پردازش داده ها. دستگاه های کامپیوتری اصلی دستگاه کامپیوتری اطلاعات را پردازش می کند

تعریف 1

پردازش اطلاعات توسط کامپیوتر هر یک از تبدیل آن به حالت های مختلف است.

معرفی

کامپیوتر برای کار خودکار با داده های اطلاعاتی طراحی شده است. تمام اجزای آن برای حل این وظیفه اصلی طراحی شده اند. برای پردازش اطلاعات در رایانه، باید مراحل اساسی زیر را با آن انجام دهید:

وارد کردن اطلاعات به کامپیوتر این عمل باید انجام شود تا رایانه بتواند "مواد خام" را برای پردازش دریافت کند.
ذخیره اطلاعات دریافتی شما باید دستگاهی در رایانه خود داشته باشید که به شما این امکان را می دهد.
پردازش اطلاعات دریافتی این به الگوریتم های عملیاتی مشخصی نیاز دارد. کامپیوتر نیاز به داشتن چنین الگوریتم هایی دارد و باید توانایی اعمال آنها را بر روی اطلاعات دریافتی که در نهایت منجر به تولید داده های خروجی می شود به او داده شود.
ذخیره نتایج به دست آمده از پردازش اطلاعات. مانند اطلاعات وارد شده، نتایج نیز برای استفاده بعدی باید به خاطر بسپارند.
خروجی اطلاعات پردازش شده از کامپیوتر این روش این امکان را فراهم می کند که نتایج عملکرد رایانه را در قالبی مناسب برای کاربر به کاربر منتقل کند.

یادداشت 1

بنابراین، ویژگی اصلی یک کامپیوتر توانایی پردازش اطلاعات است و تمام عناصر داخلی آن طوری طراحی شده اند که آن را به فشرده ترین بازه های زمانی تبدیل کنند.

پردازش اطلاعات توسط یک کامپیوتر، تبدیل های مختلف آن به حالت های مختلف است. برای این منظور، کامپیوتر دارای یک ماژول است که به طور خاص برای خیلی طراحی شده است کار سریعبا داده ها و این پردازنده است.

پردازنده برای انجام عملیات های مختلف با داده هایی طراحی شده است که از یک ماژول به آن منتقل می شود که به سرعت اطلاعات ورودی و خروجی را ذخیره می کند - این یک دستگاه حافظه با دسترسی تصادفی (RAM) است.

RAM همچنین داده های میانی را ذخیره می کند که هنگام پردازش اطلاعات توسط پردازنده اتفاق می افتد. ماژول های پردازنده و رم در فرکانس های بسیار بالا کار می کنند و تعداد عملیات انجام شده می تواند به میلیون ها در ثانیه برسد. بر این اساس بلوک های ورودی و خروجی نمی توانند با چنین سرعتی کار کنند. به همین دلیل برای برقراری ارتباط با دستگاه های خارجی، کامپیوتر دارای کنترل کننده های ماژول ورودی و خروجی است. آنها طوری طراحی شده اند که سرعت پردازنده و رم را با سرعت پایین عملیات ورودی/خروجی داده مطابقت دهند. چنین کنترل کننده هایی به جهانی و تخصصی تقسیم می شوند، یعنی فقط برای کار با آنها در نظر گرفته شده است دستگاه های خاص. به عنوان مثال، یک کارت گرافیک کامپیوتری یک ماژول (دستگاه) تخصصی است، زیرا هدف آن خروج اطلاعات فقط به مانیتور است.

CPU

ماژول پردازنده واحد اصلی یک کامپیوتر است که برای پردازش داده های اطلاعاتی طراحی شده است. تمامی بلوک های کامپیوتری دیگر تحت کنترل پردازنده عمل می کنند و همچنین تمامی محاسبات منطقی و ریاضی را انجام می دهد.

جزء اصلی پردازنده واحد منطق حسابی (ALU) است. وظیفه اصلی آن انجام کلیه مراحل محاسباتی روی داده های اطلاعاتی است.

علاوه بر ALU، واحد پردازنده شامل یک ماژول کنترل است که عملکرد کل رایانه شخصی را کنترل می کند. دستور اجرای دستورات ماشین را نیز بر عهده دارد. امروزه ماژول پردازنده معمولا مجموعه ای از مدارهای مجتمع بزرگ (LSI) است که بر روی مادربرد قرار دارند.

پردازنده داده های اطلاعاتی را به صورت اعداد، متن، گرافیک، ویدئو و صدا پردازش می کند. سرعت پردازنده توسط تراشه خاصی به نام تولید کننده ساعت تنظیم می شود. این ژنراتور پالس های ساعت الکتریکی تولید می کند که عملکرد بلوک های یک کامپیوتر شخصی را همگام می کند. می توان یک قیاس بین یک مولد ساعت و یک مترونوم ترسیم کرد که ریتم پردازنده را تنظیم می کند.

تبصره 2

سیکل ساعت به فاصله زمانی بین پالس های ژنراتور مجاور اشاره دارد و فرکانس ساعت تعداد سیکل های ساعت در ثانیه است. برای انجام یک عملیات، پردازنده به یک فاصله زمانی تعیین شده توسط تعداد معینی از چرخه های ساعت نیاز دارد.

دستگاه های ذخیره سازی کامپیوتر

اطلاعات دریافتی از طریق دستگاه های ورودی به دستگاه های ذخیره سازی یا در غیر این صورت ماژول های حافظه ارسال می شود که در آنها برای پردازش بیشتر توسط پردازنده ذخیره می شود. حامل اطلاعات یک شی فیزیکی است که اطلاعات در آن ثبت می شود. حامل می تواند یک ورق کاغذ معمولی، مغز انسان، کارت پانچ، نوار کاغذ پانچ، نوار مغناطیسی و در نهایت هارد دیسک و سایر واحدهای حافظه کامپیوتر باشد.

توسعه امروز الکترونیک شامل انواع مختلفی از رسانه های اطلاعاتی است. برای ذخیره سازی داده ها در قالب کد، از کیفیت الکترومغناطیسی و نوری اجسام مختلف مادی استفاده می شود. حامل هایی با استفاده از سطح مولکولی ماده در حال طراحی هستند. حافظه کامپیوتر به دو دسته داخلی و خارجی تقسیم می شود. به نوبه خود، حافظه داخلی به دائمی و عملیاتی تقسیم می شود.

حافظه فقط خواندنی (ROM) معمولاً ذخیره می شود برنامه کنترلکامپیوتر و اطلاعات آن فقط قابل خواندن است و نمی توان نوشت. اطلاعات موجود در رام حتی پس از خاموش شدن رایانه نیز حفظ می شود. داده ها یک بار در رام نوشته می شوند، معمولاً در محیط سازمانی، و این داده ها دیگر تغییر نمی کنند. رام سیستم عامل کامپیوتر را ذخیره می کند و غیر فرار است.

حافظه دسترسی تصادفی (RAM) برای ذخیره داده های اطلاعاتی (اولیه، متوسط، نهایی) و برنامه های کاربردی طراحی شده است. RAM در زبان انگلیسی RAM (Random Access Memory) است که به معنای دسترسی تصادفی به حافظه است. یعنی پردازنده توانایی دسترسی به سلول های حافظه را به هر ترتیبی دارد. اطلاعات موجود در رم را می توان یا نوشت یا از روی آن خواند، اما پس از قطع برق، تمام اطلاعات از بین می رود.

برنج. 23. طرح پردازش اطلاعات در کامپیوتر

بیایید فرآیند پردازش اطلاعات را با استفاده از مثال یک برنامه در نظر بگیریم:

var CHISLO: عدد صحیح;

CHISLO:=CHISLO+1;

پردازش اطلاعات در چند مرحله انجام می شود:

1. منبع اطلاعات برنامه نویس است، اگر برنامه در حال رفع اشکال است، یا کاربر، اگر برنامه در حال استفاده است. سیگنال S1 داده های ورودی است، به عنوان مثال، مقادیر متغیر CHISLO. حامل اطلاعات دلخواه است.

2. درک سیگنال S1 زمانی آغاز می شود که فرمان مربوط به اپراتور ورودی (CHISLO) اجرا شود. اطلاعات وارد شده از صفحه کلید در حافظه بافر میانی دستگاه ورودی قرار می گیرد. حامل سیگنال S2 ماهیت الکترونیکی دارد.

