Пользование компьютером становится привычным для современного человека. Вместе с тем далеко не каждый владелец ПК задумывается о том, какие конкретно функции выполняет соответствующее вычислительное устройство. Немногие пользователи знают, какова специфика отдельных аппаратных компонентов компьютера. Каковы функцииПК? Какие аппаратные компоненты входят в структуру персональных вычислительных систем?
Ключевые функции компьютеров
Какие функции компьютера можно выделить как ключевые? Есть большое количество подходов к их определению. В среде российских IT-экспертов распространена схема, в соответствии с которыми функции компьютера представлены в следующем перечне:
- обработка информации;
- хранение данных;
- перемещение информации;
- управление файлами.
Можно отметить, что перечисленные функции в целом характерны для всех типов компьютеров. Современная классификация вычислительных устройств предполагает, что их разновидностей достаточно много. Есть пользовательские ПК, есть промышленные компьютеры, а также те, которые входят в структуру средств транспорта. Безусловно, каждый из типов ПК будет обладать специфическими функциями.
В случае с пользовательскими компьютерами это может быть, например, обработка графики, текста или звука. Функции бортового компьютера военного самолета — это управление летальным аппаратом, поддержание работоспособности его механизмов. Соответствующая специфика промышленных вычислительных устройств будет связана с необходимостью точного выполнения заданных производственных операций.
Рассмотрим подробнее специфику каждой из отмеченных выше общих функций для всех компьютеров.
Функции вычислительных систем: обработка информации
Обработка данных вычислительной системой предполагает различные процедуры, производимые на уровне аппаратных компонентов компьютера. Их выполнение обычно сопровождается значимым для пользователя результатом: если говорить о ПК, то это может быть создание документа или внесение корректировок в уже существующий, отображение на экране той или иной информации, или вступление ПК в диалог с пользователем посредством запросов. Владелец компьютера, таким образом, задействует функцию обработки информации на ПК при создании, редактировании и воспроизводстве файлов.
Хранение данных
Основные функции компьютера также включают хранение данных. Если говорить о ПК, то предполагается размещение их в виде файлов и папок на специальных носителях с целью последующего использования. Хранение информации осуществляется на основе системных принципов: это облегчает последующее нахождение нужных данных. Файлы, располагающиеся на компьютере, могут быть пользовательскими — принадлежащими владельцу, или системными, которые создает и использует сам ПК.
Перемещение информации
Функция компьютера может трактоваться по-разному. Прежде всего, под перемещением информации, если говорить о ПК, может пониматься процесс, при котором тот или иной файл копируется с одного носителя на другой (или меняет свое расположение относительно определенного каталога в файловой системе). Другая трактовка данного процесса предполагает, что информация передается между разными компьютерами: с помощью мобильных носителей (CD-дисков, флешек и т. д.) либо по Интернету или по локальной сети.
Управление файлами
Данная функция дополняет каждую из трех рассмотренных выше. Управление файлами осуществляется как на стадии обработки информации, так и при обеспечении сохранности данных либо в процессе их перемещения. Функция, о которой идет речь, может реализовываться как автоматически — компьютер в этом случае самостоятельно определяет необходимые алгоритмы, так и при непосредственном участии пользователя.
Изучив ключевые функции компьютера как пользовательского инструмента, рассмотрим особенности составляющих его аппаратных компонентов. В данном случае речь будет идти о персональных вычислительных устройствах, относящихся к так называемой IBM-архитектуре, наиболее распространенной в мире.
Аппаратные компоненты ПК
Современные ПК — это вычислительные комплексы, состоящие из нескольких устройств. Технологически каждое из них выполняет самостоятельную функцию, однако, работать отдельно от других — с практической пользой для владельца ПК — не может. Какие компоненты присутствуют в структуре современных компьютеров? В числе таковых:
- системный блок (в котором, в свою очередь, расположены: процессор, материнская плата, оперативная память, жесткий диск, видео- и аудиокарты, сетевые устройства, дисковые накопители);
- монитор;
- средства управления (клавиатура, мышь и их аналоги);
- аксессуары (принтеры, сканеры и т. д.).
В зависимости от конфигурации ПК данные компоненты могут представлять собой отдельные устройства либо составлять единую аппаратную платформу. В первом случае компьютер будет относиться к типу «десктоп», то есть предполагается его оптимальное расположение на столе без частого перемещения с одного места на другое. Во втором — ПК будет, вероятнее всего, сконструирован в виде ноутбука. Есть и промежуточный вариант сборки ПК — в виде «моноблока». В нем объединены практически все из отмеченных аппаратных компонентов, кроме средств управления — они присоединяются к компьютеру отдельно.
Таковы основные устройства компьютера. Их функции изучить также будет полезно, и это — наша следующая задача.
