Тема 1. Апаратне забезпечення сучасного персонального комп’ютера
Основні поняття інформатики та обробки інформації. Інформація і дані.
Основні властивості інформації. Інформатика як наука про властивості інформації та
засоби її збирання, збереження та перетворення. Схема передачі інформації.
Кількість інформації, одиниці її вимірювання. Історія розвитку комп'ютерної
техніки. Логічна схема комп’ютера. Структура персонального комп’ютера.
Внутрішня пам'ять. Центральний мікропроцесор. Дисплей. Клавіатура. Зовнішня
пам'ять. Пристрої друкування. Матричні принтери (струминні принтери, лазерні
принтери). Ручні маніпулятори, сканери. Мультимедіа - обладнання і зв’язки між
пристроями комп’ютера. Адаптери: відеоадаптер; контролер дисків; контролер
вводу-виводу або адаптер портів. Клавіатура.
Інформаційне суспільство та інформаційні системи
На межі XX–XXI століть у світі відбулися глибокі соціальні й технологічні зміни, які привели до формування інформаційного суспільства. Інформаційне суспільство — це така стадія розвитку цивілізації, у якій інформація та знання стають основним ресурсом розвитку, а інформаційні технології — ключовим інструментом діяльності людини.
В умовах інформаційного суспільства зростає роль обробки, зберігання, передавання та використання інформації. Рівень розвитку суспільства визначається доступністю достовірної інформації, рівнем інформатизації та здатністю ефективно використовувати інтелектуальний потенціал людей.
Інформатизація суспільства — це глобальний процес якісного перетворення інформаційного середовища, що охоплює соціальні, економічні, технологічні, політичні та культурні сфери. Основною метою інформатизації є підвищення ефективності діяльності людини та суспільства за рахунок широкого використання комп’ютерної техніки й засобів інформаційного обміну.
Поняття інформації
Термін «інформація» походить від латинського informatio і означає пояснення, повідомлення або викладення відомостей. У загальному розумінні інформація — це сукупність даних про об’єкти, події, процеси та явища, які мають певне значення для людини.
Інформація проявляється через основні процеси: зберігання, передавання та обробку. Зберігання інформації можливе лише за наявності носія. Передавання інформації передбачає наявність джерела, приймача та каналу зв’язку. Обробка інформації полягає у виконанні алгоритмів, у результаті яких зростає її цінність для користувача.
Інформація переходить у знання тоді, коли вона усвідомлена людиною та може бути використана у практичній діяльності. Саме знання є основою прийняття рішень.
Інформаційні ресурси
Інформаційні ресурси — це сукупність знань, даних і відомостей, отриманих у процесі наукової та практичної діяльності, які можуть бути використані для підвищення ефективності роботи людини, організації або суспільства в цілому.
У сучасному світі інформація розглядається як один із найважливіших ресурсів розвитку нарівні з матеріальними, фінансовими та трудовими ресурсами.
Інформаційні системи
Обробка інформації є необхідною умовою функціонування будь-якої соціально-економічної системи. Систему, що забезпечує збір, зберігання, обробку та передавання інформації, називають інформаційною системою.
Основними функціями інформаційних систем є прогнозування, планування, облік, аналіз, контроль і підтримка управлінських рішень.
Інформаційна система — це сукупність потоків інформації, технічних засобів, програмного забезпечення та персоналу, які забезпечують отримання та використання інформації для управління діяльністю організації.
Сучасні інформаційні системи, як правило, створюються на основі комп’ютерної техніки, але можуть існувати й без неї. Комп’ютер у цьому випадку є технічним інструментом, а не самою інформаційною системою.
Автоматизовані інформаційні системи
Автоматизована інформаційна система — це інформаційна система, у якій обробка даних і прийняття управлінських рішень здійснюються з використанням комп’ютерної техніки та спеціального програмного забезпечення.
До складу автоматизованої інформаційної системи входять:
інформаційні ресурси
технічні засоби
програмне забезпечення
методи обробки інформації
фахівці, які працюють із системою
Жодна інформаційна система не може функціонувати без участі людини, оскільки саме людина визначає цілі, аналізує результати та приймає рішення.
Технології та інформаційні технології
Технологія — це сукупність методів, способів і прийомів виконання певної діяльності з метою отримання результату. Інформаційні технології — це методи та засоби збору, зберігання, обробки, передавання та використання інформації з використанням комп’ютерної техніки.
Інтелектуальні інформаційні технології орієнтовані на роботу зі знаннями та підтримку складних процесів аналізу й прийняття рішень.
Дані, бази даних і знання
Дані — це формалізована інформація, подана у вигляді, зручному для зберігання та обробки автоматичними засобами.
База даних — це впорядкована сукупність взаємопов’язаних даних, організованих за певною структурою.
Система управління базами даних — це програмні засоби, що забезпечують створення, зберігання, пошук і обробку даних.
Знання — це сукупність фактів, закономірностей і правил, що відображають рівень поінформованості про певну предметну область.
База знань — це організована сукупність знань, призначена для їх збереження та використання в інформаційних системах.
Архітектура і структура комп’ютера
Під час розгляду комп’ютерної техніки розрізняють архітектуру та структуру комп’ютера. Архітектура комп’ютера визначає принципи його роботи, систему команд, організацію пам’яті та взаємодію основних пристроїв.
