Комп'ютер являє собою пристрій, здатний виконувати чітко визначену послідовність операцій, приписану програмою, та обробляти дані.
Будь-який комп'ютер має три основні складові частини: процесор, пам'ять і периферійні пристрої. Вони взаємодіють між собою за допомогою шин.
Процесор є основним «мозковим» вузлом, до завдань якого входить виконання програмного коду, що розміщено в оперативній пам'яті. В даний час під словом «процесор /центральний процесор» мають на увазі мікропроцесор – мікросхему, яка, крім власне процесора, може містити й інші вузли, наприклад, кеш-пам'ять. Процесор в певній послідовності вибирає з оперативної пам'яті інструкції та виконує їх. Інструкції процесора призначено для пересилання, обробки та аналізу даних, розташованих в просторах пам'яті й портів введення/виведення, а також організації розгалуження й пе-реходів в обчислювальному процесі. На допомогу центральному процесору до комп’ютера часто вводять співпроцесори, орієнтовані на ефективне виконання специфічних функцій. Широко поширені математичні співпроцесори, що ефективно обробляють числові дані у форматі з плаваючою крапкою; графічні співпроцесори, що виконують геометричні побудови та обробку графічних зображень; співпроцесори введення-виведення, що розвантажують центральний процесор від нескладних, але численних операцій взаємодії з периферійними пристроями.
Пам'ять комп'ютера призначено для зберігання інформації – кодів команд і даних. Інформація в пам'яті зберігається в двійкових кодах, кожен біт – елементарна комірка пам'яті – може приймати значення «0» або «1». Кожна комірка пам'яті має свою адресу, що однозначно її ідентифікує в проторі пам’яті. Мінімальною одиницею зберігання інформації в пам'яті зазвичай є один байт, що складається, як правило, з 8 біт.
Внутрішня пам'ять – електронна (напівпровідникова) пам'ять, що встановлюється на системній платі або на платах розширення;
Зовнішня пам'ять – пам'ять, реалізована у вигляді пристроїв з різними принципами збереження інформації. В даний час сюди входять пристрої магнітної (дискової та стрічкової) пам’яті, оптичної та магнітнооптичної пам'яті.
Внутрішня пам'ять підрозділяється на оперативну, інформація в якій може змінюватися процесором в будь-який момент часу, та постійну, інфор-мацію з якої процесор може тільки зчитувати.
Для підсистеми пам'яті важливими параметрами є наступні:
- об'єм інформації;
- час доступу – усереднена затримка початку обміну корисною інформацією щодо появи запиту на дані. Мінімальний час доступу має оперативна пам'ять, за нею йде дискова, а після – стрічкова;
- швидкість обміну при передачі потоку даних. Максимальну швидкість обміну має оперативна пам'ять, за нею йде дискова, а після неї – стрічкова;
- питома вартість зберігання одиниці даних – ціна накопичувача (з носіями), віднесно вартості одиниці зберігання (байту або мегабайту). Мінімальну вартість зберігання мають стрічкові пристрої зі змінними носіями, їх наздоганяють дискові накопичувачі, найдорожчу – оперативна пам'ять.
Крім цих параметрів є ряд інших характеристик – енергонезалежність (здатність збереження інформації при відключенні зовнішнього живлення), стійкість до зовнішніх впливів, час зберігання, конструктивні особливості (розмір, вага) і т.п. У кожного типу пам'яті є різні реалізації зі своїми перевагами й недоліками.
Внутрішня й зовнішня пам'ять використовуються суттєво різними способами. Внутрішня (оперативна й постійна) пам'ять є сховищем програмного коду, який безпосередньо може бути виконано процесором. У ній же зберігаються дані, також безпосередньо доступні процесору (а отже, і виконуваній програмі). Зовнішня пам'ять зазвичай використовується для зберігання файлів, вміст яких може бути довільним. Процесор (програма) має доступ до вмісту файлів тільки опосередковано через відображення їх (повне або часткове) в деякій області оперативної пам'яті. Виконати програмний код або звернутися до даних безпосередньо на диску процесор не може.
Основний недолік оперативної пам'яті полягає в тому, що конструктивно досяжний її обсяг у багато разів менше ніж у дискової пам’яті. Вирішити проблему збільшення обсягу оперативної пам'яті за рахунок дискової дозволяє віртуальна пам'ять. Суть її полягає в тому, що програмам надається віртуальний простір оперативної пам'яті, що за розмірами перевищує обсяг фізично встановленої оперативної пам'яті.
Периферійні пристрої пов'язують комп'ютер із зовнішнім світом. До них відносяться:
- пристрої введення: клавіатура, маніпулятори «миша», джойстики, сканери, пристрої оцифрування звуку й відеозображення;
- пристрої виведенян: алфавітно-цифрові й графічні монітори, принтери, плотери, акустичні системи та інше;
- комунікаційні пристрої: модеми, адаптери глобальних і локальних мереж.
