Характеристики представления графической информации

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

УЧЕБНИК

Допущено

Министерством образования Российской Федерации

в качестве учебника для студентов образовательных учреждений

среднего профессионального образования, обучающихся

по группе специальностей 2200 «Информатика и вычислительная техника»

Москва Издательский центр «Академия»

4-с издание, стереотипное

УДК 681.518(075.32) ББК32.81я723

Г74

Рецензенты:

директор Института микроэлектроники и информатики РАН

д-р техн. паук, проф. В. А. Курчиёис;

преподаватель Московского государственного колледжа

информационных технологий С. В. Мельникова

Гохберг Г. С.

Г74 Информационные технологии: учебник для студ. сред,

проф. образования / Г.С.Гохберг, А.В.Зафиевский, АА.Ко-роткин. — 4-е изд., стер. — М.: Издательский центр «Акаде­мия», 2008. - 208 с.

ISBN 978-5-7695-5474-2

Изложены основы современных информационных технологий с ис­пользованием методов искусственного интеллекта. Приводятся принци­пы построения и примеры интеллектуальных информационных систем, а также процесс формирования баз знаний.

Для студентов средних профессиональных учебных заведений. Может быть использован для самообразования.

УДК 681.518(075.32) ББК 32.81я723

Оригинал-макет данного издания является собственностью

Издательского центра «Академия», и его воспроизведение любым способом

без согласия правообладателя запрещается

(О Гохберг Г.С, Зафиевский А.В., Коротким А.А., 2004
(О Обраюнателыю-издательский центр «Академия», 2004
ISBN 978-5-7695-5474-2 (О Оформление. Издательский центр «Академия», 2004

ПРЕДИСЛОВИЕ

Одной из целей при написании учебника было рассмотрение как можно большего числа разнообразных информационных тех­нологий. При таком подходе, конечно, невозможно глубоко опи­сать каждую из них, но основные понятия, которые необходимо знать при дальнейшем изучении, приводятся. Изложение основ теории информационных технологий (ИТ) дано с позиций их применения в повседневной практической деятельности и воз­можности дальнейшего их совершенствования в количественном и качественном отношениях.

Изложение теоретических основ информационных технологий сопровождается примерами их использования, контрольными воп­росами, зачастую требующими творческого подхода к ответу на них, а также примерами заданий для лабораторных и самосто­ятельных работ, что способствует развитию практических навы­ков их использования.

Общая структура учебника выглядит следующим образом.

Первые две главы являются вводными. Вначале приводятся об­щие сведения об информации, информационных процессах и информационных технологиях, указываются основные сферы при­менения информационных технологий. Описываются основные компоненты информационных технологий, включая аппаратные и программные средства, а также структуры данных.

Гл. 3 — 7 посвящены самым массовым компьютерным инфор­мационным технологиям, основанным на применении персональ­ных компьютеров — офисным и расчетно-графическим приложе­ниям. Наиболее распространены в этой сфере программы комп­лекса Microsoft Office, которые и описываются в этих главах.

В гл. 8 рассматриваются вопросы создания гипертекстовых си­стем и сайтов в системе Интернет — новые и быстро развивающи­еся ветви ИТ. Однако, несмотря на столь быстрое развитие, основы организации сайтов «всемирной паутины», изложенные в этой главе, уже в течение долгого времени остаются неизменными.

Гл. 9 посвящена цифровой обработке аудио- и видеоинформа­ции, которая резко отличается от офисных применений в первую очередь тем, что обработка информации производится, главным образом, в реальном времени. Это налагает дополнительные усло­вия на используемые аппаратные и программные средства.

Гл. 10 содержит основные сведения об автоматизированных информационных системах, основными особенностями которых являются сложная структура обрабатываемых данных и привлече­ние человеческого фактора в информационные процессы.

Наиболее сложным и современным направлениям, «интеллек­туальным информационным технологиям», посвящена гл. 11. В ней рассматриваются основные типы интеллектуальных информаци­онных систем, описываются свойства знаний, процессы приоб­ретения знаний, модели знаний, создание баз знаний.