Класичною є архітектура фон Неймана, яка включає пристрій керування, арифметико-логічний пристрій, пам’ять та пристрої введення і виведення інформації.
Структура персонального комп’ютера — це сукупність його функціональних елементів і зв’язків між ними. До основних компонентів належать центральний процесор, внутрішня та зовнішня пам’ять, а також пристрої введення і виведення інформації.
Комп’ютерна техніка та апаратно-програмні комплекси
Комп’ютерна техніка включає як апаратне, так і програмне забезпечення, що разом утворюють єдиний апаратно-програмний комплекс. Такий комплекс забезпечує автоматизацію виконання завдань і функціонування інформаційних систем.
До комп’ютерної техніки належать:
персональні комп’ютери та ноутбуки
сервери, мейнфрейми, суперкомп’ютери
периферійні пристрої
мережеве обладнання
Історія розвитку комп’ютерної техніки. Логічна схема комп’ютера. Структура персонального комп’ютера
Історія розвитку комп’ютерної техніки починається задовго до появи сучасних електронних пристроїв. Перші обчислювальні засоби були механічними. Люди використовували абак, рахівниці, а згодом механічні обчислювальні машини, які могли виконувати прості арифметичні дії.
У XX столітті з’явилися перші електронні комп’ютери. Вони були дуже великими за розмірами, займали цілі зали, споживали багато електроенергії та вимагали спеціального обслуговування. Перші комп’ютери працювали на електронних лампах, пізніше — на транзисторах, а згодом — на інтегральних схемах.
Наступним етапом стало створення мікропроцесорів, що дозволило значно зменшити розміри комп’ютерів і зробити їх доступними для широкого кола користувачів. Так з’явилися персональні комп’ютери, які сьогодні використовуються в навчанні, роботі, медицині, науці та побуті.
Логічна схема комп’ютера показує, як організована обробка інформації. Будь-який комп’ютер виконує чотири основні функції: введення даних, обробку даних, зберігання даних та виведення результатів. Всі ці процеси відбуваються за чіткою логічною послідовністю та під керуванням центрального процесора.
Структура персонального комп’ютера складається з кількох основних компонентів. До них належать центральний мікропроцесор, внутрішня пам’ять, зовнішня пам’ять, пристрої введення та виведення інформації, а також допоміжні пристрої та адаптери.
Центральний мікропроцесор є «мозком» комп’ютера. Він виконує всі обчислення, керує роботою інших пристроїв і забезпечує виконання програм. Процесор обробляє команди послідовно з великою швидкістю та координує обмін даними між пам’яттю і периферійними пристроями.
Внутрішня пам’ять призначена для тимчасового зберігання даних і програм, з якими комп’ютер працює в даний момент. Вона включає оперативну пам’ять та постійну пам’ять. Оперативна пам’ять зберігає інформацію лише під час роботи комп’ютера і очищується після його вимкнення. Постійна пам’ять містить базові програми, необхідні для запуску комп’ютера.
Зовнішня пам’ять використовується для довготривалого зберігання інформації. До неї належать жорсткі диски, твердотільні накопичувачі, флеш-накопичувачі, карти пам’яті та оптичні диски. Дані, збережені у зовнішній пам’яті, не зникають після вимкнення комп’ютера.
Дисплей є основним пристроєм виведення інформації. Він відображає текст, графіку, відео та результати роботи програм. Сучасні дисплеї забезпечують високу роздільну здатність і комфортну роботу користувача.
Клавіатура належить до основних пристроїв введення інформації. За її допомогою користувач вводить текст, числа та керуючі команди. Клавіатура складається з алфавітно-цифрових клавіш, функціональних клавіш та службових кнопок.
До ручних маніпуляторів належать пристрої, які дозволяють керувати курсором на екрані. Найпоширенішим з них є миша. Також використовуються сенсорні панелі, трекболи та стилуси.
Сканери призначені для введення графічної інформації. Вони перетворюють зображення з паперових носіїв у цифровий вигляд, який може оброблятися комп’ютером.
Пристрої друкування використовуються для виведення інформації на папір. Існує кілька основних типів принтерів. Матричні принтери формують зображення за допомогою ударів голок по фарбувальній стрічці. Струминні принтери розпилюють чорнило на папір, забезпечуючи якісний кольоровий друк. Лазерні принтери використовують лазер та тонер, що дозволяє отримувати чіткі та швидкі відбитки.
Мультимедійне обладнання забезпечує роботу зі звуком і відео. До нього належать звукові карти, колонки, навушники, мікрофони, вебкамери. Всі ці пристрої взаємодіють між собою через внутрішні та зовнішні з’єднання комп’ютера.
Для обміну даними між пристроями використовуються адаптери та контролери. Відеоадаптер відповідає за обробку графічної інформації та її виведення на дисплей. Контролер дисків керує роботою накопичувачів даних. Контролер вводу-виводу або адаптер портів забезпечує зв’язок комп’ютера з периферійними пристроями, такими як клавіатура, миша, принтер чи сканер.
Усі компоненти комп’ютера працюють узгоджено, утворюючи єдину систему, яка забезпечує введення, обробку, зберігання та виведення інформації.