Подання інформації

На рівні апаратних засобів інформація у персональ­ному комп'ютері представлена електричними сигнала­ми, тому виникає необхідність її формалізації — вико­ристання певної системи, що відображає відповідну комбінацію електричних сигналів та подає її у вигляді цифр (кодів). Такий процес називають кодуванням інформації.

Код — сукупність знаків, символів і правил, за допомогою яких представляють певну інформацію з метою її подальшого опра­цювання.

Уся інформація (символьна, звукова, відео, графіч­на тощо), що опрацьовується комп'ютером, представле­на у двійковій системі числення. Отже, комбінація цифр 0 та 1 (код) встановлює відповідність між елемен­тами повідомлень та сигналами.

Мінімальна одиниця виміру інформації — 1 біт (це двійковий розряд, що може мати два значення: 0 або 1). Як правило, інформація в комп'ютері є комбінацією 8 бітів, яку називають байтом. Один символ (текстовий або числовий) займає 1 байт, назви більших одиниць виміру утворені шляхом додавання префіксів кіло- (К), мега- (М), гіга- (Г), тера- (Т). Наприклад, сукупність 1024 байт — 1 Кбайт, 1024 Кбайт — 1 Мбайт, 1024 Мбайт — 1 Гбайт, 1024 Гбайт — 1 Тбайт.

Для представлення символів алфавіту використову­ють кодові таблиці, в яких кожному символу відповідає десяткове число в діапазоні від 0 до 255 (тобто 1 байт). Кожному символу відповідає власний код, тому літера Л латинська і літера А в кирилиці мають різні коди. Програма при проведенні сортування послуговується саме кодами символів, що зберігаються в кодовій табли­ці. Як стандарт у світі прийнято таблицю ASCII (American Standard Code for Information Interchange), перша (базова) половина якої (від 0 до 127) містить символи англійського алфавіту, розділові знаки й арабські цифри. Друга (розширена) половина таблиці ASCII (коди 128—255) зберігає коди символів національних алфавітів і спеціальні символи. Поширені також такі системи кодування розширеної частини кодової таблиці: Windows 1251, KOI8-U, KOI8-R, UTF-8 (Юнікод) та ін.

Символи з кодами від 0 до 31 відповідають недрукованим знакам, які використовуються певними перифе­рійними пристроями. Якщо символ відсутній у розклад­ці клавіатури, можна послуговуватися для його введен­ня натиснутою клавішею ALT та кодом символу із таблиці ASCII. Найчастіше використовують такі коди:

а) 13 — натиснення на клавішу Enter, означає закін­чення набору або вибір пункту меню;

б) 10 — перехід на новий рядок;

в) 27 — натиснення на клавішу Esc, означає скасу­вання команди або завершення роботи;

г) 0176 — введення знака градуса (°).

Кодування зображень

Особливості процесу кодування зображення зумо­влені тим, який вид зображень обере користувач для роботи — растровий чи векторний.

Растрове кодування. Зображення складається із точок (пікселів), впорядкованих в рядки і стовпці. Чор­но-біле зображення є сукупністю точок білого (відпові­дає 0) та чорного (1) кольорів. Кольорове зображення — набір точок різних кольорів (їх утворює комбінація бітів). Недолік растрових зображень полягає в тому, що вони займають великий обсяг пам'яті, крім того, при масштабуванні (зменшенні або збільшенні) у них зни­жується якість зображення. У разі зменшення зобра­ження втрачається його чіткість, а при збільшенні — з'являється ефект сходинок. Растрові зображення виконують за допомогою вбудованих інструментів спе­ціальних програм, таких як пензель, олівець, розпилю­вач у середовищі програм Paint, CorelPhoto, PhotoFinish, Adobe Photoshop тощо. Також растрові зображен­ня дає змогу створити сканер. Файли із растровими зображеннями мають розширення BMP, GIF, PNG, JPEG, TIFF та ін.

Векторне кодування. Такий тип кодування поля­гає в тому, що зображення розкладають на геометричні фігури, криві та прямі лінії, параметри яких зберіга­ються в пам'яті комп'ютера у вигляді математичних формул або числових коефіцієнтів. Завдяки цьому зображення масштабується шляхом множення параме­трів графічних елементів на коефіцієнт масштабування. Векторні зображення створюють та редагують за допомогою програм Corel Draw, Adobe Illustrator, Adobe Flash, Adobe Flash, FreeHand та ін.

Файлова система

Певну організованість і впорядкованість інформації, що зберігається, забезпечує файлова система. Уся інфор­мація (програми, документи, ігри, рисунки тощо) містить­ся в комп'ютері у вигляді файлів певних розмірів.

Файл (англ. file — підшивка, папка) — логічно пов'язана сукуп­ність даних, що має власне ім'я і певний обсяг.

Ім'я файла складається із двох частин — власного імені та його розширення, відокремлених крапкою. Ім'я, зокрема в операційній системі Windows, може мати довжину до 255 символів. Ними слугують:

· великі та малі літери алфавіту;

· цифри;

· пробіл;

· спеціальні символи (!, @, #, $, %, (,), -, {, }, [, ],.);

· крапки, знаки підкреслення.

До символів, які не використовують в іменах фай­лів, належать *,:,;,?, \, /, |, <, >, «.

Розширення вказує на те, в якій програмі було ство­рено файл. Наприклад, doc — документ Word, xls — таблиця Excel, mdb — файл бази даних (БД) Access тощо. Окрему групу становлять завантажувальні, або виконав­чі, файли, які мають розширення exe, com, bat і викори­стовують для завантаження (виконання) програм.

Працюючи з файлами, можна застосовувати імена груп. їх створюють за допомогою символів-шаблонів: * — свідчить про будь-яку кількість будь-яких символів,? — будь-який окремий символ. Наприклад, *.* — означає вибір усіх файлів, A*.doc — усіх документів Word, імена яких починаються з А.

