Bikmeev - Информатика для гуманитариев

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

БАШКИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

А.Т. Бикмеев

ИНФОРМАТИКА

Учебное пособие для факультетов гуманитарного профиля

(Часть 1)

УДК

Бикмеев А.Т. Информатика. Часть 1. Учебное пособие для студентов гуманитарных факультетов // Башкирский Государственный Универси-

тет, – Уфа, 2005, 154 с.

Данное пособие составлено на базе курса лекций, читаемых автором на факультете Философии и Социологии БашГУ. В настоящей первой части пособия даны понятие науки Информатика, понятие информации, ее пред- ставлении и единицах измерения. Приведены сведения по истории вычис- лительных устройств, типам компьютерных устройств, а также перспекти- вам развития компьютерных технологий. Рассмотрена работа в ОС Windows, работа с программами архиваторами, а также в текстовом редакторе Microsoft Word. Рассмотрено проведение вычислений в электронной таб- лице Microsoft Excel. Дан краткий обзор всемирной сети ИНТЕРНЕТ и ме- тодов работы в ней. Материал курса приближен к программе ECDL (евро- пейские права пользователя, www.ecdl.com).

Вторая часть данного пособия посвящена теории и практике работы с базами данных, а также программированию в Microsoft Office на языке

Visual Basic for Applications (VBA).

Печатается по решению кафедры Новых информационных техноло- гий обучения.

Рецензенты:

Глава 1. Введение в информатику

1.Понятие науки информатика.

2.История создания компьютера.

3.Виды компьютеров. Принципы работы компьютера.

4.Внутренние компьютерные устройства.

5.Внешние (периферийные) компьютерные устройства.

6.Перспективы развития компьютерной индустрии.

1.1.Понятие науки информатика

Информатика – наука о законах и методах организации (хранения), пере-

работки и передачи информации в естественных и искусственных системах с применением ЭВМ. Включает в себя теорию кодирова- ния информации, разработку методов и языков программирования, математическую теорию процессов передачи и обработки информа- ции. В англоязычной литературе применяется термин Computer Science.

Информация – отражение предметного мира, выражаемое в виде сигналов и знаков.

HardWare – означает физические компоненты компьютера, такие как сис- темный блок, мышь, клавиатура и т. д.

SoftWare – это команды (инструкции) выполняющие работу компьютера. Например, когда вы набираете текст, SoftWare отвечает за отобра-

жение на экране соответствующих букв в соответствующем месте экрана. SoftWare располагается на жестком диске вашего компьюте- ра, на CD-диске или DVD-диске, а также на других сменных носите- лях, и подгружается в оперативную память по мере надобности. В русскоязычной литературе термин Software заменяют словосочета- нием «программное обеспечение».

Информационные технологии (IT) – это основное понятие, связанное с использованием компьютеров для создания и обработки данных, т. е. информации. Информационные технологии покрывают все аспек- ты управления и обработки информации, особенно в больших орга- низациях. Компьютеры жизненно необходимы при работе с боль- шими потоками информации. Часто во многих организациях под- разделения, отвечающие за все, что связано с компьютерами назы-

вают IT-подразделения.

3

Человек, как мыслящее существо, способен учиться и применять свои навыки в повседневной жизни. Знания приобретаются двумя способами: в результате деятельности (личный опыт) и в процессе общения (приобре- тенный опыт). Древнейшим инструментом передачи знаний (информации) является язык жестов и речь. Именно благодаря им древние люди учили молодых соплеменников.

Нарастание количества информации со временем, требовало создание неких инструментов, которые позволяли бы долговременно хранить, упо- рядочивать и быстро находить необходимые данные. Первым таким «инст- рументом» можно считать письменность (алфавит). Именно появление

алфавита сыграло большую роль в возрастании темпов развития нашей цивилизации. Появление компьютеров, наверное, нельзя ставить в один ряд с появлением алфавита, но с момента создания первой большой ЭВМ, развитие цивилизации идет все быстрее и быстрее.

Современный мир нельзя представить без компьютеров, они повсюду: на наших рабочих столах дома и в офисе, на заводах, в автомобилях, в бы- товой технике и так далее. Отсутствие навыков работы на компьютере рез- ко снижает стоимость человека как работника и сужает перечень доступ- ных профессий (вакансий). Именно поэтому дисциплину Информатика, можно считать наиважнейшей в современном образовании.

1.2. История создания компьютера.

Одна из первых моделей вычисляющего устройства была построена Блезом Паскалем в 1642 году, но она не удовлетворила создателя, и в 1645 году появился окончательный вариант. Машина имела 6 десятичных раз- рядов и два дополнительных, один поделенный на 20 частей, другой на 12. Данная машина создавалась для подсчета налогов, поэтому дополнитель- ный разряды соответствовали соотношению денежных единиц (1 су = 1/20 ливра, 1 денье = 1/12 су). Ключевыми в изобретении Паскаля были два мо- мента. Первый – механизм автоматического переноса десятков, который дожил до эпохи арифмометров класса «Феликс». Второй – необычная опе- рация вычитания. Колеса устройства позволяли только складывать, поэто- му вычитание Паскаль заменил сложением с десятичным дополнением. Например, для того чтобы вычесть из 345 число 18, машина проделывала следующее: 345+999982=1000327. Но поскольку у машины всего 6 деся- тичных разрядов, то первая единица отбрасывается, и получаем 327. По-

добный метод вычитания реализован и в современных компьютерах с их двоичной системой.

