Temat: Klasyfikacja środków i narządzi TI Środki technologii informacyjnej to komputery, ich urządzenia peryferyjne oraz sieci komputerowe Na początku ery komputerów podział urządzeń ze względu na ich przeznaczenie był oczywisty. Istniała jednostka centralna i urządzenia wejściowe - czytniki kart perforowanych (potem klawiatury), urządzenia wyjściowe - perforatory (potem monitory i drukarki). Dzisiaj, ten klasyczny, statyczny model, nie jest taki klarowny. Rozwój techniki sprawił, że różne funkcje zostały zintegrowane w jednym urządzeniu. Dlatego klasyfikację przedstawioną niżej należy traktować dynamicznie, jako funkcję wykonywanych właśnie zadań. Przeznaczenie Przetwarzanie danych Wprowadzanie informacji Urządzenia wejścia Wyprowadzanie Urządzenia wyjścia Przechowywanie pamięci masowe Przetwarzanie obrazu Urządzenia przewodowe informacji informacji komunikacyjne Urządzenia komunikacyjne - bezprzewodowe Przykłady urządzeń komputer - jednostka centralna klawiatura stacja dysków elastycznych czytnik CD, dvd, CD-RW karta dźwiękowa + mikrofon skaner, aparat cyfrowy, kamera wideo kamera internetowa monitor drukarka, ploter stacja dysków elastycznych nagrywarka CD-R lub CD-RW nagrywarka DVD karta dźwiękowa + głośniki dyskietka dysk twardy płyta CD, DVD taśma magnetyczna (streamer) ZIP, pamięć Flash skaner, kamera, cyfrowy aparat fotograficzny cyfrowa kamera wideo karty sieciowe, modemy, terminal ISDN telefony urządzenia sieciowe karty sieciowe radiowe, telefony komórkowe radiolinie 1
Urządzenia komunikacyjne Komunikacja Wprowadzanie danych Wyprowadzanie danych Urządzenia wejściowe Składowanie danych Urządzenia wyjściowe Urządzenia pamięciowe Ogólny schemat przepływu informacji z wykorzystaniem środków TI Parametry komputera, które warto znać Jeśli chcemy być aktywnymi uczestnikami społeczeństwa informacyjnego, nie unikniemy kontaktu z komputerem (w domu czy w pracy). Każdy chce pracować czy bawić się na komputerze szybkim i sprawnym. Zanim kupimy komputer, warto zastanowić się, do jakich celów będziemy go wykorzystywali - do gier, tworzenia grafiki i muzyki czy tylko do pisania tekstów. Powinniśmy znać funkcje podstawowych części składowych i parametry, które wpływają na jakość funkcjonowania sprzętu. Podawane tu wielkości są wymienione jako przykładowe, ale 2
w krótkim czasie ulegną zmianie. Trzeba wcześniej dowiedzieć się, jakie są aktualne optymalne wielkości, np. u sprzedawcy lub poszukać w Internecie. Co mieści się na płycie głównej? Płyta główna to podstawowy podzespół jednostki centralnej. Na niej są umieszczane różne ukla-procesorów jest firma dy elektroniczne, m.in. pamięć RAM, pamięć BIOS-u, chipset, gniazda (tzw. sloty) kart rozszerzeń, ale przede wszystkim procesor. Na krawędzi (w standardzie ATX) umieszczone są złącza portów szeregowych, portu równoległego, portów myszy i klawiatury, portu USB. Mogą też produkcji praprzodka wystąpić gniazda We-Wy dźwięku. dzisiejszych konstrukcji. Podstawowym kryterium wyboru płyty głównej to możliwość zamontowania na niej odpowiedniego procesora. Warto nabywać płyty nowoczesne, dobrych producentów, nawet kosztem komputerów, większej ceny, niż przestarzałe i wychodzące z użytku. ATX (ang. Advanced Technology Extended) standard konstrukcji płyt głównych oraz zasilaczy i obudów komputerowych do nich. Standard ATX został opatentowany przez firmę Intel w 1995 roku. Był to spory krok naprzód w porównaniu do wcześniejszych konstrukcji typu AT, które królowały przez wiele lat. Zalety tej zmiany były oczywiste, więc ATX wyparł swojego poprzednika z rynku stając się nowym standardem. Układ płyty głównej. Ścisłe