Наявні на диску файли для зручності групують за певною ознакою. Така група файлів має власне ім'я. Її називають папкою або каталогом. У папці можуть бути вміщені інші папки, файли. Найвищим рівнем є коре­невий каталог (папка). Папка будь-якого рівня не може містити файли з однаковим іменем.

Програмне забезпечення

Важливою складовою персональних комп'ютерів є програмне забезпечення (software).

Програмне забезпечення (software) — сукупність програм, вста­новлених на персональному комп'ютері, які використовуються для

його ефективної роботи.

За функціональною ознакою програмне забезпечен­ня поділяють на системне (базове) і прикладне. Систем­не (базове) програмне забезпечення слугує для органі­зації й ефективної роботи комп'ютера та охоплює:

ª операційні системи (ОС), основною функцією яких є керування ресурсами (фізичними та логічними) і процесами обчислювальних систем. Існують такі ОС, як Microsoft Windows 95 (98, 2000, ХР, 7), Windows NT, Unix, OS/2;

ª мережеве програмне забезпечення, призначене для керування спільними ресурсами в розподілених обчислювальних системах (Novell NetWare 6.5 SP8, Windows Server, Windows Web Server 2008 R2, SQL Server Workgroup Edition, Sun Solaris);

ª сервісні програми, до яких належать файлові менеджери (наприклад, Total Commander 7.55); утиліти, тобто системні програми для виконання службових функцій (антивіруси, архіватори, програми для обслуго­вування дисків тощо). Ці програми створюють додаткові зручності під час роботи користувача на комп'ютері;

ª засоби для розроблення програм, зокрема нового системного або прикладного програмного забезпечен­ня (C++, С#, Visual Basic, Visual C++, Java, Delphi 2009 та ін.).

Прикладне програмне забезпечення призначене для розв'язання певної цільової задачі проблемної сфери.

До нього належать:

v текстові процесори (Microsoft Word, Microsoft Work, WordPad, Блокнот, OpenOffice.org Writer та ін.);

v табличні процесори (Microsoft Excel, Open Office Calc, IBM Lotus Symphony тощо);

v системи ілюстративної і ділової графіки та видав­ничі системи (Corel Draw, PageMaker, Adobe Photoshop, Adobe Acrobat, Macromedia Flash, QuarkXPress);

v системи управління базами даних (MySQL, Micro­soft SQL Server 2008, Paradox, Microsoft Access, Oracle та ін.);

vекспертні системи (OpenCyc, WolframAlpha та ін.);

v системи автоматизованого проектування (Auto­CAD, Mathcad тощо);

v програми створення презентацій (Microsoft Power Point, Quick Slide Show, MySlideShow та ін.);

v системи ведення бухгалтерського обліку (1С-бух- галтерія та ін.);

v правові БД (Лига, Право);

v програми розпізнавання символів (Scanitto Pro, Fine Reader);

v програми-перекладачі (Pragma, PROMT 8.0, ABBYY Lingvo X);

v програми опрацювання відео та звукових файлів (Cool Edit, WinAMP).

v програми математичних розрахунків, моделю­вання та аналізу експериментальних даних.

Із стрімким розвитком апаратного забезпечення різко збільшується кількість програмних засобів, які викори­стовують як початківці, так і їх розробники. Глобальна інформатизація суспільства зумовлює збільшення обся­гів існуючої інформації, потужності комп'ютерів та комп'ютерних мереж для роботи з нею.

Апаратні засоби

Модульна структура персонального комп'ютера дає змогу адаптувати його до потреб користувача або моди­фікувати через певний час.

Апаратні засоби (hardware) — сукупність усіх пристроїв, з яких складається комп'ютер або які можна додавати до нього за необхідності.

Усі компоненти комп'ютерної системи об'єднуються між собою через стандартні інтерфейси.

Інтерфейс — сукупність засобів і правил, які забезпечують логіч­ну та фізичну взаємодію пристроїв і програм обчислювальної системи між собою або з користувачем.

Наприклад, драйвер принтера є інтерфейсом між операційною системою і платами адаптера принтера, тобто мостом між двома різнорідними мережами. Інтерфейс користувача з програмою відбувається за допомогою графічних елементів керування: кнопки, меню тощо.

Найпоширенішими інтерфейсами є:

ISA (Industry Standart Architecture), EISA (Exten­ded Industry Standart Architecture) — застарілі типи інтерфейсу материнської плати

PCI-Express (Peripheral Component Interconnect) — найпоширеніший універсальний тип інтерфейсу материнської плати який підтримує тактову частоту до 1600 МГц має пропуску здатність шини від 533 до 2600 Мб/с;

USB (Universal Serial Bus) — новий тип інтерфей­су, який набуває поширення, призначений для підклю­чення зовнішніх пристроїв (до 127), підтримує функцію автовизначення і автоконфігурації пристрою, що під­ключається. Останнім часом стає популярним стандарт USB 3.0, який характеризується високою швидкістю передавання даних до 200 Мбіт/с;

AGP (Accelerated Graphics Port)- інтерфейс для підключення відеокарт до материнської плати, позна­чають як AGP/4X, AGP/8X. Має пропускну здатність шини до 1066 Мб/с;

SCSI (Small Computer System Interface) — доро­гий тип інтерфейсу для підключення високошвидкіс- них пристроїв з великим обсягом пам'яті (вінчестери, CD-диски, сканери). Застосовують найчастіше в сер­верах;

IDE/ATA (Integrated Drive Electronics/Advanced Technology Attachment) — інтерфейс для підключення жорстких дисків та інших накопичувачів.

Усі апаратні пристрої поділяють на основні та додат­кові.