3. اطلاعات وارد شده از حافظه بافر به آدرس حافظه اصلی مشخص شده در ماژول بار منتقل می شود تا متغیر مربوطه را در خود جای دهد. به عنوان مثال، متغیر CHISLO یک منطقه حافظه دو بایتی در آدرس 0002:0008 اختصاص داده است. سیگنال S3 ماهیت الکترونیکی دارد.

4. پردازش توسط پردازنده انجام می شود و شامل اجرای عملگر انتساب از برنامه داده شده است. این عملگر مربوط به کدی است که اقدامات زیر را انجام می دهد:

· 1 در رجیستر AX قرار می گیرد.

· داده های واقع در آدرس 0002:0008 در رجیستر CX قرار می گیرند - این مقدار متغیر CHISLO است که در طول ادراک وارد شده است.

· محتویات رجیسترهای AX و CX اضافه می شوند، نتیجه در رجیستر AX قرار می گیرد.

· محتویات ثبت AX در آدرس 0002:0008 قرار داده شده است. به متغیر CHISLO اختصاص داده شده است. در این حالت، اگر مثلاً مقدار وارد شده خیلی بزرگ باشد، حافظه تخصیص یافته برای متغیر ممکن است برای تطبیق نتیجه کافی نباشد. سپس یک وضعیت سرریز رخ می دهد. بنابراین، معنای سیگنال S4 بسته به نتایج محاسبات متفاوت است:

· اگر محاسبات صحیح باشد، این مقدار متغیر CHISLO است که در آدرس 0002:0008 قرار دارد و بنابراین ماهیت الکترونیکی دارد.

· اگر محاسبات نادرست باشد، سیگنال S4 یک پیام تشخیصی در مورد حافظه ناکافی برای متغیر است. ماهیت الکترونیکی نیز دارد.

5. ذخیره سازی انجام نمی شود زیرا برنامه دستوراتی برای جذب ندارد حافظه خارجی.

6. انتقال اطلاعات انتقال سیگنال S4 از حافظه اصلی کامپیوتر به حافظه بافر میانی دستگاه خروجی است که برای برنامه ما مانیتور است. اگر پردازش به درستی انجام شده باشد توسط اپراتور نوشتن (CHISLO) یا در صورت وجود خطایی در برنامه توسط سیستم عامل آغاز می شود. در هر صورت، توسط ابزارهای سیستم عامل و کانال های رابط بین دستگاه خروجی و سایر دستگاه های کامپیوتری انجام می شود. سیگنال های S4 و S5 در این مورد از نظر نحو و رسانه یکسان هستند و فقط در مکان متفاوت هستند.

7. ارائه اطلاعات شامل تبدیل سیگنال S5 به فرمی قابل فهم و راحت برای مصرف کننده است. توسط یک دستگاه خروجی انجام می شود که در این مورد یک مانیتور است، سپس سیگنال S6 الکترونیکی است.

نمایش اطلاعات

زیرسیستم گرافیک کامپیوتر

زیرسیستم گرافیکی هر رایانه شخصی از سه قسمت تشکیل شده است. در یکی از آنها، اطلاعات مربوط به تصویر ایجاد و ذخیره می شود. این قسمت نامیده می شود آداپتور گرافیکی (آداپتور ویدئو). قسمت دیگر برای نمایش این اطلاعات استفاده می شود. این نظارت کنید. قسمت باقیمانده کابل اتصال دو مورد اول است.

نظارت کنیدشامل یک دستگاه نمایشگر (نمایشگر)، سخت افزار، که مستقیماً تصویر را روی صفحه ایجاد می کند و مدارهای الکترونیکی که عملکرد خود صفحه را کنترل می کنند. تفاوت مانیتور با تلویزیون این است که از سیگنال های ساعت و رنگ جداگانه استفاده می کند. در مقابل، یک تلویزیون تنها یک سیگنال ترکیبی حاوی سیگنال‌های هماهنگ‌سازی، رنگ و صدا را به طور همزمان رمزگشایی می‌کند.

ایجاد یک تصویر بر روی مانیتور معمولاً توسط یک سیگنال ویدئویی آنالوگ تولید شده توسط آداپتور ویدئو کنترل می شود. کامپیوتر داده های تصویر دیجیتال را تولید می کند که از RAM به یک پردازنده تخصصی روی کارت گرافیک منتقل می شود و در آنجا پردازش و در حافظه ویدئو ذخیره می شود. به موازات انباشته شدن یک "تصویر" دیجیتال کامل از تصویر روی صفحه در حافظه ویدئویی، داده ها توسط یک مبدل آنالوگ دیجیتال (DAC) خوانده می شود. از آنجایی که DAC معمولاً (اگرچه نه همیشه) دارای حافظه دسترسی تصادفی (RAM) خود برای ذخیره پالت رنگ در حالت‌های 8 بیتی است، به آن RAMDAC نیز می‌گویند. در مرحله آخر، DAC داده های دیجیتال را به آنالوگ تبدیل کرده و به مانیتور ارسال می کند. این عملیات توسط DAC چندین ده بار در یک ثانیه انجام می شود. این ویژگیتماس گرفت فرکانس به روز رسانی (یا بازسازی).صفحه نمایش طبق استانداردهای ارگونومیک مدرن، نرخ تجدید صفحه باید حداقل 85 هرتز باشد، در غیر این صورت چشم انسان متوجه سوسو زدن می شود که بر دید تأثیر منفی می گذارد.

نمایش دادن-دستگاهی برای تجسم (نمایش) متن و اطلاعات گرافیکیبدون تثبیت طولانی مدت آن

نمایشگر هم برای نمایش اطلاعات وارد شده از طریق صفحه کلید یا سایر دستگاه های ورودی و هم برای ارائه پیام به کاربر و هم نمایش نتایج به دست آمده در حین اجرای برنامه ها عمل می کند.

با توجه به اصول فیزیکی تشکیل تصویر، نمایشگرها عبارتند از:

1) بر اساس یک لوله اشعه کاتدی؛

2) کریستال مایع؛

3) پلاسما (تخلیه گاز).

نمایشگرهای مبتنی بر لوله اشعه کاتدی سنتی هستند و اصل عملکرد آنها شبیه تلویزیون های خانگی است. یک پرتو (یا سه پرتو برای لوله‌های رنگی) در یک لوله پرتو کاتدی با کنترل حرکت و شدت آن تشکیل می‌شود، می‌توان تصویری را روی صفحه فسفر به دست آورد.

صفحه نمایش کریستال مایع (نشانگر) مجموعه ای از بخش ها برای بازتولید قسمت های ابتدایی یک تصویر (به ویژه نقاط) است. هر بخش از یک مایع ناهمسانگرد معمولی شفاف تشکیل شده است که بین دو الکترود شفاف قرار گرفته است. هنگامی که ولتاژ به الکترودها اعمال می شود، ضریب انعکاس مایع تغییر می کند و زمانی که توسط یک منبع نور خارجی روشن می شود، قطعه تیره می شود. در کامپیوتر در اخیرانمایشگرهای کریستال مایع با نور پس‌زمینه (نور پس‌زمینه) گسترده شده‌اند. آنها ویژگی طراحیدر این واقعیت نهفته است که یک منبع نور در پشت صفحه نمایش قرار می گیرد و خود صفحه از سلول های کریستال مایع تشکیل شده است که معمولاً مات هستند. هنگامی که ولتاژ به چنین سلولی اعمال می شود، شروع به انتقال نور می کند که منجر به تصویری روی صفحه می شود. این اصل تصویربرداری ایجاد نمایشگرهای رنگی را تسهیل می کند. برای این کار کافی است سه سلول کریستال مایع روی صفحه نمایش وجود داشته باشد که بازتولید رنگ های اصلی (قرمز، سبز و آبی) را در نور فراهم می کند.

صفحه نمایش پلاسما ماتریسی از عناصر تخلیه گاز است. هنگامی که ولتاژی به الکترودهای یک عنصر تخلیه گاز اعمال می شود، یک تخلیه الکتریکی با درخشش قرمز یا نارنجی در گازی که این عنصر با آن پر شده است رخ می دهد. در مقایسه با نمایشگرهای کریستال مایع، نمایشگرهای پلاسما کنتراست بالاتری دارند، اما مصرف انرژی را نیز افزایش می دهند.

