Реферат: Технические средства информатизации

РОСОБРАЗОВАНИЕ

НИЖНЕВАРТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОЦИАЛЬНО-ГУМАНИТАРНЫЙ КОЛЛЕДЖ


ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ИНФОРМАТИЗАЦИИ

учебное пособие


Нижневартовск 2007

Технические средства информатизации. Учебное пособие./ Составитель А.Н. Попов. – Нижневартовск: НГСГК, - 2007, с.

Данное учебное пособие предназначено для изучения дисциплины «Технические средства информатизации» в средних специальных учебных заведениях на специальности 2203- «Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем».

Содержание.

Введение. 5

Раздел 1. Информация и технические средства её обработки. 8

Тема 1.1. Информация. 8

Тема 1.2. Общая характеристика и классификация технических средств информатизации. 15

Раздел 2. Технические характеристики современных компьютеров. 21

Тема 2.1. Общие сведения об электронных вычислительных машинах (ЭВМ). 21

Тема 2.2. Внутренняя структура вычислительной машины. 41

Раздел 3. Накопители информации. 68

Тема 3.1. Накопители на магнитных дисках. 71

Тема 3.2. Накопители на компакт-дисках 83

Тема 3.3. Другие виды накопителей. 100

Раздел 4. Устройства обработки и отображения видеоинформации. Устройства обработки и воспроизведения аудиоинформации. 108

Тема 4.1 Мониторы. 108

Тема 4.2. Проекционные аппараты. 132

Тема 4.3. Видеоадаптеры. 145

Тема 4.4. Устройства обработки и воспроизведения аудиоинформации. 170

Раздел 5. Печатающие устройства. 188

Тема 5.1. Принтеры ударного типа 189

Тема 5.2. Струйные принтеры. 195

Тема 5.3. Фотоэлектронные и термические принтеры. 202

Тема 5.4. Плоттеры. 210

Раздел 6 Устройства подготовки и ввода информации 217

Тема 6.1. Клавиатура. 217

Тема 6.2. Оптико-механические манипуляторы 222

Тема 6.3. Сканеры 227

Тема 6.4. Цифровые камеры и дигитайзеры. 244

Раздел 7. Средства копирования и размножения. Офисное оборудование. 250

Тема 7.1. Копировальная техника. Цифровые технологии копироания. 250

Тема 7.2. Уничтожители документов — шредеры. 266

Раздел 8. Технические средства систем дистанционной передачи информации. 271

Тема 8.1. Структура и основные характеристики систем передачи. 271

Тема 8.2. Локальные вычислительные сети. 290

Тема 8.3. Системы пейджинговой, сотовой и спутниковой связи. 296

Список литературы 316

Приложение 1 319
Введение.
Учебная дисциплина «Технические средства информатизации» является общепрофессиональной, формирующей базовый уровень знаний для освоения других общепрофессиональных и специальных дисциплин, таких, как «Компьютерное моделирование», «Компьютерные телекоммуникационные сети», «Инструментальные и программные средства вычислительных систем».

Дисциплина раскрывает вопросы, связанные с классификацией технических средств и их общей характеристикой, рассматривает средства копирования и размножения, средства настольной электронной типографии, офисное оборудование, методы и средства мультимедиа; телекоммуникации и средства связи.

Учебное пособие составлено в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта среднего профессионального образования к минимуму содержания и уровню подготовки выпускников по специальности 2203- «Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем», утверждённой приказом Министерства образования и науки Российской Федерации, в соответствии с учебным планом и программой учебной дисциплины по специальности.

Окружающий нас мир существует в трёх основных формах: вещество, энергия, информация.

Всё многообразие материальных объектов состоит из вещества. Все материальные объекты взаимодействуют друг с другом и поэтому обладают энергией. Каждый объект несет информацию о себе, своих свойствах и качествах (форма, цвет, запах и др.). Кроме этого человек (а также другие живые организмы) могут собирать, обрабатывать, хранить и передавать информацию, использовать информацию для своего существования и развития.