Чертежи и описания вычисляющих устройств создавались многими учеными прошлого. Так среди набросков Леонардо да-Винчи был найден

4

чертеж 13-разрядной машины для суммирования с автоматическим пере- носом десятков. Специалисты IBM воссоздали машину, и она оказалась работоспособной. В 1624 году Вильгельм Шикард в письмах Кеплеру так- же изложил идеи устройства вычисляющей машины, но только Паскаль построил действующую модель, поэтому первенство отдается ему. Что же было дальше?

В 1823 году английский математик Чарльз Бэббидж приступил к по- стройке разностной машины – прообраза ЭВМ, которая должна была про- изводить вычисления с точностью до 20 знаков после запятой. Постройкой машины Бэббидж занимался следующие 10 лет, однако она так и не была закончена. Именно Бэбидж додумался до того, что компьютер должен об- ладать памятью и управляться при помощи программы. Однако и Бэббидж и Паскаль столкнулись с одной и той же проблемой: недостаточно разви- той технологией для создания точных деталей машины.

Разработанные Бэбиджем принципы создания ЭВМ были доработаны и сегодня известны как принципы фон Неймана. Любая вычислительная ма-

шина должна обладать

1)арифметико-логическим устройством (АЛУ), которое, собственно, и перерабатывает информацию;

2)памятью для хранения исходных и переработанных дан- ных;

3)устройствами ввода-вывода информации;

4)управляться программой, то есть строгой последователь- ностью действий обработки исходной информации.

Совершенствование производственных технологий привело к тому, что в 1931 году американский математик, электроинженер и крупный научный администратор Ванневар Буш (1890-1974) построил первое из серии уст- ройств, которые он называл «дифференциальными анализаторами» и кото- рые явились предшественниками современных аналоговых вычислитель- ных машин. Этот дифференциальный анализатор Буша вошел в историю вычислительной техники как первый аналоговый компьютер, использо- вавший в качестве счетных элементов электронные устройства — элек- тронные вакуумные лампы.

В 40-х годах XX века несколько групп ученых во всем мире усиленно занимались этой проблемой. Свои вычислительные машины они строили на основе электромеханических реле. Мало кто знал о работах Бэббиджа, поэтому многое переоткрыли заново. Первым, кто построил небольшой компьютер, был Конрад Цузе (в 1941г.), но из-за войны его работы не были опубликованы. В 1944 году американский электроинженер Х. Эйткен (1900-1973) на фирме IBM при поддержке Гарвардского университета по- строил первую автоматическую цифровую вычислительную машину «Mark

5

I». Но это была еще не электронная, а электрическая машина — в качестве переключающих элементов она использовала электромагнитные реле. «Mark I» выполнял арифметические действия и «умел» вычислять значе- ния логарифмов и тригонометрических функций. Операция сложения двух 23-значных десятичных чисел выполнялась за 0,3 с., умножения — за 3 с. При таком «быстродействии» машина, содержавшая около 800 тысяч дета- лей, имела гигантские размеры — 15 м. в длину и 2,5 м. в высоту.

В1946 году под руководством американских ученых П. Эккерта и Дж. Мокли была построена первая универсальная полностью электронная вы- числительная машина ENIAC на основе электроламп, которая работала в тысячу раз быстрее чем «Марк-1». Вес машины составлял 30 тонн, она тре- бовала для размещения 170 квадратных метров площади. Вместо тысяч механических деталей ENIAC содержал 18000 электронных ламп. Считала машина в двоичной системе и производила 5 тысяч операций сложения или 300 операций умножения в секунду. Ввод данных осуществлялся с помощью перфокарт.

ВСоветском Союзе также шли разработки ЭВМ. В Киевском институ- те электротехники под руководством его директора (Сергея Алексеевича Лебедева (1902-1974)) была создана первая в СССР (и в континентальной Европе) цифровая электронно-вычислительная машина — МЭСМ (Малая электронная счетная машина) на 6000 электронных ламп, рассчитанная на 60 операций в секунду и потреблявшая гигантскую электрическую мощ- ность — около 120 кВт. В 1953 году под руководством Лебедева в Москов-

ском институте точной механики и вычислительной техники АН СССР

была создана первая отечественная универсальная цифровая быстродейст- вующая (10 тысяч операций в секунду) электронная счетная машина БЭСМ. Первая серийная цифровая ЭВМ — БЭСМ-1 была выпущена в 1956 году. Ранее почти вся территория современного Интернет-центра БашГУ была занята под одну Большую Машину.

Именно Большие машины, то есть компьютеры, занимавшие огромную площадь, разрабатывались и создавались в то время. Они были очень доро- ги и, естественно, что маленькие фирмы не могли позволить купить себе ЭВМ. В то время существовало множество фирм, которые продавали ма- шинное время. То есть, фирма покупала Большую ЭВМ и предоставляла услуги по аренде этой машины. Лидером производства больших машин была фирма IBM. И все бы было хорошо, но уменьшение размеров компо- нентов компьютеров (создание транзисторов, а затем и микросхем) и их удешевление привели к тому, что полная вычислительная машина смогла разместиться на обычном письменном столе. В 1973 году компанией Xerox был представлен первый персональный компьютер Alto, созданный по про- екту инженера Алана Кея. В Alto впервые был применен принцип вывода

6

программ и файлов на экран в виде «окон». Выпуск персонального компь- ютера привел к закату эры больших машин.