آداپتور ویدئوشامل حافظه ویدئویی است که تصویر نمایش داده شده را در آن ذخیره می کند این لحظهدر صفحه نمایش، یک دستگاه حافظه فقط خواندنی است که مجموعه فونت های نمایش داده شده توسط آداپتور ویدیو را در حالت های نوشتاری و گرافیکی و عملکردهای BIOS برای کار با آداپتور ویدیو ذخیره می کند. علاوه بر این، آداپتور ویدئویی حاوی یک پردازنده ویدئویی است - یک دستگاه کنترل پیچیده که تبادل داده با کامپیوتر، تشکیل تصویر و برخی اقدامات دیگر را تضمین می کند.

آداپتور ویدئویی چگونه کار می کند. قبل از تبدیل شدن به یک تصویر بر روی مانیتور، داده های دیجیتال باینری توسط پردازنده مرکزی پردازش می شوند، سپس از طریق گذرگاه داده به آداپتور ویدئویی ارسال می شوند، جایی که شروع به پردازش می کند. داده های دیجیتال پردازش شده به حافظه ویدئویی ارسال می شود، جایی که تصویر تصویری ایجاد می شود که باید روی صفحه نمایش نمایش داده شود. سپس، هنوز در فرمت دیجیتال، داده های تشکیل دهنده تصویر به RAMDAC منتقل می شود و در آنجا به آنالوگ تبدیل می شود و سپس به مانیتور منتقل می شود که تصویر مورد نظر را نمایش می دهد.

حالت های عملکرد آداپتور ویدیوییآداپتورهای ویدئویی می توانند در حالت های متنی و گرافیکی مختلف کار کنند که از نظر وضوح، تعداد رنگ های نمایش داده شده و برخی ویژگی های دیگر متفاوت است.

حالت متنیحالت اصلی ویدیو در رایانه های شخصی حالت متنی است. در این حالت خطوط و مستطیل ها با استفاده از نمادهای شبه نگاری ایجاد می شوند. 256 گروه کد 8 بایتی (یا 12 بایتی یا 14 بایتی یا 16 بایتی) در حافظه برای ترسیم همه نمادها ذخیره می شود و کل این منطقه حافظه نامیده می شود. بافر مولد کاراکتر. آداپتور نمایشگر آدرس شروع این بافر (شماره سریال بایت شروع آن، شمارش شده از ابتدای حافظه) را "شناسایی" می کند، کد کاراکتر را از حافظه ویدئویی می گیرد، به این معنی که شماره سریال گروه کد آن در مولد کاراکتر است. بافر، آن را در تعداد خطوط پیکسل در تصویر نماد ضرب می کند و عدد حاصل را به آدرس شروع بافر مولد کاراکتر اضافه می کند. عدد حاصل آدرس شروع گروه کد تصویر نماد است. در مرحله بعد، آداپتور ویدئویی هر بایت از گروه کد تصویر را می گیرد و با بیت های جداگانه بایت کار می کند: برای بیت های صفر پیکسل را با رنگ پس زمینه نمایش می دهد و برای تک بیت ها با رنگ تصویر (پس زمینه را نیز می گیرد. و کدهای رنگ تصویر از حافظه ویدئویی - از بایت ویژگی). این گونه است که الگوهای حروف روی صفحه نمایش ظاهر می شوند، همچنین، مانند هر چیز دیگری در رایانه، به صورت رمزگذاری شده اعداد باینری. تصویر هنگام چاپ تصاویر نماد بسیار شبیه است، فقط کدهای تصویر نماد و شماره سریال آنها به طور دائم در حافظه دستگاه چاپ ذخیره می شود یا قبل از شروع چاپ در آنجا از حافظه رایانه وارد می شود. واحدها در کدهای الگوی کاراکتر در این مورد به عنوان نیاز، به عنوان مثال، ضربه زدن به سوزن مربوطه در دستگاه های چاپ سوزنی رمزگشایی می شوند.

حالت گرافیکیدر حالت‌های گرافیکی، بافر ویدئو به‌صورت دنباله‌ای از فیلدهای بیتی سازماندهی می‌شود، وضعیت بیت‌های هر فیلد، رنگ یک نقطه را روی صفحه تعیین می‌کند. در حالت گرافیکی، صفحه نمایش به نقاط نورانی منفرد تقسیم می شود که تعداد آنها به نوع نمایشگر بستگی دارد، مثلاً 640 به صورت افقی و 480 به صورت عمودی. نقاط درخشان روی صفحه نمایش معمولا نامیده می شوند پیکسل ها، رنگ و روشنایی آنها ممکن است متفاوت باشد. در حالت گرافیکی است که تمام تصاویر گرافیکی پیچیده ایجاد شده توسط کامپیوتر بر روی صفحه نمایش کامپیوتر ظاهر می شوند. برنامه های ویژه، که پارامترهای هر پیکسل صفحه را کنترل می کند. حالت های گرافیکیبا شاخص هایی مانند وضوح و پالت مشخص می شود.

وضوح- تعداد نقاطی که تصویر با آنها روی صفحه نمایش داده می شود. در حال حاضر سطوح وضوح معمولی 800 x 600 پیکسل یا 1024 x 768 پیکسل هستند. با این حال، برای نمایشگرهای مورب بزرگ، می توان از وضوح 1152 در 864 پیکسل استفاده کرد.

اندازه روی صفحه در طول برابر است با عرض کل منطقه قابل مشاهده صفحه، ضرب در تعداد پیکسل های تصویر، تقسیم بر تعداد عناصر تصویر در یک خط (این اولین مورد از اعدادی که حالت اسکن مانیتور را تعیین می کنند).

به عنوان مثال: یک مانیتور 17 اینچی پهنای ناحیه قابل مشاهده در حدود 32 سانتی متر دارد. اگر حالت روی 1024 x 768 تنظیم شده باشد، یک تصویر 640 پیکسلی دارای عرض 32 x 640 خواهد بود: 1024 = 20 سانتی متر.

ارتفاع تصویر روی صفحه نیز به همین ترتیب تعیین می شود.

جعبه رنگ نقاشی– تعداد رنگ هایی که برای بازتولید تصویر استفاده می شود، به عنوان مثال، 4 رنگ، 16 رنگ، 256 رنگ، 256 سایه خاکستری، 2 16 رنگ در حالتی به نام High color یا 2 24 رنگ در حالت رنگ واقعی.

می توانید قابلیت های زیرسیستم گرافیکی را با جایگزینی سخت افزار به کار رفته در آن تغییر دهید. در بیشتر موارد، این به معنای تعویض کارت گرافیک است. از آنجایی که هر آداپتور گرافیکی از حالت‌های ویدیویی متفاوتی استفاده می‌کند و هر حالت نیازهای حافظه خاص خود را دارد، حافظه نمایشی که رایانه‌ها استفاده می‌کنند به صورت فیزیکی روی خود برد قرار می‌گیرد. آداپتور گرافیکی، بنابراین اگر آداپتور را تغییر دهیم، حافظه را نیز تغییر می دهیم. بنابراین، هنگامی که یک آداپتور گرافیکی خاص را نصب می کنیم، به طور خودکار مقدار و نوع حافظه نمایشگر مورد نیاز را دریافت می کنیم.

آداپتورهای ویدئویی ویژهبرای سیستم های کامپیوتری، برای عملکرد زیرسیستم ویدئویی حیاتی است، آداپتورهای ویدئویی ویژه با پردازنده های گرافیکی تولید می شوند. چنین آداپتورهای ویدئویی می توانند برخی از موارد را به عهده بگیرند کار محاسباتیبه عنوان مثال، آنها می توانند به طور مستقل دایره ای را که با مرکز و شعاع آن تعریف شده است، بسازند و می توانند حرکات سخت افزاری مناطق تصویر را روی صفحه انجام دهند. حتی می توانید چنین آداپتورهای ویدئویی را خودتان برنامه ریزی کنید تا اقدامات خاصی را انجام دهند و زمان پردازنده را برای سایر نیازها آزاد کنید.

