Обрабатывает информацию в компьютере что: Урок 3. Как работает компьютер (и другие вычислительные устройства)

Содержание

Обработка данных на компьютере — Устройство компьютера

Программная обработка данных на компьютере

Данные. Числовая, текстовая, графическая и звуковая информация может обрабатываться компьютером, если она представлена в двоичной знаковой системе. Информация в двоичном компьютерном коде, т. е. данные, представляет собой последовательность нулей и единиц. Данные обрабатываются компьютером в форме последовательностей электрических импульсов.

Данные — это информация, которая обрабатывается компьютером в двоичном компьютерном коде.

 

Программы. Для того чтобы компьютер «знал», что ему делать с данными, как их обрабатывать, он должен получить определенную команду (инструкцию). Например: «сложить два числа»; «заменить один символ в тексте на другой».

Обычно решение задачи представляется в форме алгоритма, т. е. определенной последовательности команд. Такая последовательность команд (инструкций), записанная на «понятном» компьютеру языке, называется программой.

 Программа — это последовательность команд, которую выполняет компьютер в процессе обработки данных.

Функциональная схема компьютера. Центральным устройством компьютера, которое обрабатывает данные в соответствии с заданной программой, является процессор. Процессор обрабатывает данные в двоичном компьютерном коде в форме последовательностей электрических импульсов (нет импульса — «О», есть импульс — «1»).

Однако пользователь компьютера (человек) очень плохо понимает информацию, представленную в двоичном компьютерном коде, и вообще не воспринимает ее в виде последовательностей электрических импульсов. Следовательно, в состав компьютера должны входить устройства ввода и вывода информации. Устройства ввода «переводят» информацию с языка человека на язык компьютера. Устройства вывода, наоборот, «переводят» информацию с двоичного языка компьютера в формы, доступные для человеческого восприятия.

Для того чтобы компьютер мог выполнить обработку данных по программе, программа и данные должны быть загружены в оперативную память. Процессор последовательно считывает команды программы, а также необходимые данные из оперативной памяти, выполняет команды, а затем записывает полученные данные обратно в оперативную память. В процессе выполнения программы процессор может запрашивать данные с устройств ввода и пересылать данные на устройства вывода.

Однако при выключении компьютера все данные и программы в оперативной памяти стираются. Для долговременного хранения большого количества различных программ и данных используется долговременная память. Пользователь может запустить программу, хранящуюся в долговременной памяти, она загрузится в оперативную память и начнет выполняться. Необходимые для выполнения этой программы данные, хранящиеся в долговременной памяти, будут также загружены в оперативную память.

В процессе программной обработки данных на компьютере пересылка данных и программ между отдельными устройствами компьютера осуществляется по магистрали


Обработка данных в компьютере производиться с помощью. Как компьютер обрабатывает информацию

Рис. 23. Схема обработки информации на компьютере

Рассмотрим процесс обработки информации на примере программы:

var CHISLO: integer;

CHISLO:=CHISLO+1;

Обработка информации происходит несколько этапов:

1. Источником информации является программист, если выполняется отладка программы, или пользователь, если программа используется. В качестве сигнала S1 выступают входные данные, например, значения переменной CHISLO. Носитель информации произволен.

2. Восприятие сигнала S1 инициируется при выполнении команды, соответствующей оператору input (CHISLO). Введенная с клавиатуры информация размещается в промежуточной буферной памяти устройства ввода. Носитель сигнала S2 носит электронный характер.

3. Введенная информация передается из буферной памяти по адресу основной памяти, указанному в загрузочном модуле для размещения соответствующей переменной. Например, для переменной CHISLO отведена область памяти размером два байта по адресу 0002:0008. Сигнал S3 носит электронный характер.

4. Обработка выполняется процессором и заключается в выполнении оператора присваивания из приведенной программы. Этому оператору соответствует код, по которому выполняются следующие действия:

· в регистр АХ помещается 1;

· в регистр СХ помещаются данные, расположенные по адресу 0002:0008, – это введенное при восприятии значение переменной CHISLO;

· содержимое регистров АХ и СХ складывается, результат помещается в регистр АХ;

· содержимое регистра АХ помещается по адресу 0002:0008, т.е. присваивается переменной CHISLO. При этом отведенная под переменную память может быть недостаточна для размещения результата, если, например, введенное значение было слишком большим. Тогда возникает ситуация переполнения. Таким образом, семантика сигнала S4 различается в зависимости от результатов вычислений:

· если вычисления корректны, то это значение переменной CHISLO, которое размещено по адресу 0002:0008, а потому носит электронный характер;

· если вычисления некорректны, тогда сигнал S4 – это диагностические сообщения о недостатке памяти для переменной; также носит электронный характер.

5. Хранение не выполняется, поскольку в программе отсутствуют команды по привлечению внешней памяти.

6. Передача информации – это перенос сигнала S4 от основной памяти компьютера к промежуточной буферной памяти устройства вывода, в роли которого для нашей программы выступает монитор. Инициируется оператором write (CHISLO), если обработка прошла корректно, или средствами ОС при наличии ошибки в программе. В любом случае выполняется средствами ОС и каналами сопряжения устройства вывода и других устройств компьютера. Сигналы S4 и S5 в таком случае тождественны по синтаксису и носителю, а различаются лишь местом нахождения.

7. Представление информации заключается в преобразовании сигнала S5 к виду, понятному и удобному потребителю. Выполняется устройством вывода, в роли которого в данном случае выступает монитор, тогда сигнал S6 – электронный.

ОТОБРАЖЕНИЕ ИНФОРМАЦИИ

Графическая подсистема ПК

Графическая подсистема любого ПК состоит из трёх частей. В одной из них создаётся и хранится информация об изображении; эта часть называется графическим адаптером (видеоадаптером) . Другая часть служит для отображения этой информации; это монитор . Оставшаяся часть – кабель, связывающий первые две.

Монитор состоит из устройства отображения (дисплея), аппаратного обеспечения, которое непосредственно создаёт изображение на экране, и электронных схем, управляющих работой самого экрана. Монитор отличается от телевизора тем, что в нём применяются отдельные синхронизирующие сигналы и сигналы цветности. В противоположность ему телевизор декодирует только один составной сигнал, содержащий сигналы синхронизации, цвета и звука одновременно.

Созданием изображения на мониторе управляет обычно аналоговый видеосигнал, формируемый видеоадаптером. Компьютер формирует цифровые данные об изображении, которые из оперативной памяти поступают в специализированный процессор видеоплаты, где обрабатываются и сохраняются в видеопамяти. Параллельно с накоплением в видеопамяти полного цифрового «слепка» изображения на экране данные считываются цифроаналоговым преобразователем (Digital Analog Converter, DAC). Поскольку DAC обычно (хотя и не всегда) включает собственную память произвольного доступа (Random Access Memory, RAM) для хранения палитры цветов в 8-разрядных режимах, его еще называют RAMDAC. На последнем этапе DAC преобразует цифровые данные в аналоговые и посылает их на монитор. Эта операция выполняется DAC несколько десятков раз за одну секунду; данная характеристика называется

частотой обновления (или регенерации) экрана. Согласно современным эргономическим стандартам, частота обновления экрана должна составлять не менее 85 Гц, в противном случае человеческий глаз замечает мерцание, что отрицательно влияет на зрение.

Дисплей –устройство визуализации (отображения) текстовой и графической информации без ее долговременной фиксации.

Дисплей служит как для отображения информации, вводимой посредством клавиатуры или других устройств ввода, так и для выдачи пользователю сообщений, а также для вывода полученных в ходе выполнения программ результатов.

По физическим принципам формирования изображения дисплеи бывают:

1) на базе электронно-лучевой трубки;

2) жидкокристаллические;

3) плазменные (газоразрядные).

Дисплеи на базе электронно-лучевой трубки традиционны, а принцип их работы аналогичен бытовому телевизору. В электронно-лучевой трубке формируется луч (или три луча для цветных трубок), управляя перемещением и интенсивностью которого можно получить изображение на люминофоровом экране.

Жидкокристаллический экран (индикатор) представляет собой совокупность сегментов для воспроизведения элементарных частей изображения (в частности, точек). Каждый сегмент состоит из нормально прозрачной анизотропной жидкости, заключенной между двумя прозрачными электродами. При подаче на электроды напряжения коэффициент отражения жидкости меняется, и сегмент при освещении его внешним источником света темнеет. В ПК в последнее время широкое распространение получили жидкокристаллические индикаторы с обратной (задней) подсветкой (backlit). Их конструктивная особенность заключается в том, что за экраном размещается источник света, а сам экран состоит из жидкокристаллических ячеек, которые в нормальном состоянии являются непрозрачными. При приложении к такой ячейке напряжения она начинает пропускать свет, что и приводит к получению изображения на экране. Такой принцип формирования изображения облегчает создание цветных дисплеев. Для этого достаточно иметь на экране тройки жидкокристаллических ячеек, обеспечивающие на просвет воспроизведение основных цветов (красного, зеленого и синего).

Экран плазменного дисплея представляет собой матрицу газоразрядных элементов. При приложении к электродам газоразрядного элемента напряжения возникает электрический разряд красного или оранжевого свечения в газе, которым этот элемент заполнен. По сравнению с жидкокристаллическими плазменные индикаторы имеют более высокую контрастность, однако обладают и повышенным энергопотреблением.

Видеоадаптер включает в себя видеопамять, в которой хранится изображение, отображаемое в данный момент на экране дисплея, постоянное запоминающее устройство, в котором записаны наборы шрифтов, отображаемые видеоадаптером в текстовых и графических режимах, и функции BIOS для работы с видеоадаптером. Кроме того, видеоадаптер содержит видеопроцессор – сложное управляющее устройство, обеспечивающее обмен данными с компьютером, формирование изображения и некоторые другие действия.

Принцип работы видеоадаптера . Прежде чем стать изображением на мониторе, двоичные цифровые данные обрабатываются центральным процессором, затем через шину данных направляются в видеоадаптер, где начинают обрабатываться. Обработанные цифровые данные направляются в видеопамять, где создается образ изображения, которое должно быть выведено на дисплее. Затем, все еще в цифровом формате, данные, образующие образ, передаются в RAMDAC, где они конвертируются в аналоговый вид, после чего передаются в монитор, на котором выводится требуемое изображение.

Режимы работы видеоадаптера. Видеоадаптеры могут работать в различных текстовых и графических режимах, различающихся разрешением, количеством отображаемых цветов и некоторыми другими характеристиками.

Текстовый режим. Основной видеорежим у персональных компьютеров – это текстовый режим. В этом режиме линии и прямоугольники создаются с использованием псевдографических символов. 256 таких 8-байтовых (или 12-байтовых, или 14-байтовых, или 16-байтовых) кодовых групп хранятся в памяти для рисунков всех изображаемых символов, и вся эта область памяти называется буфером знакогенератора . Адаптер дисплея «узнает» начальный адрес этого буфера (порядковый номер его начального байта, отсчитанный от начала памяти), берет из видеопамяти код символа, означающий порядковый номер его кодовой группы в буфере знакогенератора, умножает на число пиксельных строк в изображении символа и прибавляет полученное число к начальному адресу буфера знакогенератора. Полученное число есть начальный адрес кодовой группы изображения символа. Далее видеоадаптер берет каждый байт кодовой группы изображения и работает уже с отдельными битами байта: для нулевых битов выводит пиксел цветом фона, а для единичных – цветом рисунка (коды цвета фона и рисунка он тоже берет из видеопамяти – из байта атрибутов). Вот так появляются на экране дисплея рисунки букв, тоже, как и все в компьютере, закодированные двоичными числами. Очень похожа картина при выводе изображений символов на печать, только коды изображений символов и их порядковые номера хранятся в памяти печатающего устройства постоянно либо заносятся туда из памяти компьютера перед началом печати. Единицы в кодах рисунков символов расшифровываются при этом как необходимость, например, удара соответствующей иголки в игольчатых устройствах печати.

