Функції комп'ютера. Комп'ютер – універсальна машина для роботи з інформацією Як комп'ютер влаштований §2. За допомогою чого комп'ютер отримує інформацію

Види інформації, що обробляються комп'ютером (числова, символьна, графічна, звукова).

Як ми добре знаємо, обчислювальна техніка спочатку виникла як автоматизації обчислень, про що зовсім недвозначно говорить назву ЕОМ. Наступним видом оброблюваної інформації стала текстова. Спочатку тексти просто пояснювали важкооглядні стовпчики цифр, але потім машини все більш і більш істотно стали перетворювати текстову інформацію. Обов'язковою частиною програмного забезпечення став текстовий редактор. Природно, що оформлення текстів досить швидко викликало у людей прагнення доповнити їх графіками та малюнками. Робилися спроби частково вирішити ці проблеми в рамках символьного підходу: запроваджувалися спеціальні символи для малювання таблиць та діаграм.

Цілі числа. Як ми вже знаємо, цей тип інформації є дискретним і перетворюється на зберігання в комп'ютері досить просто: достатньо перевести число в двійкову систему числення.

Символи. Це ще одна дискретна величина, оскільки комп'ютер оперує з певним обмеженим набором символів. Такий набір цілком можна назвати алфавітом машини, а в алфавіті всі символи мають фіксовані позиції. Звідси основна ідея збереження символів у пам'яті ЕОМ полягає у заміні кожного їх номером в алфавіті, тобто. числом.

графіка. Будь-яке графічне зображення складається з окремих точок, які називаються пікселями. Звідси стає зрозуміло, що зберегти зображення фактично означає зберегти кольори його пікселів. Якщо прийняти кінцеве (обмежену) кількість кольорів, то інформація негайно стає дискретною і вирішення завдання збереження графіки стає схожою на щойно розглянуте завдання збереження тексту. Потрібно якось пронумерувати всі кольори (створити своєрідний "алфавіт кольорів"), після чого досить просто зберігати номери кольорів.

Як і символів, крім описаного вище "поточечного" (растрового) зберігання зображення, існує ще й векторний метод. Він зберігається не повна матриця пікселів, а програма його малювання

Звук. Звукова інформація також є безперервною величиною, і, отже, для введення в ЕОМ потребує дискретизації. Причому дискретизація повинна проводитися як у часі, і за величиною інтенсивності звуку. Перший процес означає, що виміри інтенсивності повинні проводитися не безперервно, а через певні проміжки часу, а другий - що інтенсивність звуку, яка в природі може приймати будь-які значення, повинна бути "підтягнута" ("округлена") до найближчого зі стандартного набору фіксованих значень. При такій процедурі ми знову отримуємо послідовність цілих чисел, які зберігаються в пам'яті ЕОМ. Отже, і разі звуку інформацію вдається описати певним чином сформованої послідовністю чисел, що автоматично вирішує проблему кодування.

Не потребують дискретизації цілі числа та символи, а речові числа, графічна та звукова інформація для введення в комп'ютер вимагають певних процедур введення, які перетворюють ці види інформації на дискретну форму.

Інформація будь-якого виду зберігається у комп'ютері у двійковому вигляді.

Процес кодування будь-якого виду інформації фактично є його перетворення тим чи іншим способом в числову форму.

У пам'яті машини немає принципової різниці між закодованою інформацією різних типів. Над усіма видами даних, включаючи додатково і саму програму, процесор здатний здійснювати арифметичні, логічні та інші операції, які у системі його команд.

Ось ми вже познайомилися з пристроєм комп'ютера… Але так і не зрозуміли головного – як він працює? Якою мовою спілкується з людиною? Як вдається йому розуміти та обробляти стільки різної інформації – текст, картинки, звуки?