В1978 году американская компания «Intel» выпустила в продажу пер- вый шестнадцатиразрядный микропроцессор 8086, на основе которого в 1981 году, спустя 4 года после появления персональных компьютеров, ком- пания «IBM» создала свой первый персональный компьютер IBM PC, на- чавший победоносное шествие на рынке вычислительных средств и фак- тически ставший мировым стандартом персонального компьютера.

Микрокомпьютер IBM PC был создан по принципу открытой архитек- туры. Он был оборудован монохромным текстовым дисплеем, двумя дис- ководами для 5-дюймовых дискет на 160 Кбайт, оперативной памятью 64 Кбайта. По поручению IBM фирма Microsoft разработала для IBM PC соб- ственную операционную систему. Именно принцип открытой архитектуры позволил данной компьютерной платформе завоевать весь мир. Устройст- во компьютеров других фирм держалось в секрете, и компоненты для них разрабатывались самой фирмой производителем. Кроме того, компьютеры продавались в полной сборке и не подлежали усовершенствованию. Фирма IBM обнародовала внутреннее устройство своего компьютера (открыла архитектуру компьютера), что позволило сторонним фирмам также разра- батывать для него новые устройства. В результате на развитие данной платформы были брошены силы многих исследовательских центров.

Всамом начале компьютеры создавались для того, чтобы избавить че- ловека от трудоемких вычислений. Однако по мере совершенствования компьютерной техники, стало ясно, что возможности ЭВМ не ограничива- ются только расчетами. В современном мире компьютеры играют важную роль во всех отраслях народного хозяйства от поиска информации до про- ведения научных экспериментов; от управления изготовлением отдельных деталей до управления сложнейшими космическими спутниками.

Что же может дать компьютер обычному человеку в домашней обста- новке? Во-первых, компьютер может служить средством хранения и обра- ботки информации различного характера (основная функция компьютеров)

–например, кулинарные рецепты, тексты любимых книг, различная спра- вочная информация (номера телефонов, адреса, расписание встреч и т.д.). Во-вторых, компьютер может служить прекрасным учителем. К настояще- му времени разработано большое количество учебных программ. Одни из них помогают в игровой форме освоить основы арифметики, другие помо- гают изучить иностранные языки на достаточно высоком уровне и т.д. В- третьих, благодаря наличию большого числа компьютерных игр, компью- тер превращается в домашний центр развлечений.

7

1.3. Виды компьютеров. Принципы работы компьютера

Мэйнфрэйм (MainFrame) – это большой, очень дорогой и очень мощ- ный компьютер, использующийся преимущественно в больших организа- циях. Отдельные пользователи могут получить доступ к мэйнфрэйму при помощи терминала ввода/вывода (dumb terminal). Таким образом вся вы-

числительная мощь мэйнфрэйма распределена между его пользователями работающими в данный момент времени. Терминал ввода/вывода это пер- сональный компьютер, не имеющий собственных вычислительных воз- можностей, то есть не имеющий собственного процессора. Мэйнфрэймы часто применяются в больших банках, технических университетах и ис- следовательских центрах.

Как правило мэйнфрэйм пропорционально распределяет свою вычис- лительную мощь между выполняющимися задачами, поэтому чем больше и чем сложнее выполняющиеся одновременно задачи, тем меньше произ- водительность каждого отдельного терминала. Так в фильме «Послезав- тра» главный герой просил у директора центра погоды отдать ему мэйн- фрэйм на какое-то время. То есть задействовать все вычислительные воз- можности для решения только одной задачи, что значительно увеличивает производительность и снижает время решения (обсчета) задачи.

Мини-компьютер. Как и мэйнфрэйм это мощная и дорогая машина. В

настоящее время по многим параметрам границы между мэйнфрэймом и мини-компьютером размыты и в большинстве случаев эти два слова озна- чают одно и тоже. Ранее мэйнфрэймами называли самые большие компью- теры и использовались они большими компаниями, а миникомпьютеры использовались средними по размерам компаниями.

Суперкомпьютер. Как следует из названия это чрезвычайно мощный компьютер с феноменальной скоростью обработки данных. Часто супер- компьютеры используются в военных целях, а также в метеорологии и дру- гих исследованиях где необходимо обрабатывать огромные объемы дан- ных в рекордно короткие сроки. Наиболее известны суперкомпьютеры марки Cray (смотри www.cray.com).

Компьютер, подключенный к компьютерной сети (Networked computer). Компьютерные сети позволяют соединять несколько компью- теров между собой, а также передавать данные между компьютерами и открывать некоторые ресурсы для общего или частичного доступа. Напри- мер, вместо нескольких принтеров можно купить всего один, подсоединить

его к одному из сетевых компьютеров и открыть принтер для доступа с любого компьютера данной сети.

Если раньше создание компьютерной сети было делом достаточно сложным и создать такую сеть могли только квалифицированные специа-

8

листы, то теперь любой пользователь Windows может создать и настроить сетевое подключение. Однако для того, чтобы подключение к сети было безопасным и высокоскоростным все-таки необходимо воспользоваться услугами специалиста.

