Вводное занятие по аппаратному обеспечению компьютерных технологий (лекция 1)

Архитектура ЭВМ
История первых ЭВМ
Принципы фон Неймана
Разновидности компьютеров
Базовая конфигурация современного компьютера
Системный блок
Периферийные устройства вывода информации
Периферийные устройства ввода информации
План занятия

Аппаратное обеспечение компьютера - это все электронные и механические устройства компьютера.
Несмотря на огромное многообразие вычислительной техники и ее необычайно быстрое совершенствование, фундаментальные принципы устройства машин во многом остаются неизменными и в частности архитектура ЭВМ.

Архитектура ЭВМ
Архитектура ЭВМ – это внутренняя структура компьютера, его логическая организация, определяющая процесс обработки и методы кодирования данных, состав, назначение, принципы взаимодействия технических средств и программного обеспечения.

История первых ЭВМ
В 1946 году Д. фон Нейман, Г. Голдстайн и А. Беркс в своей совместной статье изложили новые принципы построения и функционирования ЭВМ. В последствие на основе этих принципов производились первые два поколения компьютеров. В более поздних поколениях происходили некоторые изменения, хотя принципы Неймана актуальны и сегодня.
Герман Голдстайн
Артур Беркс
Джон фон Нейман

Машина фон Неймана
В 1945 году Джон фон Нейман создает архитектуру ЭВМ.
Машина фон Неймана состоит из запоминающего устройства (памяти) - ЗУ, арифметико-логического устройства - АЛУ, устройства управления – УУ, а также устройств ввода и вывода.
Устройство ввода
Память
АЛУ
УУ
Процессор
Устройство
вывода

Как работает машина фон Неймана?

Принципы фон Неймана
Использование двоичной системы счисления в вычислительных машинах.
Память компьютера используется не только для Программное управление ЭВМ.
хранения данных, но и программ.
Ячейки памяти ЭВМ имеют адреса, которые последовательно пронумерованы.
Возможность условного перехода в процессе выполнения программы.

Разновидности компьютеров
Настольные (стационарные) компьютеры
Переносные компьютеры
Планшетные компьютеры
Карманные компьютеры

Настольные (стационарные)
Состоят из отдельных элементов:
Монитор
Системный блок
Клавиатура
Мышь

Переносные компьютеры
Ноутбук

Планшетные компьютеры
Планшетом можно управлять прикосновениями руки или стилуса; клавиатура и мышь доступны не всегда.

Карманные компьютеры
КПК, коммуникаторы,
смартфоны

Базовая конфигурация ПК
На современном рынке вычислительной техники разнообразие модификаций и вариантов компьютеров огромно, но любой, даже самый необычный комплект неизменно включает одни и те же виды устройств.
В настоящее время для настольных ПК базовой считается конфигурация, в которую входит четыре устройства:
Системный блок;
Монитор;
Клавиатура;
Мышь.

Системный блок
Системный блок – основной блок компьютерной системы. В нем располагаются устройства, считающиеся внутренними. Устройства, подключающиеся к системному блоку снаружи, считаются внешними.
В системный блок входит материнская плата, процессор, оперативная память, накопители на жестких и гибких магнитных дисках, на оптический дисках, блок питания и некоторые другие устройства.
Корпуса системного блока обычно созданы из деталей на основе стали, алюминия и пластика.
По положению корпуса разбиваются на 2 основных класса:
Tower (башня) — вертикальное;
Desktop (на столе) — горизонтальное.

Периферийные устройства вывода информации
Мониторы
Принтеры
Плоттеры
Проекционная техника
Аудиосистема

Монитор
Существуют несколько типов мониторов:
Цифровые мониторы.
Аналоговые мониторы.
Мультичастотные мониторы.
Жидкокристаллические дисплеи.
Газоплазменные мониторы.
Монитор является необходимым устройством вывода информации. Монитор (или дисплей) позволяет вывести на экран алфавитно-цифровую или графическую информацию в удобном для чтения и контроля пользователем виде.

Принтер
Принтер это широко распространенное устройство вывода информации на бумагу, его название образовано от английского глагола to print - печатать. Принтер не входит в базовую конфигурацию ПК. Существуют различные типы принтеров:
Типовой принтер
Матричные (игольчатые) принтер
Струйные принтер
Лазерные принтер

Лазерный
Матричный
Струйный
Типы принтеров
Принтер

Плоттер
Это устройство применяется только в определенных областях: чертежи, схемы, графики, диаграммы и т.п. Широкое применение нашли плоттеры совместно с программами систем автоматического проектирования, где частью результатов работы программы становится конструкторская или технологическая документация. Незаменимы плоттеры и при разработках архитектурных проектов.

Проекционная техника и аудиосистема.
Мультимедиа-проекторы и аудиоколонки прочно вошли в нашу жизнь в конце XX столетия, и сейчас без них невозможно представить многие сферы человеческой Деятельности. Это учебный процесс, презентации, шоу-бизнес и домашнее кино.

Периферийные устройства ввода информации
Клавиатура
Сканер
Сканер
Графический планшет

Клавиатура
Главным устройством ввода большинства компьютерных систем является клавиатура. До тех пор, пока система распознавания голоса не смогут надежно воспринимать человеческую речь, главенствующее положение клавиатуры вряд ли изменится.
До недавнего времени использовалась стандартная клавиатура, 101/102 клавиши (первая модель клавиатуры содержала лишь 83 клавиши), но с развитием персональных компьютеров производители старались развивать и основное устройство ввода информации.

Сканер
Для непосредственного считывания графической информации с бумажного или иного носителя в ПК применяется оптические сканеры.
Ручные сканеры - самые простые и дешевые. Основной недостаток в том, что человек сам перемещает сканер по объекту, и качество полученного изображения зависит от умения и твердости руки
Барабанные сканеры применяются в профессиональной типографической деятельности. Принцип заключается в том, что оригинал на барабане освещается источником света, а фотосенсоры переводят отраженное излучение в цифровое значение.

Графический планшет
Настольные компьютеры для конструкторских и дизайнерских работ уже более десяти лет комплектуются графическими планшетами. Это устройство значительно упрощает ввод в ПК чертежей, схем и рисунков. Сначала планшеты были дорогими приспособлениями и поэтому были рассчитаны на сугубо профессиональное использование. Но уже лет пять выпускаются дешевые домашние модели.

Дополнительные периферийные устройства
Манипуляторы
и Web-камеры

Мышь и джойстик
Мышь – с развитием операционных систем с графическим интерфейсом этот манипулятор стал просто «незаменимой» частью персонального компьютера. Манипулятор «мышь» обеспечивает простое и удобное управление многими функциями операционной системы и прикладных программ.
Джойстик – представляет собой подвижную рукоять (или руль) с несколькими кнопками. Это устройство ввода наиболее распространено в области компьютерных игр.

Web-камера
С помощью Web-камеры можно быстро «отсканировать» рисунок или текст, а текст даже впоследствии «распознать» и сохранить в алфавитно-цифровом виде.
Если есть доступ в Интернет, то можно использовать стандартные программки типа Windows Messenger или NetMeeting и общаться с собеседником на другом конце света, видя его изображение