Людині це вдається просто – ми навіть не замислюємося, як саме наш мозок справляється з усіма цими видами інформації. Але ж комп'ютер – не людина. Ні очей, ні вух у нього немає, немає й мозку – у звичному нам значенні цього слова. Думати, міркувати комп'ютер не може. Отже, треба якось перекладати всю інформацію, яку ми «годуємо» нашому комп'ютеру, зрозумілою йому мовою.

А розуміє комп'ютер лише одну мову – цифрову! А в його абетці немає букв – одні цифри – не дарма ж комп'ютерну мову називають ще й «цифровою». Та й цифр небагато – лише дві: 0 та 1.

Хороша абетка, що й казати! Таку навіть першокласник вивчить за секунду… Та тільки мала – чи багато слів складеш із її «літер»?

Небагато. Але для комп'ютера цілком достатньо. «Слова» ці, на відміну людської мови, однакові по довжині, у кожному їх - рівно вісім знаків. І виглядають ці «слова» ось так:
10101000 10001111 10000110

Така система рахунку називається «двійковою» - саме тому, що вона заснована лише на двох цифрах. Але завдяки ній можна описати все, що завгодно: кожне двійкове «слово» може означати не лише цифри, а й літери.

Ось на нескінченний ряд цих «слів» і перетворюється вся інформація, яка надходить у комп'ютер. І саме в такому вигляді вона зберігається та обробляється - а потім, коли це потрібно людині, знову перетворюється на звичні звуки, літери, картинки…

Чому було обрано саме такий, не найзручніший і практичніший «алфавіт»? Причина проста: адже вся інформація в комп'ютері переноситься електричним струмом - так само, як кров розносить кисень по всьому нашому тілу. А який найпростіший спосіб змусити струм передавати інформацію? Або дати йому доступ до якоїсь важливої ​​ділянки, чи ні. Якщо сигнал є – ми отримуємо одиницю. Немає струму - ясна річ, перед нами нуль. Якби ми захотіли закласти в комп'ютерний алфавіт більше сигналів, нам довелося б проробляти з електричним струмом складніші операції - наприклад, постійно змінювати напругу. А так все зручно і просто - або є сигнал, або його немає!

Звичайно, двійкові числа іноді здаються громіздкими – наприклад, число 254 у двійковій системі виглядає так:
11111110

Але це лише здається. І ось тобі дуже простий, але вражаючий фокус для ваших знайомих. Як ти думаєш, скільки можна показувати за допомогою пальців рук? Тобі здається – десять? А ось і не вгадали: у двійковій системі за допомогою десяти пальців ти зможеш показати 1024 числа – будь-яке число від 0 до 1023!
0 двійковою мовою – це 0000000000
1023 – 1111111111

Неважко здогадатися, що двійковий «нуль» відповідатиме зігнутому пальцю, а одиниця-розігнутому!

Так само ти зможеш довести, що число 4 і 100 – це те саме. І це правда – якщо число 4 належить до нашої десяткової системи, а 100 – до двійкової.

Майже у кожному будинку є комп'ютер і навіть не один, а кілька. Але мало хто розуміє, як комп'ютер обробляє інформацію та розуміє нас. Якщо ви нещодавно закінчили школу або ще вчитеся, то на уроках інформатики напевно проходили цю тему, а ось старше покоління цього, напевно, не знає і навіть не замислюється про те, що «розмовляє» з комп'ютером мовою цифр у двійковій системі числення.

Вся цифрова інформація передається у бітах. Біт - Це одиниця інформації, яку розуміє комп'ютер. Все, що ми робимо на комп'ютері, перекладається в спеціальний двійковий код, Що складається з 0 і 1. Якщо є сигнал, то це 1, якщо сигналу немає, то це 0. Для комп'ютера це не числа, а сигнали. Є сигнал, немає сигналу. Будь-яку цифру комп'ютер розуміє за своїм – у двійковій системі.