В гл. 12 обсуждаются экономические и социальные последствия внедрения информационных технологий в современном обществе.

Гл. 13, заключительная, содержит краткий обзор не вошедших в другие главы применений ИТ.

Гл. 4, 7, 12 написаны Г.С.Гохбергом, гл. 1, 2, 8—10 — А.В.За-фиевским, гл. 3, 5, 6, 11 — А.А. Короткиным, гл. 13 — всеми авторами совместно.

ГЛАВА 1

ИНФОРМАЦИЯ И ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

1.1. Понятие информации

Слово «информация» встречается буквально на каждом шагу. Мы говорим: «я получил важную информацию», «у меня недо­статочно информации для принятия решения», «кто владеет ин­формацией — правит миром», не особенно задумываясь о том, что же такое информация. В этом заключена одна из особенно­стей понятия информации: оно относится к числу базовых поня­тий (таких, как число в математике), которые можно пояснять, уточнять, использовать, но нельзя однозначно определить. Само это слово происходит от латинского informatio, означающего разъяснение, сообщение, осведомление, однако, его смысл рас­крывается по мере употребления, причем разные люди понима­ют его по-разному. Юристы, например, используют определе­ние из закона «Об информации, информатизации и защите ин­формации»:

информация — сведения о лицах, предметах, фактах, событиях, явлениях и процессах независимо от формы их представления.

Здесь отражены некоторые (но, разумеется, не все) важные свойства понятия информации: во-первых, информация не явля­ется материальным объектом, который можно передать от одного человека другому так, что первый его утратит. Наоборот, в ре­зультате передачи оба эти человека будут владеть переданной ин­формацией. Во-вторых, для того, чтобы информация могла быть передана, она должна быть представлена на каком-нибудь мате­риальном носителе. И, в-третьих, независимо от того, на каком носителе будет представлена информация, ее содержание должно оставаться одним и тем же.

В технической сфере информация часто определяется на осно­ве понятия обмена сообщениями, как отражение внешнего мира с помощью знаков и сигналов.

В этом описании подчеркнуто, что для хранения и передачи информации должны использоваться какие-нибудь свойства пе­редающего информацию объекта, доступные принимающей сто­роне. Процесс обмена сообщениями и состоит тогда в восприятии приемником свойств передатчика.

В зависимости от того, могут ли несущие информацию свой­ства передатчика меняться непрерывно или образовывать диск­ретный набор значений, принято рассматривать непрерывную, или аналоговую, информацию (звук, телевизионное изображе­ние, показания температурных датчиков и т.д.) и дискретную, или цифровую (телеграфные сигналы, текст, изображение на ком­пьютерном мониторе). С помощью органов чувств человек вос­принимает, в основном, непрерывную информацию, в то время как логическое мышление является, по существу, дискретным.

Применительно к компьютерной обработке данных под инфор­мацией понимают некоторую последовательность символов (букв, цифр, закодированных звуков, графиков, видеофильмов, уров­ней сигнала датчика и т.д.), отражающую свойства какого-либо реального или воображаемого объекта и представленную в понят­ном компьютеру виде.

1.2. Содержание информации

Одно и то же информационное сообщение (письмо, документ, телепередача и т.д.) может содержать разное количество инфор­мации для разных людей в зависимости от накопленных ими зна­ний и уровня понимания этого сообщения. В этом смысле инфор­мация определяется не только сигналами источника информации, но и соглашением между ним и потребителем информации о смыс­ле, вкладываемом в ту или иную последовательность сигналов. Без наличия потребителя, хотя бы потенциального, говорить об ин­формации бессмысленно.

Для описания соглашения между источником и потребителем информации используется понятие предметной области, означа­ющее совокупность объектов реального мира, из которых и бу­дут отбираться объекты, соответствующие поступающим сигна­лам.

Информационный образ объекта предметной области, т. е. пред­ставление совокупности свойств объекта в виде последовательно­сти сигналов, называется информационным объектом. Таким обра­зом, процессу обмена информацией должна предшествовать про­цедура установления соответствия между объектами предметной области и последовательностями информационных сигналов. Важно отметить, что только это соответствие позволяет вкладывать в передаваемую информацию какой-либо смысл и наполнять ее содержанием.

