Дидактичні можливості комп’ютерів як нового засобу навчання

Персональний комп'ютер – новий технічний засіб навчання. Він володіє властивістю, окрім методичних завдань реалізованих за допомогою традиційних технічних засобів навчання, вирішувати зовсім нові завдання. Багато спеціалістів, аналізуючи дидактичні можливості комп'ютера, порівнюють його значення для системи освіти з тим переворотом у людській культурі, який здійснило в свій час книгодрукування. Комп'ютер розглядається як більш потужний новий засіб презентації інформації та спілкування.

Незважаючи на те, що сьогодні вже є певний позитивний досвід у використанні комп'ютерів, що комп'ютерна техніка постійно вдосконалюється, в результаті чого все більше розширюються її дидактичні можливості, використання комп'ютерів у навчанні ще недостатнє. Такий стан справ пояснюється багатьма причинами, до яких відносяться недостатні теоретичні і практичні дослідження в галузі комп'ютерної технології навчання, труднощі матеріального забезпечення розробки комп'ютерних програм, а також відсутність навичок роботи з комп'ютерною технікою як у тих, хто навчається, так і у тих, хто навчає. Важливим фактором є і скептицизм, який спостерігається стосовно використання цієї техніки в навчанні, недооцінювання чи нерозуміння багатьма вчителями можливостей ПК як нового засобу навчання.

З огляду на це необхідно описати основні характеристики комп'ютера, які відрізняють його від решти технічних засобів навчання.

1. Одна з основних якостей комп'ютера полягає в тому, що цей технічний пристрій володіє пам'яттю і має здатність зберігати великий обсяг різноманітної інформації в самому різноманітному оформленні (текст, графіка, звукова та світлова сигналізація і т.д.).

2. У пам'ять персонального комп'ютера можуть бути закла­дені лінгвістичні та методичні дані, різні довідкові матеріали, словники та каталоги, а також велика кількість різноманітної пізнавальної, довідкової, консультаційної, результативної, коректувальної, вербальної і невербальної інформації.

3. Комп'ютер не тільки видає викликану з пам'яті інформацію, але здатен "сприйняти" нову інформацію, введену користувачем за допомогою клавіатури, миші, джойстика, сканера, телекамери тощо.

4. Ця технічна здатність персонального комп'ютера дозволяє не тільки давати тому, хто навчається, різного роду навчальні завдання, але й фіксувати, аналізувати та оцінювати його відповіді.

5. Завдяки цьому комп'ютер дозволяє реалізувати навчаль­ний процес, в якому діють два партнери вчитель і учень, і забезпечити двосторонній зв'язок між ними: вчитель – учень, учень – вчитель.

6. Комп'ютер може не тільки "сприймати" нову інформацію, але й здатний певним чином обробляти її і приймати рішення, тобто за допомогою комп'ютера (на відміну, наприклад, від магнітофона та навчальних контрольно-тренувальних пристроїв) можна не тільки фіксувати відповіді учнів, але й аналізувати їх.

Завдяки цьому комп'ютер здатний реалізувати більш широке коло навчальних функцій вчителя порівняно з іншими технічними засобами навчання. Імітуючи діяльність вчителя, він не тільки надає навчальний матеріал, але і може проконтролювати, оцінити і скоректувати кожну навчальну дію, здійснювану учнем в процесі роботи за комп'ютерною програмою. Ці можливості комп'ютера дозволяють найбільш успішно вирішувати таку актуальну методичну проблему, як управління самостійною роботою тих, хто навчається. Здійснення опосередкованого (через комп'ютер) поопераційного контролю дій учня з боку вчителя і одночасне своєчасне і регулярне повідомлення учневі результату його навчальних дій (в процесі роботи з комп'ютером) є однією з важливих умов організації управління самостійною роботою і деякою мірою для розвитку навичок самоконтролю.

Доброю властивістю комп'ютера є те, що на базі дидактичної можливості, вказаної в пункті 1, для учня може бути організована допомога у виконанні завдань. Персональний комп'ютер бере на себе ще й таку функцію вчителя, як підказування, консультації, які здійснюється в процесі управління навчальними діями. Учень, який працює з комп'ютером, може запросити з його пам'яті необхідну консультацію перед тим, як приступити до – виконання завдання. Використовуючи комп'ютер, можна деякою мірою імітувати ситуації мовленнєвого спілкування. У процесі діалогу з комп'ютером учень сприймає цілий ряд формул мовленнєвого етикету, який видає машина, підтримуючи діалог, багаторазово повторюючись в процесі подібного діалогу. Ці формули спілкування мимоволі запам'ятовуються учнем, що сприяє формуванню конкретних базових мовленнєвих навичок, без яких неможливе ведення розмови.

Комп'ютер працює з великою швидкістю, його реакція на запит чи відповідь – користувача здійснюється протягом 1-3 секунд. Ця властивість комп'ютера забезпечує швидке введення відповідей (без довгого кодування та шифрування), швидке і постійне підкріплення правильності навчальних дій. У процесі навчальної роботи все це повинно сприяти як підвищенню продуктивності праці учня, так і ефективності засвоєння ним навчального матеріалу. Комп'ютер надає учням можливість вибирати вид, обсяг, послідовність матеріалу, а також можливість працювати в своєму власному режимі (ритмі, темпі) і таким чином дозволяє створити умови для індивідуалізації навчання. Комп'ютер (відповідно до закладеної в нього програми) здатний оцінити відповідь (правильно/неправильно) і здійснити діагностику помилок. В залежності від повноти і правильності відповіді учня, в залежності від типу допущеної помилки комп'ютер здатний в кожному окремому випадку дати відповідні рекомендації, коментарі та типи завдань.

