Тема 2. Техническое и программное обеспечение

ПК

2.1. Аппаратные средства ПК

2.2. Память ПК

2.3. Программное обеспечение ПК

2.4. Понятие операционной системы (ОС), ее функции

2.1. Аппаратные средства ПК

Все аппаратные средства современного персонального компьютера

делятся на три составляющие:

1) устройства ввода информации;

2) устройства вывода информации;

3)устройство для обработки и хранения информации, называемое

системным блоком.

Устройства для ввода информации – это любые устройства, с помощью

которых информация вводится в компьютер. К ним относятся: клавиатура,

мышь, дисководы, приводы CD-ROM, трекболы, пойнтеры и т.д.

Трекболом называют шар, встроенный в клавиатуру, который отличается

от мыши тем, его не нужно перемещать по рабочей поверхности.

Пойнтер является аналогом джойстика и размещается на клавиатуре.

Трекболы и пойнтеры чаще всего применяются в портативных

компьютерах, а в карманных компьютерах для этих целей используется

сенсорный экран.

К устройствам вывода информации относятся: дисплей, все виды

принтеров, дисководы и пр.

К компьютеру могут подключаться также и другие устройства, например:

7) модем -устройство для обмена информацией с другими

компьютерами через телефонную сеть; основой данного процесса является

преобразование данных, получаемых от процессора, из цифровой формы в

высокочастотный аналоговый сигнал;

8) сканер -устройство для создания цифровой копии изображения

какого-либо объекта;

9) графический планшет -устройство для ввода контурных

изображений и графики.

Кроме того, можно перечислить еще и различные манипуляторы, среди

которых: джойстики, руль. Также к компьютеру подключают ионизаторы,

грелки, минихолодильники, которые используют компьютер в качестве

источника питания.

Также достаточно часто применяются устройства бесперебойного

питания, обеспечивающие безопасность работы компьютера при резких скачках

напряжения или при отключении питания. В устройстве бесперебойного

питания находится стабилизатор напряжения, встроенные аккумуляторные

батареи и генератор переменного тока. При сбое в питании данное устройство

переключает напряжение на себя и в течение некоторого времени обеспечивает

компьютер энергией, что обусловливает его стабильную работу. Это устройство

способно поддерживать нормальное питание ПК в течение от 3 до 20 минут.

Аудиоадаптеры применяются для воспроизведения, записи и обработки

звука, такими могут быть звуковые платы и звуковые карты. Данные устройства

преобразуют цифровые данные компьютера в аналоговый звуковой сигнал и

обратно; на звуковой карте размещается несколько разных устройств, которые

позволяют создать на базе ПК студию звукозаписи. К главным характеристикам

аудиоадаптеров относятся: разрядность, число каналов воспроизведения (моно

или стерео), используемый принцип синтеза, расширяемость и совместимость.

От вида звуковых карт и акустических систем также зависит качество звучания.

Достаточное качество звука обеспечивается любыми активными колонками, а

более лучшее звучание достигается при подключении аудиоплаты ко входу

усилителя бытовой аудиосистемы.

Подробнее остановимся на изучении третьей группы аппаратных

средств, то есть системного блока. Основным элементом системного блока

является системная плата. Ее также называют главная или материнская плата, в

документации она обозначается с помощью аббревиатуры МВ.

Материнская плата играет значительную роль, так как от ее характеристик

во многом зависит работа ПК. Существует несколько типов системных плат,

которые обычно предназначены для конкретных микропроцессоров. Выбор

системной платы во многом определяет возможности будущей модернизации

компьютера. Выбирая системную плату, необходимо учитывать следующие ее

характеристики:

• возможные типы используемых микропроцессоров с учетом их рабочих

частот;

• число и тип разъемов системной шины;

• базовый размер платы;

• возможность наращивания оперативной памяти;

• возможность обновления базовой системы ввода-вывода (BIOS).

Все микросхемы, расположенные на системной плате, соединены при

помощи системной шины. Системная шина предназначена для передачи

информации между процессором и остальными компонентами ПК. С помощью

шины происходит как обмен информацией, так и передача адресов, служебных

сигналов. Периферийные устройства также подключаются к системной шине

при помощи контроллеров и адаптеров (это такие специальные платы).