Описание предметной области является первым шагом при создании информационных систем и технологий. В случае, когда это описание носит полный и систематизированный характер, его называют тезаурусом.

1.3. Виды информации

Хотя человек может воспринимать информацию с помощью практически всех органов чувств, не все виды информации ис­пользуются во взаимодействии человека с компьютером. Суще­ствует самая разнообразная информация, не предназначенная для компьютерной обработки, например эстетическое восприятие, взаимоотношения между людьми и др. Поэтому имеет смысл вы­делить те виды информации, для работы с которыми использова­ние компьютеров является наиболее успешным. К ним можно от­нести:

• текстовую информацию;

• числовую информацию;

• информацию о дате и времени;

• звуковую информацию;

• графическую информацию, анимацию и видеофильмы;

• специальную двоичную информацию.

Первоначально компьютеры (называвшиеся тогда электронны­ми вычислительными машинами — ЭВМ), применялись только для обработки числовой информации, однако быстро выяснилось, что их возможности гораздо шире. В то же время возможности ком­пьютеров не безграничны, и наибольший эффект они дают там, где их применение оправдано. В настоящее время практически все компьютерные технологии ограничиваются обработкой перечис­ленных видов информации, и по мере развития компьютерной техники лишь увеличиваются объемы перерабатываемой инфор­мации.

1.4. Кодирование информации

Мы уже отмечали, что в зависимости от предметной области одну и ту же последовательность сигналов разные потребители могут понимать по-разному. С другой стороны, при разных спосо­бах интерпретации сигналов различным информационным пос­ледовательностям могут соответствовать одни и те же объекты предметной области. Это позволяет преобразовывать одну после­довательность сигналов в другую таким образом, что им будут соответствовать одинаковые или близкие объекты предметной области. Такое преобразование называется кодированием информа­ции. При этом если в результате такого преобразования информа­ционным последовательностям соответствуют идентичные объек­ты, то говорят о кодировании без потери информации, в против­ном случае — о кодировании с потерями информации.

Кодирование очень широко применяется при обработке ин­формации. Например, система почтовых адресов — типичный при-

мер кодирования информации. Вместо того, чтобы говорить «дом хромого Елистрата на холме», можно использовать «Нагорная, 3». При обработке лицевых счетов в банках ключевым является не детальное описание клиента, а его код — номер лицевого счета. Основным преимуществом такого вида кодирования является су­щественное сокращение количества передаваемой информации, т. е. размера соответствующей последовательности сигналов. Этот процесс обычно называют сжатием информации.

Приведенные примеры относились к кодированию и сжатию информации без потерь. Наряду с этим широко распространено и кодирование с потерями. Во-первых, преобразование непрерыв­ной информации в дискретную (аналого-цифровое преобразова­ние — АЦП) и дискретной в непрерывную (цифроаналоговое — ЦАП) возможны только с потерями за счет принципиально раз­личного характера этих видов информации. Во-вторых, использо­вание кодирования с потерями при сжатии информации позво­ляет добиться гораздо большего коэффициента сжатия, чем при кодировании без потерь. Так, при сжатии информации без потерь в типичных случаях можно добиться сокращения количества пе­редаваемой информации в 1,5 —2 раза, в то время как при сжатии с потерями значение коэффициента сжатия достигает сотен и тысяч раз. Особенно широко используется сжатие с потерями в сфере мультимедиа: аудио-, графической и видеоинформации, где, во-первых, просто необходимы аналого-цифровые и цифроаналого-вые преобразования, а во-вторых, объемы информации крайне велики.

Еще одной разновидностью кодирования является введение избыточной информации, что позволяет при передаче информа­ции по каналам, подверженным воздействию помех, добиваться распознавания или даже исправления ошибок. Из неочевидных примеров такого кодирования упомянем электронные сертифи­каты и электронную цифровую подпись.