Графический режим. В графических режимах видеобуфер организован как последовательность битовых полей, состояние битов каждого поля определяет цвет отдельной точки экрана. В графическом режиме экран разделяется на отдельные светящиеся точки, количество которых зависит от типа дисплея, например 640 по горизонтали и 480 по вертикали. Светящиеся точки на экране обычно называют пикселами , их цвет и яркость может меняться. Именно в графическом режиме появляются на экране компьютера все сложные графические изображения, создаваемыми специальными программами, которые управляют параметрами каждого пиксела экрана. Графические режимы характеризуются такими показателями, как разрешающая способность и палитра.

Разрешающая способность – количество точек, с помощью которых на экране воспроизводится изображение. Типичные в настоящее время уровни разрешения 800х600 точек или 1024 х 768 точек. Однако для мониторов с большой диагональю может использоваться разрешение 1152 х 864 точки.

Размер на экране в длину равен ширине всей видимой области экрана, умноженной на количество пикселов изображения, поделенной на количество элементов изображения в строке (это первое из чисел, определяющих режим развёртки монитора).

Пример: у 17″ монитора ширина видимой области около 32 см. Если установлен режим 1024 х 768, то изображение в 640 пикселов будет иметь ширину 32 х 640: 1024 = 20 см.

Аналогично определяется и высота изображения на экране.

Палитра – количество цветов, которые используются для воспроизведения изображения, например, 4 цвета, 16 цветов, 256 цветов, 256 оттенков серого цвета, 2 16 цветов в режиме, называемом High color, или 2 24 цветов в режиме True color.

Можно изменить возможности графической подсистемы путём замены используемого в ней аппаратного обеспечения. В большинстве случаев это означает замену видеокарты. Поскольку каждый графический адаптер использует свои видеорежимы и каждый режим имеет свои особые требования к памяти, дисплейная память, которой пользуются компьютеры, расположена физически на самой плате графического адаптера, так что если мы меняем адаптер, то меняем также и память. Таким образом, мы автоматически получаем необходимый объём и тип дисплейной памяти, когда устанавливаем тот или иной графический адаптер.

Специальные видеоадаптеры. Для компьютерных систем, критичных к быстродействию видеоподсистемы, выпускаются специальные видеоадаптеры с графическими сопроцессорами. Такие видеоадаптеры могут брать на себя часть вычислительной работы, связанной с построением изображения, они могут, например, самостоятельно строить окружность, определенную ее центром и радиусом, могут аппаратно выполнять перемещение областей изображений на экране. Вы можете даже самостоятельно программировать такие видеоадаптеры на выполнение определенных действий, освобождая процессорное время для других нужд.

Для облегчения использования графических сопроцессоров вместе с ними поставляются драйверы к различным программам – системам втоматизированного проектирования, моделирования, операционной системе Windows.

Видеопамять. Видеопамять предназначена для хранения видеоинформации –двоичного кода изображения, выводимого на экран.

Видеопамять – это электронное энергозависимое запоминающее устройство. В ней могут храниться одновременно несколько страниц высококачественного графического изображения. От объема видеопамяти зависит доступное графическое и цветовое разрешение.

Большинство видеосистем имеет видеопамять, достаточную для хранения более чем одной экранной страницы отображения данных, поэтому на экране в каждый момент видна только часть того, что хранится в видеопамяти.

В видеопамяти хранится информация о цвете каждой точки экрана. Чем большее количество различных цветов используется, тем больший объем видеопамяти требуется.

Страница – раздел видеопамяти, вмещающий информацию об одном образе экрана (одной картинке на экране). В видеопамяти могут размещаться одновременно несколько страниц.

Объем видеопамяти (V) определяется по формуле:

V = n . M . N . b ,

где n – число страниц;

М – количество пикселов в строке;

N – количество строк;

B – битовая глубина.

Сейчас наиболее популярными видеоадаптерами у нас в стране являются SVGA и графические акселераторы Windows.

Для компьютерных систем, критичных к быстродействию видеоподсистемы, выпускаются специальные видеоадаптеры с графическими сопроцессорами.

Графический сопроцессор – сердце видеоадаптера. Он занимается отображением информации на экране, обменом данными с центральным процессором и решает многие другие задачи. У современных адаптеров графический процессор разгружает центральный процессор компьютера и берет на себя ряд проблем, связанных с формированием изображения.

Частным случаем видеоадаптеров с графическими сопроцессорами являются графические акселераторы для Windows. Они специально предназначены для повышения производительности видеоподсистемы компьютера при работе в среде Windows.

Следует подчеркнуть, что, в отличие от более универсальных графических сопроцессоров, акселератор Windows ориентирован исключительно на использование совместно с Windows.

Платы графического акселератора и графические сопроцессоры могут работать в режимах High Color и даже True Color. Однако при таких объемах изображения, которые содержит видеопамять в режимах High Color и True Color, количество информации, передаваемое из оперативной памяти компьютера в видеопамять адаптера, становится просто огромно.

D-акселераторы

Видеоадаптеры, способные ускорять операции трехмерной графики, получили название 3D-ускорителей (синонимом является 3D-акселератор). Какие же действия ускоряет 3D-акселератор?

Перечислим наиболее распространенные операции, которые 3D-ускоритель выполняет на аппаратном уровне.

Удаление невидимых поверхностей . Обычно выполняется по методу Z-буфера, который заключается в том, что проекции всех точек трехмерной модели объекта на плоскость изображения сортируются в специальной памяти (Z-буфере) по расстоянию от плоскости изображения.

Закрашивание (Shading) придает треугольникам, составляющим объект, определенный цвет, зависящий от освещенности. Оно бывает: равномерным (Flat Shading), когда каждый треугольник закрашивается равномерно, что вызывает эффект не гладкой поверхности, а многогранника; по Гуро (Gouraud Shading), когда интерполируются значения цвета вдоль каждой грани, что придает криволинейным поверхностям более гладкий вид без видимых ребер; по Фонгу (Phong Shading), когда интерполируются векторы нормали к поверхности, что позволяет добиться максимальной реалистичности, однако требует больших вычислительных затрат и в массовых 3D-ускорителях пока не используется. Большинство 3D-ускорителей умеет выполнять закрашивание по Гуро.

Отсечение (Clipping) определяет часть объекта, видимую на экране, и обрезает все остальное, чтобы не выполнять лишних расчетов.

Расчет освещения. Для выполнения этой процедуры часто применяют метод трассировки лучей (Ray Tracing), позволяющий учесть переотражение света между объектами и их прозрачность. Эту операцию с разным качеством умеют выполнять все 3D-ycкорители.

Наложение текстур (Texture Mapping ), или наложение плоского растрового изображения на трехмерный объект с целью придания его поверхности большей реалистичности. Например, в результате такого наложения деревянная поверхность будет выглядеть именно как сделанная из дерева, а не из неизвестного однородного материала. Качественные текстуры обычно занимают много места. Для работы с ними применяют 3D-ускорители на шине AGP, которые поддерживают технологию сжатия текстур. Наиболее совершенные карты поддерживают мультитекстурирование — одновременное наложение двух текстур.

Фильтрация (Filtering) и сглаживание (Anti-aliasing). Под сглаживанием понимается уменьшение искажений текстурных изображений с помощью их интерполяции, особенно на границах, а под фильтрацией понимается способ уменьшения нежелательной «зернистости» при изменении масштаба текстуры при приближении к 3D-объекту или при удалении от него.

Прозрачность , или альфа-канал изображения (Transparency, Alpha Blending) — это информация о прозрачности объекта, позволяющая строить такие прозрачные и полупрозрачные объекты, как вода, стекло, огонь, туман и дымка. Наложение тумана (Fogging) часто выделяется в отдельную функцию и вычисляется отдельно.

Дизеринг или смешение цветов применяется при обработке двух- и трехмерных изображений с большим количеством цветов на устройстве с меньшим их количеством. Этот прием заключается в рисовании малым количеством цветов специального узора, создающего при удалении от него иллюзию использования большего количества цветов.

Похожая информация.

В каком устройстве компьютера производится обработка информации, которую он получает? Как этот процесс осуществляется? Что за устройство используется? Какие есть перспективы его развития?

компьютера?

Это микропроцессор (интегральная схема) или электронный блок, исполняющий машинные инструкции (попросту говоря, код программ). Он является главной частью аппаратного обеспечения компьютера. Иногда к его названию добавляют префикс «микро-». Это специальное устройство компьютера, предназначенное для обработки информации. Давайте немного зайдём в историю. Изначально термином «процессорное устройство» описывали специальный класс логических машин, которые были нужны для того, чтобы выполнять сложные компьютерные программы. Постепенно произошло перенесение названия целого устройства на его часть. Реализация, архитектура и исполнение процессоров со времени их возникновения не раз менялись. Но функционал остался тот же, что и прежде. При оценке каждого прибора необходимо принимать во внимание следующие параметры: производительность, тактовую частоту, энергопотребление, архитектуру, нормы литографического процесса. Вот в каком устройстве компьютера производится обработка информации.

Перспективы

Компьютер как универсальное устройство обработки информации постоянно совершенствуется. Всё чаще говорят, что скоро современные процессоры достигнут своих физических пределов, поэтому их материальная часть изменится кардинальным образом. Различают такие варианты:

  1. Это вычислительные системы, которые будут пользоваться возможностями молекул (теоретически — органических). Они используют идею реализации возможностей атомов и их расположения в пространстве.
  2. В них вместе электронов для передачи сигналов будут применяться фотоны.
  3. Квантовые компьютеры. Теоретически их работа будет базироваться на квантовых эффектах. Сейчас активно разрабатываются рабочие версии подобных процессоров. Даная технология обработки информации компьютером считается самой перспективной.

Миф о мегагерцах

Немного про принципы обработки информации компьютером. Среди обычных пользователей широкое распространение получило утверждение, что чем большую тактовую частоту имеет процессор, тем значительной производительностью он может похвастаться. На самом деле это не совсем верно. Такое утверждение можно применить только к тем процессорам, которые являются обладателями одинаковых архитектур и микроархитектур.

Что в Российской Федерации?

Может ли она сейчас похвастаться чем-то? Сейчас большинство научно-исследовательских центров и предприятий консолидированы в холдинге «Росэлектроника». Он был основан в 1997 году. На момент создания в него входили 33, а сейчас 123 предприятия. Они специализируются на разработке и промышленном производстве электронной техники, оборудования и материалов. Также могут создаваться и технические средства связи. В большинстве своём они изготавливают специфические изделия, но есть попытки выйти на массовый рынок (пускай и не очень успешные).

Энергопотребление процессоров

Часто это называют их Так, самые первые процессоры с архитектурой х86 потребляли чрезвычайно малое количество энергии (сравнительно с современными образцами), объем которой обычно составлял доли ватта. С увеличением количества транзисторов и тактовой частоты этот параметр существенно возрос. Сейчас можно встретить представителей, которых необходимо обеспечивать 130 ваттами, и нет сомнения, что в конструкторских бюро уже сейчас разрабатываются «монстры», которым необходимо ещё больше. Ранее фактор энергопотребления был несущественным. Но с тех пор принципы обработки информации компьютером изменились, возросла мощность устройств. Сейчас же процессор оказывает значительно влияние на эволюционные процессы:

  1. Необходимо совершенствовать технологии производства, чтобы уменьшить потребление процессором энергии.
  2. Следует искать новые материалы, которые будут снижать токи утечки.
  3. Необходимо работать над понижением напряжения для запитывания ядра процессора.
  4. Появились сокеты, обладающие значительным количеством контактов, количество которых больше 1000. Они необходимы, чтобы обеспечивать питание процессоров.
  5. Изменяется компоновка устройств. Так, кристалл переместился на внешнюю сторону с внутренней, чтобы облегчить процесс отвода тепла.
  6. Появились интеллектуальные системы, которые динамически меняют напряжение питания. Они могут влиять на частоту ядер и отдельных блоков процессора, чтобы временно отключать то, что не используется.
  7. В кристалл интегрируются температурные датчики, а также системы недопущения перегревов. Они снижают а также могут вообще остановить его, если будет перейдена определённая грань.
  8. Появились энергосберегающие режимы, которые «усыпляют» процессоры при наличии низкой нагрузки.

