  организацией DVD Forum. Для перезаписи  используется технология изменения  фазы (phase change technology), благодаря которой  DVD-RAM могут быть сравнимы со  съёмными жёсткими дисками, поскольку данные на DVD-RAM могут быть перезаписаны 100000 раз, в отличие от DVD-RW и DVD+RW, допускающих лишь 1000 перезаписей. Первыми появились  DVD-RAM диски ёмкостью 2,6 Гб (односторонние) и 5,6 Гб (двусторонние) . Вслед за ними появились диски второй версии: DVD-RAM диски ёмкостью 4,7 Гб и  двусторонние диски ёмкостью 9,4 Гб.

       DVD-Audio - цифровой формат DVD, созданный специально  для высококачественного воспроизведения звуковой информации. Диск формата DVD-Audio позволяет записывать фонограммы с различным числом звуковых каналов (от моно до 5.1). Сейчас существуют две версии формата DVD-Audio: просто DVD-Audio - только для звукового содержания и DVD-AudioV - для звука с дополнительной информацией. Звуковые дорожки в формате DVD-Audio располагаются в каталоге AUDIO_TS диска.

       Минидиск (MD) ® - магнито-оптический носитель информации. Был разработан и впервые представлен компанией Sony. Позиционировался как замена компакт-кассетам и  используются  в основном для хранения аудио информации.

       Blu-ray Disc, BD (blue ray - синий луч и disc - диск; написание blu вместо blue - намеренное) - формат оптического носителя, используемый для записи и хранения цифровых данных, включая видео высокой чёткости с повышенной плотностью. Blu-ray («синий-луч») получил своё название от использования для записи и чтения коротковолнового (405 нм) «синего» (технически сине-фиолетового) лазера.   Однослойный диск Blu-ray (BD) может хранить 23,3/25/27 или 33 Гб, двухслойный диск может вместить 46,6/50/54 или 66 Гб. На данный момент американские ученые разработали технологию, которая позволит увеличить емкость дисков Blu-ray до одного терабайта (1024 гигабайта. В настоящее время максимальная емкость Blu-ray составляет 50 гигабайт.

       HD DVD (High-Density DVD - DVD высокой ёмкости) - технология записи оптических дисков, разработанная компанией Toshiba, NEC и Sanyo. HD DVD (как и Blu-ray Disc) использует диски стандартного размера (120 миллиметров в диаметре) и голубой лазер с длиной волны 405 нм. В 2008 году компания Toshiba объявила о прекращении поддержки технологии HD DVD в связи с решением положить конец войне форматов

       FVD (Forward Versatile Disc) - многофункциональный  оптический диск для хранения  аудио и видео высокого разрешения, соответствующие требованиям HDTV и использующий красный лазер.

       FVD отличается от DVD физической и  логической структурой, несмотря  на использование одного и  того же красного лазера. Объем  FVD достигает 5.4 Гб по сравнению  с 4.7 Гб на DVD при использовании  одного слоя. Слоев может быть  два или три, в последнем случае емкость диска составляет 15 Гб

       Ultra Density Optical (UDO) - формат оптического  диска для хранения видео высокой  чёткости. UDO представляет собой  картридж 5.25" с оптическим диском  внутри. Объём диска на данный  момент составляет от 60 Гб до 120 Гб. Для записи может использоваться как красный лазер (650нм), так и сине-фиолетовый (405нм), причём во втором случае максимальный объём диска может достигать 500 Гб.

       PFD (Professional Disc) - Профессиональный диск  формат оптического носителя, представленный компанией Sony для записывающей системы  профессиональных видеокамер.

       HD VMD (High Density - Versatile Multilayer Disc) - формат цифровых  носителей на оптических дисках, предназначенный для хранения высококачественного медиаконтента. На одном слое HD VMD-диска помещается до 5 Гб данных, но за счёт того, что диски являются многослойными (до 20 слоёв) их ёмкость достигает 100 Гб. Диски HD VMD позволяют хранить видео стандарта 1080p, аналогично Blu-ray и HD DVD. 

       3. Мультимедийные технологии в современном Пк

       Мультимедиа. Это слово, а точнее понятие, часто  упоминается в разговорах о компьютерах, о компьютерной периферии, при обсуждении тех или иных программных продуктов и даже в разговорах о таких вещах, как телевидение или кинематограф. Так что же такое мультимедиа? Трудно дать краткое и точное определение этому понятию. Мультимедиа – это технология, позволяющая объединить данные, звук, анимацию и графические изображения, переводить их из аналоговой формы в цифровую и обратно. «Мультимедиа» – сложное слово, состоящее из двух простых: «мульти» – много и «медиа» – носитель. Таким образом, термин «мультимедиа» можно перевести как «множество носителей», то есть мультимедиа подразумевает множество различных способов хранения и представления информации (звука, графики, анимации и так далее).

       Если  говорить о мультимедиа как о  некоторой технологии представления  информации, то необходимо упомянуть  два аспекта – аппаратный и  программный.

       Аппаратная  сторона мультимедиа может быть представлена как стандартными средствами (графический адаптер, монитор, звуковая карта, привод CD-ROM и так далее), так и дополнительными (видеокарта с телевизионным входом/выходом, приводы CD-R, CD-RW, DVD и др.)

       Программная сторона мультимедиа может быть разделена на чисто прикладную (сами приложения, предоставляющие пользователю информацию в том или ином виде), а также специализированную, в которую входят средства, используемые для создания мультимедийных приложений. К этой категории можно отнести профессиональные графические редакторы, редакторы видеоизображений, средства для создания и редактирования звуковой информации и т.п.

       Одними  из первых пользовательских мультимедийных программ были компьютерные игры. Они являются наиболее распространенным программным продуктом, в полной мере использующим преимущества технологии мультимедиа: графика высокого разрешения, анимация, звуковое, музыкальное и голосовое сопровождение присутствуют во всех современных играх.

       В книге М. Кирмайера «Мультимедиа»  мультимедиа определена как сочетание возможностей создания видеоэффектов со звуковыми эффектами при управлении с помощью диалогового (интерактивного) программного обеспечения. Диалог означает, что пользователю в общении с компьютером отводится самая активная роль. Он может давать компьютеру свои указания и требовать их исполнения. А может обойтись и без этого, спланировав работу своих мультимедиа-приложений и возложив их исполнение целиком на компьютер.