1.5. Информационные процессы

Понятие информации предусматривает определенные действия с ней: сбор, обработку, хранение и передачу. Эти действия назы­ваются информационными процессами. При разработке информаци­онных систем следует отделять эти процессы друг' от друга и опи­сывать их отдельно, поскольку разные информационные процес­сы могут использовать совершенно различные устройства и тех­нологии. Так, для первоначального сбора информации могут ис­пользоваться технические устройства (датчики), документы, ком­пьютерные экранные формы. Для компьютерной обработки дан­ных применяются процессоры, число которых в современном пер-

сональном компьютере может доходить до 10 и более (централь­ный, графический, принтерный и т.д.). Хранение информации может осуществляться как в бумажной форме (в виде докумен­тов), так и в электронной с использованием магнитных, опти­ческих и других носителей (например, флеш-память). Наконец, для передачи информации могут применяться те же виды носите­лей информации, что и для хранения, а также сети связи.

1.6. Свойства информации

При разработке информационных систем и технологий важно оценить свойства поступающей, хранимой и передаваемой ин­формации. К числу таких свойств можно отнести:

• достоверность — насколько информация соответствует истин­ному положению дел;

• полноту — наличие сведений, достаточных для реализации целей информационной системы или технологии;

• точность — степень близости к действительному состоянию объекта, процесса, явления;

• актуальность — степень соответствия информации текущему моменту времени;

• ценность — насколько информация важна для решения задачи;

• понятность — выражение информации на языке, понятном тем, кому она предназначена.

Можно назвать и другие свойства (доступность, краткость и т.д.), однако следует отметить, что учитывать следует только те из них, которые действительно оказывают влияние на рассматри­ваемую систему или технологию.

1.7. Информационные технологии

Под технологией обычно понимается описание процесса про­изводства материальных благ, как последовательность действий над предметом труда в целях получения конечного продукта. Осо­бенностью информационных технологий (ИТ) является то, что в них и начальным, и конечным продуктом труда является инфор­мация, а орудиями труда — компьютерная техника и средства телекоммуникаций. При этом, конечно, перерабатываемая инфор­мация связана с различными материальными носителями, одна­ко главную роль в информационных технологиях играет не непос­редственно сам носитель, а связанная с ним информация.

Не следует думать, что информационные технологии появи­лись лишь в наше время. Уже свод законов Римской империи можно считать примером информационной технологии. В средние века

возникла информационная технология бухгалтерского учета, в промышленную эпоху — газеты и другие средства массовой ин­формации. Однако нынешний этап развития ИТ характеризуется в первую очередь массовым распространением персональных компьютеров, созданием больших компьютерных сетей и рас­ширением перечня оказываемых ими сервисных услуг. И если еще 20 лет назад информационные технологии относились к элит­ным видам производства, в наше время они превратились в мас­совое явление, не требующее от вовлеченных в процесс произ­водства работников особо высокой квалификации. Можно сказать, что современным этапом развития ИТ являются информационные компьютерные технологии.

Приведем наиболее важные сферы применения современных информационных технологий:

• делопроизводство в офисе;

• экономические и статистические расчеты;

• управление технологическими процессами, а также организа­ционное управление на основе использования компьютерных се­тей;

• издательская деятельность;

• проектно-конструкторские работы;

• цифровая связь, сеть Интернет;

• компьютерные тренажеры;

• индустрия развлечений: цифровая фотография, компьютер­ные мультфильмы, компьютерные методы в кинопромышленно­сти, компьютерные игры и т.д.

Контрольные вопросы

1. В чем отличие информации от вещества и энергии?

2. Является ли эта книга информацией?

3. Приведите пример независимости информации от ее носителей.

4. Каким образом информация представляется на ее носителе?

5. В чем состоит различие между непрерывной и дискретной инфор­мацией?

6. Приведите примеры предметной области.

7. В чем суть кодирования информации?

8. Зачем применяется кодирование при обработке информации?

9. Назовите основные информационные процессы.

 

10. Назовите средства, обеспечивающие выполнение информацион­ных процессов.