Основні пристрої комп'ютера

До основних пристроїв комп'ютера належать системний блок, дисплей (монітор), клавіатура.

Системний блок. Його головними компонентами є: материнська плата; жорсткий (твердий) диск, або вінче­стер; пристрої для роботи з переносними дисками; блок живлення.

Материнська плата. Її основні параметри визначає системний (базовий) набір мікросхем (наприклад, І865РЕ, i915G, І925Х), який називають чипсетом, що включає такі компоненти:

1. AGP (Advanced Graphic Port) з пропускною здат­ністю до 1 Гб/с у режимі AGP4x та понад 1 Гб/с у режи­мі AGP8x/4x — для встановлення відеокарт;

2. слоти для встановлення модулів оперативної пам'яті RAM (Random Access Memory). Розрізняють модулі таких типів: DDR SDRAM (обсяг пам'яті — 1024 Мб, максимальна робоча частота шини 2 х 800 МГц); DDR2 SDRAM (обсяг пам'яті — від 1024 до 2048 Мб, максимальна робоча частота шини 400 МГц); DDR3 SDRAM (обсяг пам'яті 3—6 Гб, максимальна робоча частота шини 2 х 1600 МГц);

3. «гніздо» для підключення процесора;

4. контролери EIDE (Enhanced Integrated Drive Elec­tronics) для підключення до материнської плати зов­нішніх пристроїв зберігання інформації, з яких може відбуватися завантаження комп'ютера (один або два жорсткі диски, CD-диск або дискета). Такі контролери забезпечують передавання інформації зі швидкістю до 100 Мб/с (специфікація UltraDMA/100);

5. паралельний порт LPT (Line PrinTer), призначе­ний для підключення принтера, сканера, інших зовніш­ніх пристроїв накопичення інформації. Швидкість передавання інформації до 2 Мб/с;

6. послідовні порти СОМІ та COM2 для підключення миші й модема. Швидкість передавання інформації 112 Кб/с;

7. порт PS/2 для підключення миші й клавіатури;

інтерфейс USB 2.0 є стандартним портом для послідовного підключення до 127 різноманітних при­строїв, причому воно може відбуватися без вимикання комп'ютера з електромережі. Швидкість передавання інформації 60 Мб/с;

9) інтерфейс FireWire (IEEE 1394 — стандарт, роз­роблений the Institute of Electrical and Electronics Engi­neers) для підключення пристроїв, що передають відео зображення, графіку, звук (мобільні накопичувачі, цифрові фотокамери тощо). Швидкість передавання інформації — 50 Мб/с.

Сучасні материнські плати мають підтримку техно­логії логічної багатопроцесорності (HyperThreading), яка дає змогу одному процесору виконувати одночасно два потоки команд. При використанні такої технології операційна система (зокрема, Linux версії 2.4 18 і вище та Windows ХР, 7) розпізнає два процесори і виконує паралельне опрацювання команд.

Материнська плата складається із кількох основних компонентів.

1. Процесор. Виконує всі розрахунки та опрацюван­ня інформації.

Сучасний процесор характеризують такі ознаки:

кількість ядер (однакових за структурою проце­сорів, об'єднаних в одну мікросхему). Сучасні модифі­кації включають від 1 до 4 ядер, в 2010 р. корпорація Intel представила шестиядерний процесор лінійки Core І7;

обсяг кеш-пам'яті першого рівня (L1) (надшвидка пам'ять) — 256 Кб;

обсяг кеш-пам'яті другого рівня (L2) — від 2 до 12 Мб;

обсяг кеш-пам'яті третього рівня (L3) — до 8 Мб;

тактова частота, що відображає швидкість роботи процесора, тобто кількість операцій, опрацьованих за 1 с. Вимірюють її в ГГерцах. Наприклад, процесор Intel Core і7 має тактову частоту 3, 2 ГГц;

тип (модель): IBM, AMD, Intel Celeron, Intel Penti­um DUO Core та ін.;

пропускна здатність системної шини — 1333 МГц.

Тактова частота і обсяг кеш-пам'яті визначають про­дуктивність роботи процесора. Важливим елементом є також наявність блока опрацювання даних із плаваю­чою точкою, від якого залежить швидкість роботи про­цесора з графікою, мультимедіа, тривимірними об'єк­тами. Процесор встановлюють на материнську плату за допомогою спеціальних роз'ємів, таких як Socket В, Socket Н, Socket 478 тощо.

2. Оперативна пам'ять (RAM). Містить програми ОС, прикладні програми, а також результати роботи про­цесора. Обмін інформацією відбувається дуже швидко, оперативно, але дані зберігаються тільки до перезаван­таження або вимикання комп'ютера, тобто тимчасово. Ємність RAM становить від 1024 Мб до 6 Гб.

3. Відеокарта. Її використовують для роботи з гра­фічними і відеозображеннями. Як правило, всі сучасні відеокарти мають 3D прискорювач, який дає змогу працювати з тривимірними зображеннями. В останніх модифікаціях міститься спеціальний блок «трансфор­мації і освітлення» (T& L) для підтримки таких відео- ефектів, як імітація туману, відображення в дзеркалі, брижі на воді тощо. Також за допомогою відеокарти опрацьовують мультимедіаінформації, виводять зобра­ження з телевізійної мережі (необхідно додати TV-тюнер), відеокамери, відеомагнітофона. Відеокарта містить власний процесор (процесори) з частотою до 850 МГц і оперативну пам'ять від 1536 Мб типу GDDR5 SDRAM до 2048 Мб. Найпоширенішими стандартами шини і роз'єму для підключення відеокарти є AGP8x, PCI Express х 16. Швидкість відеокарти характеризує кількість кадрів, які змінюються на екрані за 1 с (fps — frame per second). Останні моделі мають 60—70 fps. Найрозповсюдженіші чипсети GeForce GTX480, Radeon HD5970, Matrox G400, базова частота яких становить 250—4000 МГц. Вбудований графічний перетворювач, що переводить цифрові сигнали в аналогові, має часто­ту 400—533 МГц. Останні моделі відеокарт містять вбу­довані декодери MPEG-4 для роботи з відеоінформацією у форматі DVD (Digital Versatile Disk).