На системной плате размещаются:

1. Центральный процессор. Процессор не случайно считается сердцем

или основой компьютера, поскольку именно от него в значительной степени

зависит производительность всей системы.

Процессор -это микросхема, обеспечивающая выполнение

арифметических, логических и управляющих операций, заданных программой

в машинном коде.

Основными характеристиками процессора являются:

• разрядность внутренних регистров (устройств записи, хранения и

считывания чисел в двоичном коде);

• разрядность шины данных и шины адреса;

• значения внутренней и внешней тактовых частот;

• конструкция контактного разъема.

2. Оперативная память.

3. Сверхоперативная или кэш-память (в современных компьютерах

является уже интегрированной в процессор).

4. Микросхема BIOS – это базовая система ввода и вывода информации,

представляющая собой микросхему энергонезависимой памяти в которой

записаны коды BIOS.

Базовая система ввода-вывода (Basic Input Output System – BIOS)

является, с одной стороны, составной частью аппаратных средств, с другой –

одним из программных модулей ОС. Возникновение данного названия связано с

тем, что BIOS включает в себя набор программ ввода-вывода. С помощью этих

программ ОС и прикладные программы могут взаимодействовать как с

различными устройствами самого компьютера, так и с периферийными

устройствами.

Как составная часть аппаратных средств система BIOS в ПК реализована

в виде одной микросхемы, установленной на материнской плате компьютера.

Большинство современных видеоадаптеров и контроллеров-накопителей имеют

собственную систему BIOS, которая дополняет системную BIOS.

На нее возложены следующие основные функции:

1) запуск загрузки операционной системы;

· выполнение при включении компьютера тестовой проверки всех

важнейших компонентов аппаратуры и системы;

· предоставление специальной программы для настройки и установки

параметров BIOS и аппаратной конфигурации ПК.

Главной задачей BIOS является инициализация подключенных к ней

устройств. Сразу после включения питания компьютера BIOS проверяет

работоспособность устройств, задаёт низкоуровневые параметры их работы,

после чего ищет загрузчик операционной системы на доступных носителях

информации и передаёт управление операционной системе. При этом

операционная система по ходу работы может изменять большинство настроек,

изначально заданных в BIOS.

То есть как программный модуль ОС система BIOS запускает программу

тестирования при включении питания компьютера POST (Power On Self Test –

самотестирование при включении питания компьютера). При запуске этой

программы тестируются основные компоненты компьютера (процессор, память

и др.). Если при подаче питания компьютера возникают проблемы, т. е. BIOS не

может выполнить начальный тест, то извещение об ошибке будет выглядеть как

последовательность звуковых сигналов.

5. Чипсет – набор управляющих микросхем. Также сюда относятся

вспомогательные микросхемы и контроллеры ввода/вывода информации. Все

вспомогательные микросхемы на материнской плате разделены на две группы,

называемые северным и южным мостами. Северный мост обеспечивает

подключение процессора к оперативной памяти и видеокарте. Южный мост

отвечает за подключение остальных устройств.

6. Разъемы расширения, то есть слоты. Именно в них подключаются

дополнительные устройства, такие как, например, (тиви)TV-тюнеры, модемы,

звуковые карты.

2.2. Память ПК

Память компьютера делится на внутреннюю и внешнюю. Внутренняя

память в свою очередь также подразделяется на два вида – постоянную и

оперативную. Постоянная память или постоянное запоминающее устройство

(ПЗУ) служит для постоянного хранения информации, при выключении ПК

информация не стирается. В этой памяти хранятся ОС, системные программы и

пользовательские данные .

Оперативная память или оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) –

мозг ПК. Она служит для временного хранения информации. Это устройство,

где в процессе работы программы размещаются данные и результаты

обработки. При выключении компьютера содержимое оперативной памяти

стирается.

Оперативная память компьютера состоит из:

1)основной (на нее приходится больший объем памяти);

2)кэш-памяти;

3) чипов памяти на платах расширения.