Компьютера является сложным, и энергопотребление бросает ещё один вызов вместе с побочными эффектами. Вот о них и будет разговор сейчас.

Рабочая температура процессора

Ещё одна важная характеристика. Она обозначает максимально допустимое температурное значение, которое может быть на поверхности процессора или полупроводникового кристалла, когда возможной является нормальная работоспособность. Оно находится в прямой зависимости от качества теплоотвода и загруженности. Когда температура превышает рекомендованный максимум, то нет никаких гарантий нормальной работы. Большинство процессоров функционируют нормально, если она меньше 85 ˚С. Если температура больше, то создаются основания для ошибок при работе программ или возможно зависание компьютера. В отдельных случаях могут произойти необратимые изменения в самом процессоре. Современные модели обычно отслеживают перегрев и ограничивают свои характеристики. Вот в каком устройстве компьютера производится обработка информации.

и отвод тепла

Как уменьшить негативные последствия повышения градусов? Для теплоотвода применяются активные кулеры и пассивные радиаторы. Каждый из способов имеет свои преимущества и недостатки.

Измерение и отображение температуры процессора

А вот как устройства узнают, что им необходимо поменять эту свою характеристику? В центре крышки устанавливают специальный датчик температуры, в качестве которого может выступать термодиод, терморезистор или транзистор с замкнутыми коллектором и базой.

Заключение

Итак, какое устройство используется для обработки информации в компьютере? Верно, процессор компьютера. Теперь вы знаете ответ не только на этот вопрос, но также и особенности данного прибора и существующие проблемы и перспективы. А значит, есть информация о том, как действует такая важная составляющая сложной технической системы и в каком устройстве компьютера производится обработка информации.

Определение 1

Обработка информации компьютером — это любые её преобразования в различные состояния.

Введение

Компьютер предназначен для автоматизированной работы с информационными данными. Все составляющие его компоненты предназначены для решения этой главной его задачи. Для обработки информации в компьютере, требуется проделать с ней такие основополагающие процедуры:

  1. Ввод информационных данных в компьютер. Это действие необходимо выполнить для того, чтобы компьютер получил «сырьё» для обработки.
  2. Сохранение полученной информации. В компьютере необходимо иметь устройство, позволяющее это сделать.
  3. Обработка полученной информации. Для этого необходимы заданные алгоритмы работы. Компьютеру необходимо иметь такие алгоритмы и надо дать ему умение их использовать к полученной информации, что в итоге приведёт к выработке выходных данных.
  4. Сохранение полученных результатов обработки информации. Как и вводимая информация, результаты также надо запомнить для последующего их использования.
  5. Вывод обработанной информации из компьютера. Такая процедура даёт возможность передать итоги работы компьютера пользователю в удобном для него формате.

Замечание 1

Итак, главное свойство компьютера — это умение обрабатывать информацию, и все внутренние его элементы предназначены для её преобразования в самые сжатые временные интервалы.

Обработка информации компьютером — это её всевозможные преобразования в различные состояния. Для этого в компьютере есть модуль, который предназначен именно для очень быстрой работы с данными и это процессор.

Процессор предназначен для выполнения различных операций с данными, которые ему передаются из модуля, служащего для оперативного сохранения как входной, так и выходной информации – это оперативное запоминающее устройство (ОЗУ).

В ОЗУ так же хранятся промежуточные данные, которые возникают при обработке информации процессором. Модули процессора и ОЗУ функционируют с очень большой частотой и при этом число выполняемых операций может достигать миллионов за одну секунду. Соответственно, блоки ввода и вывода информации не могут работать с такой скоростью. По этой причине для связи с внешними устройствами в составе компьютера есть контроллеры модулей ввода и вывода информации. Они предназначены для согласования скоростей функционирования процессора и ОЗУ с небольшим быстродействием операций ввода-вывода данных. Такие контроллеры делятся на универсальные и специализированные, то есть предназначенные только для работы с конкретными устройствами. К примеру, видеокарта компьютера является специализированным модулем (устройством), поскольку её предназначением является вывод информации только на монитор.

Процессор

Процессорный модуль считается основным блоком компьютера, который предназначен для обработки информационных данных. Под управлением процессора работают все остальные блоки компьютера, и он же выполняет все логические и математические вычисления.

Главным компонентом процессора выступает арифметико-логическое устройство (АЛУ). Его главная функция — выполнение всех вычислительных процедур над информационными данными.

Кроме АЛУ в процессорном блоке есть модуль управления, управляющий работой всего персонального компьютера. Он же отвечает за очерёдность выполнения машинных команд. На сегодняшний день, процессорный модуль представляет собой, как правило, набор больших интегральных схем (БИС), расположенных на материнской плате.

Процессор обрабатывает информационные данные в виде чисел, текста, графики, видео и звука. Скорость работы процессора задаётся специальной микросхемой, имеющей название генератор тактовой частоты. Этот генератор формирует тактовые электрические импульсы, которые синхронизируют функционирование блоков персонального компьютера. Можно провести аналогию между тактовым генератором и метрономом, задающим ритм работы процессора.

Замечание 2

Под тактом понимается временной интервал между соседними импульсами генератора, а тактовая частота — это число тактов в одну секунду. Чтобы выполнить одну операцию, процессору требуется временной интервал, определяемый некоторым количеством тактов.

Запоминающие устройства компьютера

Поступающая через устройства ввода информация пересылается в запоминающие устройства, или иначе модули памяти, в которых она сохраняется для дальнейшей обработки процессором. Под носителем информации понимается физический предмет, в котором информация зафиксирована. Носителем может быть обычный лист бумаги, мозг человека, перфокарта, перфолента, магнитная лента и наконец жёсткий диск и другие блоки памяти компьютера.

Сегодняшнее развитие электроники предполагает самые разные виды информационных носителей. Для хранения данных в виде кодов применяются электромагнитные и оптические качества различных материальных объектов. Уже проектируются носители, использующие молекулярный уровень вещества. Память компьютера подразделяется на внутреннюю и внешнюю. В свою очередь внутренняя память делится на постоянную и оперативную.

Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) хранит, как правило, управляющую программу компьютера и информацию из него можно только читать и нет возможности записи. Информация в ПЗУ сохраняется и после выключения питания компьютера. Запись данных в ПЗУ выполняется один раз, как правило, в условиях предприятия и эти данные больше не меняются. В ПЗУ записана операционная система компьютера и эта память является энергонезависимой.

Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) предназначено для сохранения информационных данных (начальных, промежуточных, итоговых) и прикладных программ. В английском варианте ОЗУ — это RAM (Random Access Memory), что в переводе означает произвольный доступ к памяти. То есть процессор имеет возможность обращения к ячейкам памяти в любой очерёдности. Информация в ОЗУ может как записываться так считываться из него, но после выключения питания вся информация теряется.

Почти в каждом доме есть компьютер и даже не один, а несколько. Но мало кто понимает, как компьютер обрабатывает информацию и понимает нас. Если вы недавно закончили школу или еще учитесь, то на уроках информатики наверняка проходили эту тему, а вот более старшее поколение этого наверняка не знает и даже не задумывается о том, что «разговаривает» с компьютером на языке цифр в двоичной системе исчисления.

Вся цифровая информация передается в битах. Бит – это единица информации, которую понимает компьютер. Все, что мы делаем на компьютере переводится в специальный двоичный код , который состоит из 0 и 1. Если есть сигнал, то это 1, если сигнала нет, то это 0. Для компьютера это не числа, а сигналы. Есть сигнал, нет сигнала. Любую цифру компьютер понимает по своему – в двоичной системе.

0 — 0 (ноль)

1 — 1 (один)

2 — 10 (один-ноль) (одна единица второго разряда)

3 — 11 (один-один)

4 — 100 (один-ноль-ноль) (одна единица третьего разряда

5 — 101 (один-ноль-один)

6 — 110 (один-один-ноль)

7 — 111 (один-один-один)

8 — 1000 (один-ноль-ноль-ноль) (одна единица четвертого разряда)

9 — 1001 (один-ноль-ноль-один)

10 – 1010 (один-ноль-один-ноль)

Если вы хотите понять язык компьютера, необходимо изучить двоичную систему исчисления.

Нули и единицы в компьютере называют битами , а группы из восьми битов называют байтами .

В один байт можно записать число от 0 до 255.

В двух байтах можно записать число от 0 до 65535.

В трех байтах можно записать число от 0 до 16 миллионов.

Например,

число 2000 = 00000111 11010000

записывается в двух байтах, по 8 битов в каждом.

С числами более-менее понятно, а как же компьютер понимает текст?

Любые буквы компьютер переводит в числа. Превратив букву в число, компьютер превращает число в сигналы и записывает их, как и числа, — битами, из которых собираются байты:

А – 192 – 11000000

Б – 193 — 11000001

В – 194 – 11000010

Г – 195 — 11000011

Полная таблица кодов русского алфавита Ascii

Нажимая на клавишу клавиатуры вы даете компьютеру сигнал в двоичной системе исчисления, (каждой клавише соответствует свой код). Он понимает ее и при помощи специальной программы переводит этот сигнал в понятный для нас символ и выводит его на монитор. Грубо говоря, получается, что клавиатура служит переводчиком между нами и компьютером.

Тоже самое происходит и с графической информацией. Для того, чтобы сохранить картинку и работать с ней на компьютере, ее необходимо превратить в сигналы, т.е. оцифровать . Для этой цели можно воспользоваться или цифровым фотоаппаратом или видеокамерой.

Каждая точка имеет свой код:

Черная точка: 0, 0, 0;

Белая точка: 255, 255, 255;

Коричневая: 153, 102, 51;

И т. д. У каждого цвета – свой шифр (цветовой код).

Таблица
соответствия цветов их шестнадцатиричным
RGB-составляющим
.