11. Приведите примеры, демонстрирующие различные свойства ин­формации.

12. Объясните термин «информационные технологии».

13. В чем особенности современных информационных технологий?

14. Назовите сферы применения информационных технологий.

ГЛАВА 2 КОМПОНЕНТЫ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

2.1. Инструментальные средства информационных

процессов

В предыдущей главе мы отмечали, что термин «информацион­ные процессы» объединяет сбор, хранение, обработку, передачу и представление информации. Для обеспечения работы всех этих процессов необходимы специальные средства, которые можно назвать «орудиями труда» в информационных технологиях. Обыч­но их делят на две большие категории: аппаратные и программ­ные средства, на компьютерном жаргоне называемые «железо» И «софт». Кроме того, важным элементом компьютерных техноло­гий является формат данных (информации, подлежащей компью­терной обработке), используемых этими средствами, а именно каким образом представляется и как должна восприниматься об­рабатываемая информация, а также приемы работы с аппаратны­ми и программными средствами.

2.2. Аппаратные средства

Центральным звеном любой компьютерной системы обработ­ки информации является, разумеется, компьютер. Надо заметить, что понятие «компьютер» весьма многообразно: под компьюте­ром понимаются и встроенные в оборудование микроконтролле­ры (хотя в этом случае они чаще называются процессорами), и огромные компьютерные системы, содержащие тысячи и десятки тысяч процессоров (суперкомпьютеры). Тем не менее, несмотря на такие различия, компьютеры имеют между собой очень много общего, и практически в любом из них можно найти подсисте­мы, выполняющие, в конечном счете, одни и те же функции. Рассмотрим устройство наиболее распространенного типа компь­ютеров — настольного персонального компьютера (десктопа), на примере которого можно обсудить практически все компоненты компьютерных технологий.

В минимальной комплектации современный персональный ком­пьютер состоит из четырех частей: системного блока, видеомони­тора, клавиатуры и мыши.

В свою очередь, системный блок состоит из следующих состав­ляющих:

• корпуса с блоком питания;

• системной («материнской») платы;

• процессора с системой охлаждения (вентилятором);

• модулей основной памяти;

• видеоплаты;

• дисководов гибких, жестких и оптических дисков. Минимальная комплектация компьютера может расширяться

как за счет дополнительных внешних устройств, подключаемых непосредственно к компьютеру — принтера, сканера, модема, так и за счет устройств, подключаемых к компьютеру с помощью плат расширения — специальных плат, вставляемых в материн­скую плату, к которым подключаются следующие устройства: зву­ковые колонки, сетевое оборудование, устройства сбора данных с различных датчиков и т.д. Надо заметить, что способы подклю­чения внешних устройств постоянно совершенствуются. В первых персональных компьютерах для непосредственного подключения использовались расположенные на материнской плате разъемы по­следовательных и параллельного портов, а для плат расширения — разъемы типа ISA. В современных же компьютерах произошел пе­реход на платы расширения типа PCI, а вместо разъемов после­довательных и параллельных портов все чаще используются разъе­мы USB. Кроме того, тенденцией последнего времени является размещение на материнской плате микросхем, реализующих функ­ции, выполнявшиеся ранее платами расширения: звуковой, сете­вой, управления дисководами и даже видеоплатой. Во многих со­временных компьютерах внутри системного блока нет ничего, кроме системной платы с процессором и памятью и дисководов, и, тем не менее, они обеспечивают гораздо большую функцио­нальность, чем «навороченные» компьютеры пятилетней давности.

Рассмотрим теперь более подробно основные составляющие персонального компьютера (ПК).

Процессор и память. Ведущим элементом любого персонально­го компьютера является центральный процессор (central processor unit — GPU), выполняющий основные арифметические и логи­ческие операции, а также формирующий управляющие сигналы к другим устройствам компьютера. Характеристики процессора оказывают решающее влияние на характеристики компьютера в целом, и в первую очередь на его производительность. Одной из простейших характеристик быстродействия процессора является его тактовая частота, хотя с ее помощью имеет смысл сравнивать лишь однотипные процессоры. Наиболее распространенными про­цессорами для ПК являются процессоры корпорации Intel (в на­стоящее время — серии Pentium 4 и Celeron), несколько реже используются процессоры от корпорации AMD (Advanced Micro

Devices) серии Athlon. Традиционно считается, что процессоры Intel более надежны и создают меньше проблем при настройке компьютера, а процессоры AMD при той же производительности заметно дешевле.

