Министерство образования и науки Российской Федерации

Новосибирский государственный технический университет

______________________________________________________________________

ИНФОРМАТИКА

Методические указания к лабораторным работам

Новосибирск

2010

Методические указания являются руководством для выполнения лабораторных занятий, проводимых со студентами факультета гуманитарного программное обеспечение курсу "Информатика".

Составил: доцент Б.С. Поздняков

Работа подготовлена кафедрой программных систем и баз данных.

© Новосибирский государственный

технический университет, 2010 г.

Лабораторная работа №1 Состав и функции оборудования персонального компьютера

Цель: Ознакомиться с основными компонентами персонального компьютера.

Методические указания к выполнению работы

Д жон фон Нейман, американский математик, внесший значительный вклад в квантовую механику и создавший математическую теорию игр. Интерес фон Неймана к компьютерам частично связан с его непосредственным участием в Манхэттенском проекте по созданию атомной бомбы, где он математически обосновал осуществимость взрывного способа детонации атомного заряда критической массы, а также работами по созданию водородной бомбы, требующими сложных расчетов. В 1944 году фон Нейман подключился к разработке проекта второй ЭВМ (США) в качестве консультанта.

Творчески переработав и обобщив материалы по разработке проекта, фон Нейман в июне 1945 года готовит итоговый отчет, в котором сделал описание, как самой машины, так и ее логических возможностей, представил логическую организацию компьютера безотносительно от его элементной базы, что позволило заложить основы проектирования ЭВМ.

В отчете выделено и детально описано пять базовых компонент универсального компьютера и принцип его функционирования (архитектура фон Неймана):

- центральное арифметико-логическое устройство (АЛУ);

- центральное устройство управления (УУ), ответственное за функционирование всех основных компонент компьютера;

- запоминающее устройство (ЗУ);

- система ввода информации;

- система вывода информации.

Была обоснована необходимость использования двоичной системы счисления, электронной технологии и последовательного порядка выполнения операций.

Принципы организации ЭВМ фон Неймана стали общепринятыми по причине того, что ведущие разработчики ВТ того времени уже использовали их в той или иной мере и авторитет автора придал им определенную академичность.

Персональный компьютер (ПК) обычно состоит из следующих компонент: процессора, постоянного и оперативного запоминающих устройств (ПЗУ и ОЗУ) - памяти, клавиатуры и дисплея (монитора), накопителя для гибких магнитных дисков, накопителя на жестком несъемном магнитном диске (винчестера). Кроме того, к ПК можно подключить принтер (печатающее устройство), манипулятор типа "мышь" и другие устройства.

Процессор обеспечивает все необходимые вычисления и управление работой компьютера посредством выполнения загруженных в память программ.

Память, предназначенная для хранения программ и данных (обрабатываемой информации), делится на постоянную и оперативную. Постоянная память содержит неизменяемые программы и данные, "встроенные" в ПК в процессе ее изготовления. Из ПЗУ возможно только чтение информации. Оперативная память доступна как для чтения, так и для записи информации и используется для загрузки разнообразных программ пользователя. Программы и данные хранятся в памяти в двоичном коде. Минимальная единица информации, которую можно считать из памяти или записать в нее, равна 8 двоичным разрядам, или 1 байту. Байт можно рассматривать либо как число, либо как код некоторого алфавитно-цифрового или специального символа из 256 возможных. Размер оперативной памяти определяется в байтах, килобайтах (1 Кбайт=1024 байт), мегабайтах (1 Мбайт = 1024 Кбайт), гигабайтах (1 Гбайт=1024 Мбайт), терабайтах (1 Тбайт = 1024 Гбайт, петабайтах (1 Пбайт = 1024 Тбайт), например, 512 Мбайт, 1 Гбайт и т.д. После выключения компьютера информация в оперативной памяти теряется.

Для постоянного хранения информации используется накопитель на жестком магнитном диске - винчестер. Емкость винчестера ПК обычно измеряется в гигабайтах.