Отличие между PC и Mac. Фирма IBM создала PC (Personal Computer) в 1981. Все PC выпущенные с того времени по многим параметрам совместимы с разработкой 1981 года, хоть и сделано огромное количество улучшений. За прошедшие годы термин PC совместимый компьютер пре- вратился просто в термин PC. Это произошло потому, что IBM первой реа- лизовала принцип открытой архитектуры. До этого каждая фирма создава-

ла все части своего компьютера на своих заводах и тщательно скрывала внутреннее устройство компьютера и его архитектуру. Фирма IBM обна- родовала архитектуру своего компьютера, благодаря чему сторонние фир- мы (не имевшие возможности выпускать компьютеры целиком) смогли также разрабатывать компоненты к PC. Кроме того, многие программисты, зная набор команд внутренних узлов компьютера фирмы IBM смогли раз- рабатывать программное обеспечение для PC. Таким образом над развити- ем платформы PC трудилось очень много исследовательских центров.

Ранее PC-совместимые компьютеры работали под управлением одно- задачной операционной системы DOS. В настоящее время большинство персональных компьютеров работают под управлением операционной сис-

темы семейства Windows (Windows'95, Windows'98, Windows NT, Windows'2000, Windows XP).

Apple Mac это тоже компьютер, но не PC-совместимый. Он работает под управлением другой операционной системы и требует адаптированно- го программного обеспечения. Внутренние узлы также должны отвечать определенным требованиям и, как правило, PC совместимые устройства не работают в Mac.

Apple Mac пример закрытой архитектуры. Сейчас особого различия между PC и Mac платформами нет, но так было не всегда. В 1981 году для работы и поддержки своего PC пользователь должен был хоть не много разбираться в компьютерах и программном обеспечении, так как у PC не было графического интерфейса и DOS была консольной операционной системой. Mac компьютеры же поставлялись с операционной системой, подобной сегодняшней Windows. Если обладатель PC управлял им только при помощи клавиатуры, то пользователи Mac-компьютеров могли рабо- тать и при помощи манипулятора мышь.

Очень многие сходятся во мнении, что Билл Гейтс просто переделал MacOS и назвал получившуюся систему Windows.

Лаптопы, ноутбуки, наладонники и карманные компьютеры

(LapTop, NoteBook, Palmtop, PocketPC). Лаптоп (от англ. lap – колени, 9

top – верх, сверху), это небольшой переносной компьютер, который может работать как от сети, так и от встроенного аккумулятора. Назвали так по- тому, что очень часто с ним работают положив лаптоп на колени. В лапто- пах используется специальный экран, энергопотребление которого сведено к минимуму. В настоящее время это жидкокристаллические панели. По- добно экрану многие составляющие лаптопа сконструированы так, чтобы потреблять как можно меньше электроэнергии, чтобы обеспечить длитель- ную работу от батарей. В настоящее время в лаптопах используется набор устройств, объединенный одним названием Centrino. В настоящее время термин «Лаптоп» используется редко, обычно используется более совре- менный термин «Ноутбук».

Палмтоп (англ. Palm – ладонь, Top – верх, сверху) или как сейчас го- ворят КПК (карманный персональный компьютер) является очень малень- ким устройством и может помещаться во внутреннем кармане пиджака. Однако, не смотря на свои размеры они обладают большими возможно- стями и довольно не дешевы. Чаще всего они используются журналистами и людьми других профессий, где нужно очень быстро что-то записать или найти какую-либо информацию.

Как мы говорили выше, компьютер первоначально создавался как уст- ройство для численных расчетов, поэтому он может обрабатывать только цифровую информацию. Вся другая информация (звуки, изображения, по- казания приборов, тексты и т.д.) должны быть преобразованы в цифровую форму. Как это сделать?

Звук можно оцифровать: через равные промежутки времени (причем очень малые промежутки) замеряется амплитуда звуковых колебаний (громкость звука). Это число записывается в память. Для воспроизведения звука необходимо выполнить обратное преобразование. Параметр часто-

та дискретизации или частота оцифровки звука показывает, сколько за-

меров было сделано за одну секунду. Например, если сказано, что звук оцифрован с частотой 22кГц, то это означает, что измерения снимались 22000 раз за секунду. На музыкальных компакт-дисках звук оцифрован с частотой 44,1 кГц, а на DVD-дисках с частотой 96 кГц.

Графическое изображение можно разбить на маленькие точки (пик- сели) и записать цвет этой точки. Например, в языке программирования PASCAL, реализовано следующее кодирование цвета: 0 - черный, 2 - си- ний, 3 - бирюзовый, 4 - красный, ... 15 -белый. Таким образом на кодирова- ние цвета отводится 4 бита. В современных компьютерах можно устано- вить 16-битный цвет или 32-битный. Последний тип кодирования цвета передает так много оттенков, что его еще называют True Color (истинный цвет).

10

Текст закодировать еще проще – каждой букве или знаку препинания присваивается какое-то число. Соответствие между набором символов (бу- квы, цифры, спец. символы) и числами, называется кодировкой. Сейчас в сети Internet можно встретить тексты в различных кодировках. Для России стандартом считается WIN-1251 (иногда KOI-8R). Кодировка WIN-1251 используется во всех Windows-приложениях. В системе MS-DOS исполь- зовалась кодировка ANSY (CPP-866), поэтому иногда возникает потреб- ность перевести тексты из старой кодировки (ANSY) в новую (WIN-1251). Для этих целей существуют определенные программы. Наиболее мощным и удобным является приложение, разработанное российскими разработчи-

ками «Штирлиц 4».

