Функции компьютера. Компьютер – универсальная машина для работы с информацией Как устроен компьютер §2. С помощью чего компьютер получает информацию

Виды информации, обрабатываемые компьютером (числовая, символьная, графическая, звуковая).

Как мы хорошо знаем, вычислительная техника первоначально возникла как средство автоматизации вычислений, о чем совершенно недвусмысленно говорит название ЭВМ. Следующим видом обрабатываемой информации стала текстовая. Сначала тексты просто поясняли труднообозримые столбики цифр, но затем машины все более и более существенным образом стали преобразовывать текстовую информацию. Обязательной частью программного обеспечения стал текстовой редактор. Естественно, что оформление текстов достаточно быстро вызвали у людей стремление дополнить их графиками и рисунками. Делались попытки частично решить эти проблемы в рамках символьного подхода: вводились специальные символы для рисования таблиц и диаграммам.

Целые числа. Как мы уже знаем, этот тип информации является дискретным и преобразуется для хранения в компьютере довольно просто: достаточно перевести число в двоичную систему счисления.

Символы. Это еще одна дискретная величина, поскольку компьютер оперирует с определенным ограниченным набором символов. Такой набор вполне можно назвать алфавитом машины, а в алфавите все символы имеют свои фиксированные позиции. Отсюда основная идея хранения символов в памяти ЭВМ состоит в замене каждого из них номером в алфавите, т.е. числом.

Графика. Любое графическое изображение состоит из отдельных точек, называемых пикселями. Отсюда становится понятным, что сохранить изображение фактически означает сохранить цвета его пикселей. Если принять конечное (ограниченное) число цветов, то информация немедленно становится дискретной и решение задачи сохранения графики становится похожей на только что рассмотренную задачу сохранения текста. Нужно каким-либо образом пронумеровать все цвета (создать своеобразный "алфавит цветов"), после чего достаточно просто сохранять номера цветов.

Как и для символов, помимо описанного выше "поточечного" (растрового) хранения изображения, существует еще и векторный метод. Для него сохраняется не полная матрица пикселей, а программа его рисования

Звук. Звуковая информация также является величиной непрерывной, и, следовательно, для ввода в ЭВМ нуждается в дискретизации. Причем дискретизация должна производится как по времени, так и по величине интенсивности звука. Первый процесс означает, что замеры интенсивности должны производится не непрерывно, а через определенные промежутки времени, а второй - что интенсивность звука, которая в природе может принимать какие угодно значения, должна быть "подтянута" ("округлена") к ближайшему из стандартного набора фиксированных значений. При такой процедуре мы снова получаем последовательность целых чисел, которые и сохраняются в памяти ЭВМ. Таким образом, и в случае звука информацию удается описать определенным образом сформированной последовательностью чисел, что автоматически решает проблему кодирования.

Не нуждаются в дискретизации целые числа и символы, а вещественные числа, графическая и звуковая информация для ввода в компьютер требуют определенных процедурах ввода, которые преобразуют эти виды информации в дискретную форму.

Информация любого вида хранится в компьютере в двоичном виде.

Процесс кодирования любого вида информации фактически представляет собой его преобразование тем или иным способом в числовую форму.

В памяти машины не существует принципиального различия между закодированной информацией различных типов. Над всеми видами данных, включая дополнительно и саму программу, процессор способен производить арифметические, логические и прочие операции, которые содержатся в системе его команд.

Вот мы уже познакомились с устройством компьютера… Но так и не поняли главного – как именно он работает? На каком языке общается с человеком? Как удается ему понимать и обрабатывать столько разной информации – текст, картинки, звуки?

Человеку это удается просто – мы даже не задумываемся, как именно наш мозг справляется со всеми этими видами информации. Но ведь компьютер – не человек. Ни глаз, ни ушей у него нет, нет и мозга – в привычном нам значении этого слова. Думать, рассуждать компьютер не может. А значит, нужно как-то переводить все информацию, которую мы «скармливаем» нашему компьютеру, на понятный ему язык.

А понимает компьютер только один язык – цифровой! А в его азбуке нет букв – одни цифры – не зря же компьютерный язык называют еще и «цифровым». Да и цифр немного – всего две: 0 и 1.

Хорошая азбука, что и говорить! Такую даже первоклассник выучит за секунду… Да только мала - много ли слов составишь из ее «букв»?

