14-es / ЭС - Информатика (ИСФ) / умк_Спиридонов_Информатика_ч.1_2013

Принцип действия. Принцип работы полупроводниковой технологии флеш-памяти основан на изменении и регистрации электрического заряда в изолированной области (кармане) полупроводниковой структуры. Изме- нение заряда (запись/стирание) производится приложением между затво- ром и истоком большого потенциала чтобы напряженность электрического поля в тонком диэлектрике между каналом транзистора и карманом оказа- лась достаточна для возникновения туннельного эффекта. Для усиления эффекта тунеллирования электронов в карман при записи применяется не- большое ускорение электронов путем пропускания тока через канал поле- вого транзистора. Чтение выполняется полевым транзистором, для которо- го карман выполняет роль затвора. Потенциал плавающего затвора изменяет пороговые характеристики транзистора, что и регистрируется це- пями чтения.

Преимущества:

Малый вес, бесшумность работы и портативность.

Универсальность – современные компьютеры, телевизоры и DVD- проигрыватели имеют USB-разъемы.

Более устойчивы к механическим воздействиям (вибрации и ударам) по сравнению с жесткими дисками.

Работоспособность в широком диапазоне температур.

Низкое энергопотребление (в отличии от CD, DVD и жестких дис- ков).

Не подвержены воздействию царапин и пыли, которые были про- блемой для оптических носителей и дискет.

Недостатки:

Ограниченное число циклов записи-стирания перед выходом из строя.

Способны хранить данные полностью автономно до 5 лет. Наиболее перспективные образцы – до 10 лет.

Скорость записи и чтения ограничены пропускной способностью

USB.

В отличие от компакт-дисков, имеют недостатки, свойственные лю-

бой электронике:

– чувствительны к электростатическому разряду – обычное явление

вбыту, особенно зимой;

–чувствительны к радиации.

Недостаток многих разъемов USB – частые подключения/отключения.

21

1.8. Периферийные устройства персонального компьютера

1.8.1. Принтеры

Принтеры – это устройства для вывода графической и текстовой ин- формации на бумагу или прозрачный носитель.

Матричные принтеры. Матричные принтеры печатают специаль-

ными иголками, ударяющими по красящей ленте. В результате образуется комбинация точек, изображающая символ. Матричные принтеры – медлен- ные и шумные устройства, обеспечивающие наихудшее качество печати, но цена отпечатанной ими страницы минимальна.

Струйные принтеры. Изображение в струйных принтерах формиру- ется из пятен, образующихся при попадании капель специальных чернил на бумагу. Струйные принтеры довольно быстрые и бесшумные, обеспечивают неплохое качество печати на бумаге определенного сорта. Стоимость отпе- чатанной страницы у них выше, чем у матричных принтеров. Важнейшей особенностью струйной печати является возможность создания высококаче- ственного цветного изображения.

Лазерные принтеры. Эта группа принтеров обладает наивысшим качеством печати, близким к типографскому. Лазерные принтеры перено- сят изображение на бумагу при помощи светочувствительного барабана, к освещенным лазером участкам которого прилипает тонер. Затем, в ре- зультате соприкосновения бумажного листа с барабаном, происходит пе- ренос тонера на бумагу. Лазерные принтеры отличаются высокой скоро- стью печати, бесшумны.

1.8.2. Устройства ввода графических данных

Для ввода графической информации в компьютер используют скане-

ры, дигитайзеры, цифровые фотокамеры. Сканеры можно также исполь-

зовать для ввода знаковой информации. В этом случае исходный материал вводится в графическом виде, после чего обрабатывается специальными программными средствами – программами распознавания образов.

Основные виды сканеров:

−планшетные. Предназначены для ввода графической информации

спрозрачного и непрозрачного листового материала;

−барабанные. Предназначены для сканирования исходных изобра- жений, имеющих высокое качество, но недостаточные линейные размеры (фотонегативов, слайдов и т.п.);

−сканеры форм. Предназначены для ввода данных со стандартных форм, заполненных механически или вручную. Необходимость в этом воз-

22

никает при проведении переписи населения, обработке результатов голо- сований и анализе анкетных данных;

− штрих-сканеры. Предназначены для ввода данных, закодирован- ных в виде штрих-кода. Такие устройства имеют применение в розничной торговой сети.

Дигитайзеры. Эти устройства предназначены для ввода художест- венной графической информации. В основе принципа действия этих уст- ройств лежит фиксация перемещения специального пера относительно планшета. Такие устройства удобны для художников и иллюстраторов, т.к. позволяют им создавать экранные изображения привычными приемами и инструментами (карандаш, перо, кисть).

Цифровые фотокамеры. Основным параметром цифровых фотоап- паратов является разрешающая способность. Наилучшие потребительские модели в настоящее время обеспечивают разрешение 1920×1600 точек и бо- лее. У профессиональных моделей эти параметры еще выше.

