
- •1.1. Інформатика як наука
- •1.1.1. Терміни та означення
- •1.1.2. Головні завдання курсу
- •1.1.3. Зв’язок курсу з іншими дисциплінами
- •1.2. Напрями комп’ютеризації електроенергетики
- •1.2.1. Потреба інформатизації
- •1.2.2. Інформаційні рівні виробничого процесу
- •1.2.3. Рівні опрацювання інформації
- •1.3. Історія розвитку та принципи побудови обчислювальної техніки
- •1.3.1. Передумови виникнення комп’ютера
- •1.3.2. Комп’ютер фон Неймана
- •1.3.3. Персональні комп’ютери
- •1.3.4. Народження радянського комп’ютера
- •1.3.5. Сучасний стан та перспективи розвитку
- •1.4. Класи та типи комп’ютерів
- •1.4.1. Сучасне використання комп’ютерів
- •1.4.2. Одноразові комп’ютери
- •1.4.3. Вбудовані комп’ютери
- •1.4.4. Побутові комп’ютери
- •1.4.5. Персональні комп’ютери
- •1.4.6. Сервери
- •1.4.7. Суперкомп’ютери
- •1.4.8. Історія термінаторів
- •1.5. Будова персонального комп’ютера
- •1.5.1. Відмінності сучасного комп’ютера і комп’ютера Неймана
- •1.5.2. Мікропроцесор
- •1.5.3. Комп’ютерна пам’ять
- •1.5.4. Архітектура системних інтерфейсів
- •1.5.5. Контролери
- •1.5.6. Системна плата
- •1.5.7. Інтерфейси периферійних пристроїв
- •1.5.8. Зовнішні запам’ятовувальні пристрої
- •1.5.8.1. Накопичувачі на твердих дисках (вінчестери)
- •1.5.8.2. Носії на гнучких магнітних дисках
- •1.5.8.3. Пристрої для читання компакт дисків
- •1.5.8.4. DVD-диск
- •1.6. Пристрої введення/виведення інформації
- •1.6.1. Пристрої загального призначення
- •1.6.2. Клавіатура
- •1.6.3. Маніпулятор "миша"
- •1.6.4. Монітор (дисплей)
- •1.6.5. Принтери і графопобудовувачі
- •1.6.6. Сканер
- •1.6.7. USB-Drive
- •1.6.8. Мережеве обладнання
- •1.6.9. Модем
- •1.6.10. Система забезпечення, корпус комп’ютера
- •2.1. Поняття обчислювальної системи
- •2.1.1. Ієрархія обчислювальної системи
- •2.1.2. Зв’язок програмного й апаратного забезпечення
- •2.2. Архітектура апаратного забезпечення
- •2.2.1. Виникнення архітектури ЕОМ
- •2.2.2. Класична архітектура Джона фон Неймана
- •2.2.3. ЕОМ з паралельною архітектурою
- •2.2.4. Гарвардська архітектура
- •2.2.5. ЕОМ з архітектурою потоків даних
- •2.2.6. Архітектура з розвинутими засобами інтерпретації
- •2.2.7. Тегові архітектури
- •2.2.8. Клітинна архітектура
- •2.3. Центральний процесор як основа апаратної платформи
- •2.3.1. Функції сучасного процесора
- •2.3.2. CISC-процесори
- •2.3.2.1. Процесори фірми Intel
- •2.3.2.2. Приклад успіху Intel-сумісного процесора
- •2.3.2.3. Процесори фірми Motorola
- •2.3.2.4. "Тупикова" вітка еволюції
- •2.3.3. RISC-процесори
- •2.3.3.1. Архітектура SPARC
- •2.3.3.2. Процесори серії Alpha
- •2.3.3.3. Комерційний бік популярності
- •2.3.4. Розширення архітектури сучасних процесорів
- •2.3.5. Принципи розроблення сучасних процесорів
- •2.3.6. Мікроконтролери
- •2.3.6.1. Мікроконтролери від Intel
- •2.3.6.2. Мікроконтролери PIC та AVR
- •2.3.6.3. Мікроконтролери сімейств Motorola
- •2.3.6.4. Цифрові сигнальні процесори
- •2.3.6.5. Багатоконтролерна архітектура
- •2.3.7. Архітектури та програмна сумісність
- •2.4. Поняття операційної системи
- •2.4.1. Еволюція операційних систем та основні ідеї
- •2.4.2. Стандартизація ОС. Відкриті та альтернативні ОС
- •2.4.3. Класифікація ОС