برای سهولت استفاده از پردازنده های گرافیکی، درایورها به همراه آنها ارائه می شود. برنامه های مختلف– سیستم های طراحی به کمک کامپیوتر، مدل سازی، سیستم عامل ویندوز.

حافظه ویدیویی.حافظه ویدئویی برای ذخیره اطلاعات ویدئویی طراحی شده است - کد باینری تصویر نمایش داده شده روی صفحه.

حافظه ویدئویی یک دستگاه ذخیره سازی فرار الکترونیکی است. این می تواند چندین صفحه گرافیکی با کیفیت بالا را به طور همزمان ذخیره کند. وضوح گرافیکی و رنگی موجود به میزان حافظه ویدئویی بستگی دارد.

اکثر سیستم های ویدئویی دارای حافظه ویدئویی کافی برای ذخیره بیش از یک حافظه هستند صفحه صفحه نمایشنمایش داده ها، بنابراین تنها بخشی از آنچه در حافظه ویدیو ذخیره می شود در هر زمان روی صفحه قابل مشاهده است.

حافظه ویدیویی اطلاعات مربوط به رنگ هر نقطه روی صفحه را ذخیره می کند. هر چه رنگ‌های مختلف بیشتر استفاده شود، حافظه ویدیویی بیشتری مورد نیاز است.

صفحه- یک بخش حافظه ویدیویی که حاوی اطلاعاتی در مورد یک تصویر صفحه (یک تصویر روی صفحه) است. حافظه ویدئویی می‌تواند چندین صفحه را همزمان در خود جای دهد.

ظرفیت حافظه ویدئویی (V) با فرمول تعیین می شود:

V = n م. ن. ب ,

که در آن n تعداد صفحات است.

M - تعداد پیکسل ها در یک خط.

N - تعداد خطوط؛

ب – عمق بیت.

در حال حاضر محبوب ترین آداپتورهای ویدئویی در کشور ما شتاب دهنده های گرافیکی SVGA و ویندوز هستند.

برای سیستم‌های رایانه‌ای که برای سرعت زیرسیستم ویدیویی حیاتی هستند، آداپتورهای ویدیویی ویژه با پردازنده‌های گرافیکی تولید می‌شوند.

پردازنده کمکی گرافیکی- قلب آداپتور ویدئو. با نمایش اطلاعات روی صفحه، تبادل داده با پردازنده مرکزی و حل بسیاری از وظایف دیگر سروکار دارد. با آداپتورهای مدرن پردازنده گرافیکیتخلیه می کند CPUکامپیوتر و تعدادی از مشکلات مرتبط با تشکیل تصویر را بر عهده می گیرد.

یک مورد خاص از آداپتورهای ویدئویی با پردازنده های گرافیکی، شتاب دهنده های گرافیکی برای ویندوز هستند. آنها به طور خاص برای بهبود عملکرد زیرسیستم ویدیویی رایانه هنگام کار در محیط ویندوز طراحی شده اند.

باید تاکید کرد که برخلاف پردازنده‌های گرافیکی همه‌منظوره، شتاب‌دهنده ویندوز منحصراً بر روی استفاده در ارتباط با ویندوز متمرکز است.

کارت های شتاب دهنده گرافیکی و پردازنده های گرافیکی مشترک می توانند در حالت های High Color و حتی True Color کار کنند. با این حال، با چنین حجم های تصویری که حافظه ویدئویی در حالت های High Color و True Color موجود است، مقدار اطلاعاتی که از RAM کامپیوتر به حافظه ویدئویی آداپتور منتقل می شود، به سادگی بسیار زیاد می شود.

شتاب دهنده های D

آداپتورهای ویدئویی که می توانند سرعت عملیات را افزایش دهند گرافیک سه بعدی، شتاب دهنده های سه بعدی نامیده می شوند (مترادف آن شتاب دهنده سه بعدی است). شتاب دهنده سه بعدی چه اقداماتی را شتاب می دهد؟

بیایید رایج ترین عملیاتی را که یک شتاب دهنده سه بعدی در سطح سخت افزار انجام می دهد فهرست کنیم.

حذف سطوح نامرئی. معمولاً با استفاده از روش Z-buffer انجام می شود، که شامل این واقعیت است که پیش بینی تمام نقاط یک مدل سه بعدی از یک جسم بر روی صفحه تصویر به ترتیب طبقه بندی می شود. حافظه خاص(Z-buffer) با فاصله از صفحه تصویر.

سایه زدن(Shading) به مثلث هایی که جسم را تشکیل می دهند، بسته به نور، رنگ خاصی می دهد. این می تواند: یکنواخت (سایه زنی مسطح)، زمانی که هر مثلث به طور یکنواخت رنگ می شود، که باعث اثر نه یک سطح صاف، بلکه یک چند وجهی می شود. Gouraud Shading، که مقادیر رنگ را در هر لبه درون‌یابی می‌کند و به سطوح منحنی ظاهری صاف‌تر و بدون لبه‌های قابل مشاهده می‌دهد. با توجه به Phong Shading، هنگامی که بردارهای عادی به سطح درون یابی می شوند، دستیابی به حداکثر واقع گرایی را ممکن می کند، اما نیاز به هزینه های محاسباتی زیادی دارد و هنوز در شتاب دهنده های انبوه سه بعدی استفاده نشده است. اکثر شتاب دهنده های سه بعدی می توانند سایه گوراود را انجام دهند.

بریدن(Clipping) قسمتی از جسم قابل مشاهده بر روی صفحه را مشخص می کند و بقیه را گیره می دهد تا محاسبات غیر ضروری انجام نشود.

محاسبه روشناییبرای انجام این روش، روش Ray Tracing اغلب برای در نظر گرفتن بازتاب مجدد نور بین اجسام و شفافیت آنها استفاده می شود. همه شتاب دهنده های سه بعدی می توانند این عملیات را با کیفیت های متفاوت انجام دهند.

نقشه برداری بافت) یا تحمیل یک آپارتمان بیت مپبر جسم سه بعدیتا سطح آن واقع بینانه تر شود. به عنوان مثال، در نتیجه چنین پوششی، یک سطح چوبی دقیقاً مانند آن به نظر می رسد که از چوب ساخته شده است و نه از یک ماده همگن ناشناخته. بافت های با کیفیت معمولا فضای زیادی را اشغال می کنند. برای کار با آنها از شتاب دهنده های سه بعدی در گذرگاه AGP استفاده می شود که از فناوری فشرده سازی بافت پشتیبانی می کند. پیشرفته ترین کارت ها از چند بافت پشتیبانی می کنند - پوشش همزمان دو بافت.

فیلتراسیون(فیلتر کردن) و صاف کردن(ضد جداسازی). Anti-aliasing به کاهش اعوجاج در تصاویر بافت با درون یابی آنها، به ویژه در مرزها اشاره دارد، و فیلترینگ به روشی برای کاهش "دانه" ناخواسته هنگام تغییر مقیاس بافت هنگام نزدیک شدن یا دور شدن از یک شی 3 بعدی اشاره دارد.

شفافیت، یا کانال آلفای یک تصویر (Transparency، Alpha Blending) اطلاعاتی در مورد شفافیت یک شی است که به شما امکان می دهد اشیاء شفاف و نیمه شفافی مانند آب، شیشه، آتش، مه و مه بسازید. Fogging اغلب به یک تابع جداگانه جدا شده و به طور جداگانه محاسبه می شود.

پریشان کردنیا ترکیب رنگ در هنگام پردازش دو و استفاده می شود تصاویر سه بعدیبا رنگ های بیشتر در دستگاهی با رنگ های کمتر. این تکنیک شامل کشیدن یک الگوی خاص با تعداد کمی رنگ است که با حذف آن، توهم استفاده را ایجاد می کند. بیشتررنگ ها

اطلاعات مربوطه.

کامپیوتر به عنوان یک دستگاه پردازش اطلاعات جهانی

هدف و دستگاه یک کامپیوتر

کامپیوتر و انسان چه چیزی مشترک دارند؟

برای علم کامپیوتر، کامپیوتر نه تنها ابزاری برای کار با اطلاعات است، بلکه یک موضوع مطالعه است. شما یاد خواهید گرفت که یک کامپیوتر چگونه کار می کند، چه کارهایی را می توان با آن انجام داد و چه ابزارهای نرم افزاری برای این کار وجود دارد.