Русское название

In English

Код / Сode

Белоснежный Snow

FFFAFA

Призрачно-белый Ghostwhite

F8F8FF

Белый-антик Antique White

FAEBD7

Кремовый Cream

FFFBF0

Персиковый Peachpuff

FFDAB9

Белый-навахо Navajo White

FFDEAD

Шелковый оттенок Cornsilk

FFF8DC

Слоновая кость Ivory

FFFFF0

Лимонный Lemon Chiffon

FFFACD

Морская раковина Seashell

FFF5EE

Медовый Honeydew

F0FFF0

Лазурный Azure

F0FFFF

Бледно-лиловый Lavender

E6E6FA

Голубой с красным отливом Lavender Blush

FFF0F5

Тускло-розовый Misty Rose

FFE4E1

Белый White (*)

FFFFFF

Черный Black (*)

000000

Тускло-серый Dim Gray

696969

Синевато-серый Slate Gray

708090

Грифельно-серый Light Slate Gray

778899

Серый Gray

BEBEBE

Светло-серый Light Gray

C0C0C0

Серый нейтральный Medium Gray

A0A0A4

Темно-серый Dark Gray

808080

Полуночно-синий Midnight Blue

191970

Темно-синий Navy (*), Dark Blue

000080

Васильковый Cornflower

6495ED

Грифельно-синий Slate Blue

6A5ACD

Светлый грифельно-синий Light Slate Blue

8470FF

Голубой королевский Royal Blue

4169E1

Синий Blue

0000FF

Небесно-голубой Sky Blue

87CEEB

Небесно-голубой светлый Light Sky Blue

87CEFA

Синий со стальным
оттенком
Steel Blue

4682B4

Голубой со стальным
оттенком
Light Steel Blue

B0C4DE

Светло-синий Light Blue

A6CAF0

Синий с пороховым
оттенком
Powder Blue

B0E0E6

Бледно-бирюзовый Pale Turquoise

AFEEEE

Бирюзовый Turquoise

40E0D0

Зеленовато-голубой Cyan (*)

00FFFF

Светлый циан Light Cyan

E0FFFF

Темный циан Dark Cyan

008080

Серо-синий Cadet Blue

5F9EA0

Аквамарин Aquamarine

7FFFD4

Цвет морской волны Seagreen

54FF9F

Цвет морской волны,
светлый
Light Seagreen

20B2AA

Бледно-зеленый Pale Green

98FB98

Весенне-зеленый Spring Green

00FF7F

Зеленая лужайка Lawn Green

7CFC00

Зеленый Green (*)

00FF00

Средне-зеленый Medium Green

C0DCC0

Темно-зеленый Dark Green

008000

Зеленовато-желтый Chartreuse

7FFF00

Зелено-желтый Green Yellow

ADFF2F

Лимонно-зеленый Lime Green

32CD32

Желто-зеленый Yellow Green

9ACD32

Зеленый лесной Forest Green

228B22

Хаки Forest Green

F0E68C

Бледно-золотистый Pale Goldenrod

EEE8AA

Светло-желтый золотистый Light Goldenrod Yellow

FAFAD2

Светло-желтый Light Yellow

FFFFE0

Желтый Yellow (*)

FFFF00

Темно-желтый Dark Yellow

808000

Золотой Gold

FFD700

Светло-золотистый Light Goldenrod

FFEC8B

Золотистый Goldenrod

DAA520

Желтоватый Burly Wood

DEB887

Розово-коричневый Rosy Brown

BC8F8F

Кожано-коричневый Saddle Brown

8B4513

Охра Sienna

A0522D

Бежевый Beige

F5F5DC

Пшеничный Wheat

F5DEB3

Рыжевато-коричневый Tan

D2B48C

Шоколадный Chocolate

D2691E

Кирпичный Firebrick

B22222

Коричневый Brown

A52A2A

Сомон Salmon

FA8072

Светлый сомон Light Salmon

FFA07A

Оранжевый Orange

FFA500

Коралловый Coral

FF7F50

Коралловый светлый Light Coral

F08080

Оранжево-красный Orange Red

FF4500

Красный Red (*)

FF0000

Темно-красный Dark Red

800000

Теплый розовый Hot Pink

FF69B4

Розовый Pink

FFC0CB

Светло-розовый Light Pink

FFB6C1

Красно-фиолетовый бледный Pale Violet Red

DB7093

Темно-бордовый Maroon (*)

B03060

а) внешняя память б) дисплей; в) процессор; г) клавиатура.

20. MODEM — это устройство:

а) для хранения информации;

б) для обработки информации в данный момент времени;

в) для передачи информации по телефонным ка­налам связи;

г) для вывода информации на печать.

21. вывода информации? а) оперативная память; б) дисплей; в) мышь; г) клавиатура,

22. Какое устройство компьютера предназначено для ввода информации? а) принтер; б) дисплей; в) процессор; г) клавиатура.

2 3. Оперативная память служит:

а) для хранения информации;

б) для обработки информации;

в) для запуска программ;

г) для обработки одной программы в заданный момент времени.

2 4. Плоттер — это устройство:

а) для считывания графической информации;

б) для ввода;

в) для вывода;

г) для сканирования информации.

25. К внешним запоминающим устройствам относится:

а) процессор; б) дискета:

в) монитор; г) жесткий диск. 26. Манипулятор «мышь» — это устройство:

а) вывода;

в) считывания информации;

г) сканирования информации.

27. Укажите минимально необходимый набор уст­ ройств, предназначенный для работы компьютера:

а) принтер, системный блок, клавиатура;

б) процессор, ОЗУ, монитор, клавиатура;

в) процессор, стриммер, винчестер;

г) монитор, винчестер, клавиатура, процессор.

28. Внешняя память служит:

а) для хранения оперативной, часто изменяющей­ся информации в процессе решения задачи;

б) для долговременного хранения информации независимо от того, работает ЭВМ или нет;

в) для хранения информации внутри ЭВМ;

г) для обработки информации в данный момент времени.

Что такое операционная система

Операционная система-это программа, которая загружается при включении компьютера. Она производит диалог с пользователем, осуществляет управление компьютером, его ресурсами(оперативной памятью, местом на дисках и т. д.),запускает другие (прикладные) программы на выполнение. Операционная система обеспечивает пользователю и прикладным программам удобный способ общения(интерфейс) с устройствами компьютера.

Основная причина необходимости такой программы, как операционная система, состоит в том, что элементарные операции для работы с устройствами компьютера и управления ресурсами компьютера -это операции очень низкого уровня, и действия, которые необходимы пользователю и прикладным программам, на самом деле состоит из нескольких сотен или тысяч таких элементарных операций.

Имеется около десятка форматов дискет, и операционная система должна уметь работать со всеми этими форматами. Для пользователя работа с дискетами различного формата должно осуществляться абсолютно одинаково;

Файл на дискетах занимает определенные участки, причем пользователь не должен ничего знать о том, какие именно. Все функции по обслуживанию таблиц размещения файлов, поиску информации в них, выделению места для файлов на дискетах выполняются операционной системой, и пользователь может ничего знать о них;

Во время работы программы копирования может возникать несколько десятков различных особых ситуаций, например сбой при чтении или записи информации, неготовность дисководов к чтению или записи, отсутствие места на дискете для копируемого файла и т.д.Для всех этих ситуаций необходимо предусмотреть соответствующие сообщения и корректирующие действия. Операционная система выполняет также такие вспомогательные действия, как копирование или печать файлов. Кроме того, операционная система осуществляет загрузку в оперативную память всех программ, передает им управление в начале их работы, выполняет различные вспомогательные действия по запросу выполняемых программ и освобождает занимаемую программами оперативную память при их завершении.

Диалог пользователя с MS DOS

Когда MS DOS готова к диалогу с пользователем, она выдает на экран приглашение, например или C:\>

Это означает, что MS DOS готова к приему команд.

Диалог пользователя с MS DOS осуществляется в форме команд. Каждая команда пользователя означает, что MS DOS должна выполнить то или иное действие, например напечатать файл или выдать на экран оглавление каталога.

Команда MS DOS состоит из имени команды и, возможно, параметров, разделенных пробелами. Имя команды MS DOS и параметры могут набираться как прописными, так и строчными латинскими буквами. Ввод каждой команды заканчивается нажатием клавиши

Основные составные части MS DOS

Операционная система MS DOS состоит из следующих частей.

Базовая система ввода-вывода(BIOS),находящаяся в постоянной памяти(постоянном запоминающем устройстве, ПЗУ) компьютера. Эта часть операционной системы является»встроенной»в компьютер. Ее назначение состоит в выполнение наиболее простых и универсальных услуг операционной системы, связанных с осуществлением ввода-вывода. Базовая система ввода-вывода содержит также тест функционирования компьютера, проверяющий работу памяти и устройств компьютера при включении его электропитания. Кроме того, базовая система ввода-вывода содержит программу вызова загрузчика операционной системы.

Загрузчик операционной системы -это очень короткая программа, находящаяся в первом секторе каждой дискеты с операционной системой MS DOS и жесткого диска(винчестера).Функция этой программы заключается в считывании в память еще двух модулей операционной системы, которые и завершают процесс загрузки MS DOS.

Дисковые файлы IO.SYS и MSDOS.SYS(впрочем, они могут называться и по другому, например IBMBIO.COM и IBMDOS.COM,названия меняются в зависимости от версии операционной системы).Они загружаются в память загрузчиком операционной системы и остаются в памяти компьютера постоянно. Файл IO.SYS представляет собой дополнение к базовой системе ввода-вывода в ПЗУ. Файл MSDOS.SYS реализует основные высокоуровневые услуги MS DOS.

Командный процессор MS DOS обрабатывает команды, вводимые пользователем. Командный процессор находится в дисковом файле COMMAND. COM на диске, с которого загружается операционная система. Некоторые команды пользователя, например type.dir или copy,командный процессор выполняет сам. Такие команды называются внутренними. Для выполнения остальных(внешних)команд пользователя командный процессор ищет на дисках программу с соответствующим именем, и, если находит ее, то загружает в память и передает ей управление. По окончании работы программы командный процессор удаляет программу из памяти и выводит сообщение о готовности к выполнению команд(приглашение MS DOS).

Внешние команды MS DOS-это программы, поставляемые вместе с операционной системой в виде отдельных файлов. Такие программы выполняют действия обслуживающего характера например форматирования дискет, проверку дисков и т.д.

Драйверы устройств -это специальные программы, которые дополняют систему ввода-вывода MS DOS и обеспечивают обслуживание новых устройств или нестандартное использование имеющихся устройств например, с помощью драйверов возможна работа с «электронным диском»,т.е.частью памяти компьютера, с которой можно работать так же, как с диском. Драйверы загружаются в память компьютера при загрузке операционной системы, их имена указываются в специальном файле CONFIG.SYS.Такая схема облегчает добавление новых устройств и позволяет делать это, не затрагивая системные файлы MS DOS.

Начальная загрузка MS DOS выполняется автоматически при включении электропитания компьютера, при нажатии на клавишу «Reset»на корпусе компьютера(такая клавиша есть не у всех моделей компьютеров),а также при одновременном нажатии клавиш (Ctrl),(Alt)и (Del) на клавиатуре. Для выполнения начальной загрузки MS DOS необходимо, чтобы на дисководе А для гибких дисков была установлена дискета с записанной операционной системой MS DOS или чтобы компьютер имел жесткий диск (винчестер) с записанной на нем операционной системой MS DOS.Как правило, на жесткие диски операционная система MS DOS записывается фирмой-поставщиком компьютеров.

В начале загрузки работают программы проверки оборудования, находящиеся в постоянной памяти компьютера. Если они находят ошибку, выводят код ошибки на экран.Если ошибка не критическая(т.е.дающая возможность продолжения работы),то пользователю предоставляется возможность продолжить процесс загрузки, нажав клавишу (F1) на клавиатуре. Если же неисправность критическая, то процесс загрузки прекращается. В любом случае о возникшей ситуации и о выданном коде ошибке следует сообщить специалистам по техническому обслуживанию компьютеров.

После окончания работы программ тестирования оборудования программа начальной загрузки пытается прочесть с диска, установленного на дисководе А, программу-загрузчик операционной системы. Если на дисководе А нет дискеты, то загрузка операционной системы будет производиться с жесткого диска(винчестера).Если на дисководе А находится не дискета с операционной системой, а какая-либо другая дискета, то будет выдано сообщение об ошибке

Non-system disk or disk error

Replace and strike any key when ready

(несистемный диск или ошибка на диске.

Замените диск и нажмите любую клавишу)

Следует поставить на дисковод А дискету с операционной системой, если вы хотите загрузить компьютер с дискеты, либо открыть дверцу дисковода или вынуть дискету из дисковода, если вы хотите загрузить компьютер с жесткого диска(винчестера).После этого следует нажать любую буквенно-цифровую клавишу, пробел или (Enter) для продолжения процесса загрузки.

Обзор команд MS DOS

Ниже приводятся краткие сведения о командах MS DOS:названия и описания назначения команд. Эти сведения дают только самое общее представление о том, какие действия выполняют команды MS DOS.

Команды MS DOS бывают двух типов: внутренние и внешние.

Внутренние команды выполняются самим процессором MS DOS (программой COMMAND.C.Эти команды следующие:

BREAK-установить режим проверки ввода комбинации(Cntrl-C).

CD-сменить текущий каталог или показать имя текущего каталога.