1.8.3. Веб-камера

Веб-камера – цифровая видео или фотокамера, способная в реальном времени фиксировать изображения, предназначенные для дальнейшей пе- редачи по сети Интернет (в программах типа Skype, Instant Messenger или в любом другом видеоприложении). Веб-камеры, доставляющие изобра- жения через Интернет, закачивают изображения на веб-сервер либо по за- просу, либо непрерывно, либо через регулярные промежутки времени. Это достигается путем подключения камеры к компьютеру или благодаря воз- можностям самой камеры. Некоторые современные модели обладают ап- паратным и программным обеспечением, которое позволяет камере само- стоятельно работать в качестве веб-сервера, FTP-сервера, FTP-клиента и (или) отсылать изображения электронной почтой.

Веб-камеры, предназначенные для видеоконференций, – это, как правило, простые модели камер, подключаемые к компьютеру, на котором запущена программа типа Instant Messenger. Модели камер, используемые в охранных целях, могут снабжаться дополнительными устройствами и функциями (детекторы движения, подключение внешних датчиков и т.п.)

Первая в истории веб-камера была запущена в 1991 году и показывала кофеварку в Троянской комнате Кембриджского университета. Сейчас она не работает, поскольку была отключена 22 августа 2001 года. Подобно мно- гим сетевым технологиям, веб-камеры и видеочаты приобрели массовую

23

популярность. Необходимость в «живых» видеоизображениях породила вебкамеры, способные вещать через Интернет в формате видеопотока, не требующего от зрителя необходимости вручную обновлять изображение.

Веб-камера содержит объектив, оптический фильтр, матрицу, схему цифровой обработки изображения, схему компрессии изображения и оп- ционально веб-сервер для подключения к Сети.

1.8.4. Модемы

Модемы – это устройства, предназначенные для обмена информацией между удаленными компьютерами по каналам связи (проводным, оптоволо- конным, кабельным, радиочастотным линиям). Модем необходим для под- ключения к сети Internet, а также для обеспечения внутрикорпоративной связи, создания локальных сетей и т.д. По своему исполнению модемы бы- вают внешними (External), т.е. подключаемыми к системному блоку снару- жи, и внутренними (Internal), т.е. встроенными в системный блок.

К основным потребительским параметрам модемов относится произ- водительность (бит/с). От производительности зависит объем данных, пе- редаваемых в единицу времени. Максимальная скорость передачи данных у модемов может быть от 2400 до 115200 бит/с.

1.9. Программное обеспечение средств вычислительной техники

Программы – это упорядоченные последовательности команд. Конеч- ная цель любой компьютерной программы – управление аппаратными сред- ствами. Программное и аппаратное обеспечение ПК работают в неразрывной связи и непрерывном взаимодействии. Состав программного обеспечения (ПО) ПК называют программной конфигурацией. Все ПО подразделяется на несколько уровней: базовый, системный, служебный, прикладной.

1.9.1. Базовый уровень

Программы этого уровня отвечают за взаимодействие с базовыми аппаратными средствами. Базовые программные средства, как правило, входят в состав базового оборудования и хранятся в специальных микро-

схемах, называемых постоянными запоминающими устройствами (ПЗУ).

Программы и данные записываются в эти микросхемы на этапе производ- ства и не могут быть изменены в процессе эксплуатации.

24

1.9.2. Системный уровень

Системный уровень – переходный. Программы этого уровня обеспе- чивают взаимодействие прочих программ компьютерной системы с про- граммами базового уровня и непосредственно с аппаратным обеспечением. К программам системного уровня относятся драйверы устройств (отвеча- ют за взаимодействие других программ с устройствами компьютера) и программные средства для обеспечения пользовательского интерфейса.

Совокупность ПО системного уровня образует ядро операционной системы компьютера. То есть, наличие ядра ОС – непременное условие для возможности практической работы человека с вычислительной системой.

1.9.3. Служебный уровень

Назначение служебных программ (утилит) состоит в автоматизации работ по проверке, наладке и настройке компьютерной системы. Эти про- граммы взаимодействуют как с программами базового уровня, так и с про- граммами системного уровня. Во многих случаях они используются для расширения или улучшения функций системных программ.

1.9.4. Прикладной уровень. Классификация прикладных про- граммных средств

Программное обеспечение прикладного уровня представляет собой комплекс прикладных программ, с помощью которых на данном рабочем месте выполняются конкретные.

Текстовые редакторы. Основная функция этого класса прикладных программ заключается во вводе и редактировании текстов. С этого класса прикладных программ обычно начинают знакомство с ПО и на нем отра- батывают первичные навыки взаимодействия с компьютерной системой.