Комп'ютер здатний фіксувати досить велику кількість параметрів оцінювального характеру. Наприклад: час, витрачений користувачем на роботу з усією програмою, групою завдань або з яким-небудь конкретним завданням; кількість правильних/неправильних відповідей (причому неправильні відповіді можуть фіксуватися диференційовано відповідно до типу помилки); кількість звернень до довідкової інформації, а також характер найбільш часто запрошуваної допомоги користувачем; кількість спроб при виконанні завдань і т.д. Сумуючи всі параметри, комп'ютер може дати об'єктивну результативну (вербальну або в балах) оцінку роботи користувача з комп’ютером (по циклах та підсумкову).

Комп'ютер здатний видавати інформацію в процесі навчальної роботи не тільки під час її завершення, але й в процесі її здійснення. На екрані дисплея в процесі роботи може висвітлюватися тимчасова якісна (вербальна в балах оцінка навчальної діяльності: на кожному кроці в кінці циклу і далі протягом всієї навчальної роботи. Ця властивість комп'ютера дозволяє учневі наочно показати результати своїх дій, сприяє формуванню рефлексів своєї діяльності, підтриманню свідомого підходу до навчання, розвитку самоконтролю, самокорекції та інших навичок, необхідних для самостійного навчання. Комп'ютер має клавіатуру, за допомогою якої здійснюється письмове спілкування учня з комп'ютером: учень набирає за допомогою неї слова, конструкції, речення. Таким чином, комп'ютер може сприяти формуванню навичок письма, він стає своєрідним тренажером з вироблення навичок правопису. Сучасні комп'ютери поряд із здатністю видавати на екрані дисплея інформацію в монохромному, кольоровому, у вербальному та графічному вигляді можуть відтворювати зображення, які рухаються, виступати в комбінації з синтезатором мови, магнітофоном, тобто під час роботи з комп'ютером виявляються залученими зорові, слухові та моторні аналізатори, що, як відомо, сприяє більш ефективному засвоєнню навчального матеріалу. Здатність комп'ютера до реалізації звукових сигналів, музики, мультиплікації значно розширює його дидактичні можливості і забезпечує при необхідності релаксацію, психологічну розрядку та зниження втомлюваності.

Перераховані технічні можливості комп'ютера дозволяють вирішити в навчальному процесі нові дидактичні завдання. Комп'ютер здатний реалізувати такі функції вчителя, як презентація навчального матеріалу, організація тренування, моделювання ситуацій, контроль та оцінка знань. Це - єдиний поки що технічний засіб навчання, який може працювати б режимі діалогу з учнем, аналізувати його відповіді. Завдяки своїм технічним можливостям персональний комп'ютер дозволяє керувати самостійною навчальною діяльністю, створювати новий вид самостійного навчання: керованого, контрольованого та адаптованого до індивідуальних властивостей учня.

Привабливим є й те, що комп'ютер сприяє розвитку комунікативної активності учня, мотивуючи його навчальну діяльність. Мотивація та активізація навчання досягається за рахунок цілого ряду моментів: новизна роботи з найбільш досконалим сучасним технічним засобом навчання, відсутність при цьому страху перед допуском помилки, залучення кожного учня під час роботи в комп'ютерному класі в навчальний процес. Інтенсифікація процесу навчання, його індивідуалізація, покращення якості професійної підготовки учнів на основі широкого використання персональних комп'ютерів, формування У них вмінь і навичок комп'ютерного моделювання, розвиток і активізація їх технічного мислення дають можливість вчителеві не лише контролювати успішність учнів, а й в ході навчання коригувати методику викладання,

Як засіб навчання комп'ютер має такі дидактичні можливості: формування науковості навчання; інтенсифікація процесу навчання; здійснення активних методів навчання; сприяння мотиваційній стороні навчання; здійснення систематичного та об'єктивного контролю знань і вмінь учнів; звільнення педагога від чорнової роботи.

На сучасному етапі комп'ютеризації дидактичні можливості використання обчислювальної техніки пов'язують із підвищенням інтенсифікації процесу навчання, але для цього потрібно мати навчаючі програми, які б відповідали відповідним педагогічним вимогам. Одним із ефективних засобів використання персонального комп'ютера в навчанні є його можливість керувати навчальним процесом учнів. Він може забезпечити індивідуальне навчання, самостійну роботу, допомогти учню у разі необхідності при розв'язуванні навчальних завдань. При цьому комп'ютер здійснює так зване рефлексне навчання. Учень при спілкуванні з ПК відкрає роль дослідника, тому можливості комп'ютера для реалізації проблемного навчання дуже великі.

Слід також підкреслити важливу роль персонального комп'ютера як технічного засобу навчання. При цьому ефективне використання комп'ютера при вивченні природничих дисциплін ґрунтується на більш повній реалізації основних дидактичних можливостей у порівнянні з традиційними формами навчання. Однією з основних умов використання ПК є виявлення вчителем та реалізація ним у навчальній програмі основних дидактичних можливостей комп'ютера з метою розширення отриманих знань та вмінь учнів.