Немного. Но для компьютера - вполне достаточно. «Слова» эти, в отличие от человеческого языка, одинаковы по длине, в каждом из них - ровно восемь знаков. И выглядят эти «слова» вот так:
10101000 10001111 10000110

Такая система счета называется «двоичной» - именно потому, что основана она всего на двух цифрах. Но благодаря ей можно описать все, что угодно: каждое двоичное «слово» может обозначать не только цифры, но и буквы…

Вот в бесконечный ряд этих «слов» и превращается вся информация, которая поступает в компьютер. И именно в таком виде она хранится и обрабатывается - а затем, когда это нужно человеку, снова превращается в привычные звуки, буквы, картинки…

Почему был выбран именно такой, не самый удобный и практичный «алфавит»? Причина проста: ведь вся информация в компьютере переносится электрическим током - точно так же, как кровь разносит кислород по всему нашему телу. А какой самый простой способ заставить ток передавать информацию? Либо дать ему доступ к какому-то важному участку, либо нет. Если сигнал есть - мы получаем единицу. Нет тока - понятное дело, перед нами ноль. Если бы мы захотели заложить в компьютерный алфавит большее количество сигналов, нам пришлось бы проделывать с электрическим током более сложные операции - например, постоянно менять напряжение. А так все удобно и просто - либо сигнал есть, либо его нет!

Конечно, двоичные числа иногда кажутся громоздкими – например, число 254 в двоичной системе выглядит так:
11111110

Но это только кажется. И вот тебе очень простой, но впечатляющий фокус для ваших знакомых. Как ты думаешь, сколько числе можно показывать с помощью пальцев рук? Тебе кажется – десять? А вот и не угадали: в двоичной системе с помощью десяти пальцев ты сможешь показать 1024 числа – любое число от 0 до 1023!
0 на двоичном языке – это 0000000000
1023 – 1111111111

Нетрудно догадаться, что двоичный «ноль» будет соответствовать согнутому пальцу, а единица-разогнутому!

Точно так же ты сможешь доказать, что число 4 и 100 – это одно и то же. И это правда – если число 4 принадлежит к нашей, десятичной системе, а 100 – к двоичной.

Почти в каждом доме есть компьютер и даже не один, а несколько. Но мало кто понимает, как компьютер обрабатывает информацию и понимает нас. Если вы недавно закончили школу или еще учитесь, то на уроках информатики наверняка проходили эту тему, а вот более старшее поколение этого наверняка не знает и даже не задумывается о том, что «разговаривает» с компьютером на языке цифр в двоичной системе исчисления.

Вся цифровая информация передается в битах. Бит – это единица информации, которую понимает компьютер. Все, что мы делаем на компьютере переводится в специальный двоичный код , который состоит из 0 и 1. Если есть сигнал, то это 1, если сигнала нет, то это 0. Для компьютера это не числа, а сигналы. Есть сигнал, нет сигнала. Любую цифру компьютер понимает по своему – в двоичной системе.

0 — 0 (ноль)

1 — 1 (один)

2 — 10 (один-ноль) (одна единица второго разряда)

3 — 11 (один-один)

4 — 100 (один-ноль-ноль) (одна единица третьего разряда

5 — 101 (один-ноль-один)

6 — 110 (один-один-ноль)

7 — 111 (один-один-один)

8 — 1000 (один-ноль-ноль-ноль) (одна единица четвертого разряда)

9 — 1001 (один-ноль-ноль-один)

10 – 1010 (один-ноль-один-ноль)

Если вы хотите понять язык компьютера, необходимо изучить двоичную систему исчисления.

Нули и единицы в компьютере называют битами , а группы из восьми битов называют байтами .

В один байт можно записать число от 0 до 255.

В двух байтах можно записать число от 0 до 65535.

В трех байтах можно записать число от 0 до 16 миллионов.

Например,

число 2000 = 00000111 11010000

записывается в двух байтах, по 8 битов в каждом.

С числами более-менее понятно, а как же компьютер понимает текст?

Любые буквы компьютер переводит в числа. Превратив букву в число, компьютер превращает число в сигналы и записывает их, как и числа, — битами, из которых собираются байты:

А – 192 – 11000000

Б – 193 — 11000001

В – 194 – 11000010

Г – 195 — 11000011

Полная таблица кодов русского алфавита Ascii

Нажимая на клавишу клавиатуры вы даете компьютеру сигнал в двоичной системе исчисления, (каждой клавише соответствует свой код). Он понимает ее и при помощи специальной программы переводит этот сигнал в понятный для нас символ и выводит его на монитор. Грубо говоря, получается, что клавиатура служит переводчиком между нами и компьютером.