از زمان های قدیم، مردم به دنبال آسان کردن کار خود بوده اند. برای این منظور ماشین ها و مکانیسم های مختلفی ایجاد شد که توانایی های فیزیکی انسان را افزایش می دهد. کامپیوتر در اواسط قرن بیستم اختراع شد تا توانایی های کار ذهنی انسان، یعنی کار با اطلاعات را افزایش دهد.

از تاریخ علم و فناوری می‌دانیم که انسان ایده‌های بسیاری از اختراعات خود را در طبیعت کشف کرده است.

به عنوان مثال، در قرن پانزدهم، دانشمند و هنرمند بزرگ ایتالیایی، لئوناردو داوینچی، ساختار بدن پرندگان را مطالعه کرد و از این دانش برای طراحی هواپیما استفاده کرد.

دانشمند روسی N. E. Zhukovsky، بنیانگذار آیرودینامیک نیز مکانیسم پرواز پرندگان را مطالعه کرد. از نتایج این مطالعات در محاسبات طراحی هواپیما استفاده می شود.

می توانیم بگوییم که لئوناردو داوینچی و ژوکوفسکی ماشین های پرنده خود را بر روی پرندگان "بنیاد" کردند.

آیا نمونه اولیه کامپیوتر در طبیعت وجود دارد؟ آره! چنین نمونه اولیه خود انسان است. فقط مخترعان به دنبال این بودند که نه توانایی های فیزیکی، بلکه توانایی های فکری یک فرد را به رایانه منتقل کنند.

با توجه به هدف خود، کامپیوتر یک جهانی است وسایل فنیبرای اینکه یک فرد با اطلاعات کار کند.

طبق اصول طراحی آن، کامپیوتر مدلی از شخصی است که با اطلاعات کار می کند.

چه دستگاه هایی در رایانه گنجانده شده است؟چهار مؤلفه اصلی عملکرد اطلاعات انسانی وجود دارد:

رایانه شامل دستگاه هایی است که این وظایف یک فرد متفکر را انجام می دهد:

در حین کار کامپیوتر، اطلاعات از طریق دستگاه های ورودی وارد حافظه می شود. پردازنده اطلاعات پردازش شده را از حافظه بازیابی می کند، با آن کار می کند و نتایج پردازش را در آن قرار می دهد. نتایج به دست آمده از طریق دستگاه های خروجی به انسان منتقل می شود. اغلب از صفحه کلید به عنوان دستگاه ورودی و صفحه نمایش یا چاپگر (دستگاه چاپ) به عنوان دستگاه خروجی استفاده می شود (شکل 2.2).

برنج. 2.2. تبادل اطلاعات در کامپیوتر

داده و برنامه چیست؟با این حال، نمی‌توان «ذهن کامپیوتر» را با ذهن یک شخص یکی دانست. مهمترین تفاوت این است که کار رایانه کاملاً تابع برنامه تعبیه شده در آن است ، در حالی که شخص اعمال خود را کنترل می کند.

حافظه کامپیوتر داده ها و برنامه ها را ذخیره می کند.

داده ها- این اطلاعات پردازش شده ای است که در حافظه کامپیوتر به شکل خاصی ارائه می شود. کمی بعد، با روش هایی برای نمایش داده ها در حافظه رایانه آشنا خواهید شد.

برنامهتوصیفی از توالی اقداماتی است که یک کامپیوتر باید برای حل یک وظیفه پردازش داده معین انجام دهد.

اگر اطلاعات برای یک شخص دانشی است که در اختیار دارد، پس اطلاعات برای یک کامپیوتر داده ها و برنامه های ذخیره شده در حافظه است. داده ها "دانش اظهاری" هستند.

اصول فون نیومندر سال 1946، جان فون نویمان، دانشمند آمریکایی، اصول اولیه طراحی و عملکرد کامپیوترها را تدوین کرد. اولین مورد از این اصول ترکیب دستگاه های رایانه ای و روش های تعامل اطلاعاتی آنها را تعیین می کند. این در بالا مورد بحث قرار گرفت. شما هنوز با سایر اصول فون نویمان آشنا نشده اید.

سوالات و وظایف

حافظه کامپیوتر

حافظه داخلی و خارجی.هنگام کار با اطلاعات، شخص نه تنها از دانش خود، بلکه از کتاب ها، کتاب های مرجع و غیره استفاده می کند منابع خارجی. در فصل 1، "انسان و اطلاعات"، اشاره شد که اطلاعات در حافظه انسان و در رسانه های خارجی ذخیره می شود. یک شخص می تواند اطلاعاتی را که به خاطر سپرده شده است فراموش کند، اما رکوردها با اطمینان بیشتری ذخیره می شوند.

یک کامپیوتر همچنین دارای دو نوع حافظه است: حافظه داخلی (RAM) و حافظه خارجی (بلند مدت).

حافظه درونی دستگاه الکترونیکی است که اطلاعات را در حالی که با برق کار می کند ذخیره می کند. هنگامی که کامپیوتر از شبکه جدا می شود، اطلاعات RAM ناپدید می شود. برنامه در حافظه داخلیکامپیوتر. قانون فرموله شده به اصول نویمان اشاره دارد. به آن اصل برنامه ذخیره شده می گویند.

حافظه خارجی - اینها رسانه های مغناطیسی مختلف (نوار، دیسک) هستند، دیسک های نوری. ذخیره اطلاعات روی آنها نیازی به منبع تغذیه ثابت ندارد.

در شکل شکل 2.3 نموداری از ساختار کامپیوتر را با در نظر گرفتن دو نوع حافظه نشان می دهد. فلش ها جهت تبادل اطلاعات را نشان می دهند.

کوچکترین عنصر حافظه کامپیوتر بیت حافظه نامیده می شود. در شکل 2.4 هر سلول نشان دهنده یک بیت است. می بینید که کلمه بیت دو معنی دارد: واحد اندازه گیری مقدار اطلاعات و ذره ای از حافظه کامپیوتر. اجازه دهید نشان دهیم که چگونه این مفاهیم با یکدیگر مرتبط هستند.

هر بیت حافظه در حال حاضر می تواند یکی از دو مقدار را ذخیره کند: صفر یا یک. استفاده از دو کاراکتر برای نمایش اطلاعات نامیده می شود رمزگذاری باینری .

داده ها و برنامه ها در حافظه کامپیوتر به صورت کد باینری ذخیره می شوند.

یک کاراکتر از یک الفبای دو کاراکتری حاوی 1 بیت اطلاعات است.

یک بیت حافظه حاوی یک بیت اطلاعات است.

ساختار بیت اولین ویژگی حافظه داخلی کامپیوتر را تعیین می کند - گسستگی . اجسام گسسته از ذرات مجزا تشکیل شده اند. به عنوان مثال، ماسه گسسته است زیرا از دانه های شن تشکیل شده است. "دانه های شن" حافظه کامپیوتر کمی هستند.

دومین ویژگی حافظه داخلی کامپیوتر است آدرس پذیری . هشت بیت متوالی حافظه یک بایت را تشکیل می دهد. می دانید که این کلمه همچنین بیانگر یک واحد اطلاعات، برابر با هشت بیت است. بنابراین یک بایت حافظه یک بایت اطلاعات را ذخیره می کند.

در حافظه داخلی یک کامپیوتر، تمام بایت ها شماره گذاری می شوند. شماره گذاری از صفر شروع می شود.

شماره دنباله یک بایت آدرس آن نامیده می شود.

اصل آدرس پذیری به این معناست که:

ثبت اطلاعات در حافظه و همچنین خواندن آن از حافظه در آدرس ها انجام می شود.

حافظه را می توان به عنوان یک ساختمان آپارتمانی در نظر گرفت که در آن هر آپارتمان یک بایت و شماره آپارتمان یک آدرس است. برای اینکه نامه به مقصد برسد، باید آدرس صحیح را وارد کنید. این دقیقاً نحوه دسترسی پردازنده به حافظه داخلی رایانه، با آدرس‌ها است.

که در کامپیوترهای مدرننوع دیگری از حافظه داخلی به نام حافظه فقط خواندنی وجود دارد - ROM. این حافظه غیر فراراطلاعاتی که فقط از آن قابل خواندن است.