Використання персональних комп'ютерів у навчальному процесі дещо змінює функції вчителя, оскільки здійснюється їх перерозподіл між педагогом і персональним комп'ютером. При цьому машині передаються лише ті функції, з якими вона може справитися ефективніше, ніж вчитель. Програма і технічна система ПК допомагають розробнику програми компонувати інформацію, планувати її зміни, видавати креслення, таблиці, графіки на екран дисплея. Подання інформації може здійснюватися в будь-якому тимчасовому режимі, а наявність дидактичних засобів виділенням інформації (наочності, підкреслювання, штрихування, кольорове зображення і т.п.) значно підвищує реалізацію інформаційної функції ЕОМ. Особливої уваги при цьому заслуговує структурування матеріалу, який при навчанні краще сприймається з екрана дисплея. Як вже підкреслювалося, значною перевагою персонального комп'ютера у порівнянні з іншими технічними засобами навчання с можливість індивідуалізації навчання. Досвід використання обчислювальної техніки свідчить про те, що індивідуалізацію процесу навчання можна здійснювати за послідовністю понять, що вивчаються, методу навчання (індуктивний-дедуктивний), рівня – науковості матеріалу, засвоєння, складності і кількості пред'явлених завдань, часу навчання, оптимізації функціонального стану учнів. На основі реальних даних вчитель отримує відповідну інформацію про витирати часу школярів на розв'язування навчальних завдань.

Виникнення нових інформаційних технологій призводить до суттєвих змін у психології, перетворюючи пізнавальні процеси, діяльність та навчання людини, свідомість й міжособистісні відношення. Інформатика і обчислювальна техніка свідчать про те, що спілкування "людина-людина" залишається переважаючим засобом, тобто комп'ютеризація не пригнічує, а розкріпачує особистість. Умови роботи на ПК спонукають учнів до активної і напруженої діяльності, оскільки вони усвідомлюють можливість поточного контролю вчителем, а також самоконтролю завдяки порівнянню та узагальненню матеріалу, що вивчається. Проведення самоконтролю допомагає учням не лише коригувати свою відповідь, але й виправити зроблені ними помилки та значно ₍розширити пам'ять завдяки перегляду матеріалу на екрані дисплея.

Процес навчання в загальноосвітній школі нерозривно пов'язаний з використанням креслень, графіків, діаграм, формул. Що дозволяє подавати інформацію в ущільненому вигляді. Це допомагає розвиткові високого рівня абстракції в учнів. Дидактичні можливості сучасних комп'ютерів щодо зображення графічної інформації дозволяють демонстрування конкретних предметів замінити схематичними або символічними зображеннями або використовувати наочність як спосіб абстрагування та формування проблемних ситуацій. Крім того, персональний комп'ютер створює умови для переходу на більш високий рівень інтелектуальної праці, бо чим більше автоматизується в машинних процесах діяльність людини, тим більше підвищується її психологічний рівень і вона може краще проявити свої творчі здібності. При традиційних формах навчання вчитель не може враховувати всі індивідуальні, особливості учнів і орієнтує навчальний процес на посереднього школяра з точки зору не лише його успішності, але й рівня психологічних характеристик. Значну допомогу вчителеві може надати використання комп'ютера для психодіагностичного тестування учнів, наприклад, визначення об'єму пам'яті, концентрації уваги, репродуктивності розумових процесів, оригінальності мислення та ін.

Безперечна ефективність використання персонального комп'ютера також при здійсненні поточного, проміжного контролю знань учнів, оскільки вона значно спрощує розробку алгоритму кавчання та допомагає педагогу проводити пі форми контролю. ПК може оцінити знання учнів більш об'єктивно та обґрунтовано, хоча Його виховні функції менші, ніж при традиційних формах навчання. Вторгнення комп'ютера в практику загальноосвітньої школи є нині одним із найважливіших аспектів вдосконалення навчального процесу, збагачення арсеналу методичних засобів та прийомів. Завдання сучасного періоду розвитку освіти полягає у чіткому визначенні місця і ролі ПК у системі засобів навчання, а також у розробці методики комп'ютерного навчання і навчальних комп'ютерних програм на її основі.

3. Структура персонального комп’ютера: процесор; материнська плата; оперативна пам'ять; жорсткий диск.

Персональні комп'ютери, робота яких ґрунтується на принципі програмного управління, мають схожу структуру. Вони включають такі апаратні засоби: центральний мікропроцесор, внутрішню і зовнішню пам'ять, системну шину, пристрої введення-виведення інформації.

Апаратне забезпечення комп'ютерів архітектури IBM PC. Центральний мікропроцесор, внутрішня пам'ять і системна шина даних конструктивно розташовані в окремому блоці, який називають системним. Пристрої зовнішньої пам'яті звичайно також розміщують у системному блоці, хоч інколи розміщують в окремих блоках. Усі пристрої введення-виведення, а також пристрої внутрішньої пам'яті вмикають до системної шини через відповідні спеціальні плати, які називають адаптерами та контролерами. Центральний мікропроцесор, внутрішню пам'ять, системну шину, адаптери та контролери розміщують на одній платі, яку називають материнською. Умовно в персональному комп'ютері можна виділити чотири основні підсистеми: процесор; материнська плата; оперативна пам'ять; жорсткий диск.