Какие же числа удобнее всего использовать для общения с компьюте- ром? Вообще, конечно, можно использовать привычную нам десятичную систему счисления, но тогда возникает проблема, как представить эти чис- ла внутри машины, процессора. Если сигналами разной амплитуды, то все- гда существует опасность того, что сигнал будет понят неверно, поскольку есть погрешности и некоторые физические законы, не позволяющие полу- чить идеально «чистый» сигнал. Поэтому наиболее простым способом

представления информации в компьютере является двоичная система счисления. Все числа в этой системе представлены сочетанием нулей и единиц. А в машине такое число представляется весьма просто: 0 – нет сигнала, 1 – есть сигнал. 0 или 1 являются, таким образом, самой мелкой порцией информации, которая называется бит (от английского словосоче- тания binary digit – двоичная единица). Восемь бит образуют 1 байт. В

настоящее время вся информация измеряется в байтах и производных от байта единицах. Байт можно представить в виде последовательности из восьми нулей и единиц, например: 00010010. Данная последовательность представляет собой запись числа в двоичной системе счисления. Каждый разряд есть степень двойки, начиная с нулевой. Переведем его в десятич-

ную систему:

0·27+0·26+0·25+1·24+0·23+0·22+1·21+0·20 = 16+2 = 18.

Рис.1. 1 Внешний вид компьютера а) Tower (тауэр); б) DeskTop (дэсктоп).

1.4. Внутренние компьютерные устройства.

Персональный компьютер является достаточно сложным составным устройством, состоящим из набора более простых устройств. На рисунке 1.1 представлены два самых распространенных вида системных блоков Tower (башня, (а)) и DeskTop (возвышение стола, (б)). Из рисунка видно, что компьютер представляет собой монитор (устройство на подобие теле- визора), большую коробку рядом с монитором (tower) или под ним (DeskTop), которая называется системным блоком, а также клавиатуру и мышку. Если компьютер способен воспроизводить звук, то в этот набор можно включить и звуковые колонки.

Существует некоторая условная классификация устройств по их рас- положению: внутренние устройства, т.е. устройства располагающиеся внутри системного блока и внешние компьютерные устройства, т.е. уст-

ройства находящиеся вне системного блока и подключаемые к нему при помощи проводов или стандартов беспроводной связи.

Прежде всего рассмотрим содержимое системного блока, то есть внут- ренние устройства. К ним относятся:

∙Центральный процессор (CPU) – мозг компьютера. Выполнен в виде отдельного кремниевого кристалла на подложке. Любые процессоры имеют свой набор команд, которые они распознают, а также некото- рую цифровую характеристику, называемую тактовой частотой. Так- товая частота показывает сколько тактов (элементарных операций) производит процессор за 1 секунду. Чем выше тактовая частота, тем

12

быстрее работает компьютер. Сейчас тактовая частота измеряется в гигагерцах (частота в 1ГГц показывает, что процессор выполняет 1 миллиард элементарных операций за секунду). Каждый процес- сор, как и любая другая микросхема, имеет определенной количество выводов, т.е. ножек и для него существует особый вид гнезда (разъе- ма), в которое он вставляется. Каждый разъем имеет свое название,

так же как и процессоры. Socket357 – Pentium III, Celeron, С3; SocketA – Athlon, Duron, Sempron; 478-PGA, 423-PGA для Pentium-IV, Celeron; 775-LGA – Pentium-IV и Celeron-D; Socket-754, Socket-939

Athlon64, Sempron и т.д. Процессоры фирмы Intel (модификации Pentium и Celeron) обладают низким энергопотреблением, но уступают, по производительности процессорам фирмы AMD (Athlon, Duron, Sempron). В то же время, последние очень сильно нагреваются, и ве- роятность того, что процессор сгорит у них больше. Процессоры вы- пускаются в двух модификациях – полнофункциональная версия

(Pentium, Athlon) и облегченная (Celeron, Duron, Sempron).

∙Материнская плата (MotherBoard) – управ-

ляющее устройство, к которому подсоединя- ются все остальные устройства. Ее можно сравнить с фундаментов дома. Самыми каче-

ственными материнскими платами считаются платы фирмы ASUSTek, но и платы других фирм (ABIT, GigaByte, Microstar) также нель-

зя назвать плохими. «Хуже» или «лучше» следует понимать не только в смысле надеж- ности, но и в смысле правильной организации управления устройствами, в результате чего

повышается производительность всей системы. На материнской плате

размещаются специальные разъемы для подключения внутренних устройств. ISA – старый стандарт, в современных платах отсутствует; PCI – разъем для подключения большинства устройств (звуковые карты, модемы, мультимедиа устройства и т. д.); AGP – разъем для подключения видеокарт, PCI Express – новый высокоскоростной разъем, в который обычно вставляют современные видеокарты. В на- стоящее время существуют так называемые комбайны, то есть мате- ринские платы со встроенной звуковой картой и видеоадаптером (ви- деокартой, см.ниже). Цена таких плат несколько выше, но по сово- купности данное решение более выгодно, нежели покупка отдельных частей. Однако, производительность видеокарт в таких комбайнах не очень высокая, так что они подходят для недорогих офисных компь- ютеров.