رسانه ها و دستگاه های حافظه خارجی.دستگاه های حافظه خارجی دستگاه هایی برای خواندن و نوشتن اطلاعات در رسانه های خارجی هستند. اطلاعات موجود در رسانه های خارجی در قالب فایل ذخیره می شود. بعداً در مورد این موضوع بیشتر خواهید فهمید.

مهم ترین دستگاه های حافظه جانبی در رایانه های مدرن هستند درایوهای دیسک مغناطیسی(NMD)، یا درایوهای فلاپی.

چه کسی نداند ضبط صوت چیست؟ ما عادت داریم که گفتار و موسیقی را روی ضبط صوت ضبط کنیم و سپس به صداهای ضبط شده گوش کنیم. صدا با استفاده از سر مغناطیسی بر روی نوارهای مغناطیسی ضبط می شود. با کمک همین دستگاه، ضبط مغناطیسی دوباره به صدا تبدیل می شود.

NMD مانند ضبط صوت عمل می کند. همان کد دودویی روی تراک‌های دیسک نوشته می‌شود: بخش مغناطیسی یک است، بخش غیر مغناطیسی صفر است. هنگام خواندن از روی دیسک، این رکورد در بیت های حافظه داخلی به صفر و یک تبدیل می شود.

یک سر ضبط به سطح مغناطیسی دیسک متصل است (شکل 2.5)، که می تواند در امتداد شعاع حرکت کند. در حین کار NMD، دیسک می چرخد. در هر موقعیت ثابت، سر با مسیر دایره ای تعامل دارد. اطلاعات باینری در این مسیرهای متحدالمرکز ثبت می شود.

برنج. 2.5. فلاپی درایو و دیسک مغناطیسی

نوع دیگری از رسانه های خارجی، دیسک های نوری هستند (نام دیگری برای آنها است دیسک های لیزری). آنها نه یک روش مغناطیسی، بلکه از یک روش نوری-مکانیکی برای ثبت و خواندن اطلاعات استفاده می کنند.

ابتدا دیسک های لیزری آمدند که اطلاعات فقط یک بار روی آنها ضبط می شود. نمی توان آن را پاک کرد یا بازنویسی کرد. چنین دیسک هایی CD-ROM - Compact Disk-Read Only Memory نامیده می شود که به معنای "دیسک فشرده - فقط خواندنی" است. بعداً دیسک های لیزری قابل بازنویسی اختراع شدند - CD-RW. روی آنها، مانند رسانه های مغناطیسی، می توان اطلاعات ذخیره شده را پاک کرد و دوباره ثبت کرد.

رسانه ای که کاربر می تواند از درایو حذف کند، رسانه قابل جابجایی نامیده می شود.

دیسک های لیزری مانند DVD-ROM - دیسک های ویدئویی - بیشترین ظرفیت اطلاعاتی را در بین رسانه های قابل جابجایی دارند. حجم اطلاعات ذخیره شده روی آنها می تواند به ده ها گیگابایت برسد. دیسک‌های ویدئویی حاوی فیلم‌های ویدئویی تمام‌قد هستند که می‌توان آن‌ها را مانند تلویزیون روی کامپیوتر مشاهده کرد.

سوالات و وظایف

1. سعی کنید توضیح دهید که چرا یک کامپیوتر به دو نوع حافظه نیاز دارد: داخلی و خارجی.
2. «اصل برنامه ذخیره شده» چیست؟
3. ویژگی گسسته حافظه داخلی کامپیوتر چیست؟
4. کلمه بیت چه دو معنی دارد؟ چه نسبتی دارند؟
5. ویژگی آدرس پذیری حافظه داخلی کامپیوتر چیست؟
6. دستگاه های حافظه خارجی کامپیوتر را نام ببرید.
7. چه انواع دیسک های نوریمیدونی؟

کامپیوتر شخصی (PC) چگونه کار می کند؟

PC چیست.کامپیوترهای مدرن بسیار متفاوت هستند: از کامپیوترهای بزرگ که کل اتاق را اشغال می کنند تا کامپیوترهای کوچکی که روی میز، کیف و حتی در جیب قرار می گیرند. کامپیوترهای مختلف برای اهداف مختلف استفاده می شوند. امروزه محبوب ترین نوع کامپیوتر کامپیوترهای شخصی هستند. رایانه های شخصی (PC) برای استفاده شخصی (شخصی) در نظر گرفته شده اند.

با وجود تنوع در مدل های PC، شباهت های زیادی در طراحی آنها وجود دارد. این خصوصیات کلی اکنون مورد بحث قرار خواهند گرفت.

دستگاه های کامپیوتری اصلی"بخش" اصلی یک کامپیوتر شخصی ریزپردازنده (MP) است. مینیاتوری است مدار الکترونیکی، با استفاده از فناوری بسیار پیچیده ایجاد شده و عملکرد یک پردازنده کامپیوتر را انجام می دهد.

رایانه شخصی مجموعه ای از دستگاه های متصل به هم است. نکته اصلی در این مجموعه این است واحد سیستم . واحد سیستم شامل "مغز" ماشین است: یک ریزپردازنده و حافظه داخلی. موارد زیر نیز در آنجا قرار دارند: واحد منبع تغذیه، درایوهای دیسک و کنترل‌کننده‌های دستگاه خارجی. واحد سیستم مجهز به یک فن داخلی برای خنک کننده است.

واحد سیستم معمولاً در یک محفظه فلزی قرار می گیرد که در قسمت بیرونی آن وجود دارد: یک دکمه روشن/خاموش، اسلات برای نصب دیسک های قابل جابجایی و دستگاه های دیسک، کانکتورهایی برای اتصال دستگاه های خارجی.

به واحد سیستم متصل است دستگاه صفحه کلید(صفحه کلید)، نظارت کنید(نام دیگر نمایش است) و موش(دستکاری کننده). گاهی اوقات از انواع دیگر دستکاری‌ها استفاده می‌شود: جوی استیک، ترک‌بال و غیره. علاوه بر این، موارد زیر را می‌توان به رایانه شخصی متصل کرد: چاپگر(دستگاه چاپ) مودم(برای دسترسی خط تلفنارتباطات) و دستگاه های دیگر (شکل 2.6).

در شکل 2.6 نشان داده شده است مدل رومیزیکامپیوتر علاوه بر این، مدل های قابل حمل (لپ تاپ) و کامپیوترهای جیبی نیز وجود دارد.

همه دستگاه های رایانه شخصی، به جز پردازنده و حافظه داخلی، فراخوانی می شوند دستگاه های خارجی. هر دستگاه خارجی از طریق واحد خاصی به نام کنترلر (از انگلیسی "کنترل کننده" - "کنترل کننده"، "مدیر") با پردازنده رایانه شخصی تعامل می کند. یک کنترل کننده درایو دیسک، یک کنترل کننده مانیتور، یک کنترل کننده چاپگر و غیره وجود دارد (شکل 2.7).

اصل اصلی تعامل بین دستگاه های رایانه شخصی.اصل سازماندهی ارتباط اطلاعات بین پردازنده، رم و دستگاه های خارجی مشابه اصل است ارتباط تلفنی. پردازنده از طریق یک خط چند سیمی به نام بزرگراه(اسم دیگر - لاستیک، با دستگاه های دیگر ارتباط برقرار می کند (شکل 2.8).

همانطور که هر مشترک شبکه تلفن شماره مخصوص به خود را دارد، هر دستگاه خارجی متصل به رایانه شخصی نیز شماره ای را دریافت می کند که به عنوان آدرس این دستگاه عمل می کند. اطلاعات ارسال شده به یک دستگاه خارجی با آدرس آن همراه شده و به کنترل کننده ارسال می شود. در این قیاس، کنترلر مانند یک دستگاه تلفن است که سیگنال الکتریکی را که از طریق سیم ها عبور می کند، به صدا تبدیل می کند، زمانی که به تلفن گوش می دهید، و صدا را به سیگنال الکتریکی در هنگام صحبت تبدیل می کند.