В данный исторический период человечество включилось в глобальный процесс, называемый информатизацией. Информация становится главным ресурсом научно-технического и социально-экономического развития мирового сообщества и существенно влияет на ускоренное развитие науки, техники и различных отраслей хозяйства, играет значительную роль в процессах образования, общения между людьми, в других социальных областях.

Если до середины XX века жизнеобразующие процессы, протекающие вокруг человека претерпевали незначительные изменения, то в настоящее время человек окружен таким количеством информации, которая, в свою очередь, стремительно меняется и обновляется, что знания, полученные 3-5 лет назад становятся устаревшими и неактуальными. Человек чтобы быть востребованным, идти в ногу со временем должен постоянно совершенствовать свои способности, получать новые знания и обновлять имеющиеся.

Поэтому встаёт вопрос о том, чтобы студенты овладели методологией усвоения новых знаний, могли заниматься самообразованием с целью идти в ногу со временем.

При работе с информацией, в процессе её получения, переработки, сортировки, хранения и передачи ведущую роль играют технические средства информатизации (ТСИ). А значит, овладение приёмами работы с данными средствами имеет первостепенное значение.

Диапазон современных ТСИ крайне широк: от компьютера с привычными периферийными устройствами до средств связи, устройств копирования и уничтожения документов. Не менее разнообразны физические принципы, положенные в основу функционирования этих устройств. Специалисты в области автоматизированных систем обработки информации и управления, а также программного обеспечения вычислительной техники и автоматизированных систем, в какой бы области они ни работали, должны не только выступать в качестве пользователей, но и быть знакомы с принципом действия, конструкцией, технологией производства, правилами эксплуатации и основами выбора технических средств информатизации.

Характерной особенностью технических средств информатизации являются постоянное развитие, совершенствование, появление новых устройств, реализующих ранее невиданные возможности. Некоторые образцы техники морально устаревают, не успев попасть на рынок.

В Разделе 1 раскрывается понятие информации, её свойства, способы представления и измерения. Также изложены общие характеристики технических средств информатизации как устройств, обеспечивающих обмен информацией с компьютером.

Раздел 2 посвящен техническим характеристикам современных компьютеров, их составу и архитектуре.

Разделы 3 – 6 посвящены устройствам ввода/вывода, хранения и обработки текстовой, числовой, аудио- и видеоинформации на различных носителях.

Раздел 7 посвящен средствам копирования и уничтожения информации на твердых носителях.

В Разделе 8 рассмотрены современные системы дистанционной передачи информации.

Учебное пособие позволит студенту самостоятельно изучать материал курса, выполнять практические задания и проверить уровень усвоения материала с помощью контрольных заданий и тестов. Применение таких пособий развивает самостоятельную деятельность в овладении новыми знаниями, продвигает обучаемого на новую ступень осознанием своих способностей и своего места в новом информационном обществе.
^ Раздел 1. Информация и технические средства её обработки.


Тема 1.1. Информация.
План:

Определение информации. Количество информации. Единицы измерения количества информации.

Способы представления информации для ввода в ЭВМ.


1. Определение информации. Количество информации. Единицы измерения количества информации.

В настоящее время наука пытается найти общие свойства и закономерности, присущие многогранному понятию информация, но пока это понятие во многом остается интуитивным и получает различные смысловые наполнения в разных отраслях человеческой деятельности:

в обиходе информацией называют любые данные или факты, которые кого-либо интересуют. Например, сообщение о каких-либо событиях, о чьей-либо деятельности и т. п. «Информировать» в этом смысле означает «сообщить нечто, неизвестное раньше»;

в технике под информацией понимают сообщения, передаваемые в форме знаков или сигналов;

в кибернетике под информацией понимают ту часть знаний, которая используется для ориентирования, активного действия, управления, т. е. в целях сохранения, совершенствования, развития системы.

^ Термин «информация» имеет корень «form» (форма), что разумно трактовать как «информирование — придание формы, вывод из состояния неопределенности, бесформенности», поэтому логично подходить к определению понятия «количество информации», исходя из того, что информацию, содержащуюся в сообщении, можно трактовать в смысле ее новизны или, иначе, уменьшения неопределенности знаний «приемника информации» об объекте.