4. Звукова карта. Здійснює опрацювання звуків і мови. Взаємодіє з двома форматами комп'ютерного звуку: цифровим (WAV) та синтезованим (MIDI — Mu­sical Instrument Digital Interface). Цифри в назві звуко­вої карти означають кількість апаратних голосів, але для непрофесійної роботи достатньо мати параметр 32. Сучасні звукові карти підтримують вивід 5.1 канально­го об'ємного звуку, вміщують синтезатор і підтримують основні ігрові аудіотехнології (Microsoft DirectX 8.0, Microsoft DirectSound 3D, Zoom-FX тощо). Останнім часом набув поширення стандарт Dolby Digital, що є поєднанням цифрового виведення звуку з використан­ням 6-канальної аудіосистеми (3 основні канали, 2 кана­ли для створення об'ємності звуку, низькочастотний динамік) і дає змогу отримувати звук високої якості.

5. Мережева карта. Її застосовують під час роботи в комп'ютерній мережі. Така інтерфейсна плата повинна бути у складі компонентів персонального комп'ютера при підключенні його через модем до каналів зв'язку телефонної мережі. Використовує протоколи низького рівня, такі як Ethernet, Token Ring, FDDI, ARCnet тощо.

6. Перезаписуючий постійний запам'ятовувальний пристрій (ППЗП). Містить програми і дані, занесені під час виготовлення комп'ютера, за допомогою яких відбу­ваються вмикання комп'ютера й тестування його при­строїв. У ППЗП зберігається базова система введення- виведення (BIOS — Basic Input/Output System), що кон­тролює роботу всіх складових комп'ютера.

7. Контролери (адаптери). Це електронні плати для обміну даними між процесором і зовнішніми пристро­ями (адаптер монітора; адаптер портів для підключення принтера, миші або джойстика; адаптери додаткових пристроїв — стримера, модема, сканера тощо). Контро­лери (адаптери) взаємодіють із процесором та оператив­ною пам'яттю через системну магістраль передавання даних, яку називають шиною.

Жорсткий диск (вінчестер, HDD — Hard Disk Drive). Це герметично закрита коробка, всередині якої на спільній осі вміщено кілька (до 10) жорстких пла­стин круглої форми. Поверхня кожного з дисків покри­та тонким феромагнітним шаром, на якому зберігають­ся записані дані. Запис здійснюється за допомогою спе­ціальних магнітних головок, кожна з яких розміщена над робочою поверхнею пластини. Жорсткий диск використовують для постійного зберігання інформації, що організована у стандартну файлову систему NTFS (New Technology File System — «файлова система нової технології») для версій операційних систем вище Win­dows 2000.

При форматуванні диска на кожній пластині форму­ються концентричні кола — доріжки (track), що мають власний номер. Доріжки з однаковими номерами, які розташовані одна над одною на різних дисках, утворюють циліндр. Кожна доріжка розбита на сектори, через які відбувається обмін інформацією між оперативною пам'яттю та диском. Сектор стандартного розміру збері­гає 512 байтів даних. На логічному рівні вся сукупність секторів є неперервною однорідною послідовністю з номерами секторів. Один або кілька з них із суміжними номерами становлять логічну одиницю розподілу зов­нішньої пам'яті, тобто кластер. Розмір кластерів систе­ми NTFS — від 512 б до 64 Кб.

Файл розміщується послідовно в усіх знайдених вільних кластерах. При вилученні файла його класте­ри, які можуть розташовуватися в різних місцях диска, звільняються. Виникає фрагментація, тобто розміщен­ня файла фрагментами на різних несуміжних кластерах дисків, яка збільшує навантаження на роботу апарат­них пристроїв та час доступу до файлів й ускладнює їх відновлення. Щоб збільшити дисковий простір, вико­ристовують системну утиліту Dfrg (Дефрагментация диска), призначення якої — переміщення різних частин файла у суміжні кластери.

Жорсткий диск характеризують такі показники:

v обсяг (до 4000 Гб);

v частота обертання шпинделя (нім. Spindel — вере­тено, стержень або вісь будь-якого пристрою, механізму) диска, яка впливає на час доступу (сучасні диски мають швидкість 5400, 7200 об./хв. (10 000, 15 000 об./хв. — жорсткі диски для сервера) і час доступу від 9—10 мс до 5—6 мс);

v обсяг буферної пам'яті від 8 до 64 Мб, яка значно збільшує (на 40—90%) швидкість роботи вінчестера;

v інтерфейс (SATA 6, SATA З, USB 2.0 (3.0), Fire Wi­re 800x2, E-IDE, SCSI);

v фірма-виробник (Hitachi, Quantum, Verbatim та ін.);

v форм-фактор (3, 5" — для настільного комп'юте­ра; 2, 5" та 1, 8" — зовнішній жорсткий диск).

Сучасна RAID - технологія (Redundant Array of Inex­pensive Disks) дає змогу об'єднати кілька встановлених жорстких дисків у єдиний масив пам'яті (RAID 0, RAID 1, яка використовує другий диск для збереження резервної копії (принцип дзеркальності), а також RAID 2, 3 тощо).