تنه کابلی است که از سیم های زیادی تشکیل شده است. سازماندهی معمولی بزرگراه به شرح زیر است: یک گروه سیم ( گذرگاه داده) اطلاعات پردازش شده از طریق دیگری ( اتوبوس آدرس) - آدرس حافظه یا دستگاه های خارجی که پردازنده به آنها دسترسی دارد. همچنین قسمت سوم بزرگراه وجود دارد - اتوبوس کنترل; سیگنال های کنترلی از طریق آن منتقل می شود (به عنوان مثال، بررسی آمادگی دستگاه برای کار، سیگنال شروع عملکرد دستگاه و غیره).

سوالات و وظایف

کامپیوتر شخصی

دستگاه های مختلف

ویژگی های اساسی یک کامپیوتر شخصی

به طور فزاینده ای، رایانه های شخصی نه تنها در تولید و در مؤسسات آموزشی، بلکه در خانه نیز استفاده می شود. شما می توانید آنها را به همان روشی که تلویزیون، VCR و سایر لوازم خانگی خریداری می کنید، از فروشگاه خریداری کنید. هنگام خرید هر محصولی، توصیه می شود ویژگی های اصلی آن را بدانید تا دقیقاً آنچه را که نیاز دارید خریداری کنید. رایانه های شخصی نیز این ویژگی های اساسی را دارند.

ویژگی های ریزپردازندهوجود داشته باشد مدل های مختلفریزپردازنده های تولید شده توسط شرکت های مختلف. ویژگی اصلی MP سرعت کلاک و ظرفیت بیت پردازنده است.

حالت کار ریزپردازنده توسط یک ریزمدار به نام تنظیم می شود مولد ساعت. این یک نوع مترونوم در داخل کامپیوتر است. برای انجام هر عملیات، تعداد مشخصی از چرخه های ساعت به پردازنده اختصاص داده می شود. واضح است که اگر مترونوم سریعتر "بکوبد" ، پردازنده سریعتر کار می کند. فرکانس ساعتدر مگاهرتز - مگاهرتز اندازه گیری می شود. فرکانس 1 مگاهرتز معادل یک میلیون سیکل ساعت در ثانیه است. در اینجا برخی از فرکانس‌های ساعت ریزپردازنده معمولی وجود دارد: 600 مگاهرتز، 800 مگاهرتز، 1000 مگاهرتز. آخرین مقدار گیگاهرتز - گیگاهرتز نامیده می شود. مدل های مدرنریزپردازنده ها با سرعت ساعت چند گیگاهرتز کار می کنند.

ویژگی بعدی ظرفیت بیت پردازنده است. عمق بیتتماس گرفت حداکثر طولکد باینری که می تواند توسط پردازنده به عنوان یک کل پردازش یا منتقل شود. ظرفیت پردازنده در اولین مدل های رایانه شخصی 8 بیت بود. سپس پردازنده های 16 بیتی ظاهر شدند. رایانه های شخصی مدرن اغلب از پردازنده های 32 بیتی استفاده می کنند. بیشتر ماشین ها با کارایی بالا دارای پردازنده های 64 بیتی هستند.

مقدار حافظه داخلی (RAM)قبلا در مورد حافظه کامپیوتر صحبت کردیم. به حافظه عملیاتی (داخلی) و حافظه بلند مدت (خارجی) تقسیم می شود. عملکرد یک ماشین تا حد زیادی به میزان حافظه داخلی بستگی دارد. اگر حافظه داخلی کافی برای اجرای برخی برنامه ها وجود نداشته باشد، کامپیوتر شروع به انتقال بخشی از داده ها به حافظه خارجی می کند که عملکرد آن را به شدت کاهش می دهد. سرعت خواندن/نوشتن داده ها رمچندین مرتبه بزرگتر از خارجی.

مقدار RAM بر عملکرد رایانه شما تأثیر می گذارد. برنامه های مدرن به ده ها و صدها مگابایت رم نیاز دارند.

برای اینکه برنامه های مدرن به خوبی کار کنند، صدها مگابایت رم مورد نیاز است: 128 مگابایت، 256 مگابایت یا بیشتر.

ویژگی های دستگاه های حافظه جانبیدستگاه های حافظه خارجی درایوهای دیسک مغناطیسی و نوری هستند. دیسک های مغناطیسی تعبیه شده در واحد سیستم هارد دیسک یا هارد دیسک نامیده می شوند. این بخش بسیار مهمی از رایانه است، زیرا در آن همه برنامه های لازم برای کارکرد رایانه ذخیره می شود. خواندن/نوشتن برای HDDسریعتر از انواع دیگر رسانه های خارجی تولید می شود، اما همچنان کندتر از RAM است. هرچه ظرفیت هارد بیشتر باشد بهتر است. بر روی رایانه های شخصی مدرن نصب شده است هارد دیسک هاکه حجم آن بر حسب گیگابایت اندازه گیری می شود: ده ها و صدها گیگابایت. وقتی کامپیوتر می خرید، خرید هم می کنید مجموعه مورد نیازبرنامه های روی هارد به طور معمول، خریدار خود نرم افزار کامپیوتر را سفارش می دهد.

سایر رسانه های حافظه خارجی قابل جابجایی هستند، یعنی می توان آنها را در درایو قرار داد و از آن خارج کرد. اینها شامل دیسک های مغناطیسی انعطاف پذیر - فلاپی دیسک و دیسک های نوری - CD-ROM، CD-RW، DVD-ROM هستند. یک فلاپی دیسک استاندارد 1.4 مگابایت اطلاعات را در خود جای می دهد. فلاپی دیسک ها برای ذخیره طولانی مدت برنامه ها و داده ها و همچنین برای انتقال اطلاعات از یک کامپیوتر به کامپیوتر دیگر مناسب هستند.

اخیراً فلش مموری جایگزین فلاپی دیسک به عنوان ابزار اصلی انتقال اطلاعات از یک کامپیوتر به کامپیوتر دیگر شده است. فلش ممورییک دستگاه حافظه خارجی الکترونیکی است که برای خواندن و نوشتن اطلاعات استفاده می شود فرمت فایل. فلش مموری مانند دیسک ها یک دستگاه غیر فرار است. با این حال، در مقایسه با دیسک ها، حافظه فلش حجم اطلاعات بسیار بیشتری دارد (صدها و هزاران مگابایت). و سرعت خواندن و نوشتن اطلاعات در فلش مدیا به سرعت RAM نزدیک می شود.

درایوهای CD-ROM تقریباً به یک جزء اجباری یک مجموعه رایانه شخصی تبدیل شده اند. نوین نرم افزاربه طور خاص در این رسانه ها توزیع شده است. ظرفیت یک CD-ROM صدها مگابایت است (حجم استاندارد 700 مگابایت).

شما می توانید درایوهای DVD را به صلاحدید خود خریداری کنید. مقدار داده روی دیسک های این نوع بر حسب گیگابایت (4.7 گیگابایت، 8.5 گیگابایت، 17 گیگابایت) محاسبه می شود. فیلم ها اغلب بر روی DVD ضبط می شوند. زمان پخش آنها به 8 ساعت می رسد. اینها 4-5 فیلم تمام طول هستند. درایوهای نوری قابل نوشتن به شما امکان می دهند اطلاعات را روی CD-RW و DVD-RW بنویسید و بازنویسی کنید. کاهش مداوم قیمت انواع دستگاه های ذکر شده آنها را از دسته "اقلام لوکس" به وسایل عمومی منتقل می کند.

تمام انواع دستگاه های دیگر به عنوان دستگاه های ورودی/خروجی طبقه بندی می شوند. موارد اجباری عبارتند از صفحه کلید، مانیتور و دستگاه اشاره گر (معمولاً ماوس). دستگاه های اضافی: چاپگر، مودم، اسکنر، سیستم صوتی و برخی دیگر. انتخاب این دستگاه ها بستگی به نیاز و توان مالی خریدار دارد. همیشه می توانید منابع را پیدا کنید اطلاعات مرجعدر مورد مدل های چنین دستگاه ها و ویژگی های عملیاتی آنها.

سوالات و وظایف

برای "ارتباط" موفق با یک کامپیوتر، مضر است که آن را به عنوان یک جعبه سیاه درک کنیم که چیزی غیرمنتظره تولید می کند. برای درک واکنش کامپیوتر به اعمال شما، شما باید بدانید که چگونه کار می کند و چگونه کار می کند.