Гибкие диски, кроме возможности долговременного хранения информации позволяют переносить ее с одного компьютера на другой. В ПК обычно используется накопитель для гибких дисков размером 3.5 дюйма и объемом 1.44 Кбайт.

В последнее время одним из распространенных накопителей информации является USB Flash Drive. Сейчас он практически полностью заменил гибкие диски, обычно используются накопители объемом 1, 2, 4, 8, 16 Гбайт.

Информация на дисках хранится в файлах. Файл - это область на диске, имеющая имя. В файлах могут храниться тексты программ и документов, данные, готовые к загрузке в память и выполнению программы и другая информация. Часто файлы разделяют на две категории: текстовые и двоичные. Текстовые файлы состоят из строк символов и предназначены для чтения человеком. Файлы, не являющиеся текстовыми, называют двоичными.

Дисплей ПК обеспечивает отображение текстовой и графической информации. В текстовом режиме экран дисплея условно разбивается на 25 строк по 80 знакомест. В каждое знакоместо можно вывести один из 256 заранее определенных символов: прописных и строчных русских и латинских букв, цифр, знаков пунктуации и других. Знакоместо, в которое будет выведен очередной символ, отмечается специальным указателем - курсором. В графическом режиме экран дисплея состоит из точек (пикселов), каждая из которых может быть разного цвета. Разрешающая способность дисплея (количество точек по горизонтали и вертикали) зависит от типа монитора. В ПК используются мониторы типа SVGA с различной максимальной разрешающей способностью, мониторы могут быть с электронно-лучевыми трубками и жидко-кристаллические TFT.

Клавиатура предназначена для ввода в компьютер информации в виде алфавитно-цифровых символов и знаков пунктуации. Кроме клавиш с этими символами, на клавиатуре расположен ряд специальных клавиш. В отличие от алфавитно-цифровых и знаковых клавиш они имеют более темный цвет. Специальные клавиши предназначены для изменения значений других клавиш, установки режимов ввода/вывода информации и выполнения других специальных действий. Нажатие алфавитно-цифровой или знаковой клавиши приводит к вводу соответствующей строчной буквы или символа нижнего регистра. Чтобы ввести прописную букву или символ верхнего регистра, необходимо нажать клавишу Shift, а затем, не отпуская ее, другой рукой нажать нужную алфавитно-цифровую клавишу. Клавиша CapsLock служит для фиксации режима ввода прописных букв (в этом режиме клавиша Shift дает возможность ввода строчных букв). Повторное нажатие CapsLock отменяет режим ввода прописных букв.

Переключение клавиатуры с режима ввода латинских букв на режим ввода русских букв, зависит от используемой программы драйвера клавиатуры и, как правило, осуществляется с помощью одновременного нажатия клавиш левый и правый Shift. Клавиша Ins (Insert) предназначена для переключения между двумя режимами ввода: с раздвижкой (вставка) или с замещением (замена) ранее набранных символов. Клавиша Del (Delete) используется для удаления символа, на который указывает курсор. Клавиша Backspace - для удаления символа слева от курсора и перемещения курсора на одно знакоместо влево. Клавиша Enter предназначена, как правило, для окончания ввода строки.

Клавиши PgUp, PgDn, Home, End и клавиши с вертикальными и горизонтальными стрелками, расположенные в правой части клавиатуры, предназначены для управления курсором. Клавиша NumLock устанавливает режим использования этой части клавиатуры: для управления курсором или для ввода цифр.

Клавиши F1-F12, расположенные в верхней части клавиатуры, предназначены для различных специальных действий, определяемых выполняемой программой. Клавиша Esc (Escape), как правило, используется для отмены некоторого действия, выхода из режима программы. Клавиши Ctrl и Alt используются, как и клавиша Shift, в комбинации с другими клавишами для изменения их значений. Выполняемая программа может особым образом реагировать на такие комбинации клавиш.

Есть ряд комбинаций клавиш, обрабатываемых специальным образом, например:

Alt+F4 - прекращение работы выполняемой программы и закрытие окна;

Ctrl+Alt+Del – вызов диспетчера задач Windows;

Ctrc+C – копировать в буфер и т.д.