0 - 0 (нуль)

1 - 1 (один)

2 - 10 (один-нуль) (одна одиниця другого розряду)

3 - 11 (один-один)

4 - 100 (один-нуль-нуль) (одна одиниця третього розряду

5 - 101 (один-нуль-один)

6 - 110 (один-один-нуль)

7 - 111 (один-один-один)

8 - 1000 (один-нуль-нуль-нуль) (одна одиниця четвертого розряду)

9 - 1001 (один-нуль-нуль-один)

10 - 1010 (один-нуль-один-нуль)

Якщо ви бажаєте зрозуміти мову комп'ютера, необхідно вивчити двійкову систему обчислення.

Нулі та одиниці в комп'ютері називають бітами , а групи з восьми бітів називають байтами .

В один байт можна записати число від 0 до 255.

У двох байтах можна записати число від 0 до 65 535.

У трьох байтах можна записати число від 0 до 16 мільйонів.

Наприклад,

число 2000 = 00000111 11010000

записується у двох байтах, по 8 бітів у кожному.

З числами більш-менш зрозуміло, а як комп'ютер розуміє текст?

Будь-які літери комп'ютер переводить до числа. Перетворивши букву на число, комп'ютер перетворює число на сигнали і записує їх, як і числа, - бітами, з яких збираються байти:

А - 192 - 11000000

Б - 193 - 11000001

У – 194 – 11000010

Г - 195 - 11000011

Повна таблиця кодів російського алфавіту Ascii

Натискаючи на клавішу клавіатури, ви даєте комп'ютеру сигнал у двійковій системі обчислення (кожній клавіші відповідає свій код). Він розуміє її і за допомогою спеціальної програми переводить цей сигнал у зрозумілий нам символ і виводить його на монітор. Грубо кажучи, виходить, що клавіатура є перекладачем між нами та комп'ютером.

Те саме відбувається і з графічною інформацією. Для того, щоб зберегти картинку та працювати з нею на комп'ютері, її необхідно перетворити на сигнали, тобто. оцифрувати . Для цього можна скористатися або цифровим фотоапаратом або відеокамерою.

Кожна точка має свій код:

Чорна точка: 0, 0, 0;

Біла точка: 255, 255, 255;

Коричнева: 153, 102, 51;

І т. д. У кожного кольору – свій шифр (колірний код).

Таблиця
відповідності кольорів їх шістнадцятирічним
RGB-складовим .