Тоже самое происходит и с графической информацией. Для того, чтобы сохранить картинку и работать с ней на компьютере, ее необходимо превратить в сигналы, т.е. оцифровать . Для этой цели можно воспользоваться или цифровым фотоаппаратом или видеокамерой.

Каждая точка имеет свой код:

Черная точка: 0, 0, 0;

Белая точка: 255, 255, 255;

Коричневая: 153, 102, 51;

И т. д. У каждого цвета – свой шифр (цветовой код).

Таблица
соответствия цветов их шестнадцатиричным
RGB-составляющим .

Русское название	In English	Код / Сode
Белоснежный	Snow	FFFAFA
Призрачно-белый	Ghostwhite	F8F8FF
Белый-антик	Antique White	FAEBD7
Кремовый	Cream	FFFBF0
Персиковый	Peachpuff	FFDAB9
Белый-навахо	Navajo White	FFDEAD
Шелковый оттенок	Cornsilk	FFF8DC
Слоновая кость	Ivory	FFFFF0
Лимонный	Lemon Chiffon	FFFACD
Морская раковина	Seashell	FFF5EE
Медовый	Honeydew	F0FFF0
Лазурный	Azure	F0FFFF
Бледно-лиловый	Lavender	E6E6FA
Голубой с красным отливом	Lavender Blush	FFF0F5
Тускло-розовый	Misty Rose	FFE4E1
Белый	White (*)	FFFFFF
Черный	Black (*)	000000
Тускло-серый	Dim Gray	696969
Синевато-серый	Slate Gray	708090
Грифельно-серый	Light Slate Gray	778899
Серый	Gray	BEBEBE
Светло-серый	Light Gray	C0C0C0
Серый нейтральный	Medium Gray	A0A0A4
Темно-серый	Dark Gray	808080
Полуночно-синий	Midnight Blue	191970
Темно-синий	Navy (*), Dark Blue	000080
Васильковый	Cornflower	6495ED
Грифельно-синий	Slate Blue	6A5ACD
Светлый грифельно-синий	Light Slate Blue	8470FF
Голубой королевский	Royal Blue	4169E1
Синий	Blue	0000FF
Небесно-голубой	Sky Blue	87CEEB
Небесно-голубой светлый	Light Sky Blue	87CEFA
Синий со стальным оттенком	Steel Blue	4682B4
Голубой со стальным оттенком	Light Steel Blue	B0C4DE
Светло-синий	Light Blue	A6CAF0
Синий с пороховым оттенком	Powder Blue	B0E0E6
Бледно-бирюзовый	Pale Turquoise	AFEEEE
Бирюзовый	Turquoise	40E0D0
Зеленовато-голубой	Cyan (*)	00FFFF
Светлый циан	Light Cyan	E0FFFF
Темный циан	Dark Cyan	008080
Серо-синий	Cadet Blue	5F9EA0
Аквамарин	Aquamarine	7FFFD4
Цвет морской волны	Seagreen	54FF9F
Цвет морской волны, светлый	Light Seagreen	20B2AA
Бледно-зеленый	Pale Green	98FB98
Весенне-зеленый	Spring Green	00FF7F
Зеленая лужайка	Lawn Green	7CFC00
Зеленый	Green (*)	00FF00
Средне-зеленый	Medium Green	C0DCC0
Темно-зеленый	Dark Green	008000
Зеленовато-желтый	Chartreuse	7FFF00
Зелено-желтый	Green Yellow	ADFF2F
Лимонно-зеленый	Lime Green	32CD32
Желто-зеленый	Yellow Green	9ACD32
Зеленый лесной	Forest Green	228B22
Хаки	Forest Green	F0E68C
Бледно-золотистый	Pale Goldenrod	EEE8AA
Светло-желтый золотистый	Light Goldenrod Yellow	FAFAD2
Светло-желтый	Light Yellow	FFFFE0
Желтый	Yellow (*)	FFFF00
Темно-желтый	Dark Yellow	808000
Золотой	Gold	FFD700
Светло-золотистый	Light Goldenrod	FFEC8B
Золотистый	Goldenrod	DAA520
Желтоватый	Burly Wood	DEB887
Розово-коричневый	Rosy Brown	BC8F8F
Кожано-коричневый	Saddle Brown	8B4513
Охра	Sienna	A0522D
Бежевый	Beige	F5F5DC
Пшеничный	Wheat	F5DEB3
Рыжевато-коричневый	Tan	D2B48C
Шоколадный	Chocolate	D2691E
Кирпичный	Firebrick	B22222
Коричневый	Brown	A52A2A
Сомон	Salmon	FA8072
Светлый сомон	Light Salmon	FFA07A
Оранжевый	Orange	FFA500
Коралловый	Coral	FF7F50
Коралловый светлый	Light Coral	F08080
Оранжево-красный	Orange Red	FF4500
Красный	Red (*)	FF0000
Темно-красный	Dark Red	800000
Теплый розовый	Hot Pink	FF69B4
Розовый	Pink	FFC0CB
Светло-розовый	Light Pink	FFB6C1
Красно-фиолетовый бледный	Pale Violet Red	DB7093
Темно-бордовый	Maroon (*)	B03060
Красно-фиолетовый	Violet Red	D02090
Фуксин	Magenta (*)	FF00FF
Фуксин темный	Dark Magenta	800080
Фиолетовый	Violet	EE82EE
Темно-фиолетовый	Plum	DDA0DD
Орсель	Orchid	DA70D6
Фиолетово-синий	Blue Violet	8A2BE2
Пурпурный	Purple	A020F0