określenie położenia niektórych elementów pozwoliło na pewną niwelację niedociągnięć w budowie wcześniejszych płyt. Standard ATX jednoznacznie określa, w którym miejscu ma się znajdować procesor. Pozwoliło to na instalowanie dłuższych kart w slotach PCI oraz ISA. Wcześniej przeszkadzała w tym lokalizacja procesora. Lepsze rozmieszczenie poszczególnych komponentów zezwoliło na zredukowanie plątaniny kabli oraz łatwiejszy dostęp do niektórych części (np. moduły pamięci umieszczone na środku, kontrolery FDD i IDE bliżej samych napędów). Gniazdo zasilające płytę główną. W konstrukcji AT zasilacz był łączony z płytą główną poprzez dwuczęściowe gniazdo. Części były do siebie podobne i możliwe było nieprawidłowe podłączenie, które mogło doprowadzić do uszkodzenia płyty. Dlatego też zastąpiono je większymi, jednoczęściowymi gniazdami. Jednocześnie odnotowano spadek dostarczanej mocy, szczególnie przy zastosowaniu nowszych kart AGP, bądź bardzo szybkich procesorów, więc konieczne było zastosowanie gniazd pomocniczych. Porty. Niewiele portów, zwykle tylko port klawiatury, widocznych na tylnej ściance obudowy w konstrukcjach AT wychodziło bezpośrednio z płyty głównej. Trzeba było korzystać z dodatkowych przejściówek (np. w przypadku portów szeregowych i równoległych). Standard ATX zakładał taką konstrukcję płyt i obudów, aby możliwe było umieszczenie portów bezpośrednio na tylnej ścianie obudowy. Funkcja Soft Power. Umożliwia ona kontrolę zasilania z poziomu systemu operacyjnego oraz umożliwia oszczędzanie energii, poprzez wprowadzanie komputera w stan uśpienia po dłuższej bezczynności. Chłodzenie. Dzięki zmienionej konstrukcji obudowy, poprzez jednoczesny nawiew i wywiew powietrza, chłodzenie komputera stało się bardziej wydajne. Jaki wybrać procesor? Procesor odpowiada za sprawne wykonywanie praktycznie wszystkich operacji, które wykonuje jednostka centralna, nadzoruje pracę pozostałych podzespołów. Podstawowym parametrem procesora, z którym się spotkamy, jest częstotliwość taktowania zegara. Obecnie w konstrukcjach komputerów osobistych występują procesory taktowane zegarem do 2400 3
MHz. Procesor wybieramy jak najszybszy, podając częstotliwość taktowania zegara (w MegaHerzach I MHz), np. 1000 MHz do prac biurowych, 1500 MHz - do gier, 2000 MHz i do prac graficznych i obróbki plików wideo. Jaką wybrać wielkość pamięci RAM? Wszystkie uruchamiane programy są wczytywane w pierwszej kolejności do pamięci RAM, skąd przesyłane są do procesora. W RAM jest przechowywany kod systemu operacyjnego, kody działających programów oraz dane dla programów. Do tej pamięci bezpośredni dostęp ma również karta graficzna. Z RAM informacje są przesyłane do urządzeń* wyjściowych. RAM (ang. Random Access Memory) - pamięć o dostępie swobodnym. RAM jest pamięcią ulotną - po wyłączeniu komputera jej zawartość ginie bezpowrotnie. Ważnym parametrem pamięci RAM jest jej pojemność (w MegaBajtach - MB) oraz częstotliwość, z którą pracuje (w MHz). Częstotliwość taktowania pamięci powinna być zgodna ze specyfikacją płyty głównej i procesora, pojemność dobieramy w zależności od przeznaczenia komputera, np. - 128 MB do prac biurowych, 256 MB do gier, a 512 MB do zaawansowanych prac graficznych. Chipset płyty głównej Poszczególne elementy płyty głównej: procesor, pamięć, magistrala systemowa, karty rozszerzeń - muszą komunikować się ze sobą w odpowiednich relacjach czasowych i właściwych poziomach logicznych. Kilkanaście lat temu funkcje te realizowano za pomocą kilkudziesięciu układów scalonych o małej skali integracji (bramek logicznych, przerzutników, rejestrów). Obecnie wszystkie funkcje pomocnicze realizuje zaledwie kilka, od 1 do 3 układów scalonych. Zestaw takich układów pomocniczych nazywamy chipsetem. Sprawność chipsetu ma wpływ na wydajność pracy całego komputera. BIOS BIOS to zbiór programów i procedur odpowiedzialnych za diagnostykę i konfiguracje podstawowych parametrów systemu komputerowego i uruchamianie systemu operacyjnego. Program BIOS zapisany jest w pamięci BIOS, która jest pamięcią stalą typu ROM lub EPROM. Pamięci te zachowują swoją zawartość po wyłączeniu zasilania. Nawet w trakcie pracy komputera informacja w pamięci RAM żyje" tylko ułamek sekundy. Aby mogła pozostać użyteczna przez dłuższy czas, pamięć musi być odświeżana. Każda komórka pamięci jest odczytywana przez odpowiednie układy sterujące i zapisywana na nowo kilkaset razy w ciągu sekundy. ROM - (ang. Read Only Memory) EPROM - (ang. Erasable Pro-gramable Read Only Memory) Przy wyborze kontrolera grafiki uwzględniamy: - wielkość pamięci obrazu, np. min. 32 MB dla komputera domowego, - typ procesora (w decydujący sposób wpływający na szybkość działania, np. gier komputerowych), 4
- liczbę i rodzaj wejść/wyjść (np. wyjście na telewizor, jeśli chcemy oglądać filmy z DVD), - sposób umieszczenia, np. dla komputera biurowego wystarczy wbudowany na płycie głównej, 1 producenta, zwłaszcza gdy zajmujemy się profesjonalną obróbką grafiki. Kontroler dźwięku Obecnie coraz częściej tę funkcję spełnia chipset płyty głównej przy współpracy z procesorem. Większe możliwości daje jednak zastosowanie niezależnej karty dźwiękowej. Jest to układ odpowiedzialny za nagrywanie i odtwarzanie muzyki, głosu i innych dźwięków. Niezależna karta dźwiękowa odciąża procesor z funkcji, które przejmuje wyspecjalizowany procesor dźwięku. Użytkownik, który tylko słucha muzyki, zadowoli się prostą, tanią kartą. Profesjonaliści używają kart bardziej zaawansowanych: wielokanałowych, wyposażonych w syntezatory dźwięku, wejścia cyfrowe, o niskim poziomie szumów własnych. Rodzaje pamięci masowych Dysk twardy Dysk twardy to urządzenie pamięci masowej o dużej pojemności - jeden z podstawowych elementów komputera) wymienianych w opisie konfiguracji. Informacja zapisana na dysku pozostaje na nim bez względu na to, czy dysk jest zasilany napięciem, czy jest odłączony od niego. Informacje można na dysku wielokrotnie zapisywać i kasować. Nośnikiem informacji jest wirująca z dużą prędkością (kilka tysięcy obrotów na minutę) płyta aluminiowa lub szklana pokryta warstwą magnetyczną. Zapis i odczyt jest realizowany za pośrednictwem głowicy ferromagnetycznej poruszającej się nad powierzchnią płyty. Położenie chwilowe głowicy, a zatem i miejsce, w którym dokonywany jest w danej chwili zapis lub odczyt informacji, jest kontrolowane przez zaawansowany układ elektroniczny, zwany kontrolerem dysku. Współczesne dyski twarde osiągają pojemność rzędu 160 GB, ale również ta wielkość zapewne zmieni się w krótkim czasie na większą. Z dyskiem twardym są związane dwa ważne pojęcia: partycja i formatowanie. Na jednym dysku (fizycznym) może być jedna lub kilka partycji dyskowych. Partycja dyskowa (dysk logiczny) - - wydzielony z fizycznego obszaru dysku, spójny fragment, z punktu widzenia logiki komputera traktowany jako osobne urządzenie (dysk). Partycje dysku wykonuje się m.in. w celu zwiększenia bezpieczeństwa danych. Możemy na jednej partycji, z której będziemy częściej korzystać, zainstalować programy użytkowe, w tym też gry; natomiast na drugiej - zapisywać ważne dokumenty. Jeśli coś stanie się na pierwszej partycji i będziemy zmuszeni np. ten fragment dysku sformatować - nie stracimy wszystkiego. Programy zawsze można jeszcze raz zainstalować, lecz dokumenty trudniej odtworzyć. Stosowanie partycji jest niezbędne w przypadku, gdy chcemy na jednym komputerze korzystać z różnych systemów operacyjnych. 5
Formatowanie dysku - przygotowanie dysku do współpracy z wybranym systemem plików. Formatowanie dysku usuwa wszystkie zapisane na nim wcześniej informacje. W trakcie czynności formatowania na istniejącej partycji dyskowej zostaje utworzony katalog główny oraz założona tablica rozmieszczenia plików. Zanim podejmie się decyzję o formatowaniu dysku, należy najpierw wykorzystać wszystkie inne metody jego naprawy (patrz Temat 9). Formatowanie powinno się traktować jako ostateczność, biorąc pod uwagę utratę danych i czasochłonność ponownej instalacji systemu oraz dodatkowych programów. Stacja dysków elastycznych stanowi standardowe wyposażenie każdego komputera osobistego, choć ostatnio coraz rzadziej wykorzystywane. Służy do gromadzenia niewielkich (do 1,44 MB) ilości informacji na dyskach wymiennych - dyskietkach. Umożliwia archiwizowanie danych i przenoszenie ich między komputerami. Monitor Monitor służy do wyprowadzania wyników działania programów, obserwujemy na nim efekty naszej pracy. Wybierając monitor, ustalamy długość jego przekątnej (w calach) i rozdzielczość, np. dla monitorów piętnastocalowych (15') co najmniej 800 x 600 pikseli, dla monitorów siedemnastocalowych (17') co najmniej 1024 x 768 pikseli. Monitory wykorzystywane do prac graficznych czy projektowych powinny mieć lepszą rozdzielczość i większą przekątną. Ważnym parametrem jest tzw. częstotliwość odświeżania obrazu. Zbyt mała wartość - poniżej 75 Hz - powoduje szybkie męczenie oczu. Start komputera Naciskamy przycisk Power i: i zaczyna pracować zasilacz wewnętrzny, rozpędza się dysk twardy; startuje płyta główna, a przede wszystkim program BIOS; BIOS sprawdza parametry urządzeń wbudowanych do komputera (pamięć, klawiaturę, stacje dyskietek, dyski twarde, napędy CD, porty szeregowe i równoległe) oraz wykonuje podstawowe testy; i jeśli testy wypadną pomyślnie, BIOS szuka urządzenia, na którym zainstalowany jest system operacyjny (ang. OS - Operating System) - najczęściej jest to dysk twardy komputera; po znalezieniu systemu operacyjnego, BIOS oddaje mu kontrolę nad dalszym działaniem; i system operacyjny ładuje (kopiuje) z dysku twardego do pamięci operacyjnej (RAM) swoje kolejne moduły - niezbędne do działania; następnie system ładuje sterowniki kart graficznych, sieciowych, dźwiękowych, dodatkowe sterowniki obsługi dysku i inne sterowniki urządzeń; system przenosi do RAM interfejs graficzny GUI (ang. Graphic User Interface); komputery pracujące w sieci próbują w tym czasie nawiązać łączność z innymi jednostkami; na zakończenie system uruchamia programy rezydentne, wczytuje czcionki, ustawienia i tematy Pulpitu oraz programy folderu Autostart. 6
System operacyjny ma dużo pracy do wykonania, stąd oczekiwanie na całkowite uruchomienie komputera może trwać kilkadziesiąt sekund. Start serwera sieciowego, nadzorującego pracę grupy komputerów może trwać nawet kilkanaście minut. Szybkość startu komputera w małym stopniu zależy od prędkości procesora, bardziej natomiast od szybkości czytania danych z dysku, ilości tych danych i wielkości pamięci operacyjnej. Wszystkie sterowniki i programy są ładowane do pamięci operacyjnej (RAM) komputera, pilnuje tego specjalny nadzorca pamięci". Bywa jednak, że jakieś dwa moduły programowe pokłócą" się, starając ulokować się pod tym samym adresem. Efektem takiego nieporozumienia są słynne niebieskie ekrany w środowisku Windows. 7