§ 1. Современные компьютерные устройства

1.1. Различные виды компьютерных устройств

Развитие вычислительной техники привело к появлению большого разнообразия устройств. Современные компьютеры имеют различную конструкцию и внешний вид (пример 1.1).

Совокупность всех устройств компьютера называют его аппаратным обеспечением.

Настольный компьютер состоит из системного блока и подключённых к нему внешних устройств. Пользователь сам определяет, какие устройства будут подключаться к системному блоку.
В мобильных компьютерах все необходимые устройства находятся в одном корпусе. Такие компьютеры имеют возможность беспроводного подключения к внешним устройствам и сетям.
Основные разновидности мобильных компьютеров:

  1. Ноутбуки — полноценные компьютеры с клавиатурой, экраном, устройством памяти и возможностью использования широкого спектра программ.
  2. Планшетные компьютеры (планшеты) имеют ограниченные возможности по сравнению с ноутбуками, виртуальную клавиатуру и операционную систему с набором команд.
  3. Смартфоны — телефоны с возможностями компьютера. Современные смартфоны прекрасно справляются со многими задачами, не свойственными телефонам. Это работа с электронной почтой, создание и редактирование текстовых документов, просмотр фильмов, прослушивание музыки и многое другое.

Для решения наиболее сложных задач применяют суперкомпьютеры. Они обладают огромной вычислительной мощностью и превосходят по своим характеристикам большинство существующих в мире компьютеров. Среди областей их применения можно отметить метеорологию, сейсмологию, математическое моделирование, авиационную промышленность и др.

1.2. Назначение устройств персонального компьютера

Состав устройств (конфигурация) компьютера может изменяться в зависимости от решаемых задач.

Базовая конфигурация настольного компьютера содержит следующие функциональные блоки: системный блок, монитор, клавиатуру, мышь. В мобильных компьютерах эти устройства объединены в единое целое.

В системном блоке размещаются: материнская плата, блок питания, устройства памяти (пример 1.2), карты расширений (видеокарта, звуковая карта, сетевая карта).
Все компоненты компьютера связаны между собой посредством большой печатной платы. Эту плату называют материнской платой. На ней устанавливают процессор.

Процессор — важнейшее устройство компьютера, его мозг. Он обрабатывает данные, выполняя вычисления.

Устройства памяти предназначены для хранения информации. Память компьютера бывает внутренней и внешней.

Внутренняя память предназначена для хранения программ и их данных в процессе работы компьютера, подразделяется на оперативную и постоянную.

Оперативная память (RAM) служит для хранения программ и данных, с которыми компьютер работает в данный момент.

Обмен данными между процессором и оперативной памятью выполняется очень быстро. При выключении электропитания все данные из оперативной памяти исчезают.

Постоянная память (ROM) — это энергонезависимая память для хранения программ управления работой и тестирования устройств компьютера.

Постоянная память представляет собой микросхему, расположенную на материнской плате. Кроме программы первоначального тестирования компьютера в постоянной памяти хранится BIOS (базовая система ввода-вывода).
Внешняя память (пример 1.3) предназначена для долговременного и энергонезависимого хранения программ и данных.

К одному компьютеру можно подключить несколько таких устройств памяти.
К устройствам внешней памяти относятся:

  1. HDD — жёсткий диск. Состоит из одного или нескольких магнитных дисков и считывающей головки, которая перемещается над вращающимися дисками и считывает/записывает данные.
  2. SSD — твердотельный накопитель. По сравнению с жёстким диском более современный и высокотехнологичный вид памяти. Представляет собой плату с размещёнными на ней микросхемами.
  3. Флеш-память. Носителем информации у такой памяти являются микросхемы. Устройства флеш-памяти подключаются к материнской плате через специальные порты.
  4. Порт — разъём материнской платы или карты расширения, обычно выводится на заднюю панель системного блока.
    HDD и SSD обычно находятся внутри системного блока и подключаются напрямую к материнской плате, но есть и такие, которые подключаются к системному блоку через USB-порт.
Периферийные устройства — дополнительные устройства, которые подключаются к системному блоку для расширения функциональных возможностей компьютера.

С назначением клавиатуры, мыши, монитора, принтера и сканера вы познакомились в 6-м классе. Рассмотрим назначение других периферийных устройств (пример 1.4):

  1. Видеопроектор — предназначен для проецирования изображения на большой экран.
  2. Документ-камера позволяет получить цифровое изображение любых предметов.
  3. Веб-камера — небольшая цифровая камера, способная в реальном времени фиксировать видеоданные, предназначенные для дальнейшей передачи по сети Интернет.
  4. Для ввода звуковой информации используют микрофон, а для воспроизведения — акустические системы (звуковые колонки и наушники). Иногда микрофон и наушники объединяются в одно устройство — гарнитуру.

Пример 1.1. Разнообразие компьютерных устройств.

Настольный компьютер

Ноутбук

Планшет

Смартфон

Суперкомпьютер, работающий в Объединённом институте проблем информатики (ОИПИ) Национальной академии наук (НАН) Беларуси

Офисный мобильный суперкомпьютер «СКИФ-ГЕО-Офис», созданный в ОИПИ НАН Беларуси в 2024 г. Он разрабатывался в рамках программы Союзного государства «СКИФ-НЕДРА» для повышения эффективности добычи полезных ископаемых, изучения недр земли

Один из возможных компьютеров будущего

Пример 1.2. Устройства компьютера, расположенные в системном блоке.

Материнская плата

Процессор

Оперативная память конструктивно представляет собой набор микросхем, размещённых на одной небольшой плате. Модули оперативной памяти вставляются в соответствующие разъёмы материнской платы.

Модули оперативной памяти

Пример 1.3. Устройства внешней памяти.

Жёсткий диск со снятой крышкой

Твердотельный накопитель

Твердотельный накопитель, который подключается к системному блоку через USB-порт.

Устройства флеш-памяти (USB-накопители и флеш-карты)

Пример 1.4. Периферийные устройства.

Проектор

Оцифровка с помощью документ-камеры

Веб-камера

Колонки

Наушники

Микрофон

Гарнитура

 
1. Что такое аппаратное обеспечение компьютера?
2. Что можно отнести к мобильным компьютерным устройствам?
3. Для чего предназначен процессор?
4. Какой бывает память компьютера?
5. Для чего предназначена оперативная память?
6. Какие устройства относят к внешней памяти?
7. Какие устройства предназначены для ввода информации?
8. С помощью каких устройств можно выводить информацию?

Упражнения

1. Определите объём устройств внешней памяти компьютера, к которым вы имеете доступ в школе или дома. Какой объём занимает информация, хранящаяся на них? Запишите данные в тетрадь.

2. Каким, на ваш взгляд, может быть компьютер будущего? Напишите сообщение на эту тему.

3. Создайте изображение компьютера будущего с помощью графического редактора Paint.