Важливим показником при роботі з жорстким диском є його надійність. Щоб підвищити значення цього показника, виробники застосовують технологію S.M.A.R.T. (Self Monitoring Analysis and Reporting Technology), яка заснована на принципах самотестування й аналізу. Тобто без участі користувача виконуються автоматична перевірка цілісності даних та стану поверхні пластин, переміщення інформації з критич­них ділянок на робочі тощо. Якщо виконати ці попере­джувальні операції неможливо, то видається відповідне повідомлення. Останніми роками впроваджують техно­логії, які захищають диски від фізичних впливів (штов­хання, ударів), такі як SPS (Shock Protection System), GFP (G-Force Protection), OPR (Once Per Revolution com­pensation) та ін.

Інші пристрої для зберігання інформації. До них зараховують флеш-накопичувачі (USB), CD-, DVD-, Jaz- і Zip-пристрої, пристрої для роботи з гнучкими та магні­тооптичними дисками.

1. USB-накопичувач (Universal Serial Bus). Характе­ризується ємністю пам'яті від 2 до 128 Гб; швидкістю зчитування від 10 до 20 Мб/с; швидкістю запису — від 5 до 10 Мб/с; інтерфейсом USB 2.0.

2. CD-диски (Compact Disc). Досить застарілі носії інформації, існують у двох модифікаціях: для читання (CD-R) та читання і перезапису (CD-RW) інформації. їх характеризують такі ознаки:

o обсяг пам'яті (640—700 Мб);

o обсяг кеш-пам'яті (2—4 Мб);

o можливість дозапису інформації (мультисесій- ність);

o збільшена у 8, 24, 40, 48, 52 рази мінімальна швидкість (150 Кб/с) для введення-виведення інформа­ції (48х, 52х тощо);

o підтримка форматів TAO (Track-At-Once) — копі­ювання кожної доріжки диска окремо, DAO (Disk-At- Опсе) — створення точної копії! всього диска і формату Kodak PhotoCD — для роботи із зображеннями;

o інтерфейс (IDE, E-IDE, SCSI);

o фірма-виробник (Panasonic, Creative, Samsung, Теас та ін.).

Існують модифікації CD-дисків, зокрема DoubleDen- sity CD — обсяг 1, 3 Гб та FRM-ROM (Fluorescent Multi- player Disk) — до 140 Гб.

3. DVD-диски (Digital Video Disc). Можуть бути одношаровими з обсягом пам'яті від 3, 2 до 4, 7 Гб та

Багатошаровими — до 17 Гб. їх використовують для роботи з відеоінформацією. Існують модифікації: I»VD-R, DVD-RW — для зчитування та запису.

4. Пристрої для роботи з жорсткими дисками, які можна переносити. Це спеціальні пластикові контейне­ри, які мають роз'єми для підключення до системної шини і роз'єми для підключення жорсткого диска. Тобто, використовуючи такі пристрої, можна переноси­ти інформацію на жорстких дисках з одного комп'ютера на інший. У них застосовують технологію Mobile Rack.

5. Пристрої для роботи з гнучкими дисками. Вони ще популярні, незважаючи на появу більш ємних пісків. їх використовують для роботи з дисками (диске- піми) об'ємом 1, 44 Мб.

6. Пристрої для роботи з магнітооптичними диска­ми. Такі диски бувають 5, 25- та 3, 5-дюймовими, мають обсяг пам'яті від 640 Мб до 5, 2 Гб. їх використовують, як правило, лише у високопрофесійних системах.

7. Пристрої для роботи з жорсткими дисками, які можна переносити. Це спеціальні пластикові контейне­ри, які мають роз'єми для підключення до системної шини і роз'єми для підключення жорсткого диска. Тобто, використовуючи такі пристрої, можна переноси­ти інформацію на жорстких дисках з одного комп'ютера на інший. У них застосовують технологію Mobile Rack.

8. Пристрої для роботи з гнучкими дисками. Вони ще популярні, незважаючи на появу більш ємних пісків. їх використовують для роботи з дисками (диске- піми) об'ємом 1, 44 Мб.

9. Пристрої для роботи з магнітооптичними диска­ми. Такі диски бувають 5, 25- та 3, 5-дюймовими, мають обсяг пам'яті від 640 Мб до 5, 2 Гб. їх використовують, ніс правило, лише у високопрофесійних системах.

10. Jaz-пристрої. Застосовують їх для роботи з диска­ми. Мають обсяг пам'яті 1 та 2 Гб, швидкість читання щ них від 3, 5 до 6, 6 Мб/с.

11. Zip-пристрої. Використовують ці пристрої для роботи з дисками. Обсяг їх пам'яті — 100 та 250 Мб, швидкість читання даних 1—1, 5 Мб/с.

Останнім часом популярними стають зовнішні жор­сткі диски SSD (Solid State Disk), в яких реалізована мова технологія — не традиційний пакет магнітних іпіастин та головок для читання-запису, а чіпи флеш- п а м'яті, що значно підвищує їх надійність. Характери­зуються невеликими розмірами, ємністю пам'яті від 250 до 1000 Гб (останні моделі — 3000 Гб), інтерфейса­ми USB 2.0, USB.3.0 або Fire Wire 800.

Дисплей (монітор). Призначений для відображен­ні! текстової, графічної та відеоінформації.

Найбільш поширеними сучасними модифікаціями є ЕПТ - монітори, також, особливо в навчальному процесі — монітори на основі електронно-променевої трубки (ЕПТ).

Монітор характеризують такі параметри:

v розмір діагоналі екрана (вимірюється в дюймах: І дюйм = 2, 54 см; наприклад, 17-, 18, 5-, 27-, 40-дюймові екрани);

v величина екранного зерна (може бути 0, 21, 0, 25, 0, 28 мм);

v кількість кольорів дисплея (65 536 для High Color, 16 млн для True Color);

v роздільна здатність (величина, яка визначає чіт­кість тексту та зображень і вимірюється кількістю пік­селів на екрані, наприклад 1366 х 768 або 2048 х 1152), і залежить від можливостей монітора та типу встановле­ного відеоадаптера);

v максимальна частота розвертки (Refresh Rate), яка може становити 30—75 Гц;

v час відгуку (від 2 до 5 мс);

v кут огляду (становить, наприклад, 160—170°).