CLS-очистить экран монитора.

COPY-копирование файлов.

CTTY-сменить устройство ввода-вывода для команд MS DOS.

DATE-получить или изменить текущую дату.

DEL-удаление файлов.

DIR-выдать список файлов в каталоге.

ECHO-выдать сообщение из пакетного командного файла.

EXIT-окончить работу командного процессора COMMAND.COM.

FOR-организация циклов.

GOTO-переход на метку в пакетном командном файле.

IF-проверка условия в пакетном командном файле.

MD-создать новый каталог.

PATH-установить список каталогов для поиска команд.

PAUSE-приостановить выполнение пакетного командного файла.

PROMPT-установить вид приглашения MS DOS.

REM-комментарий в пакетном командном файле.

REN-изменить имя файла.

RD-удалить каталог.

SET-установить переменную окружения.

SHIFT-сдвиг номеров параметров пакетного командного файла.

TIME-получить или установить текущее время.

TYPE-просмотр файла(ввод файла на экран).

VER-выдать номер версии MS DOS.

VERIFY-установить или отменить режим проверки правильности записи на диск.

VOL-вывод метки диска.

Внешние команды MS DOS -это программы, поставляемые вместе с операционной системой в виде отдельных файлов. Эти команды, таковы:

APPEND-задать дополнительные каталоги для поиска данных.

ASSIGH-назначить дисководу другое логическое имя(букву).

ATTRIB-установить или показать атрибуты файла.

BACKUP-создать архивные копии файлов.

CHKDSK-проверка диска на правильность файловой системы.

COMMAND-запустить командный процессор MS DOS.

DEBUG-просмотр, изменение, дизассемблирование файлов.

DISKCOMP-сравнение дискет.

DISKCOPY-копирование дискет.

EDLIN-примитивный редактор текстов.

EXE2BIN-преобразование EXE-файла в двоичный код.

FASTOPEN-ускорение открытия файла.

FC-сравнение файлов.

FDISK-разметка жесткого диска.

FIND-поиск подстроки в файлах.

FORMAT-форматирование(инициализация) диска.

GRAFHICS-подготовка к печати графической копии экрана.

LABEL-узнать или установить метку диска.

LINK-редактор связей.

MD-создать новый каталог.

MODE-установить режимы работы устройств.

MORE-постраничная выдача на экран монитора.

PRINT-распечатка на принтере текстовых файлов в «фоновом»режиме.

RECOVER-восстановить файл, содержащий «сбойные»участки.

REPLACE-заменить файлы их новыми версиями.

SHARE-установить многопользовательский режим использования файлов.

SORT-сортировка данных.

SUBST-заменить имя каталога обозначением дисковода.

SYS-скопировать системные файлы на диск.

TREE-вывести структуру каталогов на диске.

XCOPY-копирование файлов(имеет больше возможностей, чем COPY)

Задание: Опишите процесс создания указанного дерева каталогов. В указанных папках создать тестовой файл Адрес и Сведения. Склеить их и поместить в указанную папку. Переименовать его в файл Общее. Уничтожить все созданные папки и каталоги.

Как компьютер обрабатывает информацию

Почти в каждом доме есть компьютер и даже не один, а несколько. Но мало кто понимает, как компьютер обрабатывает информацию и понимает нас. Если вы недавно закончили школу или еще учитесь, то на уроках информатики наверняка проходили эту тему, а вот более старшее поколение этого наверняка не знает и даже не задумывается о том, что «разговаривает» с компьютером на языке цифр в двоичной системе исчисления.

Как компьютер обрабатывает информацию

Вся цифровая информация передается в битах. Бит – это единица информации, которую понимает компьютер. Все, что мы делаем на компьютере переводится в специальный двоичный код, который состоит из 0 и 1. Если есть сигнал, то это 1, если сигнала нет, то это 0. Для компьютера это не числа, а сигналы. Есть сигнал, нет сигнала. Любую цифру компьютер понимает по своему – в двоичной системе.

0 —     0 (ноль)

1 —     1 (один)

2 —    10 (один-ноль) (одна единица второго разряда)

3 —    11 (один-один)

4 —   100 (один-ноль-ноль) (одна единица третьего разряда

5 —   101 (один-ноль-один)

6 —   110 (один-один-ноль)

7 —   111 (один-один-один)

8 —  1000 (один-ноль-ноль-ноль) (одна единица четвертого разряда)

9 —  1001 (один-ноль-ноль-один)

10 – 1010 (один-ноль-один-ноль)

Если вы хотите понять язык компьютера, необходимо изучить двоичную систему исчисления.

Нули и единицы в компьютере называют битами, а группы из восьми битов называют байтами.

В один байт можно записать число от 0 до 255.

В двух байтах можно записать число от 0 до 65535.

В трех байтах можно записать число от 0 до 16 миллионов.

Например,

число 2000 = 00000111 11010000

записывается в двух байтах, по 8 битов в каждом.

С числами более-менее понятно, а как же компьютер понимает текст?

Любые буквы компьютер переводит в числа. Превратив букву в число, компьютер превращает число в сигналы и записывает их, как и числа, — битами, из которых собираются байты:

А – 192 – 11000000

Б – 193 —  11000001

В – 194 – 11000010

Г – 195 —  11000011

Полная таблица кодов русского алфавита Ascii

Нажимая на клавишу клавиатуры вы даете компьютеру сигнал в двоичной системе исчисления, (каждой клавише соответствует свой код). Он понимает ее и при помощи специальной программы переводит этот сигнал в понятный для нас символ и выводит его на монитор. Грубо говоря, получается, что клавиатура служит переводчиком между нами и компьютером.

Тоже самое происходит и с графической информацией. Для того, чтобы сохранить картинку и работать с ней на компьютере, ее необходимо превратить в сигналы, т.е. оцифровать. Для этой цели можно воспользоваться сканером или цифровым фотоаппаратом или видеокамерой.

Каждая точка имеет свой код:

Черная точка: 0, 0, 0;

Белая точка:  255, 255, 255;

Коричневая: 153, 102, 51;

И т. д. У каждого цвета – свой шифр (цветовой код).

Ниже хорошее видео на эту тему:

Таблица
соответствия цветов их шестнадцатиричным
RGB-составляющим
.

 

Русское название

In English

Код / Сode

Белоснежный Snow

FFFAFA

Призрачно-белый Ghostwhite

F8F8FF

Белый-антик Antique White

FAEBD7

Кремовый Cream

FFFBF0

Персиковый Peachpuff

FFDAB9

Белый-навахо Navajo White

FFDEAD

Шелковый оттенок Cornsilk

FFF8DC

Слоновая кость Ivory

FFFFF0

Лимонный Lemon Chiffon

FFFACD

Морская раковина Seashell

FFF5EE

Медовый Honeydew

F0FFF0

Лазурный Azure

F0FFFF

Бледно-лиловый Lavender

E6E6FA

Голубой с красным отливом Lavender Blush

FFF0F5

Тускло-розовый Misty Rose

FFE4E1

Белый White (*)

FFFFFF

Черный Black (*)

000000

Тускло-серый Dim Gray

696969

Синевато-серый Slate Gray

708090

Грифельно-серый Light Slate Gray

778899

Серый Gray

BEBEBE

Светло-серый Light Gray

C0C0C0

Серый нейтральный Medium Gray

A0A0A4

Темно-серый Dark Gray

808080

Полуночно-синий Midnight Blue

191970

Темно-синий Navy (*), Dark Blue

000080

Васильковый Cornflower

6495ED

Грифельно-синий Slate Blue

6A5ACD

Светлый грифельно-синий Light Slate Blue

8470FF

Голубой королевский Royal Blue

4169E1

Синий Blue

0000FF

Небесно-голубой Sky Blue

87CEEB

Небесно-голубой светлый Light Sky Blue

87CEFA

Синий со стальным
оттенком
Steel Blue

4682B4

Голубой со стальным
оттенком
Light Steel Blue

B0C4DE

Светло-синий Light Blue

A6CAF0

Синий с пороховым
оттенком
Powder Blue

B0E0E6

Бледно-бирюзовый Pale Turquoise

AFEEEE

Бирюзовый Turquoise

40E0D0

Зеленовато-голубой Cyan (*)

00FFFF

Светлый циан Light Cyan

E0FFFF

Темный циан Dark Cyan

008080

Серо-синий Cadet Blue

5F9EA0

Аквамарин Aquamarine

7FFFD4

Цвет морской волны Seagreen

54FF9F

Цвет морской волны,
светлый
Light Seagreen

20B2AA

Бледно-зеленый Pale Green

98FB98

Весенне-зеленый Spring Green

00FF7F

Зеленая лужайка Lawn Green

7CFC00

Зеленый Green (*)

00FF00

Средне-зеленый Medium Green

C0DCC0

Темно-зеленый Dark Green

008000

Зеленовато-желтый Chartreuse

7FFF00

Зелено-желтый Green Yellow

ADFF2F

Лимонно-зеленый Lime Green

32CD32

Желто-зеленый Yellow Green

9ACD32

Зеленый лесной Forest Green

228B22

Хаки Forest Green

F0E68C

Бледно-золотистый Pale Goldenrod

EEE8AA

Светло-желтый золотистый Light Goldenrod Yellow

FAFAD2

Светло-желтый Light Yellow

FFFFE0

Желтый Yellow (*)

FFFF00

Темно-желтый Dark Yellow

808000

Золотой Gold

FFD700

Светло-золотистый Light Goldenrod

FFEC8B

Золотистый Goldenrod

DAA520

Желтоватый Burly Wood

DEB887

Розово-коричневый Rosy Brown

BC8F8F

Кожано-коричневый Saddle Brown

8B4513

Охра Sienna

A0522D

Бежевый Beige

F5F5DC

Пшеничный Wheat

F5DEB3

Рыжевато-коричневый Tan

D2B48C

Шоколадный Chocolate

D2691E

Кирпичный Firebrick

B22222

Коричневый Brown

A52A2A

Сомон Salmon

FA8072

Светлый сомон Light Salmon

FFA07A

Оранжевый Orange

FFA500

Коралловый Coral

FF7F50

Коралловый светлый Light Coral

F08080

Оранжево-красный Orange Red

FF4500

Красный Red (*)

FF0000

Темно-красный Dark Red

800000

Теплый розовый Hot Pink

FF69B4

Розовый Pink

FFC0CB

Светло-розовый Light Pink

FFB6C1

Красно-фиолетовый бледный Pale Violet Red

DB7093

Темно-бордовый Maroon (*)

B03060

Красно-фиолетовый Violet Red

D02090

Фуксин Magenta (*)

FF00FF

Фуксин темный Dark Magenta

800080

Фиолетовый Violet

EE82EE

Темно-фиолетовый Plum

DDA0DD

Орсель Orchid

DA70D6

Фиолетово-синий Blue Violet

8A2BE2

Пурпурный Purple

A020F0

Если каждый цвет передавать тремя байтами, то можно зашифровать  более 16 миллионов цветов.

Звук и видеоинформация тоже оцифровывается, и переводится в биты и байты. Для этого служит звуковая и видео карта .

Вот таким образом компьютер понимает нас и обрабатывает всю информация. Весь мир вокруг состоит из цифр и сигналов.

Как узнать разрядность системы

Удачи Вам!

Понравилась статья — нажмите на кнопки:

Как компьютер обрабатывает информацию? — Вокруг-Дом

Как и люди, компьютеры используют мозг для обработки информации. Для компьютера мозг — это центральный процессор (CPU). Процессор — это чип, который выполняет все компьютерные программы. Он находится на материнской плате и связывается со всеми остальными компонентами оборудования внутри компьютера. Ничто не может работать, не пройдя сначала процессор.

Вступление

4 шага обработки информации

В каждой компьютерной программе содержится набор инструкций. Процессор использует инструкции в качестве руководства для запуска программ. Чтобы определить, что делать с инструкциями, процессор проходит 4 шага, чтобы убедиться, что программа работает без ошибок. 4 шага: выборка, декодирование, выполнение и обратная запись.