13

∙Оперативная память (RAM) – память временного доступа или ОЗУ – оперативное запоминающее устройство. Используется для хранения данных

необходимых компьютеру непосредственно во время работы. При отключении питания память обнуляется. Существует множество стандартов, на

сегодняшний день самый популярный – это DDR SDRAM, а также новый стандарт DDR2 и DDR4. Скорость работы памяти записывает- ся как PC2100 или PC3200, что означает количество мегабайт, кото- рое могут принять и передать микросхемы памяти в секунду. То есть память DDR PC2100, способна за секунду принять/передать около 2 Гб информации.

∙Видеокарта (VideoCard) – устройство, формирующее изображение и выводящее его на монитор или телевизор. В настоящее время исполь- зуются в основном видеокарты созданные для шины AGP или PCI Express. Общепризнанными лидерами в производстве графических процессоров для видеокарт являются фирма nVidia со своим графиче- ским процессором серии GeForce и канадская фирма ATI с графиче- ским процессором Radeon. Видеокарты серии GeForce позволяют до- биться максимальной производительности в современных 3-х мерных играх и приложениях для создания компьютерной мультипликации. Летом 2005 года наиболее мощными графическими процессорами были GeForce 6900 и Radeon X900. В названиях многих видеокарт

после названия процессора можно увидеть буквенные обозначения типа карты. Перечислим их в порядке возрастания производительно- сти: SE – это, как правило, карты построенные на графических про-

цессорах не прошедших контроль качества и потому работающих на пониженных частотах и с отключенными блоками; Pro – профессио- нальная модель более скоростная чем без буквенного обозначения, XT (Extrim) – еще более производительная видеокарта, Ultra – видеокар- та в которой из процессора «выжато» все что только можно, самые скоростные видеокарты.

∙Жесткий диск (винчестер) – Устройство для постоянного хранения информации, обозначается как HDD (Hard Disk Drive). Характеризу- ется пропускной способностью, задаваемой параметром UDMA (UDMA66, UDMA100, UDMA133); скоростью вращения диска (5400, 7200 или 10000) и емкостью, измеряемой на данный момент в Гига- байтах, кроме этого следует принимать во внимание размер кэш- памяти винчестера (обычно 2 или 8 Мб). В настоящее время боль- шинство дисков подкючаются при помощи интерфейса SATA (Serial

14

ATA). До недавнего времени использовался интерфейс IDE, которые постепенно исчезает из материнских плат.

Принципы современной технологии изготовления жесткого диска были разработаны в 1973 американской фирмой Ай-Би-Эм (IBM). Новое устройство, которое могло хранить до 16 килобайт информа- ции, имело 30 цилиндров для записи, каждый из которых был разбит на 30 секторов. Поэтому оно получило название 30/30. Известные винтовки «винчестер» имеют калибр 30/30, поэтому жесткие диски тоже стали называться «винчестерами». По другой версии, он полу- чил такое название по г. Винчестеру, где проходили разработки жест- кого диска.

∙Дисковод (FDD) – устройство для записи/считывания информации с гибких магнитных дисков. В настоящее время существует только один формат: 3,5 дюймовые дискеты. В старых компьютерах присут- ствовали также и 5,25 дюймовые дисководы. Дискеты 3,5 дюйма спо- собны хранить до 1,44 Мегабайта информации. Кроме стандартных дисководов существуют также Магнитооптические дисководы, ZIP- дисководы.

∙CD-ROM – устройство для чтения лазерных компакт дисков. Харак-

теризуется максимальной скоростью чтения (при рабо-

те на первой скорости данные поступают на обработку со скоростью 150Кб/с.). Современные компакт-диски способны хранить 650Гб, 700Гб, 800Гб и в последнее

время появились новые диски объемом 900Гб. Существуют также устройства, которые способны не только читать, но и записывать диски, они обозначаются как CD-ReWriter. Имеется два типа записы- ваемых дисков: CD-R (на которые запись может производиться толь- ко один раз и ее уже нельзя стереть) и CD-RW (на которые запись и стирании информации можно производить несколько раз). Обычно в характеристиках CD-ReWriter’ов пишут примерно следующее 20х/8х/32х, что означает максимальная скорость записи CD-R дисков = 20, скорость записи CD-RW дисков = 8, скорость чтения = 32. Так- же на рынке присутствуют комбо-драйвы, то есть устройства способ- ные ситать CD и DVD диски и записывать CD-R и CD-RW.

∙DVD-ROM – устройство для чтения DVD-дисков. Также как и CDROM характеризуется скоростью чтения данных. Стандартный раз- мер DVD-диска 4,7 Гб. Диски нового стандарта DVD9 (двухслойные) имеют емкость 8,5Гб. Существуют также двухслойные двусторонние диски, которые могут иметь емкость до 18 Гб.

15

∙Combo-drive – устройство, способное читать и DVD, и CD диски, а кроме того и записывать CD-R и CD-RW. Как бы в одном устройстве скомбинированы и DVD-ROM и CD-ReWriter. В прайс-листах их ино- гда обозначают DVD-CDRW.

∙DVD-RAM, DVD±RW – устройства для записи DVD-дисков. Сущест- вует несколько форматов записываемых DVD-дисков: DVD-R, DVDRW, DVD+R, DVD+RW, DVD-RAM. Диски с буквой R это диски для однократной записи, RW и RAM диски можно использовать несколь- ко раз. Следует отметить, что «+» стандарт позволяет записывать диски с большей скоростью, а «–» стандарт обладает лучшей совмес- тимостью с бытовыми DVD-проигрывателями.