Процесор. Основним компонентом, який характеризує персональний комп'ютер, є мікросхема центрального процесора - головний, "думаючий" елемент системи. Основним виробником процесорів для персональних комп'ютерів, який контролює біля 85% ринку, є компанія Intel. Спочатку процесори персональних комп'ютерів мали цифрові позначення: 8086; 80286; 80386; 80486 - кожна наступна модель була більш швидшою і потужнішою від попередньої. Однак, на сьогоднішній день всі вони зняті з виробництва. Процесором другої половини 90-х років XX ст. став Pentium. Проте, виробництво "звичайних" процесорів Pentium також було припинено в 1997 році, зразу ж після появи аналогічної мікросхеми з розширеним набором команд для прискореного виконання мультимедійних додатків, яка отримала назву Pentium ММХ. Однак, і цю модель замінила більш досконала архітектура Р6, до якої увійшли такі процесори Pentium Pro, Pentium II, Celeron (дешевий аналог архітектури Р6), Хеоn і Pentium III. Окрім того, заслуговують на увагу процесори фірми AMD, особливе місце серед яких займає, серія К7, що з'явилась на ринку в 1999 році, - процесор Athlon, який склав справжню конкуренцію Pentium ІІІ. Нині випускаються процесори з допуском 0,18 мкм, які працюють на частотах 1,4 і 1,5 ГГц. Також завершено розробку технології випуску процесора 0,13 мкм, що дозволить значно збільшити кількість транзисторів в одному процесорі, і довести граничне значення тактової частоти до 5 ГГц. Архітектура, що лежить в основі процесора Pentium 4 називається Net Burst.

Материнська плата. Якщо процесор - "мозок" комп'ютера, то його "фундамент" - материнська або системна плата - велика друкована плата, до якої під'єднуються всі інші компоненти. її конструкція визначає, які моделі процесорів на неї можна встановлювати, які саме периферійні пристрої і в якій кількості можна встановити в комп'ютер. Багато в чому це визначається можливостями набору мікросхем, які лежать в основі материнської плати, так званого чіпсета.

Чіпсет. Внаслідок розвитку технологій виготовлення мікросхем, що входять до складу чіпсетів, їх функціональне призначення розширюється при збереженні або навіть зменшенні їх фізичних розмірів. Це дозволило інтегрувати в сучасну материнську плату систему введення/виведення для дисководів, жорстких дисків та інших дискових нагромаджувачів, які тепер під'єднуються безпосередньо до материнської плати. Для їх під'єднання в попередніх моделях комп'ютерів (до 80486) необхідно було встановлювати на материнську плату додаткову плату з контролером введення/виведення. Деякі виробники випускають материнські плати, котрі містять в собі всі необхідні для роботи комп'ютера пристрої, інтегруючи в них відеоадаптери, звукові адаптери і навіть модеми, повністю задовольняючи, наприклад, роботі з офісними продуктами або здобуття простих звукових фрагментів для озвучення подій Windows, або забезпечення отримання електронних повідомлень у домашніх умовах, однак такі плати непридатні для професійної роботи. Однак виробники передбачили можливість від'єднання внутрішніх пристроїв і під'єднання до таких плат інших пристроїв через їх слоти розширення.

Системна шина. Однією із найважливіших характеристик материнської плати є тип системної шини. Якщо для процесора 80486 існували моделі материнських плат з шинами ISA, EISA, VL та ін., то для Pentium залишився тільки найбільш високопродуктивний варіант - шина РСІ. Додаткові пристрої, такі як плати звукових адаптерів або внутрішні модеми, під'єднуються до так званих слотів розширення, геометрія яких визначається системною шиною. Чим більше таких слотів, тим більше зовнішніх пристроїв можна під'єднати до персонального комп'ютера.

Генератор. Для забезпечення спільної роботи всіх пристроїв на материнській платі знаходиться генератор, який мільйони разів в секунду надсилає синхронізуючий сигнал. Частоту цього сигналу називають тактовою частотою системної шини. Найбільш поширеними є частоти 50 МГц, 60 МГц і 66 МГц. Природно, що чим більша частота, тим вища продуктивність персонального комп'ютера. Найновіші материнські плати мають тактову частоту 100 і 133 МГц. Починаючи з комп'ютерів, створених на базі процесора 80486, в них реалізована технологія, яка дозволяє працювати з тактовою частотою, що перевищує тактову частої системної шини в кратну кількість разів. Зазвичай використовують коефіцієнти множення 1,5; 2; 2,5; 3 і вище. Наприклад, процесор Pentium 200 встановлюється на материнську плату з тактовою частотою 66 МГц і коефіцієнтом множення 3, що дає потрібні 200 МГц.

Шини для зовнішніх пристроїв. Окрім внутрішньої системної шини, на материнській платі є І (або під'єднується до неї) одна або декілька шин для зовнішніх пристроїв - IDE, SCSI, USB.

Зберігання інформації. Запам'ятовуючі пристрої, або пам'ять персонального комп'ютера, поділяються на три групи: оперативна пам'ять, або оперативний запам'ятовуючий пристрій (ОПЗ); постійна пам'ять, або постійний запам'ятовуючий пристрій (ПЗП); зовнішня пам'ять, або зовнішні запам'ятовуючі пристрої (ЗЗП). До останніх відносяться жорсткі, гнучкі і компакт-диски, нагромаджувачі на магнітній стрічці, магнітооптичні диски тощо.

Біти і байти. Одиницею інформації в комп'ютері є один біт, тобто двійковий розряд, який може приймати значення 0 або 1. Як правило, команди комп'ютерів працюють не з окремими бітами, а з вісьмома бітами зразу. Вісім послідовних бітів складають байт. В одному байті можна закодувати значення одного символу із 256 можливих (256 = 2⁸). Більш крупними одиницями інформації є: кілобайт (скорочено позначається Кбайт), рівний 1024 байтам (1024 = 2¹⁰), мегабайт (скорочено позначається Мбайт), рівний 1024 Кбайтам, гігабайт (Гбайт) рівний 1024 Мбайт і терабайт (Тбайт) рівний 1024 Гбайт. Для орієнтації скажемо, що якщо на сторінці тексту розміщується в середньому 2500 знаків, то 1 Мбайт - це приблизно 400 сторінок, а 1 Гбайт - 400 тисяч сторінок.