Фаза получения

Первое, что нужно сделать, это шаг выборки. Когда пользователь делает команду открыть программу, ЦПУ получает этот запрос и обрабатывает его. Затем ЦП извлекает нужную программу, обращаясь к памяти для местоположения программы. Каждая программа имеет номер счетчика программ; это дорожная карта, которую процессор использует для определения местоположения программы и получения дальнейших инструкций от программы.

Фаза декодирования

Декодирование — это следующий этап процесса. Когда процессор выбирает программу, он не видит все те графические аспекты, которые мы видим. Все, что он видит, это программный код. Этот код должен быть расшифрован на язык, который понимает процессор. Есть буквально сотни различных языков программирования, которые программисты используют для написания программ.Процессор должен сначала решить, на каком языке написана программа, а затем декодировать его, чтобы он понимал инструкции, содержащиеся в коде.

Процесс декодирования — это еще один список шагов. Процессор разбивает код, чтобы он был управляемым. Части, с которыми имеет дело ЦПУ, являются единственными, которые напрямую взаимодействуют с ним. Код операции (указывает числовой порядок кода) используется для определения порядка выполнения кода. Есть моменты, когда процессор не может интерпретировать код самостоятельно; поэтому он использует переводчик, называемый микропрограммой. Как только микропрограмма интерпретирует код, она отправляет инструкции обратно в ЦП на языке, который она понимает.

Выполнить этап

Далее идет этап исполнения. После нахождения числового порядка инструкций в коде процессор теперь готов выполнить их по порядку. Программа загружена и подготовлена ​​для пользователя. Начиная с шага 1, все компоненты, необходимые для эффективной работы программы, загружаются с использованием кода операции и микропрограммы, если это необходимо.

Фаза обратной записи

Фаза обратной записи является последней. На каждом из предыдущих шагов ЦПУ записывает обратную связь о процессе. Это необходимо, если во время одного из этапов возникла проблема. Даже если все загружено успешно, процессор записывает статус обратно в память. Примером этого может служить ошибка, из-за которой Windows не запускается должным образом. После перезагрузки компьютера процессор записывает ошибку в память. Когда программа загружается снова, ЦП запрашивает обратную связь с последней попытки и отображает сообщение для пользователя. Так вот, как компьютер обрабатывает информацию; следуя предварительно определенным шагам и инструкциям в программном коде с использованием процессора.

Компьютер — инструмент обработки цифровой информации

Компьютер — это инструмент для обработки информации. Логика компьютера вытекает из реалий его мира, в котором он существует. К сфере его «размышлений» принадлежат продукты машинного производства — большие серии однотипных объектов, различающихся лишь номерами. Компьютер отличит яйцо от курицы лишь по номеру, и не по какому другому признаку (цвет, запах, форма, здравый смысл, наконец). Все это компьютеру недоступно в их естественном виде. Вот если перевести цвет, запах, форму и т.д. в цифры (в числа), то курица и яйцо представлять собой всего лишь разные последовательности двоичных цифр, и вот тут уже компьютер вступает в свои права и моментально отличит одно от другого. Прежде чем предоставить компьютеру информацию, ее надо предварительно оцифровать, представить в виде цепочек чисел, причем эти числа будут составлены всего из двух элементов — 0 и 1 (есть ток – нет тока).

Мы живем в мире аналоговой информации. Мы ориентируемся в событиях и явлениях по их аналогиям, и соответственно строим приборы по аналоговому принципу. Компьютер же аналогии не приемлет, ему необходимо предоставлять информацию в двоичных числах. Двоичное представление информации лежит в основе любого современного цифрового компьютера. Прежде чем отправить информацию в компьютер, ее надо преобразовать в двоичный вид. А цифровые устройства на выходе компьютера возвращают информации ее первоначальную форму. Каждое такое цифровое устройство можно представить как набор переключателей, управляющих потоком электронов. Эти переключатели (обычно из кремния) очень малы и срабатывают под действием электрических зарядов чрезвычайно быстро, тем самым обрабатывают информацию в цифровой форме (подсчитывают нули и единицы). Проходя затем через соответствующие конечные цифровые устройства — воспроизводят текст на экране монитора персонального компьютера, музыку на проигрывателе компакт-дисков или команды банкомату, который выдает вам наличные деньги

Вот несколько примеров аналоговой и соответствующей ей цифровой информации. Запись на виниловой (граммофонной) пластинке — это аналоговое представление звуковых колебаний. Звук (аудиоинформация) хранится на ней в виде микроскопических бугорков, расположенных в длинных спиральных канавках. Двигаясь по канавке, иголка звукоснимателя попадает на бугорки и вибрирует. Ее вибрация усиливается и звучит из динамиков как музыка. Если музыка звучит громче, значит, бугорки глубже врезаются в канавку, если нота выше, — значит, бугорки располагаются ближе друг к другу, теснее. Бугорки являются аналогами исходных колебаний — звуковых волн, улавливаемых микрофоном. Та же информация (музыка) в цифровом виде хранится на компакт-диске как микроскопическая впадинка на поверхности этого диска. Таких впадинок на диске более 5 миллиардов. Лазерный луч внутри проигрывателя компакт-дисков (цифрового устройства) проходит по каждой впадинке, а специальный датчик определяет состояние этой впадинки (0 или 1). Полученную информацию проигрыватель реконструирует в исходную музыку, генерируя определенные электрические сигналы, которые динамики преобразуют в звуковые волны.

Еще пример. Пусть имеется несколько осветительных приборов разной мощности (например, электрические лампочки). Мы говорим — сделай светлее/темнее и включаем/гасим в какой-то комбинации несколько ламп. Понятно, что на следующий день мы не сделаем точно такого же освещения, как накануне, а будем опять включать или гасить лампы «на глаз «, ориентируясь на аналогию — на нашу память. А если придет другой человек, и мы начнем ему объяснять, как нужно включить или погасить лампы, чтобы освещение стало как в прошлый раз, то вероятность расхождения еще больше усиливается. Но можно эту информацию перевести в цифровую форму и тогда уже вероятность ошибки будет равна нулю. Как это сделать? Нужно перенумеровать все лампы и сказать так: включи первую, вторую, пятую и восьмую, то есть информация будет звучать так: 1-2-5-8, или, предварительно расположив (мысленно или на самом деле) лампы в ряд, условившись, что включенная лампа будет обозначаться как 1, а выключенная как 0, тот же ответ приобретет такой вид — 11001001. Вот это уже информация в цифровой (двоичной) форме, и любой человек в любой день, зная этот шифр, сделает освещение точно такое же, какое было вчера или сто лет назад. То есть цифровая информация не искажается в принципе. Пожелание, выраженное в цифровой форме, будет выполнено безошибочно, и уровень освещения не будет зависеть от конкретных людей, как в аналоговом варианте. В аналоговом варианте точность воспроизведения освещения будет приблизительной, в цифровом варианте — абсолютной.

Аналоговыми устройствами являются обычные магнитофоны, фотоаппараты, видеокамеры, телефоны. Например, в случае с магнитофоном аналогом звука выступает намагниченность пленки. Даже телефоны с процессорами (кнопочные) представляют собой аналоговые устройства, потому что посылают аналоговый сигнал, и удобства, идущие от чипа (запоминание номеров, дозвон, дисплей и другие), картины не меняют.

Любой вид информации можно преобразовать в числа, пользуясь только нулями и единицами. Такие числа называются двоичными. Каждый ноль или единица — это бит информации (binary digit — «двоичная цифра«). Бит ( bit ) — единица информации в компьютере представляющая собой двоичный разряд, который может принимать значение 0 или 1. Количество двоичных разрядов часто используется как характеристика «вычислительной мощности» микропроцессора (бывают 16-битовые или 32-битовые микропроцессоры). Бит — атом информации, ее минимальная порция. Это ответ ДА или НЕТ на один вопрос, 0 или 1 в одном разряде двоичного числа. Термины «8-разрядный, 16-разрядный, 32разрядный» и т. д. говорят о том, сколько бит одновременно обрабатывает устройство или программа. Чем больше это число, тем мощнее соответствующий микропроцессор. Преобразованную таким образом информацию можно передать компьютерам и хранить в них как длинные строки бит. Эти числа и подразумеваются под цифровой информацией.

Таким образом, вычислительная машина (компьютер) имеет дело не с реальной действительностью, а с ее математическими моделями, которые строит человек, одаренный чувством числа. Конечно, на физическом уровне, в памяти компьютера не существует никаких двоичных чисел, а только электрические элементы, которые могут находиться либо в возбужденном, либо в невозбужденном состоянии. Однако при программировании удобно не учитывать этот факт, а представлять себе, что в компьютере действительно фигурируют единицы и нули.

Система перевода выглядит как создание числовых и формульных отображений реальных событий. Человек (математик и программист) реконструирует реальное событие, явление, факт в виде математических абстракций четкой формы, создает математический мир — как только возможно приближенный к реальному миру по своим параметрам, а затем передает свое творение в виде нулей и единиц компьютеру.

Однако двух цифр мало для перевода на машинный язык событий и явлений реальной жизни. Из двух цифр (0 и 1) можно составить всего четыре комбинации: 00, 01, 11, 10.

Первый шаг к сближению языка битов и языка людей — объединение 8 бит в один байт. Байт ( byte ) – единица хранения и передачи данных в компьютере. Байт состоит из 8 битов, что позволяет получить 256 разных комбинаций 1 и 0. Этого с избытком хватает, чтобы закодировать буквы русского и английского алфавитов, цифры и ряд других символов. Каждой комбинации из 8 бит ставится в соответствие одна буква, цифра или другой символ, понятный человеку. Все это закреплено в международных соглашениях. Соответствие между набором букв и двоичными числами называется кодировкой символов.

В байтах и более крупных единицах — килобайтах (Кб,1024 байта), мегабайтах (Мб, 1024 Кб), гигабайтах (Гб, 1024 Мб) измеряют размеры файлов и емкость запоминающих устройств. Заметим, что в 1 килобайте количество байт не 1000, а 1024 (2 10 , это самое приближенное к тысяче число, т.к. 2 9 =512, а 2 11 =2048), умножение килобайта на килобайт дает 1 мегабайт, который содержит 1024х1024 байт (1048576, т.е. 2 20 ).

Двоичная система при переводе больших десятичных чисел в двоичные дает очень длинные ряды цифр. И тогда была придумана 16-тиричная система счисления: число в двоичной системе разбивается на тетрады — по четыре двоичных знака в каждой. Каждая тетрада дает 2 в четвертой степени = 16 комбинаций. Каждой из этих шестнадцати комбинаций ставится в соответствие одна десятичная цифра от 0 до 9, таким образом, обозначаются первые десять шестнадцатеричных цифр, а оставшиеся шесть шестнадцатеричных цифр обозначаются первыми шестью буквами латинского алфавита. Например, десятичное число 396 в двоичной системе обозначается как 110001100, а в шестнадцатеричной системе как 18С.

 

В каком устройстве компьютера происходит обработка информации

Я научу вас ремонтировать свой компьютер!

Обработка информации, получаемой компьютером, происходит в процессоре. Что он собой представляет? Об этом и пойдет речь в данной статье.

Процессор компьютера: что это?

Процессор компьютера представляет собой электронный блок, в задачи которого входит выполнение машинных инструкций.

Эта интегральная схема является основной частью аппаратного обеспечения устройства. Она предусмотрена для обработки информации. Если немного углубиться в историю, можно вспомнить, что раньше понятием «процессорное устройство» был описан определенный класс машин, необходимых для выполнения тяжелых компьютерных программ. По мере развития технологий произошли изменения в понятии, и название целого устройства было перенесено на его часть. Но такие изменения на суть не повлияли. На функционале это никак не сказалось, он остался неизменным. Проводя оценку данного прибора, необходимо принимать во внимание такие параметры:

• производительность;
• энергопотребление;
• тактовую частоту;
• архитектуру и прочее.