Не следует думать, что центральный процессор является един­ственным устройством компьютера, осуществляющим арифмети­ческие, логические и управляющие действия. По мере развития технологий производства микросхем и совершенствования архи­тектуры компьютеров все больше функций центрального процес­сора, особенно управляющих, передается другим устройствам, являющимся, по существу, специализированными процессора­ми, так что за центральным процессором остается главная функ­ция «числовой мельницы». Наиболее мощным из таких специали­зированных процессоров является графический процессор, срав­нимый по числу транзисторов и сложности архитектуры с цент­ральным процессором. Другие процессоры чаще называют кон­троллерами, хотя они превосходят по сложности центральные про­цессоры совсем недавнего времени. Главным качеством всех этих устройств является то, что они выполняют обработку данных па­раллельно с центральным процессором, что позволяет значительно ускорить ее.

Вторым элементом компьютера, определяющим его важней­шие характеристики, является основная память, или просто па­мять. Вообще говоря, память, т.е. устройство для хранения дан­ных, имеет несколько уровней. Одни типы памяти предназначены для того, чтобы хранить данные только на время работы компью­тера, другие — для постоянного или долговременного хранения. Кроме того, различные виды памяти различаются по скорости работы с данными. Под основной же памятью обычно понимают модули памяти, состоящие из электронных микросхем и вставля­емые в разъемы {слоты) на материнской плате. Как правило, на материнской плате содержится от двух до четырех таких разъемов. Эта память является энергозависимой, и ее содержимое теряется при выключении компьютера. Характеристики основной памяти заметно совершенствуются по мере развития технологии, и в на­стоящее время наиболее распространены модули памяти двух ти­пов: SDR DIMM (или просто DIMM) и DDR DIMM. Емкость модулей памяти составляет обычно от 128 до 512 Мбайт, и общая емкость установленной основной памяти является одной из наи­более значимых характеристик компьютера.

Материнская плата. Основным элементом системного блока компьютера, определяющим его эксплуатационные качества, яв­ляется плата — монтажная панель, на которой располагаются все остальные устройства системного блока, кроме дисководов. На ней расположено большое количество внутренних и внешних разъе­мов и различных вспомогательных микросхем, среди которых ве-

дущую роль играют микросхемы так называемого чипсета («набо­ра микросхем»), выполняющие связующую функцию между про­цессором и остальными устройствами компьютера. По этой при­чине микросхемы чипсета иногда называют «мостами». Тип чип­сета, наряду с количеством и назначением разъемов, является основной характеристикой материнской платы. Для процессоров Intel наиболее часто применяются чипсеты, производимые самой корпорацией Intel, для процессоров AMD — чипсеты корпора­ции VIA. Чипсеты для обоих типов процессоров производит также корпорация SIS, продукция которой относится к нижнему цено­вому диапазону.

Для описания свойств чипсета надо указать, для какого типа процессоров и для какого типа памяти он предназначен. Кроме того, в последнее время в некоторые типы чипсетов стали вклю­чать функции управления видео-, аудио-, сетевыми и другими подсистемами компьютера. В этом случае говорят, что соответ­ствующая подсистема интегрирована в чипсете или на материн­ской плате, и интегрированные решения получают все большее распространение, особенно для офисных компьютеров.

Видеосистема. В состав видеосистемы обычно включается два элемента: графическая плата (видеоплата) и видеомонитор (дис­плей). Роль графической платы может выполнять интегрирован­ный в чипсет видеоконтроллер.