∙Звуковая карта (SoundCard) – устройство для формирования звука и вывода его на колонки или внешний усилитель. В настоящее время звуковая карта, как правило, встроена в материнскую плату. Но

встроенные звуковые платы часто не позволяют получить хороший звук. Общепризнанным лидером в производстве звуковых карт явля- ется фирма Creative и ее серия Audigy.

∙Сетевая карта – устройство позволяющее передавать и принимать информацию в локальной сети. Компьютер без сетевой карты не мо- жет быть подключен в сеть.

∙Модем – это устройство для связи по телефонной линии. Как правило, модем используется для выхода во всемирную сеть ИНТЕРНЕТ, реже просто для связи между двумя отдельными компьютерами. Модем характеризуется скоростью передачи информации. В настоящее вре- мя наиболее распространены модемы со скоростью 57600. Однако

старые российские телефонные сети не могут обеспечить скорость передачи данных более чем 33600. Наиболее оптимальным выбором является покупка модемов фирмы Zyxel или USRobotics (3Com). Су- ществует две разновидности модемов: Hardware-modem полностью самостоятельное устройство и Win-modem работающий только в сре- де Windows и обработка информации при этом возложена на цен- тральный процессор. Покупка первых предпочтительна.

∙TV-тюнер и FM-тюнер – устройства для приема и воспроизведения на компьютере телевизионных и радио программ. Наиболее качест- венный прием обеспечивают TV-тюнеры фирм AverMedia и Pinnacle.

1.5. Внешние (периферийные) компьютерные устройства.

Перейдем к рассмотрению внешних компьютерных устройств. Напом- ним, что внешними компьютерными устройствами считается все, что на-

16

ходится вне системного блока и подключается к нему при помощи прово- дов или по стандартам беспроводной связи.

∙Монитор – устройство для отображения картинки, формируемой видеокартой. Существует несколько видов мониторов: ЭЛТ (обычные мониторы, похо- жие на телевизор), LCD (жидкокристаллические мониторы) и плазменные мониторы. ЭЛТ-

мониторы характеризуются максимальной частотой развертки (чем больше, тем лучше, желательно не меньше 85Гц), максимальной разрешающей способностью (количест-

вом точек на которое разбивается изображение, хороший стандарт – это 1024х768) и зерном (обычно 0,20, но чем меньше, тем лучше). LCD-мониторы характеризуются стандартным («родным») разреше- нием (разрешающей способность экрана), контрастностью (например 500:1, чем больше, тем лучше), углом обзора (чем больше тем лучше) и яркостью (измеряется в кд/м2). Стоит также обратить внимание и на такую характеристику, как время отклика. Чем меньше эта величина, тем быстрее обновляется изображение и тем более LCD-монитор при- годен для игр и просмотра фильмов. ЭЛТ мониторы просты в экс- плуатации и дешевы, но занимают много места на столе и наносят большой вред глазам. LCD мониторы дороже, боятся ударов, но прак- тически безвредны для глаз и почти не занимают места на столе.

∙Клавиатура (KeyBoard) – устройство для ввода информации в ком- пьютер и управления им. На сегодняшний день стандартом является клавиатура со 104 клавишами. Существует достаточно много моди- фикаций клавиатур. Термин эргономичная клавиатура означает, что

ееформа оптимизирована (по замыслу разработчиков) для работы «слепым» десятипальцевым методом и/или исключается напряжение кистей рук. Мультимедийная клавиатура содержит дополнительные кнопки для управления музыкальным проигрывателем и Internet брау- зером.

∙Сканер – устройство для ввода (оцифровки) графических изображений в компьютер. Ха-

рактеризуется скоростью передачи данных и максимальной разрешающей способностью (количеством точек на которое разбивается изображение, измеряется в dpi – dots per inch или точек на дюйм). Виды сканеров:

Øручные сканеры – приводятся в действие рукой пользователя, в связи с чем весьма не надежны, так как человек не может

17

вести руку с постоянной скоростью. Небольшие размеры ска- нера, плохое качество.

Øпротяжного действия – способны сканировать отдельные листы. Также как в факс-аппаратах отдельный лист вставляет- ся в приемник и запускается процесс сканирования, после чего

лист начинает движение внутрь аппарата и выходит с другой стороны. Небольшие размеры, хорошее качество, ограничен размер бумаги по ширине и толщине.

ØПланшетные сканеры – самые распространенные в настоящее время. Это устройства, которые размещаются на столе и име- ют размеры чуть большие, чем форматы A3 или А4. Самые надежные и удобные в эксплуатации. Имеют большие разме- ры, отличное качество, нет ограничений на толщину и размер бумаги.

∙Принтер – устройство для вывода информации на бумагу или про- зрачную пленку. Характеризуется скоростью печати (листов в мину- ту) и разрешающей способностью (количеством точек на которое разбивается изображение, измеряется в dpi – dots per inch или точек на дюйм). Виды принтеров:

Øматричный принтер – принцип ударного действия. Печатающая головка состоит из микродвигателя и столбца иголочек. В зави-

симости от поданного сигнала выстреливается вперед та или иная иголочка, и бьет по кра-

сящей ленте, находящейся перед печатающей головкой. Мат- ричные принтеры бывают 9-ти и 24-х игольчатыми. Чем больше иголочек, тем качественнее изображение. Очень шум- ные, медленные, дешевые расходные материалы. Одного кар- триджа хватает для распечатки 200–300 страниц.