Что касается внешней памяти, то она применяется для сохранения

результатов работы на ПК. Наиболее распространенная внешняя память ПК –

это флеш-карты или флешки, лазерные диски, а также накопители на гибких

магнитных дисках (т.е. дискеты) и накопитель на жестком магнитном диске (т.е.

“винчестер”).

Все эти устройства позволяют переносить документы и программы с

одного компьютера на другой, хранить информацию, не используемую

постоянно на компьютере, делать архивные копии информации, содержащейся

на жестком диске.

Для записи и считывания информации с дискет используются дисководы.

Однако из-за их недостаточной надежности и небольшого объема данный вид

устройств в последнее время практически не используется.

Наиболее удобными и мобильными, а потому популярными в последнее

время считаются флеш карты.

2.3. Программное обеспечение ПК

Программное обеспечение компьютера – это совокупность программ,

процедур и инструкций, а также связанная с ними техническая документация,

позволяющие использовать ЭВМ для решения конкретно поставленных задач.

По областям применения программное обеспечение компьютера

подразделяют на системное и прикладное.

Прикладное программное обеспечение представляет собой специальные

программы, которые применяются при решении определенных практических

задач. В настоящее время программистами разработано множество прикладных

программ, применяемых в математике, бухгалтерии и других областях науки.

Системное, или общее, программное обеспечение выступает в качестве

«организатора» всех компонент компьютера, а также подключенных к нему

внешних устройств.

Таким образом, системное программное обеспечение – это комплекс

программ, без которых компьютер не может работать вообще или теряет

некоторые важные свойства.

Системное программное обеспечение необходимо для бесперебойной

работы компьютера, профилактики аппаратуры персонального компьютера,

осуществления копирования, восстановления файлов, архивирования

документов, а также для организации надежной работы других программ.

В составе системного программного обеспечения выделяют две

компоненты:

1) операционную систему – целый комплекс управляющих программ,

являющихся интерфейсом между компонентами ПК и обеспечивающих

наиболее эффективное использование ресурсов ЭВМ. Операционная система

загружается при включении компьютера;

2) утилиты – вспомогательные программы технического обслуживания.

К утилитам относятся:

• программы для диагностики компьютера – проверяют конфигурацию

компьютера и работоспособность его устройств;

• программы для оптимизации дисков – обеспечивают более быстрый

доступ к информации, хранящейся на жестком диске, за счет оптимизации

размещения данных на нем. Процесс оптимизации данных на жестком диске

более известен как процесс дефрагментации диска;

• программы для очистки диска – находят и удаляют ненужную

информацию (например, временные файлы, временные интернет-файлы,

файлы, расположенные в корзине, и др.);

• программы-кэши для диска – ускоряют доступ к данным на диске путем

организации в оперативной памяти компьютера кэш-буфера, содержащего

наиболее часто используемые участки диска;

• программы динамического сжатия дисков – увеличивают объем

информации, хранимой на жестких дисках, путем ее динамического сжатия.

Действия данных программ для пользователя не заметны, они проявляются

только через увеличение емкости дисков и изменение скорости доступа к

информации;

• программы-упаковщики (или архиваторы) – упаковывают данные на

жестких дисках за счет применения специальных методов сжатия информации.

Данные программы позволяют освободить значительное место на диске за счет

сжатия информации;

• антивирусные программы – предотвращают заражение компьютерным

вирусом и ликвидируют его последствия;

• системы программирования – комплекс программ для автоматизации

процесса программирования сценариев работы ЭВМ.

2.4. Понятие операционной системы (ОС), ее функции

Операционная система компьютера -это совокупность программных

средств, предназначенная для непосредственного управления работой

компьютера и всеми его аппаратными ресурсами.

В качестве основных функций операционной системы можно перечислить

следующие:

1 управление памятью;

2 управление вводом-выводом;

3 управление файловой системой;

4 управление взаимодействием процессов;

5 диспетчеризация процессов;

6 защита;

7 учет использования ресурсов;

8 обработка командного языка.

Операционная система скрывает от пользователя сложные и ненужные

подробности работы процессора компьютера и представляет ему удобный

интерфейс для работы, то есть способ общения с компьютером.

Наиболее распространенными являются операционные системы

семейства WINDOWS, Linux.