Оперативна пам'ять або RAM (Random Access Memory - пам'ять з довільним доступом) призначена для зберігання інформації, з якою в даний момент працює процесор. Оперативний запам'ятовуючий пристрій - це мікросхеми, встановлені на невеликій платі, яка вставляється в спеціальне гніздо на материнській платі персонального комп'ютера. Дані в ПЗП зберігаються до тих пір, поки до комп'ютера під'єднане живлення, і стираються зразу ж після його вимкнення,

Кеш-пам'ять. Швидкість доступу до оперативної пам'яті поки що поступається швидкості роботи процесора. Тому, для покращення продуктивності персонального комп'ютера було створено кеш-пам'ять (cache memory), яка відіграє роль буфера між процесором і оперативною пам'яттю. Існує два рівні кеша центрального процесора. Кеш-пам'ять першого рівня (внутрішня) вбудована в процесор, а кеш-пам'ять другого рівня (зовнішня) розміщена на материнській платі і виготовляється у вигляді окремих мікросхем. Процесор спочатку звертається до внутрішнього кеша, а після - до зовнішнього, і тільки після того - до оперативної пам'яті. Кеш-пам'ять другого рівня. Інший підхід до організації дворівневої кеш-пам'яті був застосований в архітектурі Р6 процесорів компанії Intel: Pentium, Celeron, Xeon і Pentium ІІІ; і в архітектурі К7 процесорів AMD; Athlon, Duron. У процесорах цих серій кеш-пам'ять другого рівня вбудована в процесор. За рахунок цього швидкість звернення мікропроцесора до кеш-пам'яті другого рівня значно більша, ніж до оперативної пам'яті. Даний підхід оснований на архітектурі подвійної незалежної шини, яка використовує дві шини: шину кеш другого рівня і системну шину, які зв'язують процесор і оперативну пам'ять. За рахунок такої архітектури можливе одночасне використання обох шин, що дозволяє суттєво збільшити продуктивність цих процесорів. Для порівняння швидкість роботи процесора Pentium її у два рази перевищує процесор Pentium (архітектури Р5) з однаковою тактовою частотою.

Віртуальна пам'ять. Інколи об'єму ОЗП виявляється недостатньо для програми, що запускаються на виконання. В MS DOS такі програми просто не працюють. У деяких операційних системах, зокрема, в Windows 95, цю проблему вдалося вирішити шляхом створення так званої віртуальної пам'яті. Віртуальною пам'яттю, або файлом підкачки, називається область на жорсткому диску, яка використовується як додатковий ОЗП. Час звернення до нього більший, ніж до "справжнього" ОЗП, однак цей спосіб дозволяє запускати великі програми, які не працювали б взагалі.

Постійна пам'ять. Дані, записані в постійний запам'ятовуючий пристрій (ПЗП), або ROM (Read Only Memory - пам'ять тільки для читання), не можна стерти або переписати в звичайних умовах. При вимкненні електроживлення вони зберігаються тривалий час. ПЗП реалізовані у вигляді мікросхем, установлених на материнській платі персонального комп'ютера. Запис інформації в ПЗП здійснюється один раз - на підприємстві-виробнику. За способом запису даних мікросхеми ПЗП поділяються на дві категорії: масочні ПЗП, які записуються один раз на етапі виробництва мікросхеми; програмовані ПЗП, які, в свою чергу, поділяються на одноразово програмовані (ППЗП - програмовані ПЗП, Programmable ROM) і такі, які можна перепрограмувати (EPROM - Erasable PROM). Окремим випадком EPROM є програмовані ПЗП, які можна електрично стирати (EEPROM - Electrically Erasable PROM). Вміст останніх можна змінювати, подаючи на виводи мікросхеми спеціальний електричний сигнал.

В IBM PC-сумісному комп'ютері в постійній пам'яті зберігаються програми для перевірки обладнання комп'ютера, ініціалізації завантаження операційної системи (ОС) і виконання базових функцій з обслуговування пристроїв комп'ютера. Оскільки більша частина цих програм пов'язана із обслуговуванням вводу-виводу, часто зміст постійної пам'яті називається BIOS (Basic Input-Output System, або базова система вводу-виводу). В BIOS міститься також програма налагодження конфігурації комп'ютера (SETUP). Вона дозволяє встановлювати деякі характе­ристики пристроїв комп'ютера (тип відеоконтролера, жорстких дисків і дисководів для дискет, режими роботи г оперативною пам'яттю, запит паролю при початковому завантаженні і т.д.).

CMOS (напівпостійна пам'ять). Окрім звичайної оперативної пам'яті і постійної пам'яті, в комп'ютері наявна невеличка ділянка пам'яті для зберігання конфігурації комп'ютера. Її часто називають CMOS-пам'яттю, оскільки ця пам'ять звичайно використовується за технологією CMOS (complementary metal-oxide semiconductor), яка володіє низьким енергоспоживанням. Зміст CMOS-пам'яті не змінюється при відключенні електроживлення ПК, оскільки для її живлення використовується спеціальний акумулятор. Для зміни параметрів конфігурації комп'ютера в BIOS міститься програма налагодження конфігурації комп'ютера SETUP.