Клавіатура. Слугує для введення в комп'ютер інформації від користувача. Зовнішній вигляд клавіа­тури комп'ютера наведено на рис 1.1.

Рис. 1.1. Зовнішній вигляд клавіатури комп'ютера

Кожен із блоків клавіатури комп'ютера має свої осо­бливості.

Блок функціональних клавіш (1). Об'єднує клавіші Fl—F12, призначення яких залежить від програмного забезпечення, з яким працює користувач.

Алфавітно-цифровий блок (2). Містить клавіші з літерами кирилиці та латини, клавіші з цифрами і спе­ціальні клавіші. Перемикання від кирилиці до латини або навпаки відбувається за допомогою комбінації кла­віш (залежно від установленого драйвера (програми), наприклад у Windows — ліва клавіша Alt + Shift). У режимі введення латинських літер при натисненні на будь-яку алфавітно-цифрову клавішу вводиться латинсь­ка літера або символ, зображені в лівій верхній частині клавіші (чорний колір), а в режимі введення кирилиці — літера або символ, зображені в правій нижній частині клавіші.

До цього блоку належать і спеціальні клавіші.

1) Клавіша Shift. Її використовують для введення великих літер та інших символів, розміщених на верх­ньому регістрі клавіатури. Так, щоб ввести малу літеру d, необхідно натиснути на клавішу із зображенням D, а для введення великої літери D — на клавішу Shift і, не відпускаючи її, на клавішу D. Аналогічно виконують іншу операцію: без активізації клавіші Shift вводять символ «=», а натиснувши одночасно на клавіші «=» та Shift, вводять символ «+». Крім того, за допомогою кла­віш Shift і клавіш із зображенням цифр вводять спе­ціальні символи, наприклад «$» (Shift + 4). Значення клавіш при відпущеній та натиснутій клавіші Shift показано на рис. 1.2.

Рис. 1.2. Алфавітно-цифровий блок клавіатури при відпущеній (а) і натиснутій (б) клавіші Shift

2) Клавіша CapsLock. Слугує для фіксації режиму великих літер. У цьому режимі, на противагу звичай­ному, при натисненні на клавіші з літерами вводять великі літери, а при одночасному натисненні клавіші Shift — малі. Режим великих літер (або режим Caps- Lock) використовують при введенні тексту, що склада­ється лише з великих літер. Повторне натиснення на клавішу CapsLock змінює режим введення літер.

3) Клавіша Tab. При редагуванні текстів вона дає змогу переходити до наступної позиції табуляції, а при роботі з вікнами — з одного поля в інше.

4) Клавіша Enter. Її використовують, щоб виконати певну дію. Наприклад, введення кожної команди DOS (командного рядка) закінчують натисненням клавіші Enter. При наборі тексту в редакторі документів нати­снення клавіші Enter означає кінець абзацу.

5) Клавіша Backspace. Вона розміщена над клаві­шею Enter. З її допомогою вилучають символ ліворуч від курсора.

6) Клавіша Esc. Її використовують для скасування будь-якої дії, виходу з режиму програми та ін.

7) Клавіші C trl та Alt. їх використовують у комбіна­ції з іншими клавішами для виконання певних команд.

У сучасних клавіатурах додано клавішу для активізації команд меню кнопки Пуск та клавішу Кон­текст (позиція 3 на рис. 1.1) — для активізації команд контекстного меню. Для ефективної роботи користувач може скористатися такими комбінаціями клавіш:

- відкриття або закриття меню команд кнопки Пуск;

+ М або + D — згортання всіх вікон;

+ Shift +М — відновлення згорнутих вікон;

+ Е — відкриття вікна Мой компьютер;

+ F — пошук файлів, папок;

+ F1 — активізація вікна довідкової системи Win­dows;

+ R — відкриття діалогового вікна Запуск программьі;

+ U — відкриття вікна диспетчера службових програм;

+ ТаЬ — переключення між елементами панелі задач.

Блок клавіш керування курсором (4). Він містить клавіші Home End, Page Up (PgUp), Page Down (PgDn), а також клавіші зі стрілками (м, о, н, п). Натиснення на них переміщує курсор у відповідному напрямку:

на початок (Home) або кінець (End) рядка, на символ ліворуч (м) або праворуч (о), на рядок угору (н) або вниз (п), на сторінку вгору (PgUp) або вниз (PgDn).

Клавішу Print Screen використовують для друкуван­ня змісту екрана або копіювання його в буфер обміну.

Клавіша Insert (Ins) дає змогу вставляти символи або здійснювати перемикання від одного режиму їх вве­дення до іншого, наприклад від символів введення із зсувом (вставлення) до введення із заміщенням раніше введених символів (заміна).

З допомогою клавіші Delete (Del) вилучають симво­ли праворуч від курсора або виділений фрагмент тексту.

Блок цифрової клавіатури (5). Розташований у пра­вій частині клавіатури. Його застосовують у двох випад­ках: у режимі блокування цифр (режим Num Lock) вво­дять числову інформацію та знаки арифметичних дій (цифри від 0 до 9 і крапку). Якщо режим Num Lock вим­кнено, то клавіші блоку цифрової клавіатури дублюють клавіші керування курсором, а також клавіші Insert и Delete. Вмикають і вимикають режим блокування цифр, натискаючи на клавішу Num Lock.

Індикатори режимів (б). Вони містяться у правій верхній частині клавіатури. Це індикатори режиму бло­кування цифр (Num Lock), режиму великих літер (Caps Lock) та режиму блокування прокручування (Scroll Lock). При вмиканні відповідних режимів ці індикато­ри світяться, а при вимиканні — гаснуть. Вмикання і вимикання цих режимів здійснюють, натискаючи кла­віші Num Lock, Caps Lock, Scroll Lock.