Американский инженер Р. Хартли в 1928 г. рассматривал процесс получения информации как выбор одного сообщения из конечного заданного множества N равновероятных сообщений, а количество информации I, содержащееся в выбранном сообщении, определял как двоичный логарифм N:

I=log2N.

Допустим, нужно угадать одно число из набора чисел от единицы до ста. По формуле Хартли можно вычислить, какое количество информации для этого требуется:

I=log2100≈6,644.

Таким образом, сообщение о верно угаданном числе содержит количество информации, приблизительно равное 6,644 единицы информации.

Другие примеры равновероятных сообщений: при бросании монеты - «выпала решка», «выпал орел»; на странице книги - «количество букв четное», «количество букв нечетное».

Существуют и другие подходы к определению количества информации. Важно помнить, что любые теоретические результаты применимы лишь к определенному кругу случаев, очерченному первоначальными допущениями.

Можно рассмотреть обратную задачу: «Какое количество различных двоичных чисел ^ N можно записать с помощью I двоичных разрядов?»

В общем случае количество различных двоичных чисел (кодов) можно определить по формуле:

N=2I

Данная формула является очень значимой, она связывает между собой количество возможных исходов ^ N и количество информации I (является обратной формуле Хартли).

В качестве единицы информации Клод Шеннон предложил принять один бит (англ. bit — binary digit — двоичная цифра).

^ Бит в теории информации — количество информации, необходимое для различения двух равновероятных сообщений («орел—решка», «чет—нечет» и т. п.).

В вычислительной технике битом называют наименьшую «порцию» памяти компьютера, необходимую для хранения одного из двух знаков 0 и 1, используемых для машинного представления данных и команд.

За единицу информации можно было бы выбрать количество информации, необходимое для различения, например, десяти равновероятных сообщений. Это будет не двоичная (бит), а десятичная (дит) единица информации.

Поскольку бит — слишком мелкая единица измерения, на практике чаще применяется более крупная единица — байт, равная восьми битам. В частности, восемь бит требуется для того, чтобы закодировать любой из 256 символов основного компьютерного кода ASCII (256 = 28).

Используются также более крупные производные единицы информации:

Килобайт (Кбайт) = 1024 байт = 210 байт;

Мегабайт (Мбайт) = 1024 Кбайт = 220 байт;

Гигабайт (Гбайт) = 1024 Мбайт = 230 байт.

В последнее время в связи с увеличением объемов обрабатываемой информации входят в употребление такие производные единицы, как:

Терабайт (Тбайт) = 1024 Гбайт = 240 байт;

Петабайт (Пбайт) = 1024 Тбайт = 250 байт;

Экзобайт = 1018 Мбайт и пр.

Для описания скорости передачи данных можно использовать термин бод. Число бод равно количеству значащих изменений сигнала (потенциала, фазы, частоты), происходящих в секунду. Первоначально бод использовался в телеграфии. Для двоичных сигналов нередко принимают, что бод равен биту в секунду, например, 1200 бод = 1200 бит/с. Однако единого мнения о правильности использования этого термина нет, особенно при высоких скоростях, где число битов в секунду не совпадает с числом бод.


^ 2. Способы представления информации для ввода в ЭВМ.

Современные технические средства информатизации выполняют функции обработки и хранения числовой, текстовой, графической, звуковой и видеоинформации с помощью компьютера. Для работы с информацией, столь разной по физической сущности, необходимо привести ее к единой форме. Все эти виды информации кодируются в последовательности электрических импульсов: есть импульс — 1, нет импульса — 0, т.е. в последовательности нулей и единиц. Такое кодирование информации в компьютере называется двоичным кодированием, а логические последовательности нулей и единиц — машинным языком.

Двоичное кодирование числовой информации заключается в том, что числа в компьютере представлены в виде последовательностей 0 и 1, или бит. В начале 1980-х гг. процессоры компьютеров были 8-разрядными, за один такт работы процессора компьютер мог обработать 8 бит, т.е. максимальное обрабатываемое целое десятичное число не могло превышать 11111111 в двоичной системе. При дальнейшем повышении разрядности процессоров до 64-разрядных возросла и величина максимального числа, обрабатываемого за один такт.