Именно в этом устройстве и осуществляется обработка информации.

Перспективы Стоит отметить, что совершенствование компьютеров происходит постоянно. Существует мнение, что вскоре процессоры достигнут небывалых высот, изменив кардинально материальную часть.

Существуют следующие варианты:

1. Молекулярные устройства. Предполагается, что они будут использовать возможности молекул, руководствуясь размещением атомов в пространстве.
2. Оптические вычислительные машины. Электроны, используемые для передачи сигналов, будут заменены фотонами.
3. Квантовые компьютеры. Функционирование будет основываться на квантовых эффектах.
На сегодняшний день данные версии находятся под тщательным рассмотрением. Именно этого ожидают ученые в перспективе.

Миф о мегагерцах

Стоит сказать несколько слов о принципах обработки данных. Многие пользователи придерживаются мнения, что производительность зависит от тактовой частоты. Считается, что она выше в случае более высоких показателей процессора. Это не совсем точно. Подобное утверждение правдиво для устройств с одинаковой архитектурой. В остальных случаях на производительность, кроме тактовой частоты, влияют и другие показатели.

Ситуация в Российской Федерации

Чем способна в настоящий момент похвастаться великая страна в плане компьютерных технологий? На сегодняшний день многие научно-исследовательские центры электронной промышленности сосредоточены в «Росэлектронике». Холдин сегодня специализируется на производстве техники, материалов и оборудования. В основном там изготовляются специфические товары, однако существует высокая вероятность выхода на массовый рынок.

Энергопотребление

Зачастую данный параметр является уязвимым местом процессоров. Например, первые устройства потребляли очень мало энергии. Когда количество транзисторов постепенно увеличилось, а тактовая частота возросла, данный параметр также повысился. На сегодняшний день известен процессор, потребляющий около 130 Ватт. И это далеко не предел. С развитием компьютерных технологий выпускаются «монстры», которых необходимо обеспечить большими ресурсами.

Учитывая сложившуюся ситуацию, возникает потребность в снижении энергопотребления, затрачиваемого на работу процессоров. Для этого следует искать новые материалы, совершенствовать технологические процессы, снижать напряжение для запитывания ядра, а также предпринимать другие результативные шаги. Кроме того, известны сокеты, которые обладают большим числом контактов. Их насчитывается более 1000. Их задача состоит в обеспечении питания процессора.

Также изменениям подвергается компоновка устройств. Кристалл начали размещать на внешней стороне, что облегчает процесс отвода тепла. Благодаря интеллектуальным системам можно динамически менять напряжение, что повлияет на частоту ядра, а также отдельные процессорные блоки. Таким образом, то, что в конкретный момент не используется, временно отключается. Стоит вспомнить и про энергосберегающие режимы, способные «усыплять» процессор в случае низких нагрузок. Все это направлено на уменьшение энергопотребления в процессе работы за компьютером.

Рабочая температура

Существует еще одна немаловажная характеристика, по которой оценивается функциональность процессора. Речь идет о его рабочей температуре. Данный параметр находится в прямой зависимости от степени загруженности и качества теплоотвода. Если температурный показатель превышает допустимое максимальное значение, гарантии работы без сбоев отсутствуют. Многие процессоры адекватно воспринимают значение до 85 ˚С. При большей температуре не исключены зависания компьютера и другие неполадки. Как правило, в современных моделях предусмотрена возможность отслеживания перегрева. Поэтому существует вероятность, что компьютер не выйдет из строя.

Тепловыделение и отвод тепла

Каким образом можно снизить отрицательные последствия высокой температуры? Что сделать, чтобы она не поднималась выше установленного порогового значения? Для отвода тепла используется система охлаждения с активными кулерами и пассивными радиаторами.

Измерение температуры и ее отображение

Каким образом устройству становится понятно, что необходимо изменять собственную характеристику? В центральной части крышки установлен специальный датчик, который отслеживает температурный показатель. Это термодиод, транзистор или терморезистор, имеющий замкнутый коллектор и базу.

Таким образом, стало понятно, что процессор компьютера предназначен для обработки информации. В статье изложена характеристика и особенности данного устройства. Кроме того, кратко изложены дальнейшие перспективы. Зная основные характеристики, особенности и проблемы процессора, можно избежать существенных проблем, способных возникнуть по его вине.

Запись опубликована 13.03.2016 автором katrinas11 в рубрике Моя жизнь. Отблагодари меня, поделись ссылкой с друзьями в социальных сетях:

Обработка информации компьютером — это любые её преобразования в различные состояния.

Введение

Компьютер предназначен для автоматизированной работы с информационными данными. Все составляющие его компоненты предназначены для решения этой главной его задачи. Для обработки информации в компьютере, требуется проделать с ней такие основополагающие процедуры:

  1. Ввод информационных данных в компьютер. Это действие необходимо выполнить для того, чтобы компьютер получил «сырьё» для обработки.
  2. Сохранение полученной информации. В компьютере необходимо иметь устройство, позволяющее это сделать.
  3. Обработка полученной информации. Для этого необходимы заданные алгоритмы работы. Компьютеру необходимо иметь такие алгоритмы и надо дать ему умение их использовать к полученной информации, что в итоге приведёт к выработке выходных данных.
  4. Сохранение полученных результатов обработки информации. Как и вводимая информация, результаты также надо запомнить для последующего их использования.
  5. Вывод обработанной информации из компьютера. Такая процедура даёт возможность передать итоги работы компьютера пользователю в удобном для него формате.

Попробуй обратиться за помощью к преподавателям

Итак, главное свойство компьютера — это умение обрабатывать информацию, и все внутренние его элементы предназначены для её преобразования в самые сжатые временные интервалы.

Обработка информации компьютером — это её всевозможные преобразования в различные состояния. Для этого в компьютере есть модуль, который предназначен именно для очень быстрой работы с данными и это процессор.

Процессор предназначен для выполнения различных операций с данными, которые ему передаются из модуля, служащего для оперативного сохранения как входной, так и выходной информации – это оперативное запоминающее устройство (ОЗУ).

В ОЗУ так же хранятся промежуточные данные, которые возникают при обработке информации процессором. Модули процессора и ОЗУ функционируют с очень большой частотой и при этом число выполняемых операций может достигать миллионов за одну секунду. Соответственно, блоки ввода и вывода информации не могут работать с такой скоростью. По этой причине для связи с внешними устройствами в составе компьютера есть контроллеры модулей ввода и вывода информации. Они предназначены для согласования скоростей функционирования процессора и ОЗУ с небольшим быстродействием операций ввода-вывода данных. Такие контроллеры делятся на универсальные и специализированные, то есть предназначенные только для работы с конкретными устройствами. К примеру, видеокарта компьютера является специализированным модулем (устройством), поскольку её предназначением является вывод информации только на монитор.

Задай вопрос специалистам и получи
ответ уже через 15 минут!

Процессор

Процессорный модуль считается основным блоком компьютера, который предназначен для обработки информационных данных. Под управлением процессора работают все остальные блоки компьютера, и он же выполняет все логические и математические вычисления.

Главным компонентом процессора выступает арифметико-логическое устройство (АЛУ). Его главная функция — выполнение всех вычислительных процедур над информационными данными.

Кроме АЛУ в процессорном блоке есть модуль управления, управляющий работой всего персонального компьютера. Он же отвечает за очерёдность выполнения машинных команд. На сегодняшний день, процессорный модуль представляет собой, как правило, набор больших интегральных схем (БИС), расположенных на материнской плате.

Процессор обрабатывает информационные данные в виде чисел, текста, графики, видео и звука. Скорость работы процессора задаётся специальной микросхемой, имеющей название генератор тактовой частоты. Этот генератор формирует тактовые электрические импульсы, которые синхронизируют функционирование блоков персонального компьютера. Можно провести аналогию между тактовым генератором и метрономом, задающим ритм работы процессора.

Под тактом понимается временной интервал между соседними импульсами генератора, а тактовая частота — это число тактов в одну секунду. Чтобы выполнить одну операцию, процессору требуется временной интервал, определяемый некоторым количеством тактов.

Запоминающие устройства компьютера

Поступающая через устройства ввода информация пересылается в запоминающие устройства, или иначе модули памяти, в которых она сохраняется для дальнейшей обработки процессором. Под носителем информации понимается физический предмет, в котором информация зафиксирована. Носителем может быть обычный лист бумаги, мозг человека, перфокарта, перфолента, магнитная лента и наконец жёсткий диск и другие блоки памяти компьютера.

Сегодняшнее развитие электроники предполагает самые разные виды информационных носителей. Для хранения данных в виде кодов применяются электромагнитные и оптические качества различных материальных объектов. Уже проектируются носители, использующие молекулярный уровень вещества. Память компьютера подразделяется на внутреннюю и внешнюю. В свою очередь внутренняя память делится на постоянную и оперативную.

Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) хранит, как правило, управляющую программу компьютера и информацию из него можно только читать и нет возможности записи. Информация в ПЗУ сохраняется и после выключения питания компьютера. Запись данных в ПЗУ выполняется один раз, как правило, в условиях предприятия и эти данные больше не меняются. В ПЗУ записана операционная система компьютера и эта память является энергонезависимой.

Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) предназначено для сохранения информационных данных (начальных, промежуточных, итоговых) и прикладных программ. В английском варианте ОЗУ — это RAM (Random Access Memory), что в переводе означает произвольный доступ к памяти. То есть процессор имеет возможность обращения к ячейкам памяти в любой очерёдности. Информация в ОЗУ может как записываться так считываться из него, но после выключения питания вся информация теряется.

Так и не нашли ответ
на свой вопрос?

Просто напиши с чем тебе
нужна помощь

Заполняем пробелы – расширяем горизонты!
    CompGramotnost.ru » Как работает ПК » Как работает ПК: часть 1. Обработка информации

Случай на экзамене.
Профессор. Как работает трансформатор?
Студент. У-у-у-у-у-у-у-у-у-у-у-у-у-у…

Мы давно уже привыкли к персональным компьютерам. Включаем их и работаем, собственно говоря, ни мало не задумываясь над тем, как они устроены и как работают. Все это благодаря тому, что разработчики ПК и программного обеспечения к ним научились создавать надежные продукты, которые не дают нам повода лишний раз задуматься над устройством компьютера или обслуживающих его программ.

Тем не менее, вероятно, читателям блога небезынтересно узнать о принципах работы компьютера и программного обеспечения. Этому и будет посвящена серия статей, которые публикуются в рубрике «Как работает ПК».

Как работает ПК: часть 1. Обработка информации

Компьютер изначально был задуман для автоматизации процессов обработки информации. Он устроен соответствующим образом, чтобы иметь все возможности для успешного выполнения своего предназначения.

Для того чтобы обрабатывать в компьютере информацию, с ней необходимо делать следующие основные операции:

вводить информацию в компьютер:

Эта операция нужна для того, чтобы компьютеру было что обрабатывать. Без возможности ввода информации в компьютер он становится как бы вещью в себе.

хранить введенную информацию в компьютере:

Очевидно, что если дать возможность вводить информацию в компьютер, то надо и иметь возможность эту информацию в нем хранить, и затем использовать в процессе обработки.

обрабатывать введенную информацию:

Здесь надо понимать, что для обработки введенной информации нужны определенные алгоритмы обработки, иначе ни о какой обработке информации речи быть не может. Компьютер должен быть снабжен такими алгоритмами и должен уметь их применять к вводимой информации с тем, чтобы «правильно» преобразовывать ее в выходные данные.

хранить обработанную информацию,

Так же как и с хранением введенной информации, в компьютере должны храниться результаты его работы, результаты обработки входных данных с тем, чтобы в дальнейшем ими можно было бы воспользоваться.