Функции компонентов ПК: процессор
Процессор — главная вычислительная микросхема компьютера. Как правило, это самый высокотехнологичный и дорогостоящий компонент ПК. Процессоры для компьютеров выпускаются буквально несколькими фирмами в мире. Более 90% мирового рынка занимают две компании — Intel и AMD. Основной показатель производительности данного компонента ПК — частота выполнения операций. Измеряется она обычно в гигагерцах, или ГГц. Чем выше частота, тем быстрее микросхема выполняет необходимые вычисления.
Также значимый показатель производительности процессора — количество ядер. Чем их больше, тем мощнее соответствующий аппаратный компонент. Какие функции процессора компьютера можно назвать ключевыми? Можно сказать, что они, в целом, совпадают с теми, которые выполняет ПК в целом: обработка, перемещение, хранение, данных, управление файлами. Тем самым мы можем проследить значимость процессора на каждом участке работы компьютера.
Материнская плата
Материнская плата — самая большая микросхема ПК. Она отвечает за интеграцию различных аппаратных компонентов компьютера. На ней располагаются процессор, жесткий диск, оперативная память, аудио- и видеокарты, сетевые адаптеры. В ее же структуре — основные разъемы, к которым присоединяются внешние аксессуары ПК. Материнская плата, так же как и процессор, имеет показатель быстродействия, выражаемый в частоте. Как правило, соответствующий параметр для данного типа аппаратных компонентов, предполагает цифры скромнее, чем для процессоров, и он фиксируется не в гигагерцах, а в мегагерцах. Но бывают исключения. Есть высокопроизводительные материнские платы, которые функционируют на частоте, выражаемой как раз таки в гигагерцах.
Оперативная память
Оперативная память ПК, или ОЗУ, — это набор микросхем, в которых осуществляется временное размещение цифровых данных в ходе вычислительных процессов. Соответствующий ресурс, как правило, задействует процессор. Другие важные функции памяти компьютера — содействие обеспечению быстрого обмена данными между компьютерами, а также создание особой аппаратной среды для загрузки программ. Тот или иной вид ПО может запуститься, только если в ПК есть свободная оперативная память.
Основной показатель производительности ОЗУ — объем. Чем он больше, тем более значительные по величине массивы информации можно размещать в оперативной памяти. Другой показатель производительности соответствующего аппаратного компонента, как и в случае с процессором или материнской платой, — частота. Чем она выше, тем быстрее функционирует память. Еще один важный показатель производительности ОЗУ — пропускная способность. Она отражает то, какой объем файлов может быть обработан в микросхеме за установленный промежуток времени. Чем он больше, тем соответствующий аппаратный компонент работает быстрее. Пропускная способность оперативной памяти, так же как и других устройств, для которых свойственна данная характеристика, выражается в мегабитах в секунду, а для высокопроизводительных моделей — в гигабитах в секунду. Термин «пропускная способность» имеет ряд синонимов — например, «скорость канала» (или «шины», «слота», «порта»).
Можно отметить, что процессор, материнская плата и оперативная память — устройства, которые в определяющей степени отвечают за то, насколько быстро будет работать ПК и насколько качественно будут выполняться основные функции компьютера. Если показатели производительности соответствующих аппаратных компонентов низкие, то добиться повышения скорости работы ПК за счет других устройств, входящих в его структуру, сложно. Однако они и их свойства также важны с точки зрения реализации необходимых функций ПК. Рассмотрим специфику данных компонентов.
Жесткий диск
Жесткий диск — это устройство, предназначенное для постоянного размещения файлов. Таким образом, это ключевой компонент с точки зрения такой функции компьютера, как хранение данных. На жестких дисках информация размещается по принципам, определенным в файловой системе, используемой ПК.
Основной показатель производительности рассматриваемого аппаратного компонента — объем. Чем он больше, тем более значительна будет величина массива файлов, которые можно разместить на жестком диске. Другой важный показатель производительности данного компонента — как и в случае с ОЗУ, это пропускная способность. Чем она выше, тем быстрее записываются и считываются данные с жесткого диска, что непосредственным образом влияет на скорость работы компьютера.
Видеокарта и монитор
Если вспомнить, какие функции выполняет компьютер, относящийся к категории персональных вычислительных устройств, то первые ассоциации у нас, вероятно, возникнут с обработкой графики. ПК используется как инструмент для создания и редактирования изображений, видео, картинок из компьютерных игр и решения многих других подобных задач. Ключевые аппаратные компоненты, отвечающие за успешную реализацию ПК соответствующей функции — видеокарта и монитор. Второе устройство отвечает за визуальный вывод информации в виде, понятном пользователю. Основные характеристики монитора — диагональ и разрешение. Касательно первого параметра — все зависит от субъективных предпочтений пользователя. Разрешение монитора, в свою очередь, должно быть в достаточной мере высоким, чтобы графика была качественной и четкой.