در آندر درس IT یاد خواهیم گرفت که بیشتر دستگاه های محاسباتی (که نه تنها شامل رایانه های شخصی می شوند) چگونه کار می کنند.

چه چیزی تمام اطلاعات یک کامپیوتر را پردازش می کند؟

وظیفه اصلی یک کامپیوتر است پردازش اطلاعات، یعنی محاسبات را انجام دهید. بیشتر محاسبات توسط یک دستگاه خاص انجام می شود - . این یک ریزمدار پیچیده است که حاوی صدها میلیون عنصر (ترانزیستور) است.

این برنامه به پردازنده می گوید که در یک زمان معین چه کاری انجام دهد.

برنامه ها و داده ها از دستگاه ذخیره سازی (هارد دیسک) بارگیری می شوند.

ولی HDD – دستگاه نسبتا کندو اگر پردازنده منتظر می ماند تا اطلاعات خوانده شود و بعد از پردازش دوباره نوشته شود، برای مدت طولانی بیکار می ماند.

پردازنده را بیکار نگذاریم

بنابراین، یک دستگاه ذخیره سازی سریعتر (حافظه دسترسی تصادفی، RAM) بین پردازنده و هارد دیسک نصب شد. کوچک است تخته مدار چاپی، که حاوی تراشه های حافظه سریع است.

از قبل در رم بخوانید هارد دیسکهمه برنامه های لازمو داده ها در حین کار پردازنده به رم دسترسی پیدا می کند، دستورات برنامه را می خواند که می گوید چه داده هایی باید گرفته شوند و دقیقاً چگونه آنها را پردازش کنند.

وقتی کامپیوتر خود را خاموش می کنید، محتویات RAM در آنجا ذخیره نمی شود (برخلاف هارد دیسک).

فرآیند پردازش اطلاعات

بنابراین اکنون می دانیم که کدام دستگاه ها در پردازش اطلاعات نقش دارند. بیایید اکنون کل فرآیند محاسبه را بررسی کنیم.

هنگامی که کامپیوتر خاموش است، تمام برنامه ها و داده ها روی هارد دیسک ذخیره می شوند. وقتی کامپیوتر را روشن می کنید و شروع برنامه، موارد زیر رخ می دهد:

ورودی و خروجی اطلاعات

برای اینکه کامپیوتر اطلاعات را برای پردازش دریافت کند، باید آن را وارد کرد. برای این منظور از آنها استفاده می شود دستگاه های ورودی:

صفحه کلید(با استفاده از آن متن را وارد می کنیم و کامپیوتر را کنترل می کنیم).
موش(ما از ماوس برای کنترل کامپیوتر استفاده می کنیم).
اسکنر(تصویر را در رایانه قرار دهید)؛
میکروفون(ضبط صدا) و غیره

برای نمایش نتیجه پردازش اطلاعات از دستگاه های خروجی داده:

نظارت کنید(نمایش تصویر روی صفحه)؛
چاپگر(متن و تصویر را روی کاغذ نمایش می دهیم)؛
سیستم های آکوستیکیا "گویندگان" (گوش دادن به صداها و موسیقی)؛

علاوه بر این، می‌توانیم داده‌ها را با استفاده از:

درایوهای خارجی(از آنها ما داده های موجود را به رایانه کپی می کنیم):
- درایو فلش،
- لوح فشرده (CD یا DVD)
- هارد درایو قابل حمل،
- دیسکت؛

شبکه کامپیوتری(ما داده ها را از رایانه های دیگر دریافت می کنیم اینترنتیا شبکه شهری).

اگر دستگاه های ورودی/خروجی را به مدار خود اضافه کنیم، نمودار زیر را دریافت می کنیم:

به این معنا که کامپیوتر با یک و صفر کار می کند، و هنگامی که اطلاعات به دستگاه خروجی می رسد، آن را تبدیل به تصاویر آشنا(تصویر، صدا).

بیایید آن را جمع بندی کنیم

بنابراین، امروز ما به همراه سایت متوجه شدیم کامپیوتر چگونه کار می کند. به طور خلاصه، رایانه داده‌ها را از دستگاه‌های ورودی (صفحه‌کلید، ماوس و غیره دریافت می‌کند)، آن‌ها را روی هارد ذخیره می‌کند، سپس آن‌ها را به RAM منتقل می‌کند و با استفاده از پردازنده پردازش می‌کند. نتیجه پردازش ابتدا به رم، سپس به هارد دیسک یا مستقیماً به دستگاه های خروجی (مثلاً مانیتور) برگردانده می شود.

اگر سوالی دارید، می توانید در نظرات این مقاله از آنها بپرسید.

می‌توانید در درس‌های بعدی در وب‌سایت درس‌های فناوری اطلاعات درباره همه دستگاه‌های فهرست‌شده در درس امروز اطلاعات بیشتری کسب کنید. برای اینکه دروس جدید را از دست ندهید، در اخبار سایت عضو شوید.

کپی ممنوع

یادآوری می کنم که وب سایت درس های فناوری اطلاعات کتاب های مرجع را به طور مداوم به روز می کند:

مکمل ویدیویی

امروز یک فیلم آموزشی کوتاه در مورد تولید پردازنده است.

P.S. در درس بعدی - دستگاه خارجیکامپیوتر، توضیحات کانکتورهای خارجی، نشانگرها و دکمه ها. از دست نده!

"کامپیوتر از چه ساخته شده است" - کیفیت تصویر به کارت ویدئو نیز بستگی دارد. خنک کننده. کارت گرافیک. 2. مادربرد. بنابراین بیایید ببینیم یک کامپیوتر شخصی از چه چیزی تشکیل شده است. RESET-SW - برای راه اندازی مجدد کامپیوتر استفاده می شود. مادربرد. خنک کننده برای خنک کردن پردازنده استفاده می شود. آموزشبرای مونتاژ کامپیوتر

"کارت های ویدئویی" - رام ویدئویی. محدوده رنگ ممکن تصویر فقط با پارامترهای RAMDAC تعیین می شود. سیستم خنک کننده. مشخصه. کنترلر ویدیو. تکمیل شده توسط: Shavenzov Denis 2007 موسسه آموزشی مرکزی GOU شماره 1861 "Zagorie". دستگاه ها پایان. مشخصات دستگاه قیمت سازندگان. حافظه ویدیویی. طراحی شده برای حفظ دمای پردازنده ویدیویی و حافظه ویدیویی در محدوده قابل قبول.

"کارت صدا" - عناصر یک کارت صدا: دیجیتال (WAV) - یک کپی دیجیتال دقیق از موسیقی یا صداهای دیگر. فرمت های اصلی صوتی کامپیوتر: کارت صدا(ویژگی ها): روش های پخش صدای MIDI: دستگاه اصلی کار با صدا. مربوط به تلفن های اینترنتی کارت صدا -. پشتیبانی از رمزگشایی سخت افزاری MP3

"معماری کامپیوتر" - معماری. نیازهای متخصصان در برنامه نویسی استفاده می شود. در معنای اصلی آن در برنامه ریزی شهری استفاده می شود. اصطلاح معماری کامپیوتر ماشین های هم خانواده. معماری و سازمان. سخت افزار. بیایید مثال بزنیم. کلمه "معماری". یکی از بحث برانگیزترین مورد استفاده است.

"دستگاه کامپیوتر" - برای گرافیک سه بعدی. ساده ترین آنها در 1 بایت قرار می گیرند. پورت ها عبارتند از: فناوری های ارائه (برنامه MS PowerPoint). صفحه کلید. حالت متن: دوره آموزشی. اطمینان از تعامل بین دستگاه ها: صفحه کلید، مانیتور، دیسک. سیستم عاملپنجره ها. یکی از ویژگی های عملکرد رایانه شخصی سرعت کلاک پردازنده است.

"پردازنده و واحد سیستم" - سیستم یا مادربرد. عملکرد پردازنده تست پردازنده. بنابراین، چندین قطعه از یک کار را می توان به صورت موازی اجرا کرد. ظرفیت پردازنده سرعت ساعت ظرفیت پردازنده عملکرد پردازنده. ریزپردازنده Pentium III به این صورت است:

در مجموع 22 ارائه در این موضوع وجود دارد