Додаткові компоненти персонального комп'ютера

Додатково до персонального комп'ютера можна під­ключити такі пристрої:

1. Принтер. Це пристрій для виведення інформації на паперовий аркуш або спеціальну термостійку плів­ку. Принтери бувають матричні, лазерні, струминні, світлодіодні.

Матричний принтер — тип принтера, друк в якому відбувається за допомогою циліндрових стержнів (голок). Після удару голок через стрічку з фарбою на папері з'яв­ляються крапки, що відтворюють інформацію, яка

кількості голок друкувальної головки. Існу­ють 9- та 24-голкові принтери.

Лазерний принтер — найпоширеніший тип принтера, для якого характерна висока якість друку при великій швидкості. Друк відбувається за допомогою імпульсів лазерної головки, що попадають на поверхню світлочут­ливого барабана, ділянки якого отримують статичний заряд. Далі барабан обертається через контейнер із фар­бою (тонером), яка мітить місця барабана, що мають ста­тичний заряд. Після цього барабан переносить тонер на папір. Для закріплення зображення папір проходить через нагрівальний елемент.

Струминний принтер — принтер, в якому зобра­ження відтворюється шляхом викидання крапель фарби на папір. Його характеризують висока якість, швидкість, доступна ціна.

Світлодіодний принтер — принтер, в якому друку­вання відбувається аналогічно лазерному принтеру, за винятком того, що джерелом світла є не лазерна голов­ка, а лінійка світлодіодів.

Принтер характеризують швидкість (кількість сто­рінок за хвилину: HP Color Laser Jet5500 — 5 стор./хв.) та якість друку (роздільна здатність). Роздільна здат­ність матричних принтерів — 244 точки на дюйм (dpi) або 360 dpi, струминних — 1440—720 dpi, лазерних — 1200—1200 dpi.

2. Маніпулятор «миша». Пристрій для керування положенням курсора на екрані дисплея та роботи з про­грамами. Сучасні миші, окрім двох стандартних кно­пок, мають також коліщатко, прокручування якого дає змогу легко переглядати багатосторінкові документи, сторінки Web-сайтів тощо. Існують оптико-механічні, оптичні, інфрачервоні безпровідні миші. Для цих при­строїв характерні такі ознаки: інтерфейс (СОМ — під­ключення до одного з роз'ємів послідовного порту, PS/2 — поширений інтерфейс, USB — найсучасніший інтерфейс, IrDA — безпровідне підключення до інфра­червоного порту); зовнішній вигляд (дво-три кнопкова); підключення за допомогою проводу та безпровідне; наявність коліщатка прокручування для зручного пере­міщення по сторінках документа.

3. SD (Secure Digital) карти. Сучасний тип пристроїв для зберігання інформації. Характеризується компакт­ними розмірами та великим обсягом пам'яті (від 1 до 32 Гб). їх використовують у сучасних мультимедійних телефонах для виконання фотозйомки, відтворення МРЗ файлів, користування електронною поштою. Такі карти можуть бути застосовані у роботі із системами глобального позиціонування (GPS), іншими пристро­ями аудіо- та відеотехніки.

4. Сканер. Пристрій для введення з паперових носіїв у персональний комп'ютер графічних зображень і тек­сту. Ознаками, що характеризують сканер, вважають роздільну здатність (1200 х 2400, 2400 х 4800 dpi); кіль­кість кольорів, які опрацьовуються (24 біти — 16, 7 млн, 30 біт —- 1 млрд, останні моделі мають 42 або 48 бітів); швидкість попереднього перегляду (4 с); час розпізнаван­ня повної сторінки тексту (25 с) або рисунка (20 с); форм­фактор — ручні сканери (їх недоліком є розмір зображен­ня для сканування — не більше 10 см), планшетні (пра­цюють з форматами А4, більш потужні — A3, А2).

5. Пристрої мультимедіа. Спеціальна технологія, яка за допомогою програмного забезпечення і техніч­них засобів дає змогу використовувати на комп'ютері інформацію у вигляді звуків та рухомих зображень (відео), має назву мультимедіа. Її апаратними складо­вими є мікрофон, акустичний адаптер та колонки, які характеризуються потужністю (середня 10—50 Вт) і частотою. Людське вухо здатне сприймати сигнали в діапазоні від 20 до 20 000 Гц. Колонки відтворюють звук на нижній межі (40—60 Гц). При цьому низькі ноти (баси) передаються погано, тому додатково встано­влюють третій динамік («сабвуфер»), що посилює низь­кі частоти.

До пристроїв мультимедіа належить електронна дошка (Smart Board), яку використовують під час про­ведення навчальних занять, ділових семінарів, презен­тацій, конференцій. Можна робити помітки в зображен­ні, що проектується з персонального комп'ютера на поверхню дошки, малювати схеми, зберігати внесені зміни в пам'яті комп'ютера, керувати роботою програм за допомогою спеціальних маркерів або руки та ін.

Відеопроектор — пристрій для передавання зображен­ня з екрана комп'ютера на настінний екран, електронну дошку, спеціальну відеостіну. Сучасні відеопроектори характеризуються наявністю USB-порта та лазерної указки, мережевою сумісністю, безкабельним під'єднанням до комп'ютера, вбудованими стереодинаміками, можливістю управління дистанційним пультом.