Характеристики почти всех современных графических плат прак­тически идентичны, и различие между ними заключается, в ос­новном, в объеме функций центрального процессора, которые берет на себя графический процессор видеоплаты. Для компью­терных игр это является весьма существенной характеристикой, поскольку при выводе на дисплей сложных динамичных сцен цент­ральный процессор может просто не справиться с их своевремен­ным отображением. В то же время в офисных приложениях эта характеристика является гораздо менее критичной.

Отметим, что все чаще графические платы стали оснащаться средствами для вывода изображения на телевизор, наряду с вы­водом того же или другого изображения на монитор, а также сред­ствами для ввода низкочастотного телевизионного сигнала с це­лью его последующей обработки.

Что касается видеомониторов, то их можно разделить на два больших класса: дисплеи на электронно-лучевой трубке (ЭЛТ) и жидкокристаллические (ЖК) дисплеи. Основной характеристикой дисплеев является размер их видимой области по диагонали, выра­жаемый в дюймах. Остальные характеристики носят либо вторич­ный, либо субъективный характер, связанный с оценкой качества изображения. ЖК-мониторы представляют собой относительно но­вый тип дисплеев, однако по своим потребительским и стоимост­ным характеристикам они уже догнали мониторы на электронной

лучевой трубке, и единственной областью, где они существенно отстают от ЭЛТ-мониторов, является цветопередача, что не позво­ляет применять их в сфере высококачественной полиграфии.

Клавиатура и мышь. Клавиатура и мышь являются неотъемле­мыми частями современного персонального компьютера. Их ос­новным назначением является первичный ввод информации в компьютер. Вместе с тем принципы их взаимодействия с компью­тером существенно отличаются. Клавиатура работает относитель­но независимо от остальных частей компьютера и ее основной функцией является ввод в компьютер больших объемов текстовой информации. В отличие от этого мышь функционирует только со­вместно с монитором, обеспечивая взаимодействие с графичес­кими объектами на экране и тем самым осуществляя ввод неболь­ших объемов структурированной информации, а также выполняя управляющие функции.

Типы клавиатур персонального компьютера различаются не слишком существенно. Их модификация идет либо по линии улуч­шения эргономических качеств («естественные» клавиатуры), либо за счет расширения управляющих функций посредством добавле­ния «мультимедийных» и других клавиш. То же самое можно ска­зать о манипуляторах типа «мышь». Несмотря на огромное разно­образие «мышей», их основными функциями остаются отслежи­вание нажатия кнопок мыши и ее перемещения.

Средства хранения и переноса информации. Мы уже отмечали, что память компьютера является многоуровневой. Наряду с энер­гозависимой основной памятью, участвующей только в процессе обработки информации, не меньшую роль играют энергонезави­симые виды памяти, предназначенные для хранения и переноса информации. Память такого рода, в отличие от основной, приня­то называть внешней. В зависимости от характера носителя ее мож­но разделить на несколько типов:

• память на магнитных носителях (гибкие и жесткие магнитные диски и магнитные ленты);

• память на оптических носителях (компакт-диски с однократ­ной и многократной записью);

• энергонезависимая электронная память (флеш-память).

С другой стороны, функции энергонезависимой памяти можно подразделить следующим образом:

• хранение исходных, промежуточных и окончательных данных в процессе обработки информации;

• архивное хранение данных;

• перенос информации с одного компьютера на другой.

В каждом из этих случаев применяются свои виды внешней памяти. Фактически единственным типом внешней памяти, ис­пользуемым в процессе обработки информации, являются нако­пители на жестких магнитных дисках (винчестеры). Их основной

характеристикой является объем вмещаемой информации. Заме­тим, что персональные компьютеры довольно редко имеют более одного винчестера.

В качестве средств архивного хранения данных в течение дол­гого времени использовались магнитные ленты и гибкие магнит­ные диски (дискеты). В последнее время дискеты утратили функ­цию архивного хранения ввиду недостаточной емкости, в то же время ими пользуются из-за низкой стоимости носителя. Однако их все больше вытесняют оптические диски, стоимость которых резко снизилась. Кроме того, появились удобные аппаратные сред­ства для работы с архивами на оптических дисках — чейнджеры.