Текстовые процессоры. В отличие от текстовых редакторов позво- ляют не только вводить и редактировать тексты, но и форматировать их. Под форматированием понимают оформление документов путем примене- ния нескольких шрифтовых наборов, использования методов выравнива- ния текста, встраивания в текстовый документ объектов иной природы (рисунков), а также управления взаимодействием графики и текста.

Графические редакторы. Программы этого класса предназначены для создания и/или обработки графических изображений. Различают растровые редакторы (когда графический объект представлен в виде комбинации то- чек), векторные редакторы (когда элементарным объектом изображения яв- ляется линия) и программные средства для создания и обработки трехмерной графики (3D-редакторы).

25

Системы управления базами данных (СУБД). Базами данных (БД)

называют огромные массивы данных, организованных в табличные структу- ры. Основные функции СУБД: создание пустой (незаполненной) структуры БД; предоставление средств ее заполнения, обеспечение возможности досту- па к данным, а также предоставление средств поиска и фильтрации.

Электронные таблицы. Электронные таблицы предоставляют комплексные средства для хранения различных типов данных (акцент на числовые данные) и их обработки (акцент на преобразование данных, а не на хранение).

Браузеры. Эти программные средства предназначены для просмотра электронных документов, выполненных в формате HTML (документы это- го формата используются в качестве Web-документов).

Бухгалтерские системы. Это специализированные программные средства, сочетающие в себе функции текстовых и табличных редакторов, электронных таблиц и систем управления данными. Предназначены для ав- томатизации подготовки первичных бухгалтерских документов предпри- ятия и их учета, для ведения счетов плана бухгалтерского учета, а также для автоматической подготовки регулярных отчетов по итогам производствен- ной, хозяйственной и финансовой деятельности в форме, принятой для пре- доставления в налоговые органы, внебюджетные фонды и органы статисти- ческого учета.

Финансовые аналитические системы. Программы этого класса ис-

пользуются в банковских и биржевых структурах. Они позволяют контро- лировать и прогнозировать ситуацию на финансовых, товарных и сырьевых рынках, производить анализ текущих событий, готовить сводки и отчеты.

1.10.Назначение, классификация

иосновные функции операционных систем

Операционная система – это комплекс программ, которые загружа- ются при включении компьютера. Операционная система производит диа- лог с пользователем, осуществляет управление компьютером, его ресурса- ми (процессоры, память, дисковые накопители, сетевые коммуникацион- ные средства, принтеры и другие устройства), запускает другие (прикладные) программы на выполнение, кроме того ОС обеспечивает пользователю и прикладным программам удобный интерфейс (способ об- щения) с устройствами компьютера.

Классифицировать ОС для ПК можно следующим образом:

−однозадачные и многозадачные;

−однопользовательские и многопользовательские.

26

Однозадачные ОС позволяют запустить одну программу в основном режиме. Многозадачные ОС позволяют запустить одновременно несколько программ, которые будут работать параллельно, не мешая друг другу. Боль- шинство современных графических ОС – многозадачные.

Однопользовательские ОС позволяют работать на компьютере только одному человеку. В многопользовательской системе работу можно органи- зовать так, что каждый пользователь будет иметь доступ к информации об- щего доступа, введя пароль, к личной информации, доступной только ему. Отличием многопользовательских систем является наличие средств защиты информации пользователей от несанкционированного доступа.

1.10.1. Файловая система

Файловая система – это часть ОС, предназначенная для организации работы с хранящимися на диске данными и обеспечения совместного ис- пользования файлов несколькими пользователями и процессами. Файловая система ОС определяет структуру хранения файлов и папок на диске, пра- вила задания имен файлов, допустимые атрибуты, права доступа и др.

Разные ОС могут применять разные файловые системы. Например, операционные системы MS-DOS и Windows 95 могут работать только с файловой системой FAT 16. Предельный размер диска для нее равен 2 Гбайт. Если физический диск имеет больший размер, его делят на не- сколько логических дисков.

Операционная система Windows 98 работает не только с файловой системой FAT 16, но и FAT 32. В системе FAT 32 нет практических огра- ничений на размер жесткого диска. Системы FAT 32 и FAT 16 совместимы сверху вниз, т.е. файлы, записанные в системе FAT 16, читаются на ком- пьютерах, работающих в системе FAT 32, но не наоборот.

Операционные системы Windows 2000 и выше могут работать в фай- ловых системах FAT 16, FAT 32 и NTFS. NTFS – специфическая файловая система. Она обеспечивает повышенную скорость работы, но несовмести-

ма с ОС Windows 9x.

1.10.2. Файловая структура

Файл – это область на диске или другом носителе информации, об- ладающая уникальным собственным именем. Собственное имя файла со-

стоит из двух частей: собственно имени и расширения (или типа). В имени разрешается использовать пробелы и несколько точек. Расширением имени считаются все символы, идущие после последней точки. Использование расширения в имени файла обязательным не является.