Flash-пам'ять. Подальший розвиток EEPROM призвів до появи flash-пам'яті (flash memory), яка об'єднала позитивні якості ПЗП і ОЗП. Так само як і оперативна пам'ять, флеш-пам'ять допускає перезаписування даних, що знаходяться в ній, однак, на відміну від ОЗП, зберігає їх при вимкнені електроживлення. Модулі флеш-пам'яті виготовляються на основі технології EEPROM, час читання і запису відповідає аналогічним параметрам динамічної оперативної пам'яті. Ще однією перевагою флеш-пам'яті є те, що вона споживає електроенергію лише в момент читання/запису.

Відеопам'ять. Ще один вид нам'яті в IBM PC - подібних ПК - це відеопам'ять, тобто пам'ять, яка використовується для зберігання зображень, які виводяться на екран монітора. Ця пам'ять входить до складу відеоконтролера - електронної схеми, яка керує виводом зображення на екран.

Дисководи для дискет. Призначення. Гнучкі диски (дискети) дозволяють переносити документи і програми з одного комп'ютера на інший, а також зберігати інформацію, яка не використовується постійно в комп'ютері. Практично всі ПК мають хоча б один дисковод для дискет. Проте, як носій інформації, дискети використовуються все менше, оскільки вони не досить надійні і дозволяють зберігати значно менше даних, ніж інші носії інформації. Типи дискет. Найбільш поширені дискети розміром 3,5 і 5,25 дюйма (89 і 133 мм). Часто дискети розміром 5,25 дюйма називаються «п'ятидюймовими», а розміром 3,5 дюйма - "тридюймовими". Тридюймові дискети кращі, оскільки вони забезпечують більш надійне зберігання інформації (жорсткий пластмасовий корпус і металева засувка, яка захищає поверхню дискети від пошкоджень).

Ємність дискет. Дискети розрізняють одну від одної за своєю ємністю, тобто кількістю інформації, яку на них можна записати. Тридюймові дискети найчастіше мають ємність 1,44 Мбайта, хоча зустрічаються старі дискети ємністю 720 Кбайт. П'ятидюймові дискети найчастіше мають ємність 360 Кбайт (позначення DS/DD) або 1,2 Мбайта (DS/HD). Ємність тридюймових дискет визначають досить просто: дискети ємністю 1,44 Мбайта мають спеціальний проріз, а на дискетах ємністю 720 Кбайт його немає. Захист дискет від запису. На дискетах розміром 5,25 дюйма є проріз для захисту від запису (рис. 2.8). Якщо цей проріз заклеїти, то на дискету не можна буде здійснити запис. А на дискетах розміром 3,5 дюйма є спеціальний перемикач - засувка, яка дозволяє запис на дискету (чорний квадратик в нижньому лівому куту дискети). Запис на дискету дозволено, якщо отвір, який закривається засувкою, закрито, і заборонено, якщо цей отвір відкрито.

Типи дисководів. Дисководи для п'ятидюймових і тридюй­мових дискет відрізняються один від одного за зовнішнім виглядом. Дисководи для дискет одного розміру відрізняються за максимальною ємністю дискет, яку вони підтримують. Найбільш поширені тридюймові дисководи, які підтримують дискети ємністю 1,44 Мбайта, і п'ятидюймові дисководи, які підтримують дискети ємністю 1,2 Мбайта. На багатьох сучасних комп'ютерах встановлюються тільки тридюймові дисководи, оскільки п'ятидюймові дискети вже вважаються застарілими.

Форматування дискет. Перед першим використанням дискети необхідно спеціальним чином ініціалізувати (звичайно говорять форматувати). Це робиться за допомогою спеціальних програм, наприклад, програми DOS FORMAT. При форматуванні, як правило, здійснюється перевірка поверхні дискети. Ділянки, на яких спостерігаються збої, помічаються як дефектні і в подальшому запис даних на ці ділянки не здійснюється.

Жорсткі диски. Призначення. Накопичувачі на жорстких дисках (вони ж жорсткі диски, вони ж вінчестери) призначені для постійного зберігання інформації, яка використовується при роботі з ПК: програм операційної системи, пакетів програм, які часто використовуються, редакторів документів, трансляторів з мов програмування і т.д. Із усіх пристроїв зберігання даних (якщо не рахувати оперативну пам'ять) жорсткі диски забезпечують найбільш швидкий доступ до даних (звичайно 7-20 мілісекунд), великі швидкості читання і запису даних (до 5 Мбайт/с). Жорсткий диск є практично у всіх сучасних комп'ютерах. Можлива установка і декількох жорстких дисків (деколи це збільшує швидкодію комп'ютера або обходиться дешевше). Накопичувач (жорсткий диск) складається з таких елементів: дисків з приводом, що обертається, які змонтовані на спільній вертикальній осі; головки (або головок) запису/відтворення з власним приводом, яку називають рухомою системою.

В накопичувані може міститися приблизно до десяти дисків. їх поверхні умовно розбиваються на концентричні окружності, які називають доріжками (track). Кожній доріжці присвоюється окремий номер. Доріжки з однаковими номерами розміщуються одна над одною з обох боків дисків і об'єднуються в циліндр. Головки відтворення/запису змонтовані на загальній стійці. Тому вони рухаються одночасно, внаслідок чого операціям читання і запису даних підлягає зразу весь циліндр. Доріжки на диску розбиваються на сегмента, які називаються секторами. Кількість секторів на доріжці стала для конкретного накопичувала, але варіюється для різних моделей. Нумерація секторів на доріжці починається з одиниці (на відміну від головок і циліндрів, відлік яких ведеться з нуля).