Если каждый цвет передавать тремя байтами, то можно зашифровать более 16 миллионов цветов.

Звук и видеоинформация тоже оцифровывается, и переводится в биты и байты. Для этого служит .

Вот таким образом компьютер понимает нас и обрабатывает всю информация. Весь мир вокруг состоит из цифр и сигналов.

Для успешного «общения» с компьютером вредно воспринимать его как черный ящик, который вот-вот выдаст что-то неожиданное. Чтобы понимать реакцию компьютера на Ваши действия, нужно знать как он устроен и как работает .

В этом IT-уроке узнаем, как работает большинство вычислительных устройств (к которым относятся не только персональные компьютеры).

Что обрабатывает всю информацию в компьютере

Основная задача компьютера – обрабатывать информацию , то есть выполнять вычисления. Большую часть вычислений выполняет специальное устройство – . Это сложная микросхема, содержащая сотни миллионов элементов (транзисторов).

Что в данный момент времени делать процессору говорит программа, она указывает, какие данные необходимо обработать и что с ними нужно сделать.

Программы и данные загружаются с накопителя (жесткого диска).

Но жесткий диск – относительно медленное устройство , и если бы процессор ждал, пока будет считываться информация, а потом записываться после обработки обратно, то он бы долго оставался без дела.

Не оставим процессор без дела

Поэтому между процессором и жестким диском установили более быстрое запоминающее устройство – (оперативное запоминающее устройство, ОЗУ). Это небольшая печатная плата, на которой находятся быстрые микросхемы памяти.

В оперативную память заранее считываются с жёсткого диска все необходимые программы и данные. Во время работы процессор обращается к оперативной памяти , считывает команды программы, которая говорит какие данные нужно взять и как именно их обработать.

При выключении компьютера содержимое оперативной памяти не сохраняется в ней (в отличие от жесткого диска).

Процесс обработки информации

Итак, теперь мы знаем, какие устройства участвуют в обработке информации. Посмотрим теперь на весь процесс вычислений.

Когда компьютер выключен, все программы и данные хранятся на жестком диске. При включении компьютера и запуске программы , происходит следующее:

Ввод и вывод информации

Чтобы компьютер получил информацию для обработки, её нужно ввести. Для этого используются устройства ввода данных :

• Клавиатура (с помощью неё мы вводим текст и управляем компьютером);
• Мышь (с помощью мыши мы управляем компьютером);
• Сканер (заносим изображение в компьютер);
• Микрофон (записываем звук) и т.д.

Для вывода результата обработки информации используются устройства вывода данных :

• Монитор (выводим изображение на экран);
• Принтер (выводим текст и изображение на бумагу);
• Акустические системы или «колонки» (слушаем звуки и музыку);

Кроме того, мы можем вводить и выводить данные на другие устройства с помощью:

• Внешних накопителей (с них мы копируем уже имеющиеся данные в компьютер):
  • флэшка,
  • компакт-диск (CD или DVD),
  • переносной жесткий диск,
  • дискета;

• Компьютерной сети (получаем данные с других компьютеров через Интернет или городскую сеть).

Если в нашу схему добавить устройства ввода-вывода, то получится вот такая диаграмма:

То есть компьютер работает с ноликами и единичками , а когда информация поступает на устройство вывода, она переводится в привычные нам образы (изображение, звук).