Російська назва	In English	Код / Сode
Білий	Snow	FFFAFA
Примарно-білий	Ghostwhite	F8F8FF
Білий-антик	Antique White	FAEBD7
Кремовий	Cream	FFFBF0
Персиковий	Peachpuff	FFDAB9
Білий-навахо	Navajo White	FFDEAD
Шовковий відтінок	Cornsilk	FFF8DC
Слонова кістка	Ivory	FFFFF0
Лимонний	Lemon Chiffon	FFFACD
Морська раковина	Seashell	FFF5EE
Медовий	Honeydew	F0FFF0
Блакитний	Azure	F0FFFF
Блідо-ліловий	Lavender	E6E6FA
Блакитний з червоним відливом	Lavender Blush	FFF0F5
Тьмяно-рожевий	Misty Rose	FFE4E1
Білий	White (*)	FFFFFF
Чорний	Black (*)	000000
Тьмяно-сірий	Dim Gray	696969
Синьо-сірий	Slate Gray	708090
Грифельно-сірий	Light Slate Gray	778899
Сірий	Gray	BEBEBE
Світло сірий	Light Gray	C0C0C0
Сірий нейтральний	Medium Gray	A0A0A4
Темно-сірий	Dark Gray	808080
Північно-синій	Midnight Blue	191970
Темно синій	Navy (*), Dark Blue	000080
Васильковий	Cornflower	6495ED
Грифельно-синій	Slate Blue	6A5ACD
Світлий грифельно-синій	Light Slate Blue	8470FF
Блакитний королівський	Royal Blue	4169E1
Синій	Blue	0000FF
Небесно-блакитний	Sky Blue	87CEEB
Небесно-блакитний світлий	Light Sky Blue	87CEFA
Синій зі сталевим відтінком	Steel Blue	4682B4
Блакитний зі сталевим відтінком	Light Steel Blue	B0C4DE
Світло синій	Light Blue	A6CAF0
Синій з пороховим відтінком	Powder Blue	B0E0E6
Блідо-бірюзовий	Pale Turquoise	AFEEEE
Бірюзовий	Turquoise	40E0D0
Зеленувато-блакитний	Cyan (*)	00FFFF
Світлий ціан	Light Cyan	E0FFFF
Темний ціан	Dark Cyan	008080
Сіро-синій	Cadet Blue	5F9EA0
Аквамарин	Aquamarine	7FFFD4
Колір морської хвилі	Seagreen	54FF9F
Колір морської хвилі, світлий	Light Seagreen	20B2AA
Блідо-зелений	Pale Green	98FB98
Весняно-зелений	Spring Green	00FF7F
Зелений лужок	Lawn Green	7CFC00
Зелений	Green (*)	00FF00
Середньо-зелений	Medium Green	C0DCC0
Темно-зелений	Dark Green	008000
Зеленувато-жовтий	Chartreuse	7FFF00
Зелено-жовтий	Green Yellow	ADFF2F
Лимонно-зелений	Lime Green	32CD32
Жовто-зелений	Yellow Green	9ACD32
Зелений ліс	Forest Green	228B22
Хакі	Forest Green	F0E68C
Блідо-золотистий	Pale Goldenrod	EEE8AA
Світло-жовтий золотистий	Light Goldenrod Yellow	FAFAD2
Світло-жовтий	Light Yellow	FFFFE0
Жовтий	Yellow (*)	FFFF00
Темно-жовтий	Dark Yellow	808000
Золотий	Gold	FFD700
Світло-золотистий	Light Goldenrod	FFEC8B
Золотистий	Goldenrod	DAA520
Жовтий	Burly Wood	DEB887
Рожево-коричневий	Rosy Brown	BC8F8F
Шкіряно-коричневий	Saddle Brown	8B4513
Охра	Sienna	A0522D
Бежевий	Beige	F5F5DC
Пшеничний	Wheat	F5DEB3
Рудо-коричневий	Tan	D2B48C
Шоколадний	Chocolate	D2691E
Цегляний	Firebrick	B22222
Коричневий	Brown	A52A2A
Сомон	Salmon	FA8072
Світлий сомон	Light Salmon	FFA07A
Помаранчевий	Orange	FFA500
Кораловий	Coral	FF7F50
Кораловий світлий	Light Coral	F08080
Оранжево-червоний	Orange Red	FF4500
червоний	Red (*)	FF0000
Темно червоний	Dark Red	800000
Теплий рожевий	Hot Pink	FF69B4
Рожевий	Pink	FFC0CB
Світло рожевий	Light Pink	FFB6C1
Червоно-фіолетовий блідий	Pale Violet Red	DB7093
Темно-бордовий	Maroon (*)	B03060
Червоно-фіолетовий	Violet Red	D02090
Фуксін	Magenta (*)	FF00FF
Фуксин темний	Dark Magenta	800080
Фіолетовий	Violet	EE82EE
Темно фіолетовий	Plum	DDA0DD
Орсель	Orchid	DA70D6
Фіолетово-синій	Blue Violet	8A2BE2
Пурпурний	Purple	A020F0

Якщо кожен колір передаватиме трьома байтами, то можна зашифрувати більше 16 мільйонів кольорів.

Звук та відеоінформація теж оцифровується, і переводиться в біти та байти. І тому служить .

Ось так комп'ютер розуміє нас і обробляє всю інформацію. Весь світ навколо складається з цифр та сигналів.

Для успішного «спілкування» з комп'ютером шкідливо сприймати його як чорну скриньку, яка ось-ось видасть щось несподіване. Щоб розуміти реакцію комп'ютера на Ваші дії, потрібно знати як він влаштований і як працює.