Кластери. Кластер (cluster) - це найменша ділянка диску, яка виділяється для файлу або його частини. Кожний файл займає на диску простір, що дорівнює цілій кількості кластерів. Як правило, кластер складається із кількох секторів. Для жорстких дисків розмір кластера визначається при форматуванні і залежить від версії операційної системи і розміру диску.

Характеристики. Дня користувача жорсткі диски відрізняються один від одного, насамперед, наступними характеристиками: ємністю, тобто, скільки інформації розміщується на диску; швидкодією, тобто часом доступу до інформації і швидкістю читання і запису інформації; інтерфейсом, тобто типом комп'ютера, до якого повинен поєднуватися жорсткий диск (частіше всього – IDE/ЕГОЕ і різні варіанти SCSI). Ємність диску. Основна характеристика жорсткого диску – це його ємність, тобто кількість інформації, яка розміщується на диску. Перші жорсткі диски для IBM PC мали ємність 5 Мбайт. Сучасні жорсткі диски можуть зберігати такі обсяги інформації: ЮД; 17,2; 25; 60; 80 Гбайт.

Дисководи для компакт-дисків. За допомогою дисководів для компакт-дисків комп'ютери можуть читати спеціальні комп'ютерні компакт-диски, а також (при наявності звукової карти) програвати аудіокомпакт-диски. Компакт-диски (CD-ROM) можна використовувати для читання інформації, яка міститься на них. Запис даних на компакт-диски здійснюється при їх виготовленні. Комп'ютерні компакт-диски дуже дешеві у виробництві і містять до 640 Мбайт інформації, тому за­раз більшість про­грам, особливо великі програмні комплекси, ііри, енциклопедії і т.д. поширюються на компакт-дисках. Дисководи для компакт-дисків дуже подешевшали і стали обов'язковим атрибутом сучасного комп'ютера.

Дисководи для компакт-дисків бувають внутрішні і зовнішні (зовнішні дисководи доцільно використовувати тільки із портативними комп'ютерами). Для позначення швидкості дисководу вказують, у скільки разів дисковод обертає диск швидше, ніж дисководи для аудіокомпакт-дисків. Так, дисководи одинарної швидкості забезпечують швидкість читання 150 Кбайт/с, подвійної – близько 300 Кбайт/с; чотирикратної швидкості – близько 600 Кбайт/с і т.д. Дисководи подвійної, а тим більше одинарної швидкості вважаються застарілими. Час доступу до інформації на компакт-диску складає від 0,6 до ОД с, звичайно 0,2-0,3 с.

Стримери. Для створення резервних копій інформації, яка розміще­на на жорстких дисках ПК, широко використовуються стримери – пристрої для запису інформації на касети (картриджі) з магнітною стріч­кою. Стримери прості у вико­нанні і забезпечують найде­шевше зберігання даних. Різні стримери відрізняються за ємністю (від 20 Мбайт до 40 Гбайт на одній касеті), типу касет, які використо-вуються, виконанню (внутрішньому або зовнішньому) інтерфейсу, швидкості читан ня-запису даних (від 100 Кбайт/с до 5 Мбайт/с і більше), надійності запису на стрічку і т.д.

Магнітооптичні диски. Магнітооптичні диски застосовуються для резервування даних і для збереження інформації, яка рідко використовується. Вони значно зручніші касет стримера, оскільки ПК може працювати з такими дисками, як зі звичайними жорсткими дисками, тільки з такими, які можна легко знімати і встановлювати, але трохи повільнішими. Дисководи для магнітооптичних дисків випускаються ємністю від 230 Мбайт до 4,6 Гбайт. Найбільш популярні і відносно дешеві моделі для дисків розміром 3,5 дюйма і ємністю диска 230 або 640 Мбайт. А більш дорогі дисководи більшої ємності (2,6 і 4,6 Гбайт) лише ненабагато поступаються у швидкодії жорстким дискам.

Дисплей. Дисплей призначено для відображення інформації на екрані електронно-променевої трубки. Він керується відеоконтролером (відеоадаптером), який знаходиться в системному блоці. Відеоконтролер містить свою особисту пам'ять, яку називають відеопам'ятю. Все, що ми бачимо на екрані дисплея, знаходиться у відеопам'яті. Відеоконтролер може задавати текстовий або графічний режим роботи. В текстовому режимі на екран виводяться тільки символи, які закодовані числами. Звичайно на екрані розміщується 25 рядків по 80 символів. Поточне місце екрана, куди вивозитиметься черговий символ, відмічається мерехтливим значком, який називається курсором, або маркером. В графічному режимі на екран виводиться будь-яке зображення. Елементами його є точки (пікселі). Основні характеристики дисплея: роздільна здатність, кількість кольорів (палітра) та розмір екрану. Роздільна здатність визначається кількістю точок по вертикалі та горизонталі екрану. Ці точки продукуються відеоадаптером. Чим більша кількість точок, тим вища роздільна здатність, тобто тим краща якість зображення. Кількість вироблюваних точок залежить від розміру відеопам'яті. У сучасних комп'ютерів її об'єм дорівнює 1 Мбайт і більше.

