Компьютер как универсальное устройство для работы с информацией

Определение

Компьютер — это универсальное программно-управляемое устройство для работы с информацией. Он способен хранить, обрабатывать и передавать информацию по заданной программе.

Основные компоненты компьютера

Компьютер состоит из следующих основных узлов:

1. Процессор (ЦПУ) — центральное устройство, выполняющее вычисления и управляющее работой всех компонентов. Основные характеристики: тактовая частота (измеряется в гигагерцах, ГГц) и количество ядер.

2. Оперативная память (ОЗУ) — энергозависимая память, в которой хранятся запущенные программы и обрабатываемые данные. При выключении питания содержимое ОЗУ стирается.

3. Долговременная память — энергонезависимые устройства хранения: жёсткие диски (HDD), твердотельные накопители (SSD), флеш-память, оптические диски.

4. Устройства ввода — клавиатура, мышь, микрофон, сканер, веб-камера, сенсорный экран. Преобразуют информацию в цифровую форму.

5. Устройства вывода — монитор, принтер, колонки, наушники, проектор. Преобразуют цифровую информацию в форму, понятную человеку.

Магистрально-модульный принцип

Современный компьютер построен по магистрально-модульному принципу: все устройства обмениваются данными через общую информационную магистраль (шину), состоящую из шины данных, шины адреса и шины управления.

История развития вычислительной техники

Поколение	Годы	Элементная база	Быстродействие
I	1940–1950-е	Электронные лампы	10–20 тыс. операций/с
II	1950–1960-е	Транзисторы	100–500 тыс. операций/с
III	1960–1970-е	Интегральные схемы	До 1 млн операций/с
IV	1970-е – н.в.	БИС и СБИС	Миллиарды операций/с

Примеры

Пример 1. Определение устройства

Ученик набирает текст реферата в текстовом редакторе. Какие устройства компьютера задействованы и какую функцию они выполняют?

Решение:

• Клавиатура (устройство ввода) — преобразует нажатия клавиш в цифровые коды символов.
• Оперативная память — временно хранит текст и программу текстового редактора.
• Процессор — обрабатывает коды клавиш и обновляет изображение на экране.
• Монитор (устройство вывода) — отображает набираемый текст.
• Жёсткий диск (долговременная память) — сохраняет файл с текстом при нажатии «Сохранить».

Пример 2. Характеристики компьютера

Современный ноутбук имеет следующие характеристики: процессор Intel Core i5 с тактовой частотой 2,5 ГГц (4 ядра), ОЗУ 8 Гбайт, SSD 256 Гбайт. Что означает каждая характеристика?

Решение:

• Тактовая частота 2,5 ГГц — процессор выполняет 2,5 миллиарда тактов в секунду. Каждый такт — один шаг вычислений.
• 4 ядра — внутри одного процессора четыре вычислительных блока, способных работать параллельно.
• ОЗУ 8 Гбайт — объём оперативной памяти, достаточный для одновременной работы с несколькими программами.
• SSD 256 Гбайт — твердотельный накопитель ёмкостью 256 гигабайт для постоянного хранения файлов.