6. Модем. Пристрій для обміну інформацією між комп'ютерами за допомогою каналів зв'язку (телефонні лінії, виділені канали). Модеми поділяють на зовнішні, які підключають до послідовного порту СОМ або порту USB, і вбудовані — підключають до материнської плати. Важливим показником для цих пристроїв є про­токол передавання даних (V.34 — приймає дані зі швид­кістю до 33 000 біт за секунду (bps), V.90, V.92 — зі швидкістю 57 600 bps). Останнім часом набули поши­рення безпровідні модеми з інтерфейсами Ethernet 10/100 Base-T, USB.

7. Стример. Пристрій для резервного копіювання великих обсягів інформації (до 10 Гб) на магнітній стрічці.

8. Плотер. Пристрій для виведення графічної або тек­стової інформації на спеціальну плівку або пластик. Застосовують при виконанні проектно-конструкторських робіт, виготовленні рекламних проектів, широкоформат­них банерів, плакатів тощо. Планшетні ріжучі плотери використовують для виробництва лекал, трафаретів, шаб­лонів; при оформленні (тюнінгу) автомобілів тощо.

9. Джерело безперебійного живлення. Пристрій, який протягом певного часу забезпечує комп'ютер елек­трострумом у випадку його зникнення в електромережі. Він дає змогу коректно завершити роботу всіх активізо­ваних програм комп'ютера. Залежно від потужності джерела безперебійного живлення та потужності комп'ютера робота може тривати кілька годин.

10. TV – тюнер. Популярний пристрій що використовують для прийому-відтворення на моніторі комп'юте­ра телевізійних зображень через кабель та зображень відеомагнітофона, відеокамери і зберігання цих зобра­жень у пам'яті комп'ютера. За способом розміщення TV-тюнери бувають вбудовані у відеокарту, вбудовані у спеціальний слот материнської плати і зовнішні.

11. Графічний планшет (дигітайзер). Пристрій для створення графічних зображень і роботи з ними. Мані­пулятором є багатокнопкова миша або перо для чіткі­шого позиціонування курсора на екрані дисплея. При цьому перо може бути чутливим до натискання, внаслі­док чого лінія виходить більш темною. Графічні планше­ти характеризуються розміром (від формату А4 до розмі­ру газетної сторінки) і роздільною здатністю, яку вимірю­ють кількістю ліній на дюйм (Ірі) — 100 Ірі, 2540 Ірітощо.

12. MIDI – клавіатура Є аналогом фортепіано, може мати від 39 до 88 клавіш. Її використовують для відтво­рення мелодій, що вже існують, і створення нових.

13. Джойстик Цей пристрій застосовують для зручно­го керування графічними об'єктами на екрані дисплея. Може мати різну форму: руль з педалями, штурвал, дошка та ін. Найпоширеніший з них — ручка управління з кількома кнопками. Використовують джойстики, як правило, в ігрових програмах.

14. WEB – камера Одна з важливих характеристик цього пристрою — частота оновлення кадру (не менш ніж 24 кадр/с). Web-камери використовують для прове­дення відеоконференцій за допомогою засобів мережі Internet.

15. Мережевий фільтр. Пристрій для захисту від перепадів напруги електроструму, а також для послаб­лення перешкод.

Алгоритмізація обчислювальних процесів

Усі дії, які виконує персональний комп'ютер, здій­снюються під керуванням програм. Для складання будь-якої програми насамперед слід створити алгоритм.

Алгоритм — послідовність дій, які необхідно виконати для опра­цювання сукупності початкових даних і отримання відповідних

результатів.

Будь-якому алгоритму властиві такі основні ознаки:

ð результативність (після реалізації алгоритму обов'язкове отримання результату);

ð визначеність (кожна команда алгоритму має бути чіткою та зрозумілою);

ð масовість (можливість застосування певного алго­ритму до класу однотипних задач).

Реалізований певною мовою програмування алго­ритм, призначений для подальшого автоматичного виконання, і є програмою.

Алгоритм можна описати кількома способами, най­поширеніший з яких - структурний, або схемний. У цьому випадку алгоритм відображають геометричними фігурами, з'єднаними стрілками для визначення напряму наступної дії. Геометрична фігура є блоком дій і може бути такою:

- виконання дії або групи дії.

- введення-виведення даних.

- Після опрацювання певної умови вибір напряму подальшого виконання алгоритму.

- Використання інших модулів процедур.

- Виведення даних на паперовий носій

- Виведення даних на магнітний носій

- Початок або кінець процесу опрацювання даних

- Між сторінковий з’єднувач

- Зв'язок між блоками лінії з'єднань який перериваються

За допомогою комбінації геометричних фігур можна створити будь-який алгоритм.

Алгоритми відображають такі обчислювальні процеси:

1) лінійні (операції виконують послідовно, відповід­но до черги їх запису);

2) розгалужені (у цьому разі існує умова, від вико­нання якої залежить кількість напрямів обчислень: якщо їх два, то це простий розгалужений алгоритм, якщо більше — складний. Будь-який вибраний напрям завершує обчислювальний процес);

3) циклічні (процеси з одним або більше блоками, що повторюються).

Лінійний алгоритм описує процес обчислення тако­го виразу:

Y-a + bc.

Схематично його зображують так:

		У = а + bc

Введення значень a, b, c

Обчислення значень у

Друкування значень у

Розгалужений алгоритм описує процес обчислення такого виразу:

Схематично розгалужений алгоритм зображують так:

Введення значень а х

^НІ

Обчислення значення у, якщо умова виконується

Обчислення значення у, якщо умова не виконується

Друкування а, х, у

Циклічний алгоритм описує процес обчислення такого виразу:

тобто розраховують суму п чисел (це х), результат нако­пичується в S.

Схематично циклічний алгоритм зображують так:

Введення n

введення чергового n

^Так Перевірка на досягнення останнього номера значення х

Друкування значення суми S

За допомогою графічного опису алгоритму можна більш наочно представити послідовність дій, які вико­нують для досягнення потрібного результату, що значно полегшує подальше складання відповідних програм.