При двоичном кодирование текстовой информации используют для кодирования каждого символа 1 байт (8 двоичных разрядов), что позволяет закодировать N=28=256 различных символов, которых обычно бывает достаточно для представления текстовой информации: прописные и заглавные буквы русского и латинского алфавита, цифры, знаки, графические символы. Присвоение символу конкретного двоичного кода произведено в соответствии с принятым соглашением, зафиксированным в кодовой таблице.

В различных кодировках одному и тому же двоичному коду соответствуют различные символы. Каждая кодировка задается своей собственной кодовой таблицей.

В задачу пользователя не входит решение проблемы перекодировки текстовых документов. При работе в приложениях Windows предусмотрена возможность автоматической перекодировки документов, созданных в приложениях MS-DOS. При работе в Internet с использованием браузеров Internet Explorer и Netscape Communication происходит автоматическая перекодировка Web-страниц.

При двоичном кодировании текстовой информации каждому символу соответствуют своя уникальная последовательность из восьми нулей и единиц, свой уникальный двоичный код от 00000000 до 11111111 (десятичный код от 0 до 255).

Первые 33 кода (с 0 по 32) соответствуют не символам, а операциям (перевод строки, ввод пробела и т.д.). Коды с 33 по 127 являются интернациональными и соответствуют символам латинского алфавита, цифрам, знакам арифметических операций и знакам препинания. Коды с 128 по 255 являются национальными, т.е. в национальных кодировках одному и тому же коду соответствуют различные символы.

В настоящее время существуют пять различных кодовых таблиц для русских букв, поэтому тексты, созданные в одной кодировке, не будут аналогично отображаться в другой.

Одним из первых стандартов кодирования русских букв на компьютерах был код КОИ-8 (код обмена информацией 8-битный), который применяется на компьютерах с операционной системой UNIX.

Наиболее распространенной является стандартная кириллическая кодировка Microsoft Windows, обозначаемая СР1251 (СР — Code Page — кодовая страница), которую поддерживают все Windows-приложения, работающие с русским языком.

В среде операционной системы MS-DOS используется «альтернативная» кодировка, в терминологии фирмы Microsoft — кодировка СР866.

Для компьютеров Macintosh фирма Apple разработала свою собственную кодировку русских букв (Мас).

Международная организация по стандартизации (International Standards Organization, ISO) утвердила в качестве стандарта для русского языка кодировку, называемую ISO 8859-5.

Новый международный стандарт Unicode отводит на каждый символ не один байт, а два, и потому с его помощью можно закодировать не 256 символов, a N=216 = 65 536 различных символов. Эту кодировку поддерживает платформа Microsoft Windows @ Office 97.

^ Как определить числовой код символа.

Проще всего, конечно, воспользоваться кодовой таблицей, но если ее нет под рукой, а есть компьютер на платформе Windows, загрузите текстовый редактор Word. Выберете команду меню [Вставка-Символ…]. На экране появится диалоговое окно <Символ>

Центральную часть диалогового окна занимает таблица символов для определенного шрифта (например, Times New Roman Cyr). Символы располагаются последовательно слева направо и построчно, начиная с символа Пробел в левом верхнем углу и кончая буквой я в правом нижнем углу таблицы.

Для определения числового кода символа в кодировке Windows (СР1251) достаточно с помощью мыши или клавиш управления курсором выбрать нужный символ (например, заглавную букву А русского алфавита) и затем активизировать кнопку Клавиша.

Появится диалоговое окно <Настройка>, в котором в нижнем левом углу содержится десятичный числовой код данного символа, в данном случае 192.

^ Как определить символ по числовому коду.

Запустите любое приложение на платформе Windows&Office, например, Блокнот. С помощью дополнительной цифровой клавиатуры при нажатой клавише {Alt} введите число 0224, отпустите клавишу {Alt}, в документе появится символ а. Повторите процедуру для числовых кодов от 0225 до 0233, в документе появится последовательность из 10 символов (абвгдежзий) в кодировке Windows (CP1251).

С помощью дополнительной цифровой клавиатуры при нажатой клавише {Alt} введите число 224, отпустите клавишу {Alt}, в документе появится символ р. Повторите процедуру для числовых кодов от 225 до 233, в документе появится последовательность из 10 символов (рстуфхцчшщ) в кодировке ^ MS-DOS (CP866).