Подводим итог

Итак, сегодня мы вместе с сайтом узнали, как работает компьютер . Если кратко, то компьютер получает данные с устройств ввода (клавиатура, мышь и т.д.), заносит их на жесткий диск, затем передает в оперативную память и обрабатывает с помощью процессора. Результат обработки возвращается сначала в оперативную память, затем либо на жесткий диск, либо сразу на устройства вывода (например, монитор).

Если появились вопросы, можно задать их в комментариях к этой статье.

Обо всех перечисленных в сегодняшнем уроке устройствах Вы можете узнать подробнее из последующих уроков на сайте IT-уроки. Чтобы не пропустить новые уроки – подпишитесь на новости сайта .

Копирование запрещено

Напомню, что на сайте IT-уроки есть постоянно обновляемые справочники:

Видео-дополнение

Сегодня небольшое познавательное видео о производстве процессоров.

P.S. В следующем уроке – Внешнее устройство компьютера , описание внешних разъемов, индикаторов и кнопок. Не пропустите!

Универсальный – значит пригодный для многих целей, выполняющий разнообразные функции. Давайте вспомним Компьютер – универсальная машина для работы с информацией в самых разных видах человеческой деятельности. !! Обработка информации Передача информации Хранение информации

Наука информатика занимается изучением всевозможных способов передачи, хранения и обработки информации. Давайте вспомним Данными называют самую разнообразную информацию, представленную в форме, пригодной для обработки компьютером. Компьютер обрабатывает данные по заданным программам. !!

Аппаратное обеспечение ПК Основные устройства Системный блок Монитор Клавиатура Дополнительные устройства Устройства ввода Устройства вывода Устройства хранения Устройства передачи Минимально необходимый комплект для работы пользователя Расширяет возможности пользователя Устройства ПК Компьютер (вычислитель) – электронная машина для работы с информацией

Главным в компьютере является системный блок, включающий в себя процессор, оперативную память, жёсткий диск, блок питания и другие составляющие. Как устроен компьютер ПроцессорПроцессор Долговременная память память (жесткий диск) Долговременная память память (жесткий диск) Оперативная память Блок питания Другие составляющие

НЖМД (винчестер) НГМД CD и DVD-ROM CD и DVD-RW Флэш-память Съемные диски Карты памяти Устройства памяти и обработки ВНУТРЕННЯЯВНЕШНЯЯ долговременная Оперативная память (ОЗУ - RAM) Постоянная память (ПЗУ - ROM) Кэш-память ОБРАБОТКА Процессор Память состоит из ячеек одинакового размера (1 байт = 8 бит). Каждая ячейка памяти имеет свой уникальный адрес.

Самое главное Изучением всевозможных способов передачи, хранения и обработки информации занимается наука информатика. Хранить, обрабатывать и передавать информацию человеку помогает компьютер универсальная машина для работы с информацией. В аппаратном обеспечении компьютера различают устройства ввода, обработки, хранения и вывода информации. Устройства ввода информации это клавиатура, мышь, сканер, микрофон и др. Устройство обработки информации процессор. Устройства хранения информации оперативная память, внешняя память на жёстких дисках. Устройства вывода информации монитор, принтер, акустические колонки.

Информация Сведения об интересующем нас предмете Компьютер Универсальное програмноуправляемое устройство для обработки информации Процессор Устройство, предназначенное для вычислений, обработки информации и управления работой компьютера Оперативная память Информация в этой памяти находится только во время работы компьютера Жесткий диск Используется для длительного хранения информации Клавиатура Устройство для ввода информации путем нажатия клавиш Монитор Устройство визуального отображения информации Мышь Устройство для быстрого перемещения по экрану и выбора нужной информации Принтер Устройство для печати информации на бумаге Данные Информация, представленная в форме, пригодной для обработки компьютером Аппаратное обеспечение Совокупность всех устройств компьютера Вопросы и задания?? 15 стр. 14

Найдите и зачеркните «лишнее» устройство в каждой группе. Вопросы и задания?? Графопостроитель Джойстик Принтер Монитор Графопостроитель Джойстик Принтер Монитор Сканер Клавиатура Монитор Микрофон Сканер Клавиатура Монитор Микрофон Клавиатура Мышь Сканер Акустические колонки Клавиатура Мышь Сканер Акустические колонки Принтер Монитор Сканер Наушники Принтер Монитор Сканер Наушники Проверка 17 стр. 15