В цьомуIT-уроці дізнаємося, як працює більшість обчислювальних пристроїв (до яких належать не лише персональні комп'ютери).

Що обробляє всю інформацію у комп'ютері

Основне завдання комп'ютера – обробляти інформаціютобто виконувати обчислення. Більшість обчислень виконує спеціальний пристрій – . Це складна мікросхема, що містить сотні мільйонів елементів (транзисторів).

Що в даний момент часу робити процесору говорить програма, вона вказує, які дані потрібно обробити і що з ними необхідно зробити.

Програми та дані завантажуються з накопичувача (жорсткого диска).

Але жорсткий диск – щодо повільний пристрій, і якби процесор чекав, доки зчитуватиметься інформація, та був записуватися після обробки назад, він би довго залишався без діла.

Не залишимо процесор без діла

Тому між процесором і жорстким диском встановили швидший запам'ятовуючий пристрій (оперативний запам'ятовуючий пристрій, ОЗУ). Це невелика друкована плата, де знаходяться швидкі мікросхеми пам'яті.

В оперативну пам'ять заздалегідь зчитуються з жорсткого диска всі необхідні програми та дані. Під час роботи процесор звертається до оперативної пам'яті, зчитує команди програми, яка каже, які дані потрібно взяти і як саме їх обробити.

При вимкненні комп'ютера вміст оперативної пам'яті не зберігається у ній (на відміну жорсткого диска).

Процес обробки інформації

Отже, тепер ми знаємо, які пристрої беруть участь у обробці інформації. Подивимося тепер весь процес обчислень.

Коли комп'ютер вимкнено, всі програми та дані зберігаються на жорсткому диску. При включенні комп'ютера та запуску програми, відбувається таке:

Введення та виведення інформації

Щоб комп'ютер отримав інформацію для обробки, потрібно ввести її. Для цього використовуються пристрої введення даних:

• Клавіатура(за допомогою неї ми вводимо текст та керуємо комп'ютером);
• Миша(за допомогою миші ми керуємо комп'ютером);
• Сканер(Заносимо зображення до комп'ютера);
• Мікрофон(Записуємо звук) і т.д.

Для виведення результату обробки інформації використовуються пристрої виведення даних:

• Монітор(виводимо зображення на екран);
• Принтер(виводимо текст та зображення на папір);
• акустичні системиабо «колонки» (слухаємо звуки та музику);

Крім того, ми можемо вводити та виводити дані на інші пристрої за допомогою:

• Зовнішні накопичувачі(З них ми копіюємо вже наявні дані в комп'ютер):
  • флешка,
  • компакт-диск (CD або DVD),
  • переносний жорсткий диск,
  • дискета;

• Комп'ютерної мережі(отримуємо дані з інших комп'ютерів через Інтернетчи міську мережу).

Якщо в нашу схему додати пристрої введення-виводу, то вийде така діаграма:

Тобто комп'ютер працює з нуліками та одиничками, а коли інформація надходить на пристрій виведення, вона перекладається у звичні нам образи(Зображення, звук).

Підбиваємо підсумок

Отже, сьогодні ми разом із сайтом дізналися, як працює комп'ютер. Якщо стисло, то комп'ютер отримує дані з пристроїв введення (клавіатура, миша і т.д.), заносить їх на жорсткий диск, потім передає в оперативну пам'ять і обробляє процесор. Результат обробки повертається спочатку в оперативну пам'ять, потім або на жорсткий диск, або відразу пристрої виведення (наприклад, монітор).

Якщо виникли питання, можна поставити їх у коментарях до цієї статті.

Про всі перераховані у сьогоднішньому уроці пристрої Ви можете дізнатися докладніше з наступних уроків на сайті IT-уроки. Щоб не пропустити нові уроки - підпишіться на новини сайту.