27

Тип файла (расширение) определяет его предназначение и способ ис- пользования. Например, обращение к программному файлу запускает про- грамму. Помимо готовых к выполнению программ в файлах могут хра- ниться тексты программ, документы, и любые другие данные. Примеры распространенных типов файлов:

−.exe – исполнимые;

−.txt – текстовые (читаемые);

−.doc – документы Microsoft Word;

−.hlp – файлы помощи и др.

При выборе имени создаваемого файла необходимо учитывать сле- дующие требования:

−имя файла в папке должно быть уникальным;

−имя файла может иметь длину до 255 символов – такое имя файла называется длинным;

−не допускается использование в именах следующих символов: \, /,

*, ?, :, “, |, < и >;

−не разрешается использовать в качестве имен файлов имена, заре- зервированные в ОС под имена устройств: prn – принтер; con – консоль (при вводе – клавиатура, при выводе – монитор); nul – пустое устройство, т.к. все операции, указанные для него игнорируются; lpt1-lpt3 – устройст- ва, подсоединяемые к параллельным портам компьютера; com1-com3 – устройства, подсоединяемые к последовательным портам;

−при сравнении имен не различается написание прописными и строчными буквами, хотя в списках и полях имена файлов выводятся с уче- том того, в каком регистре они были введены.

Путь доступа к файлу начинается с имени устройства и включает все имена папок, через которые он проходит. В качестве разделителя ис- пользуется символ «\». Собственное имя файла вместе с путем доступа к нему считается полным именем файла (рис. 1.2).

Полное имя файла Рис. 1.2. Пример записи полного имени файла

28

Кроме имени и расширения файла ОС хранит для каждого файла да- ту его создания (изменения) и несколько атрибутов файла. Атрибуты – это дополнительные параметры, определяющие свойства файлов:

−только для чтения (Read only);

−скрытый (Hidden);

−системный (System);

−архивный (Archive).

1.11. Обмен данными в Windows

Буфер обмена – это область оперативной памяти, резервируемая сис- темой Windows для организации обмена данными между приложениями. В любой момент времени в ней можно хранить только один объект. При попытке поместить туда другой объект предыдущий объект перестает су- ществовать. Поэтому буфер обмена не используют для длительного хране- ния чего-либо. Поместив объект в буфер, немедленно выполняют вставку из буфера в нужное место.

Принцип работы с буфером обмена:

1)открыть папку-источник. Выделить щелчком нужный объект;

2)скопировать или вырезать объект в буфер. В первом случае объект остается в папке-источнике. Во втором случае он удаляется из папки ис- точника, но может некоторое время храниться в буфере;

3)открыть папку-приемник и поместить в нее объект из буфера обмена. Три указанные операции (копировать, вырезать и вставить) можно

выполнять разными способами:

−использовать команды меню Правка;

−пользоваться кнопками панели инструментов: – вырезать, –

копировать, – вставить;

− использовать комбинации клавиш клавиатуры: Ctrl + С – копиро-

вать в буфер; Ctrl + Х – вырезать в буфер; Ctrl + V – вставить из буфера.

Эти приемы работают во всех приложениях Windows. Через буфер обмена можно переносить фрагменты текстов из одного документа в дру- гой. Можно также переносить иллюстрации, звукозаписи, видеофрагмен- ты, файлы, папки и вообще любые объекты.

1.12. Программы-архиваторы

Назначение программ-архиваторов – экономить место на диске за счет сжатия (упаковки) одного или нескольких исходных файлов в ар- хивный файл. Программы-архиваторы используются для хранения в

29

упакованном виде больших объемов информации, которая понадобится только в будущем; переноса информации между компьютерами с помо- щью дискет или электронной почты; создания в сжатом виде резервных копий файлов. В результате работы программ-архиваторов создаются архивные файлы (архивы).

Типовые функции программ-архиваторов состоят:

−в помещении исходных файлов в архив;

−в извлечении файлов, удалении файлов из архива;

−в просмотре оглавления архива;

−в верификации (проверки) архива.

Среди современных программ-архиваторов выделяют: WinRAR (раз-

работка Е. Рошаль), WinZip (фирма Niko Mak Computing) и др. Мы рас-

смотрим использование архиватора WinRAR, отличающегося большой степенью сжатия, работой с длинными именами файлов, удобным интер- фейсом. Пользовательский интерфейс WinRAR содержит строку меню, па- нель инструментов и рабочую область, в которой показаны все файлы те- кущей папки (рис. 1.3).

Строка меню архиватора включает пункты Файл, Команды, История, Избранное, Параметры и Справка, содержащие сгруппированные по функциональному назначению команды архиватора.

Рис. 1.3. Пользовательский интерфейс архиватора WinRAR

30