Øструйные принтеры – изображение форми-

руется при помощи маленьких капелек чер- нил, вылетающих из сопел специальной ко- робочки, называемой картриджем. В на- стоящее время это самые дешевые принте- ры. Хорошее качество, средняя скорость печати, почти бес-

шумные. Одного картриджа хватает для распечатки 300–500 страниц.

Øлазерные принтеры – иображение формируется лазерным лу- чом на специальном фотобарабане. Затем фотобарабан прохо- дит через резервуар со специальным порошкообразным веще- ством (тонером), которое прилипает к тем местам, по которым

18

прошел лазерный луч. После этого фотобарабан соприкасается с бумагой и тонер прилипает к бумаге. Затем бумага идет в печку, в которой тонер спекается и «припаивается» к бумаге. Дорогие, быстрые, отличное качество изображений, дорогие расходные материалы. Однако следует отметить, что расход-

ные материалы для лазерных принтеров из расчета стоимости печати одного листа оказываются значительно дешевле струй- ных принтеров.

Прочие внешние устройства: Плоттер – устройство для печати больших чертежей; Колонки – устройство для воспроизведения звука на компьюте- рах со звуковой картой; Проектор – устройство для вывода изображения на большой экран; Графический планшет (Дигитайзер) – устройство для ввода информации в компьютер, состоит из карандаша (стило) и рабочей поверхности (планшет), позволяет вводить текст (человек пишет на план- шете, а специальная программа распознает текст), простые рисунки, а так- же просто управлять курсором вместо мыши; Цифровая видеокамера – устройство позволяющее производить видеосъемку и получать видеофай- лы, используется в основном для общения в сети ИНТЕРНЕТ, то есть для интернет-конференций; Цифровой фотоаппарат – практически обычный фотоаппарат с тем отличием, что изображение фиксируется не на пленке, а

на специальной светочувствительной матрице с последующей записью на специальные носители, например, FLASH-карту; Джойстик – игровой ма- нипулятор; Стереоочки – устройство позволяющее создавать иллюзию трехмерного изображения. Человек, одевший стереоочки, воспринимает компьютерное изображение как реальность во всех трех измерениях.

Следует отметить тот факт, что многие устройства могут быть как внешними, так и внутренними. Например, есть внутренние и внешние мо- демы. Внешние модемы предпочтительнее ввиду того, что вынесены из корпуса и не подвергаются воздействию магнитных полей от других уст- ройств. С другой стороны внешние устройства занимают место на рабочем столе и увеличивают количество проводов, что может оказаться решаю- щим фактором в пользу выбора внутреннего устройства.

И внутренними и внешними устройствами могут быть: Модем, TV- тюнер и FM-тюнер, Звуковая карта, привод CD-ROM и другие различные устройства хранения информации и т.д.

Компьютерные устройства также классифицируются по выполняемым функциям: устройства ввода и управления (клавиатура, мышь, сканер, гра- фический планшет, световое перо, Web-камера, джойстик), устройства вывода (монитор, стереоочки, принтер, плоттер, видеопроектор, колонки,

19

видео- и звуковая карты), устройства хранения и носители информации

(жесткий диск, CD-ROM, DVD-ROM, дисковод, ZIP-drive, USB Flash Drive, RAM, лазерные диски, дискеты), устройства связи (сетевая карта, модем, адаптеры беспроводной связи).

Теперь рассмотрим, какие же устройства необходимы для того, чтобы компьютер начал работать, и какие необходимы для создания полного мультимедийного компьютера.

Минимальный набор устройств:

1.Конечно же центральный процессор (ЦП или CPU), то есть мозг компьютера.

2.Материнская плата к которой подключаем все устройства в том числе и ЦП.

3.Оперативная память. Желательно не менее 256 Мб.

4.Видеокарта для формирования изображения (видеокарта необхо- дима в том случае, если она не встроена в материнскую плату).

5.Жесткий диск. Хотя он и не обязателен, но работа на компьютере без жесткого диска в настоящее время не представляется возмож- ной.

6.Системный блок. То есть та коробка, куда мы должны поместить все вышеперечисленные устройства.

7.Монитор для вывода изображения.

8.Клавиатура, для ввода команд.

Вот этих восьми устройств вполне достаточно для того, чтобы начать ра- ботать. Однако работа будет не очень комфортной, так как в системе Windows работать без Мыши весьма неудобно. Также следует добавить и Дис- ковод для того, чтобы можно было обмениваться информацией с другими компьютерами. С мышкой и дисководом этот компьютер уже можно на- звать «Рабочей Машиной».

Для того чтобы получить хороший домашний (мультимедийный) компьютер к данному набору необходимо добавить следующие устройст- ва:

1.Звуковая карта. Для воспроизведения звука в играх, фильмах и просто музыки.

2.Колонки. Для того чтобы звук был слышен. При наличии специ-

ального кабеля возможно подключить компьютер к музыкальному центру или домашней акустической системе.

3.Привод CD-ROM. Без него невозможно будет устанавливать новые программы и игрушки. Вместо CD-ROM’а лучше использовать DVD-ROM (тогда вы сможете также просматривать на компьюте-

20