- •2.4.3.1. ОС широкого застосування
- •2.4.3.2. Промислові ОС
- •2.4.3.3. Операційні системи реального часу
- •2.4.3.4. Операційна системи вбудованих пристроїв для комунікацій і мультимедіа
- •2.4.3.5. Підсумок щодо класифікації операційних систем
- •2.5. Поняття прикладного програмного забезпечення
- •2.5.1. Поняття інформаційних технологій
- •2.5.2. Текстові процесори
- •2.5.3. Електронні таблиці
- •2.5.4. Графічні процесори
- •2.5.5. Системи інженерних розрахунків
- •2.5.6. Об’єкти "Мультимедіа"
- •2.5.7. Вузькоспеціалізоване програмне забезпечення
- •3.1. Поняття системного програмного забезпечення персонального комп’ютера
- •3.2. Базовий набір функцій введення-виведення інформації – BIOS
- •3.2.1. Початкове завантаження комп’ютера
- •3.2.2. Інші завдання BIOS
- •3.2.3. Перехід до операційної системи
- •3.3. Налаштування CMOS BIOS
- •3.3.1. Головне меню програми налаштування
- •3.3.2. Стандартні налаштування CMOS
- •3.3.3. Integrated peripherals, PnP/PCI ресурси
- •3.3.4. Advanced chipset features – джерело початкового завантаження
- •3.3.5. PC Health – система контролю стану комп’ютера
- •3.3.6. Power Management – керування енергоспоживанням
- •3.3.7. Захист комп’ютера і BIOS
- •3.3.8. Особливості налаштування промислових BIOS
- •3.4. Поняття операційної системи
- •3.4.1. Історія розвитку операційних систем
- •3.4.2. Моделі побудови ОС
- •3.4.2.1. Монолітні системи
- •3.4.2.2. Багаторівневі системи
- •3.4.2.3. Віртуальні машини
- •3.4.2.4. Модель клієнт–сервер.
- •3.4.3. Структура ОС
- •3.4.3.1. Ядро операційної системи
- •3.4.3.2. Драйвери
- •3.4.3.3. Інтерфейс Користувача
- •3.4.3.4. Утиліти
- •3.4.3.5. Конфігурація (конфігураційні файли, настроювання)
- •3.4.3.6. Завантаження операційної системи
- •3.5. Організація зберігання інформації на постійних носіях
- •3.5.1. Логічні основи зберігання інформації
- •3.5.1.1. Файл – основа зберігання інформації
- •3.5.1.2. Типізація файлів.
- •3.5.1.3. Структурування інформації на диску
- •3.5.2. Фізичні основи зберігання даних
- •3.5.2.1. Типи форматів диску
- •3.5.2.2. Файлова система
- •3.5.3. Побудова файлових систем
- •3.5.3.1. Файлова система FAT
- •3.5.3.2. Файлова система FAT32
- •3.5.3.3. Файлова система NTFS
- •3.6. Надійність та швидкодія технології RAID
- •3.6.1. RAID0: Паралельні диски – підвищення швидкодії
- •3.6.2. RAID1: Дзеркальні диски
- •3.6.3. RAID 0/1: Дзеркало на багатьох дисках
- •3.6.4. Від RAID 2 до RAID 6
- •3.6.5. Реалізація RAID масивів
зараз становить 25 мс (поки що тільки на переході "чорний-білий- чорний"). По-друге, невисока контрастність. Іншими словами, за всіма параметрами окрім кольоропередачі і кутів огляду, S-IPS займає середню позицію між MVA і TN.
Значною перевагою РК моніторів є їх компактність, вони займають у 3-4 рази менше місця ніж їх ЕПТ аналоги. Окрім того нема проблем з їх розташуванням (ЕПТ-монітори необхідно було розставляти так, щоб ніхто із користувачів не цілив електронною гарматою свого монітора в груди колезі). У випадку РК-моніторів такої проблеми не існує, пристрої можна розташовувати як завгодно близько один до одного. До того ж параметри їх зображення не залежать від ступеня нагріву монітора та й нагріваються вони доволі мало.