Копіювання заборонено

Нагадаю, що на сайті IT-уроки є довідники, що постійно оновлюються:

Відео-доповнення

Сьогодні невелике пізнавальне відео про виробництво процесорів.

P.S. У наступному уроці – Зовнішній пристрій комп'ютера, опис зовнішніх роз'ємів, індикаторів та кнопок. НЕ пропустіть!

Універсальний означає придатний для багатьох цілей, що виконує різноманітні функції. Давайте пригадаємо Комп'ютер - універсальна машина для роботи з інформацією в різних видах людської діяльності. !! Обробка інформації Передача інформації Зберігання інформації

Наука інформатика займається вивченням усіляких способів передачі, зберігання та обробки інформації. Давайте згадаємо Даними називають найрізноманітнішу інформацію, подану у формі, придатної обробки комп'ютером. Комп'ютер обробляє дані щодо заданих програм. !!

Апаратне забезпечення ПК Основні пристрої Системний блок Монітор Клавіатура Додаткові пристрої Пристрої введення Пристрої виводу Пристрої зберігання Пристрої передачі Мінімально необхідний комплект для роботи користувача Розширює можливості користувача Пристрої ПК Комп'ютер (обчислювач) – електронна машина для роботи з інформацією

Головним у комп'ютері є системний блок, що включає процесор, оперативну пам'ять, жорсткий диск, блок живлення та інші складові. Як влаштований комп'ютер ПроцесорПроцесор Довготривала пам'ять (жорсткий диск) Довготривала пам'ять пам'ять (жорсткий диск) Оперативна пам'ять Блок живлення Інші складові

НЖМД (вінчестер) НГМД CD та DVD-ROM CD та DVD-RW Флеш-пам'ять Знімні диски Карти пам'яті Пристрої пам'яті та обробки Внутрішньозовнішня довгострокова Оперативна пам'ять (ОЗУ - RAM) Постійна пам'ять (ПЗУ - ROM) Кеш-пам'ять ОБРОБКА осередків однакового розміру (1 байт = 8 біт). Кожен осередок пам'яті має свою унікальну адресу.

Найголовніше Вивченням різноманітних способів передачі, зберігання та обробки інформації займається наука інформатика. Зберігати, обробляти та передавати інформацію людині допомагає комп'ютер універсальна машина для роботи з інформацією. У апаратному забезпеченні комп'ютера розрізняють пристрої введення, обробки, зберігання та виведення інформації. Пристрої введення інформації - це клавіатура, миша, сканер, мікрофон та ін. Пристрій обробки інформації процесор. Пристрої зберігання інформації - оперативна пам'ять, зовнішня пам'ять на жорстких дисках. Пристрої виведення інформації на монітор, принтер, акустичні колонки.

Інформація Відомості про предмет, що цікавить нас Комп'ютер Універсальний програмно-керований пристрій для обробки інформації Процесор Пристрій, призначений для обчислень, обробки інформації та управління роботою комп'ютера Оперативна пам'ять Інформація в цій пам'яті знаходиться тільки під час роботи комп'ютера Жорсткий диск Використовується для тривалого зберігання інформації Клавіатура Пристрій для введення інформації шляхом натискання клавіш Монітор Пристрій візуального відображення інформації Миша Пристрій для швидкого переміщення по екрану та вибору потрібної інформації Принтер Пристрій для друку інформації на папері Дані Інформація, представлена ​​у формі, придатній для обробки комп'ютером Апаратне забезпечення Сукупність всіх пристроїв комп'ютера Питання та завдання? 15 стор. 14

Знайдіть та закресліть «зайвий» пристрій у кожній групі. Питання та завдання?? Графобудівник Джойстик Принтер Монітор Графобудівник Джойстик Принтер Монітор Сканер Клавіатура Монітор Мікрофон Сканер Клавіатура Монітор Мікрофон Клавіатура Миша Сканер Акустичні колонки Клавіатура Миша Сканер Акустичні колонки Принтер Монітор Сканер Науш7