В текстовому режимі весь екран дисплея розбивається на прямокутники розміром 8x8 точок, інколи - 9x14. Такі прямокутники називають знакомісцем. Відеопам'ять зберігає інформацію за кожним знакомісцем, а саме: код символу, його колір, колір фону, на якому відображається символ. Інформація про те, які точки знакомісця слід підсвічувати для відображення того або іншого символу, зберігається у спеціальному блоці пам'яті, який називають знакогенератором. Пам'ять знакогенератора в сучасних ПК заповнюється автоматично при завантаженні операційної системи і в подальшому її вміст може змінюватись програмним шляхом. Це дозволяє користуватись на одному комп'ютері різними алфавітами, в яких порад п стандартними для кожного ПК наборами символів (букви англійського алфавіту, цифри, розділові знаки) можуть бути й інші. Дані з відеопам'яті періодично зчитуються, перетворюються у відеосигнали і відображаються на екрані дисплея.

Перетворення кодів відеопам'яті у видеосигнал здійснюється відеоадаптером. За кількістю відображуваних кольорів сучасним можна вважати адаптер, у якого 256 кольорів. Колір кожного пікселя зберігається у відеопам'яті. Звичайно, що для реалізації параметрів адаптера дисплей повинен мати необхідні характеристики, інакше можливості адаптера можуть бути не реалізовані. Розмір екрана дисплея вимірюють за діагоналлю в дюймах. Дюйм - це англійська міра довжини, що дорівнює 2,54 см. Найпоширенішими є 14-дюймові екрани. Використовують також 15-, 17-, 19-, 20- та 21-дюймові екрани.

Клавіатура. Клавіатура призначена для введення до ПК символьної інформації (літер, цифр, розділових знаків), а також для управління роботою ПК. Для кожного символу виділяється клавіша, натискуючи на яку ми і вводимо код символу ПК. Символ кодується 8-бітовими двійковими числами. В більшості ПЕОМ вітчизняного і зарубіжного виробництва використо­вується IBM-сумісна клавіатура, яка має 101 клавішу і декілька індикаторів, що сигналізують про режим роботи клавіатури. За своїм призначенням всі клавіші поділяються на чотири поля. Перше (центральне) поле вміщує клавіші з літерами, цифрами, розділовими знаками, а також ряд управляючих клавіш. Як видно з надписів на клавішах, для більшості клавіш центрального поля натискування однієї й тієї самої клавіші може призводити до введення різних символів залежно від режиму роботи клавіатури. Таких програм є багато, тому навіть на аналогічній клавіатурі перехід, наприклад, з режиму введення українських літер на режим введення англійських може здійснюватись по-різному.

Основні типи принтерів та їх застосування. Призначення. Принтер призначений для виводу інформації на папір. Принтери можуть виводити не тільки текстову інформацію, але й рисунки і графіки. Одні принтери дозволяють друкувати тільки в одному кольорі (чорному), інші можуть виводити також і кольорові зображення.

Матричні (або точково-матричні) принтери раніш були найбільш поширеними для IBM PC. Зараз ці принтери потіснені струминними і лазерними, оскільки матричні принтери забезпечують значно гіршу якість друку, шумлять під час роботи і малопридатні для кольорового друку. Однак, матричні принтери застосовуються до цих пір, оскільки вони дешеві, а ціна віддрукованої сторінки на них найнижча. Принцип друку матричних принтерів такий: друкуюча головка принтера містить вертикальний ряд тонких металевих стержнів (голок). Головка рухається уздовж рядка, який друкується, а стержні в потрібний момент вдаряють по паперу через фарбуючу стрічку. Це й забезпечує формування на папері символів і зображень.

Струминні принтери нині є одним із найбільш поширених видів принтерів. В струминних принтерах зображення формується мікрокаплями спеціального чорнила, яке викидається на папір через сопла в друкуючій головці. Як і в матричних принтерах, друкуюча головка струминного принтера рухається по горизонталі, а після завершення друку кожної горизонтальної смуги зображення папір протягується вертикально. На відміну від матричних, струминні принтери працюють із значно меншим шумом, забезпечуючи кращу якість друку і найдешевший кольоровий друк прийнятної якості. Однак, вартість віддрукованої сторінки на них - вища, ніж на матричних принтерах.

Лазерні принтери забезпечують найкращу (близьку до друкарської) якість чорно-білого друку, а кольорові лазерні принтери також і високу якість кольорового друку. В лазерних принтерах використовується принцип ксерографи: зображення переноситься на папір із спеціального барабана, до якого електростатично притягуються частинки фарби (тонера). Відмінність від звичайного копіювального апарату полягає в тому, що друкуючий барабан електризується за допомогою лазера за командами із комп'ютера. Лазерні принтери забезпечують найвищу серед усіх принтерів швидкість друку.

Лазерний принтер приніс у світ комп'ютерів не просто швидкісне друкування текстів і графіки – він створив нову якість. В останні роки з'явився новий клас кольорових лазерних принтерів, що забезпечують друкування фотографічної якості, роботу в мережі, простоту використання і відносно невисокі, особливо у порівнянні з кольоровими струминними принтерами, експлуатаційні витрати.

Спеціальні принтери для кольорового друку. Для отримання високоякісних кольорових зображень вико­ристовують спеціальні види принтерів. Найкраще зображення (практично фотографічної якості) отримують на так званих сублімаційних (dye sublimation) принтерах. В них фарбуючі стрічки нагріваються до температури близько 400°С, при цьому і фарбник випаровується і переноситься на спеціальний папір. Однак ці принтери і витратні матеріали для них дуже дорогі.

Дата добавления: 2014-01-04