Під час роботи з якісним і нормально налаштованим РК-дисплеєм очі стомлюються значно менше, ніж за звичайним монітором. Але на відміну від традиційних пристроїв, налаштувати які можна "на око", правильне налаштування РК-дисплеїв вимагає деякого часу та навиків.
1.6.5. Принтери і графопобудовувачі
Принтер (чи друкувальний пристрій) призначений для виведення інформації на папір. Усі принтери можуть виводити текстову інформацію, а більшість сучасних – чорно-білі і кольорові рисунки та графіки. Як правило застосовуються принтери наступних типів: матричні, струменеві та лазерні, але зустрічаються й інші – світлодіодні, термопринтерні тощо.
Матричний принтер. Принцип роботи таких принтерів наступний: друкувальна головка містить вертикальний ряд тонких металевих стержнів (голок). Коли головка рухається вздовж стрічки, стрижні в потрібний момент вдаряють по паперу через фарбувальну стрічку. Це і забезпечує формування на папері символів і зображень. У цих принтерів експлуатаційні витрати мінімальні й друкують вони практично на будьякому папері. Але швидкість друку в них обмежена і високий рівень шуму.
Струменевий принтер. У цих принтерах зображення формується мікрокраплями спеціального чорнила, що видуваються на папір за допомогою сопел. Цей спосіб друку забезпечує вищу якість друку та є дуже зручний для кольорового друку та друку фотографій. Струменеві принтери доступні за ціною, мають можливість кольорового друку, але їх витратні матеріали є значно дорожчі ніж у матричного.
Лазерний принтер. Лазерні принтери на відміну від матричних і струменевих принтерів, є посторінковими пристроями, тобто друк у них здійснюється не стрічками а сторінками. Спочатку пристрій приймає всі дані для сторінки, готує її і потім виконує друк. В основі роботи лазерного
59
принтера лежить явище електростатики. Операції заряду і розряду притягують частинки тонеру на барабан і папір.
Повний цикл можна розділити на п’ять етапів:
•дані поступають у процесор принтера, який готує їх до друку;
•дані переносяться на експонувальний барабан (барабан зображення). Цей барабан складається із провідного матеріалу, який уземлено, а його поверхня покрита світлочутливим (найчастіше органічним), але непровідним матеріалом. Спочатку барабан заряджають від’ємно, потім на барабані лазером рисується необхідний малюнок (у місці проходження лазера барабан стає електрично позитивним);
•перенос тонера на барабан. Тонер – це дрібний сажоподібний порошок, частинкам якого надається від’ємний заряд. Протилежно заряджені частинки притягуються, тому під час обертання барабану, порошок наноситься на нього;
•з касети до барабану подається папір, на який переноситься зображення. Потім папір проходить через вузол фіксації, який складається з двох барабанів, один з яких нагрівається до 200ºС;
•після переносу зображення на папір барабан очищується від надлишкового тонера.
Лазерні принтери вміють друкувати не тільки в одному кольорі, можливий також повноколірний друк. Для цього використовують кольорові тонери та кілька барабанів. З основних кольорів – чорного, жовтого, пурпурного та голубого – складаються кольорові сторінки. Кольори, що не належать до основної палітри, утворюють шляхом компонування їх з основних, а в оці людини створюється враження змішаного кольору.
В лазерних принтерів найбільша продуктивність та прекрасна якість монохромного друку, але вони є найдорожчими порівняно з струменевими і стрічковими принтерами.
Плоттер (або графопобудовувач) – пристрій для виводу на папір широкоформатних креслень. Плоттери поділяють на барабанного (працюють з рулоном паперу) та планшетного (працюють з окремими листами) типу. Як правило використовуються в системах автоматизованого проектування (САПР).