Средства переноса информации отличаются большим разно­образием. Дискеты по-прежнему сохраняют свое значение в каче­стве наиболее удобного средства переноса небольших объемов информации, что связано с тем, что их можно использовать на любом компьютере, в отличие от других носителей, требующих наличия на компьютере дополнительных аппаратных или про­граммных возможностей. Удобным и дешевым средством перено­са информации являются записываемые и перезаписываемые оп­тические диски, однако они требуют наличия пишущего опти­ческого дисковода и соответствующего программного обеспече­ния. Еще более удобным средством являются устройства флеш-памяти с USB-интерфейсом (USB-брелки) и карты флеш-памя-ти с USB-переходником, однако их стоимость достаточно высока. Наконец, для переноса больших объемов информации (десятки и сотни гигабайт) используются накопители на жестких магнитных дисках, оборудованные средствами для подключения к компью­теру через внешние разъемы.

Еще одним средством обмена данными между компьютерами являются компьютерные сети, о которых пойдет речь далее.

Дополнительные устройства компьютера. Помимо уже перечис­ленных компонентов компьютера, являющихся в той или иной мере обязательными, компьютер может быть оснащен дополни­тельными устройствами, к которым в первую очередь относятся принтер, звуковая подсистема, сканер и модем.

Принтеры обычно подразделяются на матричные, струйные и лазерные. Наиболее распространенными из них являются струй­ные, что объясняется их дешевизной, хорошим качеством печати и возможностью многоцветной печати. Основным их недостатком являются высокие эксплуатационные расходы. Поэтому их выгод­но применять в случаях, когда объем печати сравнительно неве­лик. При больших объемах печати выгоднее применять лазерные принтеры, обладающие еще более высоким качеством печати. Однако они дороже струйных принтеров, а при многоцветной печати — существенно дороже. Матричные принтеры в настоящее время распространены гораздо меньше и имеют, в основном, спе-

циальное применение. Связано это с тем, что по стоимости они сравнимы с лазерными, качество печати заметно ниже, а уровень создаваемого шума выше. Вместе с тем требования матричного принтера к качеству бумаги намного ниже. Он также может про­изводить одновременную печать нескольких копий документов, в том числе на рулонной бумаге. Кроме того, печать на документах (без протяжки через принтер) удобнее осуществлять матричным способом.

Из принтеров специального назначения следует еще упомя­нуть широкоформатные принтеры, позволяющие печатать на ли­стах формата до АО, а также на рулонной бумаге большой ширины.

Звуковой подсистемой (аудиоподсистемой) в последнее время оснащается практически каждый компьютер. Так же, как и видео­подсистема, звуковая состоит из двух частей: внутренней — зву­ковой платы (аудиоплаты) или звукового чипа на материнской плате и внешней — набора компьютерных звуковых колонок. Аудио-подсистемы современных компьютеров имеют очень большой раз­брос по качеству и стоимости, что существенно затрудняет их классификацию. Простейшая из них добавляет 1...2 % к общей сто­имости компьютера, в то время как высококачественная звуковая плата может стоить столько же, сколько и весь остальной компь­ютер, превращая его в специализированную станцию обработки звука. Следует отметить, что некомпьютерная аудиотехника обычно обеспечивает более высокое качество звучания, чем компьютер­ная, однако, если не предъявлять повышенных требований к ка­честву звучания, современный компьютер вполне может выпол­нить все ее функции.

Сканеры применяются для ввода графических изображений или текстов, напечатанных на бумаге, в компьютер. Характерной осо­бенностью сканеров является то, что для их работы обычно тре­буется весьма серьезное программное обеспечение: графический редактор для обработки изображений и программа распознавания текстов для перевода изображения в текстовый формат. Основной характеристикой сканера является разрешающая способность, измеряемая в точках на дюйм (300, 600, 1200, 2400 и т.д.). При этом если для ввода стандартных документов достаточно разреша­ющей способности 300 точек/дюйм, для ввода негативов фотоплен­ки 35-мм желательно иметь 2400 точек/дюйм. В последнее время

123Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: