Klasa:

 

I Gimnazjum
Czas trwania:

 

135 minut
Temat:

 

BUDOWA KOMPUTERA I URZĄDZENIA ZAWNĘTRZNE (PERYFERYJNE).
Cele lekcji:  
Poznawczy: Podstawowe pojęcia: procesor, typy pamięci, bufor, piksel, karta graficzna, rozdzielczość, tryb tekstowy, tryb graficzny, zasada działania: klawiatury, monitora, drukarek, skanera, modemu.

 

Kształcący:


Uczeń powinien umieć korzystać z poznanych urządzeń.
Metody nauczania:  

Pogadanka, elementy nauczania problemowego, dyskusja, pokaz, obserwacja.

Środki dydaktyczne:  

Tablica, podręcznik, tablice poglądowe, komputer i oprogramowanie Microsoft Office

Przebieg lekcji:  
a) Podanie tematu lekcji i uświadomienie uczniom celu lekcji.
b) Sprawdzenie wiadomości z lekcji poprzedniej (np. z takich zagadnień, których znajomość jest niezbędna na obecnej lekcji).
c) Podanie nowego materiału.
d) Kontrola i utrwalenie wiadomości i umiejętności: sformułowanie pytań dotyczących celów lekcji.
e) Podsumowanie.
f) Zakończenie: Zadanie pracy domowej.

 

 

Kierowanie procesem przyswajania wiadomości i kształtowania umiejętności

Komputer osobisty PC

Rys. Komputer PC typu biurkowego.

Hardware jest zbiorową nazwą na określenie różnych rodzajów sprzętu, z którego składa się komputer. Najważniejsze elementy sprzętowe podstawowe i peryferyjne (wejścia i wyjścia, umożliwiające komunikację komputera z urządzeniami zewnętrznymi) komputera to:

1) Procesor (jednostka centralna, central processing unit, CPU), najważniejsza część składowa komputera, odpowiedzialna za wykonywanie poszczególnych instrukcji programu, nazywana czasem procesorem, a w przypadku gdy stanowi jeden układ scalony - mikroprocesorem. Składa się z trzech głównych części:
a) jednostki arytmetyczno-logicznej (ALU) - odpowiada ona za wykonywanie obliczeń i operacji logicznych, zapamiętuje wyniki pośrednie w rejestrach,
b) jednostki sterującej - dekoduje, synchronizuje i wykonuje instrukcje programu,
c) pamięci o dostępie bezpośrednim (rejestry) - służą do przechowywania danych i rozkazów aktualnie wykonywanych. Szybkość procesora wyznacza szybkość pracy całego komputera i zależy od takich parametrów jak:
• długość słowa maszynowego, na którym operuje (stąd procesory 8, 16, 32, 64-bitowe); szerokość szyny danych, przez którą się komunikuje,
• częstotliwość zegara taktującego pracę procesora, która jest mierzona w megahercach (1 Mhz to 1000000 taktów zegara na sekundę),
• Cache - wielkość wewnętrznej pamięci,
• Kooprocesor matematyczny (wbudowany).

2) Koprocesor, specjalizowany układ logiczny (obecnie wyłącznie układ scalony), przeznaczony do wykonywania określonych operacji, współpracujący z jednostką centralną komputera, wspomagając ją w wykonywaniu tych operacji. Bez koprocesora wykonywanie takich operacji byłoby bardziej czasochłonne. Szczególnie często stosowane są koprocesory arytmetyczne i koprocesory graficzne.

3) Płyta główna, jeden z podstawowych elementów komputerów typu PC i podobnych, umożliwiający fizyczną integrację innych podzespołów. Jest to obwód drukowany umożliwiający proste podłączenie procesora, pamięci, układów wejścia/wyjścia itd.

4) BIOS (Basic Input-Output System), część systemu operacyjnego służąca do obsługi standardowych urządzeń zewnętrznych mikrokomputera. Zawiera specjalne podprogramy systemowe obsługujące te urządzenia. BIOS jest jedyną częścią systemu operacyjnego zależną od rodzaju komputera. Dzięki odwoływaniu się programów do urządzeń zewnętrznych za pomocą BIOS-a, możliwe stało się przenoszenie programów na różne komputery. W niektórych komputerach BIOS jest umieszczany w pamięci stałej jako oprogramowanie firmowe i zawiera dodatkowo np. procedury testujące i konfiguracyjne.

5) Cache, w informatyce podręczna szybka pamięć lokalna, przeznaczona głównie do przechowywania szczególnie często używanych danych bądź programów. Wyróżnia się cache:
a) sprzętowy, umieszczony fizycznie na płycie głównej (lub w procesorze),
b) programowy, który umiejscawia się w wyodrębnionej części pamięci operacyjneji kontrolowany jest przez odpowiedni driver (sterownik).

6) Pamięć, w informatyce określenie urządzeń używanych przez komputer do przechowywania danych.
Wyróżnia się trzy rodzaje pamięci:
a) ROM (tylko do odczytu), służy do przechowywania stałych elementów oprogramowania. ROM jest układem elektronicznym którego funkcję zapisuje się podczas procesu produkcyjnego. Wyłączenie komputera nie wpływa na zawartość tej pamięci ponieważ podtrzymywana jest ona bateryjnie. Pamięć ta przechowuje informację o urządzeniach podłączonych do komputera, o bieżącym czasie i dacie, jak również o tym gdzie szukać sytemu operacyjnego (programu który odpowiedzialny jest za komunikację między komputerem, a człowiekiem) zaraz po włączeniu komputera.
b) RAM (do odczytu i zapisu), można w niej zapisywać i odczytywać informacje, wymaga stałego zasilania. Programy które uruchamiamy (np. gry) umieszczane są w pamięci RAM. Jeżeli rezygnujemy z uruchomionego programu, zostaje on z pamięci RAM usunięty, i możemy uruchomić następny program itd. Jest to zaleta tej pamięci, gdyż umożliwia nam uruchamianie dowolnej ilości programów. Wadą tej pamięci jest to że po wyłączeniu komputera zawartość RAM zostaje wyczyszczona.
c) pamięć masowa - dyski twarde, dyskietki, CD-ROM i in., służąca do przechowywania dużych ilości danych.

7) DRAM (Dynamic RAM), w informatyce - pamięć odnawialna. Pamięć wymagająca stałego odświeżania m.in. ładunków elektrycznych odpowiedzialnych za przechowywanie informacji. Pamięci te są tańsze, lecz także wolniejsze od pamięci SRAM.

8) Dysk twardy (HDD Hard Disk Drive), urządzenie służące do gromadzenia informacji; odczytywalne i zapisywalne. Pojemność mierzy się odpowiednio w MG i GB; znani producenci dysków to Western Digital, Seagate, IBM, NEC, Qantum. Dyski twarde są podstawowym nośnikiem danych w komputerze; umieszczone są zwykle na stałe w obudowie komputera. Dyski twarde składają się z kilku lub kilkunastu płaskich, okrągłych dysków, których powierzchnie służą do przechowywania informacji. Umieszczone są one na jednej osi, jeden nad drugim. Każda powierzchnia dysku (z wyjątkiem dwóch najbardziej zewnętrznych, które nie są wykorzystywane) ma swoją głowice zapisująco - odczytującą. Każdy dysk ma tę samą średnicę i przechowuje tę samą ilość informacji. Dane na dyskach przechowywane są na cylindrycznych obszarach dysku zwanych ścieżkami. Każda ścieżka ma swój numer służący do identyfikacji miejsca, gdzie dane są zapisane. Ścieżki z kolei są podzielone na sektory. Grupa wszystkich ścieżek o tych samych numerach nazywana jest cylindrem. Ustalenie położenia danych zapisanych na dysku polega na zidentyfikowaniu odpowiedniego numeru cylindra, numeru głowicy określającego numer powierzchni oraz numer sektora. Podstawowe parametry dysków twardych to pojemność, średni czas dostępu danych i prędkość przesyłania danych. 

Budowa jednego z najważniejszych elementów komputera - dysku twardego

Przekrojowa budowa dysku twardego
Opis rysunku:
1 - gniazdo zasilania,
2 - dyski magnetyczne,
3 - łącze między dyskiem a kontrolerem we/wy,
4 - uszczelka,
5 - silnik napędu głowic,
6 - głowice zapisująco - odczytujące,
7 - przewody łączące głowice z układami sterowania

Przestrzenna budowa dysku twardego.
Opis rysunku:

2 - dyski magnetyczne,
5 - silnik napędu głowic,
6 - głowice zapisująco-odczytujące,
8, 9 - lampka sygnalizacyjna

 

8) Stacja dyskietek (FDD Flopy Disk Drive), służy do odczytywania i zapisywania dysków elastycznych - dyskietek, o odpowiedniej pojemności (360, 720 KB; 1.2, 1.44, 2.88 MG).

9) Karta graficzna, część komputera odpowiedzialna za generowanie obrazu na ekranie monitora. Dla komputerów klasy PC opracowano i stosowano wiele standardów tych urządzeń, jak np. CGA, Hercules, EGA, VGA, SVGA. Różnią się one głównie możliwą do osiągnięcia rozdzielczością i ilością wyświetlanych kolorów.

10) CD-ROM (Compact Disc - Read Only Memory), rodzaj pamięci stałej, dla której nośnikiem jest dysk kompaktowy. Dysk taki, raz zapisany, może być wyłącznie odczytywany. Popularność zdobył dzięki niewielkim rozmiarom i niskiej, w stosunku do pojemności, cenie. Typową pojemnością dysku CD-ROM jest 650 MB. Obecnie coraz bardziej powszechne są dyski optyczne nowej generacji znane pod nazwą DVD (Digital Versatile Disc).

11) Monitor - urządzenie elektroniczne; charakteryzuje je wielkość mierzona długością przekątnej odpowiednio 14, 15, 17, 19, lub 21 cali - monochromatyczny lub kolorowy. Nowsze modele skonstruowane są z uwzględnieniem LR niskiej emisji promieniowania (Low Radition); NI (Non Interlaced) bez przeplotu daje lepszy obraz przy wysokich rozdzielczościach niż monitory z przeplotem. Monitor może pracować w trybie tekstowym (25 linii po 80 znaków w linii) lub graficznym (podświetla lub nie pojedyncze punkty na ekranie tzw. piksele, czyli liczba punktów w poziomie i pionie nazywana rozdzielczością).


Monitor 14 cali - kolorowy.
12) Klawiatura, najpowszechniej stosowane urządzenie peryferyjne komputera. Wzorowana na maszynie do pisania, jest tablicą, na której rozmieszczone są przyciski oznaczone: literami, cyframi oraz specjalnymi znakami, a także tzw. klawisze funkcyjne umożliwiające wykonanie specyficznych czynności. Istnieje wiele typów klawiatur, różniących się m.in. układem klawiszy (najbardziej typowy to QWERTY) czy zestawem klawiszy funkcyjnych. Na klawiaturze znajduje się zazwyczaj 101 lub 102 klawisze. Wewnątrz klawiatury znajduje się procesor odpowiedzialny za przetwarzanie znaków o kodach ASCII na impulsy elektryczne, trafiające do CPU. Klawiatura jest więc podstawowym urządzeniem zewnętrznym umożliwiającym nawiązanie dialogu między człowiekiem a komputerem.

13) Myszka, urządzenie peryferyjne składające się z niewielkiego, łatwo dającego się przesuwać dłonią pudełka, połączonego z komputerem za pomocą kabla lub drogą radiową. Myszka umożliwia przekazywanie ruchów ręki po płaskiej powierzchni do komputera. Stosowana powszechnie obok klawiatury jako jeden z najprostszych sposobów komunikacji z komputerem. Wynaleziona w latach 60. w laboratoriach firmy Xerox w Palo Alto w Kalifornii.

14) Drukarka, komputerowe urządzenie peryferyjne, używane do drukowania tekstów i grafiki na papierze. Drukarki różnią się bardzo szybkością, jakością i techniką druku. Ze względu na technikę wydruku istnieje kilka rodzajów drukarek takich jak:
a) drukarka wierszowa - w jednym cyklu pracy zapisuje cały wiersz tekstu. Znaki powstają w wyniku uderzenia czcionek przez taśmę barwiącą. Czcionki znajdują się na wirującym bębnie lub w pętli połączonej łańcuchem. Pracują tylko w trybie tekstowym. Są bardzo wydajne, przystosowane do ciągłej pracy, stąd używane głównie w dużych systemach komputerowych.
b) drukarka rozetowa - znakowa z czcionkami umieszczonymi na obrotowej głowicy uderzającej w odpowiednich chwilach przez taśmę barwiącą w papier. Daje zwykle bardzo dobrą jakość druku (tzw. LQ - Letter Quality). Jest szybsza od drukarek igłowych.
c) drukarka laserowa - w której zapis powstaje wskutek związania cząsteczek substancji barwiącej o konsystencji proszku z papierem, a następnie ich termicznego wprasowania. Przeniesienie proszku barwiącego na papier odbywa się pośrednio przez naelektryzowanie w odpowiednich miejscach promieniem światła laserowego obracającego się bębna. Bęben styka się następnie z papierem. Drukarka laserowa pracuje w trybie graficznym.
d) drukarka atramentowa - (ink jet printers), o wydajności i jakości druku zbliżonej do drukarek laserowych;
e) drukarka termiczna - tworząca zapis na specjalnym papierze metalizowanym od spodu. Na papierze tym za pośrednictwem elektrod igłowych (sterowanych podobnie jak w drukarce igłowej) powstaje ślad w wyniku wyładowania elektrycznego. Drukarki termiczne są ciche i łatwo przenośne, przydatne do niewielkich zadań, wymagających druku średniej jakości.
f) drukarka igłowa - w której zapis powstaje wskutek uderzeń specjalnych igieł przez taśmę barwiącą w papier, w wyniku czego powstają oddzielne punkty lub znaki złożone z mozaiki punktów w polach o wymiarach (w pionie) 9, 18 lub 24 - zależnie od liczby igieł. Do sterowania igieł przy tworzeniu znaków, w trakcie skokowego ruchu papieru w pionie i ciągłego ruchu głowicy z igłami w poziomie, korzysta się z generatora znaków (ewentualnie zawierającego wzory znaków załadowane z komputera). Drukarki igłowe pracują zarówno w trybie tekstowym, jak i graficznym.

15) Modem, urządzenie techniczne umożliwiające transmisję i odbiór danych cyfrowych za pośrednictwem kanału telekomukacyjnego przystosowanego do przekazywania danych analogowych. Nazwa jest zlepkiem słów modulation i demodulation, czyli "modulacja" i "demodulacja". Powszechnie terminem tym określa się urządzenie umożliwiające transmisję danych cyfrowych przez łącze telefoniczne. Modemy dzielimy na:
a) wewnętrzne - w postaci układu montowanego na płycie głównej,
b) zewnętrzne - oddzielne urządzenia przyłączane do portu równoległego.

16) Skaner, (stacjonarny lub ręczny) urządzenie służące do wprowadzania do komputera zdjęć i rysunków; proces ten określa się skanowaniem. Najpopularniejsze skanery to stacjonarne - przypominają budową i sposobem funkcjonowania kserokopiarkę; obiekt podlegający skanowaniu umieszcza się na szklanej powierzchni, gdzie przebiega promień światła, które po odbiciu jest rejestrowane przez czujniki i zmieniane w dane zrozumiałe dla komputera; skanery stacjonarne są znacznie droższe od innych urządzeń tego typu, oferują jednak znacznie wyższą jakość zeskanowanych dokumentów.

18) Joystick - urządzenie sterujące opracowane specjalnie dla komputerów, służące do poruszania obiektami na ekranie; joystiki są najczęściej przyłączane do portu na karcie dźwiękowej, stosowane w grach komputerowych.

19) Karta muzyczna (dźwiękowa) - stanowi rozszerzenie komputera; za jej pomocą można odtwarzać, nagrywać lub obrabiać muzykę, mowę bądź inne dźwięki. Przez mikrofon podłączony do karty możemy np. wydawać komputerowi polecenia, dyktować teksty które komputer pisze w edytorze, co jest bardziej naturalne i mniej męczące niż pisanie na klawiaturze. Korzystając z Internetu możemy porozmawiać z kimś kto jest oddalony od nas o setki kilometrów, co jest znacznie tańsze niż zwykła rozmowa telefoniczna.
Bardzo ważnym elementem karty dźwiękowej jest tzw. złącze MIDI (Musical Instruments Digital Innterface), które jest standardem w komunikowaniu się i programowaniu instrumentów muzycznych. Umożliwia ono podłączenie do komputera instrumentu muzycznego.

20) Tablet (digitizer) - płaska tabliczka wykrywająca pozycję specjalnego pióra-rysika umożliwiającego rysowanie na tablecie jak na kartce papieru (obraz powstaje na ekranie monitora); tablety mają zastosowanie w grafice komputerowej.

21) Słuchawki - urządzenie umożliwiające odbiór różnego rodzaju dźwięków w trybie mono lub stereo, podłączane do różnych części komputera (karty dźwiękowej, modemu, napędu CD lub DVD).

22) Mikrofon - urządzenie umożliwiające nagrywanie dźwięków na różne rodzaje dysków (dysk twardy, napęd Zip lub Jazz, dyskietkę) w różnych częstotliwościach.

23) Głośniki - dodatkowe urządzenia pozwalające słyszeć ścieżkę dźwiękową różnych aplikacji (programów) oraz muzykę z płyt CD-ROM, Internetu; dostępne są dwa rodzaje głośników:
a) pasywne - nie wymagające osobnego zasilania,
b) aktywne - posiadające zwykle osobny zasilacz i włączane po uruchomieniu komputera.

24) Kamera - niewielkie urządzenie z soczewką, zmieniające widzialny obraz na informacje czytelne dla komputera; umożliwia wideo konferencje w Internecie lub zapisywanie obrazu na dyskach.

25) Obudowa - jej wielkość i rodzaj zależy od liczby i wielkości urządzeń, które mają się w niej znajdować; znajduje się w niej zawsze zasilacz z wentylatorem.

Typy obudów:

26) Akcelerator grafiki 3D - urządzenie wspomagające wyświetlanie grafiki przestrzennej, ściśle współpracuje z procesorem i kartą graficzną (znacznie je odciążając) wykonując dużą liczbę obliczeń przy tworzeniu obrazu, co wykorzystują użytkownicy programów graficznych i gier komputerowych.

27) Steamer - napęd taśmowy używający kaset z taśmą magnetyczną służąca do zapisywania większych ilości informacji w celu np. archiwizacji; mają dużą pojemność, ale wolny dostęp do danych.

 

Wróć na początek dokumentu