Видеокарта отвечает за обработку графики и вывод ее на монитор. Размещается данное устройство, как правило, на материнской плате. Но в некоторых моделях ПК, чаще всего в ноутбуках, соответствующая микросхема интегрирована с процессором, то есть является составляющим его аппаратным компонентом. Главная характеристика видеокарты — пропускная способность. Чем она выше, тем больший объем графических данных соответствующий аппаратный компонент может обрабатывать. Другая важнейшая характеристика видеокарты — это объем встроенной в ней памяти.
Аудиокарта
Функции персонального компьютера также часто включают обработку звука. Ключевой аппаратный компонент, отвечающий за решение подобных задач, — аудиокарта. Размещается она главным образом на материнской плате в виде отдельного устройства. Но есть аудиокарты, которые встроены в самую большую микросхему ПК. Основные характеристики производительности соответствующего аппаратного компонента — мощность сигнала, а также частота дискретизации. Первый параметр измеряется в децибелах, или дБ, второй — чаще всего в килогерцах, или кГц. Чем выше обе характеристики — тем качественнее звук, который будет воспроизводиться компьютером.
Сетевые устройства
Большинство современных компьютеров работает в сетях — что касается домашних ПК, то в основном предполагается их соединение с интернетом. Корпоративные ПК, равно как и некоторые домашние, разумеется, также могут формировать локальную сеть.
Соединение компьютера с другими вычислительными устройствами осуществляется с помощью соответствующих аппаратных компонентов. Чаще всего, это сетевой адаптер — микросхема, размещенная на материнской плате или, как в случае с аудиокартой, иногда встроенная в нее. К нему может подключаться провод, идущий от интернет-провайдера, и тем самым обеспечивается выход компьютера в интернет.
Многие современные сетевые адаптеры могут работать и без провода — через технологию Wi-Fi. В этом случае компьютер сначала подсоединяется к беспроводному маршрутизатору, или роутеру, к которому, в свою очередь, может быть подведен кабель от провайдера.
Есть так называемые мобильные модемы — устройства, которые, подключаясь к ПК чаще всего через один из портов материнской платы, способны выводить компьютер в Интернет через сеть сотового оператора. То есть внутри них располагается SIM-карта, а ее владелец до этого оформляет в офисе оператора специальный тариф для пользования интернетом.
Основная характеристика всех сетевых устройств — пропускная способность. Чем она выше, тем быстрее, например, скачиваются файлы из Интернета.
Средства управления ПК: клавиатура и мышь
Самый, вероятно, главный инструмент управления ПК — клавиатура. Практическое пользование вычислительным устройством без нее крайне затруднено. Основные функции клавиатуры компьютера: ввод текстовых данных, а также обеспечение взаимодействия пользователя с ПК через отправку в вычислительную систему специальных сигналов с помощью отдельных клавиш или их сочетаний. Присоединяется данное устройство чаще всего к одному из портов материнской платы. Но есть также и беспроводные аксессуары соответствующего типа. Конкретные функции клавиш клавиатуры компьютера могут программироваться пользователем, хотя есть ряд международных стандартов, которых производители устройств, а также энтузиасты вычислительной техники, в целом, стараются придерживаться.
В большинстве случаев клавиатура ПК дополняется другим аксессуаром — мышью. Она призвана облегчить задействование ресурсов компьютера пользователем и ускорить решение тех или иных задач. Мышь во многом дублирует функции клавиатуры компьютера — так, с помощью соответствующих движений можно отдавать ПК те или иные команды. Равно как и наоборот: ряд специфических задач, выполняемых мышью (например, управление игровым персонажем в игре), можно осуществлять с помощью клавиатуры.
Ключевые компоненты компьютера и их функции мы изучили. Но есть большое количество аксессуаров, дополняющих базовые аппаратные составляющие ПК. Рассмотрим специфику самых распространенных — принтеров и сканеров. Их приобретают многие пользователи одновременно с покупкой компьютера.
Аксессуары ПК: принтеры и сканеры
Несмотря на то что данные устройства компьютера и их функции разные, часто они рассматриваются в одном контексте. Это вполне объяснимо: принтеры распечатывают информацию с ПК на бумаге, сканеры — наоборот, вводят ее в компьютер, превращая из бумажной в цифровую форму. Есть аппаратные компоненты, сочетающие в себе функции принтеров и сканеров, — многофункциональные устройства, или МФУ. Как правило, в них также реализована функция ксерокса.
Такова специфика функционирования современных персональных вычислительных устройств. В современных школах они часто изучаются детьми самых ранних возрастов. Многие современные педагоги считают, что оптимальная возрастная категория ребенка, который должен знать ключевые функции компьютера - 3 класс. Информатика позиционируется во многих современных школах как важнейший предмет, который необходимо осваивать детям.