1.6.6. Сканер
Сканер – пристрій для зчитування графічної та текстової інформації в комп’ютер. Бувають настільні (обробляють весь лист паперу) і ручні (їх треба проводити над листом), чорно-білі та кольорові. Сканери відрізняються один від одного роздільною здатністю, здатністю
60
передавати колір тощо. Переважно зі сканерами поставляється спеціалізоване програмне забезпечення яке вміє розпізнавати текст в сканованому зображенні (OCR – Optical Character Reading).
1.6.7. USB-Drive
Новим явищем серед пристроїв зберігання інформації можна назвати пристрої типу USB-Drive – пристрої з мікросхемою флеш-пам’яті і контролером для приєднання за USB стандартом. В операційних системах, починаючи з Windows Me, даний пристрій розпізнається як окремий логічний диск. Швидкість передачі даних USB-Drive не є високою – лише 0,53 Мб/с. Проте швидкодія і об’єм інформації є на кілька порядків вищими ніж у випадку накопичувачів на гнучких дисках. Вони практично заміняють флоппі-диски. У порівнянні з дискетами флеш-карти також відзначаються набагато вищою надійністю. Виробник гарантує працездатність карти протягом від 10 до 100 тисяч циклів запису. Це означає, що якщо раз на день заповнювати карту повністю, а потім стирати її, то термін служби складе більше 27 років.
Але карти флеш-пам’яті дуже часто експлуатуються неправильно: на них записують файл, стирають його, потім записують наступний файл, знову стирають і т.д. У подібному режимі експлуатації запис виконується на одну і ту ж ділянку карти, в результаті ця ділянка зношується, і через декілька років пристрій стає непридатним. Відмітимо, що процес читання не впливає на стан карти.
Щоб не приєднувати кожного разу до комп'ютера КПК, фотоапарат, МР3-плеєр тощо, природним виходом є використання пристрою для читання/запису карт пам'яті (card-reader/writer). Даний пристрій підключається до комп'ютера, через USB або FireWare-інтерфейс.
На жаль поки що немає одного стандарту флеш-пам’яті. На сьогодні найвідомішими є сім типів флеш-карт, що використовуються в цифрових пристроях. Це: Compact Flash (CF), SmartMedia Card (SM), Sony Memory Stick (MS), MultiMedia Card (MMC), Secure Digital Card (SD), PC Card, xD Picture (xD). Для кожного типу карт існують окремі картрідери. Проте наявні універсальні картрідери, які мають декілька слотів для різного стандарту й забезпечують перенесення інформації як з карти на комп'ютер, так і з карти одного типу на карту іншого типу.
1.6.8. Мережеве обладнання
Дає можливість приєднати комп’ютер в локальну мережу. При цьому користувач може отримати доступ до даних, що знаходяться на інших комп’ютерах.
61
1.6.9. Модем
Модем – пристрій для обміну інформації з іншими комп’ютерами через телефонну мережу.
Принцип роботи модему полягає в тому, що для передавання негативної напруги в телефонний канал подається сигнал одної частоти, наприклад 500 Гц, а для напруги позитивної полярності – сигнал іншої частоти, наприклад 1000 Гц, а на виході визначається частота сигналу, що приймається, і перетворюється в сигнали різної полярності. Перший з процесів називається модуляцією, а другий, зворотний йому – демодуляцією. Оскільки телефонним каналом можливий одночасний зв'язок у двох напрямах, то на кожному з кінців каналу ставилися пристрої, що здійснювали як модуляцію, так і демодуляцію. Від скорочення слів "модуляція" і "демодуляція" і було утворено слово "модем".
1.6.10. Система забезпечення, корпус комп’ютера
Головне призначення корпусу – це можливість розташувати в ньому складові комп’ютера. Однією з необхідних частин сучасного корпусу є системний модуль живлення (SPU – Supply Power Unit), який перетворює змінну напругу вхідного живлення (127 або 220 вольт) у напругу потрібну для роботи вузлів комп’ютера (5 і 12 вольт).
З погляду зовнішнього вигляду та конструктивних особливостей існує величезна кількість варіантів корпусів. Наявні й доволі екзотичні корпуси, наприклад абсолютно безшумний корпус системного блоку в якому відсутні механічні частини – вентилятори за рахунок чого він є абсолютно безшумним. Інший приклад – прозорі корпуси.
62