Двоичное кодирование графической информации представляет собой достаточно сложный процесс, поскольку такая информация весьма разнообразна: от простых чертежей до видеофильмов. Однако любая графическая информация на экране монитора представляется в виде изображения, которое формируется из точек (пикселов). В случае обычного черно-белого изображения (без градаций серого цвета) каждая точка экрана может иметь лишь два состояния — «черная» или «белая», т.е. для хранения ее состояния необходим 1 бит.

Цветные изображения могут иметь различную глубину цвета, определяемую числом бит на точку: 4, 8, 16, 24. Каждый цвет можно рассматривать как возможное состояние точки, и тогда по формуле N=2I может быть вычислено количество цветов, отображаемых на экране монитора.

Размер изображения определяется числом точек по горизонтали и по вертикали. В современных персональных компьютерах (ПК) обычно используются четыре основных размера изображения, или разрешающих способностей экрана: 640 х 480, 800 х 600, 1024 х 768 и 1280x1024 точки.

Графический режим вывода изображения на экран определяется разрешающей способностью экрана и глубиной цвета. Полная информация обо всех точках изображения, хранящаяся в видеопамяти, называется битовой картой изображения.

Для формирования на экране монитора графического изображения любого типа в видеопамяти компьютера должна храниться информация о каждой его точке, глубине ее цвета. Необходимый для этого объем видеопамяти рассчитывается следующим образом:

объем видеопамяти = число точек х глубина цвета.

Например, для графического режима 800x600 точек и глубине цвета 16 бит на точку требуемый объем видеопамяти будет равен 800 х 600 х 16 бит = 7 680 000 бит = 960 000 байт = 937,5 Кбайт.

При компьютерной обработке так называемого «живого видео», т.е. видеоизображения естественных объектов, представляющих собой отдельные кадры, сменяющие друг друга с частотой 25 Гц, производится двоичное кодирование и запоминание в видеопамяти графической информации каждого кадра.

С начала 90-х гг. персональные компьютеры получают широкие возможности для работы со звуковой информацией. Каждый компьютер, имеющий звуковую плату, может сохранять звук в виде файлов и воспроизводить его. С помощью специальных программных средств (редакторов аудиофайлов) открываются широкие возможности по созданию, редактированию и прослушиванию звуковых файлов. В дальнейшем создаются программы распознавания речи и появляется возможность голосового управления компьютером.

^ При двоичном кодировании аналогового звукового сигнала непрерывный сигнал дискретизируется (оцифровывается), т. е. заменяется серией отдельных выборок (см. рис. 2.1).

Качество двоичного кодирования зависит от двух параметров: количества распознаваемых дискретных уровней сигнала и количества выборок в секунду. Различные звуковые карты могут обеспечить как 8-, так и 16-битные выборки. При замене непрерывного звукового сигнала его дискретным представлением в виде ступенек 8-битные карты позволяют закодировать 256 различных уровней дискретизации звукового сигнала, соответственно 16-битные — 65 536 уровней.

Частота дискретизации аналогового звукового сигнала (количество выборок в секунду) также может принимать различные значения (5,5, 11, 22 и 44 кГц). Таким образом, качество звука в дискретной форме может быть очень плохим (качество радиотрансляции) при 8 битах и 5,5 кГц и весьма высоким (качество аудио СD) при 16 битах и 44 кГц.

Можно оценить объем моноаудиофайла с длительностью звучания 1с при среднем качестве звука (16 бит, 22 кГц). Для этого 16 бит на одну выборку необходимо умножить на 22 000 выборок в секунду, что дает в результате 43 Кбайта.

^ Тема 1.2. Общая характеристика и классификация технических средств информатизации.
План:

Технические средства информатизации – аппаратный базис информационных технологий.

Классификация ТСИ.


1. Технические средства информатизации – аппаратный базис информационных технологий.

В процессе своего развития человеческое общество прошло этапы проникновения в тайны материи, научилось управлять различными видами энергии и, наконец, вступило в эпоху информатизации. До середины XIX в., когда доминирующими были процессы сбора и накопления информации, средства информатизации представляли собой перо, чернильницу и бумагу. На смену примитивным средствам информационной техники в конце XIX в. пришли механические: пишущая машинка, телефон, телеграф, что послужило базой для принципиальных изменений в технологии обработки информации. Лишь спустя много лет информационные процессы запоминания и передачи информации были дополнены процессами ее обработки. Это стало возможным с появлением во второй половине XX в. такой информационной техники, как электронные вычислительные машины (ЭВМ), положившие начало информационным технологиям.

Информационные технологии базируются на следующих технических достижениях:

новые средства накопления информации на машиночитаемых носителях (магнитные ленты, кинофильмы, магнитные и лазерные диски и т.п.);

системы дистанционной передачи информации (локальные вычислительные сети, сети передачи данных, телефонная сеть, радиосвязь, спутниковая связь и др.);

автоматизированная обработка информации с помощью компьютера по заданным алгоритмам.

Естественно, что информационные технологии строятся на сочетании аппаратных средств, программных средств и творческой мысли создателей как этих средств, так и компьютерных технологий.

Специалисты называют аппаратные средства компьютерной техники Hardware (скобяные товары или жесткая проволока), а программное обеспечение — Software (мягкая проволока). Сочетание «Hardware&Software», переводимое как «твердый и мягкий», — профессиональный термин. В России программы на профессиональном сленге иногда называют новым словом «софтвер», а компьютер и периферию — «железом». Приоритетность роли программных или аппаратных средств в информационных технологиях не подлежит обсуждению, поскольку без программного обеспечения любой самый совершенный компьютер представляет собой набор электронных плат.

Технические средства информатизации представляют собой совокупность компьютерной техники и ее периферийных устройств — Hardware, обеспечивающих сбор, хранение и переработку информации, и коммуникационной техники (телефон, телеграф, радио, телевидение, спутниковая связь, сети ЭВМ), осуществляющей дистанционную передачу информации.

Создание электронно-вычислительных машин в середине XXв. является одним из самых выдающихся достижений в истории человечества. Постоянное развитие индустрии компьютерной техники и других технических средств информатизации за короткий срок превратилось в один из определяющих факторов научно-технического прогресса. Многие крупные научно-технические проекты современности в области космических исследований, атомной энергетики, экологии не могли бы претворяться в жизнь без применения технических средств информатизации. На протяжении последних десятилетий информационные технологии, базирующиеся на современных технических средствах информатизации, все активней вторгаются в различные сферы человеческой деятельности. Несомненна тесная взаимосвязь совершенствования программного обеспечения, технических средств информатизации и наукоемких технологий, на базе которых они производятся. Разработка нового программного обеспечения требует создания все более совершенных технических средств, что, в свою очередь, стимулирует разработку новых высокопроизводительных и экономичных технологических процессов для производства технических средств информатизации.

^ 2. Классификация ТСИ.

Современные технические средства информатизации в общем случае можно представить в виде информационно-вычислительного комплекса, содержащего собственно компьютер с его основными устройствами, а также дополнительные, или периферийные устройства. Классификация технических средств информатизации дана на рис. 1.1.

К числу основных устройств персонального компьютера, располагающихся в его системном блоке, относят материнскую плату, процессор, видеоадаптер (видеокарту), звуковую карту, средства обработки видеосигнала, оперативную память, TV-тюнер. В системном блоке располагаются также приводы и дисководы для накопителей информации различных типов: на гибких и жестких дисках, компакт-дисках типа CD-ROM, CD-R, CD-RW, DVD.

Все разнообразие функций, выполняемых периферийными устройствами при решении различных задач, можно разделить на несколько групп, как показано на рис. 1.1.