Периферійні пристрої підключаються до комп'ютера через зовнішні інтерфейс або за допомогою спеціалізованих адаптерів або контролерів, що вбудовуються до системної (материнської) плату або розміщуються на платах (картах) розширення. Адаптер є засобом сполучення якого-небудь пристрою з якоюсь шиною комп'ютера. Контролер відповідає тій же меті сполучення, але при цьому має деяку активність – він здатний до самостійних дій після отримання команд від обслуговуючої його програми.
Комп'ютер не має практичної цінності без програмного забезпечення, яке має багаторівневу організацію. Частина програмного забезпечення зберігатися в постійній (енергонезалежній) пам'яті та забезпечує тестування й запуск при включенні, завантаження операційної системи і зв'язок операційної системи з апаратними засобами комп'ютера. Ця частина називається базовою системою введення /виведення BIOS. Наступний рівень – операційна система, основним призначенням якої є завантаження прикладних програм та надання їм деяких сервісів. Верхній рівень – прикладні програми.
Література.
Базова:
1. Основи інформатики та обчислювальної техніки: Навч. посіб. /В.Г. Іванов, В.В. Карасюк, М.В. Гвозденко; За заг. ред. В.Г. Іванова. – К.: Юринком Інтер, 2004. – 328 с.
2. Гук М.Ю. Аппаратные средства IBM PC. Энциклопедия. 3-е изд. – СПб.: Питер, 2009. – 1072 с.: ил.
3. Про інформацію [Електронний ресурс]: закон України від 02.10.1992 № 2657-12 в редакції Закону України 10.08.2012 № 5029-17. – Електрон. дан. (1 файл). – Режим доступу: http://zakon1.rada.gov.ua.
4. Основи інформаційних технологій: Навч. посібник. /Т.М. Басюк, Н.О. Думанський, О.В. Пасічник; За ред. д.т.н., проф.В.В. Пасічника. – Львів: Новий Світ-2000, 2011. – 390 с.
Допоміжна:
1. В.Е. Ходаков, Н.В. Пилипенко, Н.А. Соколова /Под ред. В.Е. Ходакова. Введение в компьютерные науки: учебное пособие. – Херсон: Издательство ХГТУ. – 2004. – 610 с.
2. Колесниченко О.В., Шишигин И.В. Аппаратные средства PC. – 3-е изд., перераб. и доп. – СПб.: БХВ-Санкт-Петербург, 2009. – 800 с.: ил.
3. Столлингс Вильям. Структурная организация и архитектура компьютерных систем, 5-е изд.: Пер. с англ. – М.: Издательский дом „Вильямс”, 2002. – 896 с.: ил.
4. Скотт Мюллер Модернизация и ремонт ПК. – СПб.: Питер, 2010. – 960 с.: ил.
5. Компьютерные технологии в юридической деятельности. Учебн.пособие. – М.: БЕК, 1996. – 306 с.
4. Плескач В.Л. Інформаційні технології та системи [Текс ]: Підручник /В.Л. Плескач. – К., 2003. – 520 с.
5. Соколов В.Ю. Інформаційні системи і технології: навчальний посібник, 2010.
6. Саницький В.А., Карацюба А.М., Святобог В.В. та ін. Система інформаційного забезпечення ОВС України: Навчально-практичний посібник /За ред. Л.В. Бородича. – К.: РВВ МВС України, 2010. – 144 с.
Інформаційні ресурси:
1. http://flash-library.narod.ru/Ch-Informatics/lektion/main.html (Лекційні матеріали з інформатики).
2. http://www.humanities.edu.ru/db/msg/80303 (Курс інформатики для дистанційного навчання).
3. http://inf.e-alekseev.ru/text/Koncepc.html (Мультимедійний електронний підручник)
4. http://www.informatuka.info (Курс лекцій з дисципліни «Основи інформаційних технологій»).
6. http://www.kamgu.ru/dir/mpi/ (Теорія і методика навчання інформатики).
7. http://www.ido.rudn.ru/nfpk/inf/inf11.html (Телекомунікаційні технології).
Питання для самоперевірки.
1. Що таке інформація. Основні види інформації.
2. Поняття інформаційного забезпечення. Основні принципи створення інформаційного забезпечення.
3. Що таке інформаційні правовідносини. Основні елементи та принципи інформаційних правовідносин.
4. Основні операції обробки даних.
5. Що таке «комп’ютер», його функції.
6. Які основні частини комп’ютерної системи?
7. Як відбувається взаємодія між внутрішніми компонентами комп’ютерної системи?
8. Виконання яких основнизх завдань покладено на центральний процесор?
9. Визначте суть поняття «співпроцесор».
10. У чому полягають відмінності, подібності між центральним процесором і сопроцессорами?
11. Що є мінімальною одиницею пам'яті даних, що адресується мікропроцесором?
12. У чому полягає відмінність при роботі центрального процесора з внутрішньої та зовнішньої пам'яттю?
13. Порівняйте характеристики оперативного запам’ятовуючого пристрою й зовнішньої пам'яті.
14. Що є основним недоліком ОЗП?
15. Яке призначення віртуальної пам'яті в комп'ютерній системі?
16. Охарактеризуйте основні функції периферійних пристроїв.
17. Проаналізуйте особливості підключення периферийних пристроїв (адаптер, контролер).