^ Устройства отображения информации служат для обработки видеоинформации и ее представления для визуального восприятия. Это прежде всего мониторы, изготовленные на базе широкого спектра современных технологий. Формирование объемных изображений осуществляется с помощью шлемов виртуальной реальности, 3D-очков и 3D-мониторов различного принципа действия. Для решения задач, связанных с демонстрацией информации на экране для большой аудитории, применяют оверхед-проекторы, жидкокристаллические панели и мультимедийные проекторы. Для обеспечения взаимосвязи между компьютером и устройством отображения информации служит видеоадаптер, выполняющий преобразование цифрового сигнала, циркулирующего внутри ПК, в аналоговые электрические сигналы, подаваемые на монитор. Для компьютерной обработки сигналов таких устройств, как телевизионный тюнер, видеомагнитофон, видеокамера, т. е. преобразования их из аналоговой в цифровую форму, применяют специальные средства обработки видеосигнала, например, видеобластер.

Звуковая и акустическая системы компьютера обеспечивают обработку и воспроизведение аудиоинформации.

^ Устройства ввода информации представляют собой совокупность устройств управления и ввода данных. Эти функции выполняют клавиатура, мышь, джойстик. Для ввода информации в ПК все более широко применяются световое перо, сканер, цифровая камера, дигитайзер. Особым разнообразием конструктивных решений отличаются сканеры. Они бывают планшетные, роликовые, барабанные, проекционные, ручные и многофункциональные.

^ Печатающие устройства (принтеры) служат для вывода на твердые, как правило, бумажные носители текстовой информации. По принципу действия принтеры весьма разнообразны: ударные, струйные, лазерные, светодиодные, термические. Для вывода графической информации в виде чертежей используют плоттеры. Функционирование пишущих блоков плоттеров основано на тех же принципах, что и принтеров, а по конструкции они подразделяются на планшетные и рулонные.

^ Средства телекоммуникаций предназначены для дистанционной передачи информации. К ним относятся пейджеры, радиотелефоны, персональные терминалы для спутниковой связи, обеспечивающие передачу звуковой и текстовой информации. Факсимильные аппараты, осуществляющие процесс дистанционной передачи изображения и текста, подразделяются на термографические, электрографические, струйные, лазерные, фотографические, электрохимические и электромеханические. Модемы в основном используются для обмена информацией между компьютерами через телефонную линию и конструктивно выполняются как внешними, функционирующими автономно, так и внутренними, встраиваемыми в аппаратуру.

Широко распространенными средствами работы с информацией на твердых носителях являются многочисленные устройства копировальной техники: электрографические, термографические, диазографические, фотографические, электронно-графические. Для уничтожения конфиденциальной информации на твердых носителях используются специальные устройства — шреддеры.





Контрольные вопросы:


Что принято за единицу измерения количества информации?

Какие единицы измерения информации вам известны, их соотношение?

Каким образом можно измерить количество информации? Привести формулы, связывающие между собой количество возможных исходов N и количество информации I

Как кодируются символы текста?

Какие существуют кодировки русских букв?

Чем различаются существующие кодировки русских букв?

В чем разница между традиционными 8-битными кодировками и новой кодировкой Unicode?

От каких параметров зависит качество двоичного кодирования звука?

Каким образом производится двоичное кодирование графической информации?

Что входит в состав технических средств информатизации?

Привести классификацию ТСИ.


Упражнения.


Упражнение 1.

1). Какое количество информации получит второй игрок в игре «Угадай число», если первый игрок загадал число: 32, 128?

2). Какое количество информации необходимо для кодирования одной точки изображения при палитре из 16 цветов?

Упражнение 2.

Используя Таблицу символов, запишите последовательность десятичных числовых кодов в кодировке Windows (CP1251) для слова компьютер.

Упражнение 3.

Используя Таблицу символов, а затем Калькулятор, запишите последовательность двоичных числовых кодов в кодировке Windows (СР1251) для слова бит.

Упражнение 4.

Используя Блокнот, определите, какие слова в кодировке Windows (СР1251) заданы последовательностями числовых кодов:

225, 224, 233, 242

11011101,11000010,11001100

Упражнение 5.

Используя Блокнот, определите, какие слова в кодировке MS-DOS (СР866) заданы последовательностями числовых кодов:

161, 160, 169, 226

10011101, 10000010, 10001100

Упражнение 6.

В последнее время начал использоваться графический режим с глубиной цвета 32 бит Определите:

1). Какое количество цветов отображается на экране при этой глубине цвета?

2). Какой объем видеопамяти необходим для реализации данной глубины цвета при различных разрешающих способностях экрана?

Упражнение 7.

1). Какое количество уровней звукового сигнала кодируется в устаревших 8-битных звуковых картах?

2). Рассчитайте объем моноаудиофайла длительностью 10 секунд при 16-битном кодировании и частоте дискретизации 44 Кгц.

^ Раздел 2. Технические характеристики современных компьютеров.


Тема 2.1. Общие сведения об электронных вычислительных машинах (ЭВМ).
План:

Важнейшие этапы истории вычислительной техники.

Устройство и принцип действия ЭВМ.

Классификация ЭВМ.


1. Важнейшие этапы истории вычислительной техники

Создание электронно-вычислительных машин в середине XXв. по праву относят к числу самых выдающихся достижений в истории человечества. Вычислительная техника расширила интеллектуальные возможности человека и превратилась в один из решающих факторов научно-технического прогресса. При этом ее развитие неразрывно связано с развитием техники и технологии в ряде промышленных отраслей.

История использования механических и полуавтоматических средств для арифметических операций насчитывает не одно тысячелетие. Первые вычислительные устройства были созданы еще в Древней Греции. В 1642 г. французский математик Блез Паскаль (1623— 1662) создал механический арифмометр, позволявший выполнять четыре арифметических действия. Немецкий философ и математик Готфрид Вильгельм фон Лейбниц (1646—1716) изобрел механическую счетную машину, выполняющую сложение и умножение. Англичанин Чарльз Бэббидж (1792—1871) разработал концепцию вычислительной машины с гибкой схемой программирования и запоминающим устройством. Программы вводились с помощью перфокарт — карточек из плотного материала, на которых информация представлялась в виде комбинации отверстий и хранилась в «складе» (памяти) в виде исходных данных и промежуточных результатов.

Наиболее стремительным и последовательным развитием и внедрением вычислительных устройств ознаменовалась первая половина XX в. Возможность создания универсальной вычислительной машины обосновал английский математик Алан Мати-сон Тьюринг (1912—1954).

В 1943 г. американец Говард Эйкен на основе уже созданных к этому времени электромеханических реле сконструировал и изготовил на одном из предприятий фирмы IBM вычислительную машину, названную «Марк-1».

Применение электронных ламп при создании первых вычислительных машин способствовало прогрессу в этой области. В 1946 г. в США группой специалистов под руководством Джона Мочли и Преспера Экерта была создана первая вычислительная машина на основе электронных ламп, названная ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer — электронный числовой интегратор и вычислитель) и предназначенная для баллистических расчетов. Для выполнения других вычислений требовалось практически заново перестраивать машину.

В 1949 г. был создан компьютер, в котором нашли воплощение принципы построения логической схемы вычислительной машины выдающегося математика Джона фон Неймана (1903—1957). Эта машина использовала гибкую запоминаемую программу, которую можно было изменять, не перестраивая всей машины.

Компьютеры на электронных лампах были громоздкими и стоили очень дорого, поэтому были доступны только крупным компаниям и учреждениям.

Изобретение в 1948 г. транзисторов, заменивших в компьютерах электронные лампы, развитие технологии их массового производства способствовали во второй половине 1950-х гг. существенному усовершенствованию, уменьшению размеров компьютеров и снижению их стоимости. Если компьютеры на электронных лампах занимали целые залы, то первый мини-компьютер, выпущенный фирмой Digital Equipment в 1965 г., был размером всего лишь с холодильник.

Следующий шаг по пути миниатюризации и совершенствования компьютеров был связан с изобретением интегральных схем. В 1959 г. Роберт Нойс, впоследствии основатель фирмы Intel, предложил создавать на одной пластине как сами транзисторы, так и все соединения между ними, так называемые интегральные схемы, или чипы. Первый компьютер на интегральных схемах выпустила в 1968 г. фирма Burroughs. В 1970 г. конструкторы фирмы Intel создали интегральную схему, аналогичную по своим функциям центральному процессору большой ЭВМ. Первый микропроцессор был способен одновременно обрабатывать только 4 бита информации. Но уже в 1973 г. был выпущен 8-битовый микропроцессор Intel-