выводить информацию из компьютера:

Эта операция позволяет вывести результаты обработки информации в удобочитаемом для пользователей ПК виде. Понятно, что данная операция дает возможность воспользоваться результатами обработки информации на компьютере, иначе эти результаты обработки так и остались бы внутри компьютера, что сделало бы их получение совершенно бессмысленным.

Самое важное умение компьютера – это обработка информации, так как его прелесть как раз и состоит в том, что он может информацию преобразовывать. Все устройство компьютера обусловлено требованием обработки информации в кратчайшие сроки, наиболее быстрым способом.

Под обработкой информации на компьютере можно понимать любые действия, которые преобразуют информацию из одного состояния в другое. Соответственно, компьютер имеет специальное устройство, называемое процессором, которое предназначено исключительно для чрезвычайно быстрой обработки данных, со скоростями, доходящими до миллиардов операций в секунду.

Требуемые для обработки данные процессор получает (берет) из оперативной памяти – от устройства, предназначенного для временного хранения как входных, так и выходных данных. Там же в оперативной памяти находится и место для хранения промежуточных данных, формируемых в процессе обработки информации. Таким образом, процессор как получает данные из оперативной памяти, так и записывает обработанные данные в оперативную память.

Оперативная память (ОЗУ)

Наконец, для ввода и вывода данных к компьютеру подключаются внешние устройства ввода-вывода, которые позволяют вводить информацию, подлежащую обработке, и выводить результаты этой обработки.

Внешний винчестер, внешнее DVD-устройство, флешка, клавиатура, мышь

Процессор и оперативная память работают с одинаково большой скоростью. Как уже говорилось выше, скорость обработки информации может составлять многие миллионы и миллиарды операций в секунду. Никакое внешнее устройство ввода и вывода информации не может работать на таких скоростях.

Поэтому для их подключения в компьютере предусмотрены специальные контроллеры устройств ввода-вывода. Их задача состоит в том, чтобы согласовать высокие скорости работы процессора и оперативной памяти с относительно низкими скоростями ввода и вывода информации.

Эти контроллеры подразделяются на специализированные, к которым могут быть подключены только специальные устройства, и универсальные. Примером специализированного устройства контроллера служит, например, видеокарта, которая предназначена для подключения к компьютеру монитора.

Контроллеры могут быть и универсальными, в этом случае – это так называемые порты ввода-вывода, К портам ввода-вывода могут подключаться разнообразные устройства (клавиатуры, манипуляторы «мышь», принтеры, сканеры и т.п.).

Компьютер обрабатывает и хранит информацию в виде. Компьютер – универсальная машина для работы с информацией Как устроен компьютер §2

Одним из важных объектов, изучаемых на уроках информатики, является компьютер, получивший своё название по основной функции — проведению вычислений (англ. «computer» — вычислитель).

Первый компьютер был создан в 1945 г. в США. Познакомиться с историей компьютеров вы можете, совершив виртуальное путешествие в музей вычислительной техники (например, в музей истории отечественных компьютеров, разработанный С. Тарховым). Обратите внимание, что для обозначения компьютерной техники 1940-1970-х годов часто используется аббревиатура ЭВМ (электронная вычислительная машина).

Универсальным устройством компьютер называется потому, что может применяться для многих целей — обрабатывать, хранить и передавать самую разнообразную информацию, использоваться человеком в разных видах деятельности.

Современные компьютеры могут обрабатывать разные виды информации: числа, текст, изображения, звуки. Информация любого вида представляется в компьютере в виде двоичного кода — последовательностей нулей и единиц. Некоторые способы двоичного кодирования представлены на рис. 2.1.

Рис. 2.1.
Примеры представления различных видов информации в виде двоичного кода

Информацию, предназначенную для обработки на компьютере и представленную в виде двоичного кода, принято называть двоичными данными или просто данными. Одним из основных достоинств двоичных данных является то, что их копируют, хранят и передают с использованием одних и тех же универсальных методов, независимо от вида исходной информации.

Способы двоичного кодирования текстов, звуков (голоса, музыки), изображений (фотографий, иллюстраций), последовательностей изображений (кино и видео), а также трёхмерных объектов были придуманы в 80-х годах прошлого века. Позже мы рассмотрим способы двоичного кодирования числовой, текстовой, графической и звуковой информации более подробно. Теперь же главное — знать, что последовательностям 1 и 0 в компьютерном представлении соответствуют электрические сигналы — «включено» и «выключено». Компьютер называется электронным устройством, потому что он состоит из множества электронных компонентов 1 , обрабатывающих эти сигналы.

    1 Узнать об этом подробнее вы сможете в 10-11 классах.

Обработку данных компьютер проводит в соответствии с программой — последовательностью команд, которые необходимо выполнить над данными для решения поставленной задачи. Как и данные, программы представляются в компьютере в виде двоичного кода. Программно управляемым устройством компьютер называется потому, что его работа осуществляется под управлением установленных на нём программ. Это программный принцип работы компьютера.

Современные компьютеры бывают самыми разными: от мощных компьютерных систем, занимающих целый зал и обеспечивающих одновременную работу многих пользователей, до мини-компьютеров, помещающихся на ладони (рис. 2.2).

Рис. 2.2.
Многопользовательская компьютерная система и мини-компьютер

Сегодня самым распространённым видом компьютеров является персональный компьютер (ПК) — компьютер, предназначенный для работы одного человека.

2.1.2. Устройства компьютера и их функции

Любой компьютер состоит из процессора, памяти, устройств ввода и вывода информации. Функции, выполняемые этими устройствами, в некотором смысле подобны функциям мыслящего человека (рис. 2.3). Но даже столь очевидное сходство не позволяет нам отождествлять человека с машиной хотя бы потому, что человек управляет своими действиями сам, а работа компьютера подчинена заложенной в него программе.

Рис. 2.3.
Аналогия между человеком и компьютером

Процессор

Центральным устройством компьютера является процессор. Он организует приём данных, считывание из памяти очередной команды, её анализ и выполнение, а также отправку результатов работы на требуемое устройство. Основными характеристиками процессора являются его тактовая частота и разрядность.

Процессор обрабатывает поступающие к нему электрические сигналы (импульсы). Промежуток времени между двумя последовательными электрическими импульсами называется тактом. На выполнение процессором каждой операции выделяется определённое количество тактов. Тактовая частота процессора равна количеству тактов обработки данных, которые процессор производит за 1 секунду. Тактовая частота измеряется в мегагерцах (МГц) — миллионах тактов в секунду. Чем больше тактовая частота, тем быстрее работает компьютер. Тактовая частота современных процессоров уже превышает 1000 МГц = 1 ГГц (гигагерц). Промежуток времени между двумя последовательными электрическими импульсами называется тактом.

Разрядность процессора — это максимальная длина двоичного кода, который может обрабатываться или передаваться одновременно. Разрядность процессоров современных компьютеров достигает 64.

Память

Память компьютера предназначена для записи (приёма), хранения и выдачи данных. Представим её в виде листа в клетку. Тогда каждая клетка этого листа будет изображать бит памяти — наименьший элемент памяти компьютера. В каждой такой «клетке» может храниться одно из двух значений: нуль или единица. Один символ двухсимвольного алфавита, как известно, несёт один бит информации. Таким образом, в одном бите памяти содержится один бит информации.

Различают внутреннюю и внешнюю память.

Внутренней называется память, встроенная в компьютер и непосредственно управляемая процессором. Во внутренней памяти хранятся исполняемые в данный момент программы и оперативно необходимые для этого данные. Внутренняя память компьютера позволяет передавать процессору и принимать от него данные примерно с такой же скоростью, с какой процессор их обрабатывает. Поэтому внутренняя память иначе называется оперативной (быстрой). Объём оперативной памяти современных компьютеров достигает нескольких гигабайтов.

Электрические импульсы, в форме которых информация сохраняется в оперативной памяти, существуют только тогда, когда компьютер включён. После выключения компьютера вся информация, содержащаяся в оперативной памяти, теряется.

К внутренней памяти компьютера относится также ПЗУ — постоянное запоминающее устройтво. В нём хранится информация, необходимая для первоначальной загрузки компьютера в момент включения питания. После выключения компьютера информация в ПЗУ сохраняется.

Для долговременного хранения программ и данных предназначена внешняя (долговременная) память. Внешняя память позволяет сохранять огромные объёмы информации. Информация во внешней памяти после выключения компьютера сохраняется. Различают носители информации — магнитные и оптические диски, энергонезависимые электронные диски (карты flash-памяти и flash-диски) и накопители (дисководы) — устройства, обеспечивающие запись данных на носители и считывание данных с носителей. Жёсткий диск — устройство, совмещающее в себе накопитель (дисковод) и носитель (непосредственно диск).

При запуске пользователем некоторой программы, хранящейся во внешней памяти, она загружается в оперативную память и после этого начинает выполняться.

На сайте http://school-collection.edu.ru размещён анимационный ролик «Внутренняя память ЭВМ: оперативная память», иллюстрирующий информационный обмен между внешней и внутренней памятью.

Устройства ввода и вывода информации

Приложив значительные усилия, человек может представить текстовую, графическую, звуковую информацию в двоичном коде.

Значительно труднее человеку понять двоичный код. И совсем уже невозможно человеку понять информацию, представленную последовательностью электрических импульсов. Входящие в состав компьютера устройства ввода «переводят» информацию с языка человека на язык компьютера; устройства вывода «переводят» электрические импульсы в форму, доступную для человеческого восприятия. Примеры устройств ввода: клавиатура, мышь, микрофон. Примеры устройств вывода: монитор, принтер.

Различные устройства компьютера связаны между собой каналами передачи информации (рис. 2.4).

Рис. 2.4.
Схема информационных потоков в компьютере

Самое главное

Современный компьютер — универсальное электронное программно управляемое устройство для работы с информацией.

Любой компьютер состоит из процессора, памяти, устройств ввода и вывода информации. Функции, выполняемые этими устройствами, в некотором смысле подобны функциям мыслящего человека.

Вопросы и задания

  1. Почему современный компьютер называют универсальным электронным программно управляемым устройством?
  2. В чём суть программного принципа работы компьютера?
  3. Что такое двоичные данные? Что такое компьютерная программа?
  4. Информация для человека — это знания (факты, правила), которыми он обладает. Что является информацией для компьютера?
  5. Чем отличаются данные от программы? Что у них общего?
  6. Какие возможности человека воспроизводит компьютер?
  7. Перечислите основные виды устройств, входящих в состав компьютера.
  8. Для чего предназначен процессор?
  9. Какие два значения имеет слово «бит»? Как они связаны между собой?
  10. Постройте граф, отражающий отношения между следующими объектами: «компьютер», «процессор», «память», «устройства ввода», «устройства вывода», «внутренняя память», «внешняя память», «оперативная память», «ПЗУ», «носитель информации», «накопитель».
  11. Опишите с помощью схемы информационных потоков в компьютере (см. рис. 2.4) процесс обмена информацией между основными устройствами компьютера.
  12. В сети Интернет найдите информацию о современных информационных носителях и заполните таблицу:

  1. Уточните, каков объём оперативной памяти компьютера, к которому вы имеете доступ дома или в школе. Сколько страниц текста можно разместить в памяти этого компьютера (на странице размещается 40 строк по 60 символов в каждой строке, а для хранения одного символа требуется 8 битов)? Какой была бы высота такой стопки страниц, если высота стопки из 100 страниц равна 1 см?
  2. На компакт-диске объёмом 600 Мбайт размещён фотоальбом, каждое фото в котором занимает 500 Кбайт. Сколько времени займёт просмотр всех фотографий, если на просмотр одной уходит 6 секунд?

Виды информации, обрабатываемые компьютером (числовая, символьная, графическая, звуковая).

Как мы хорошо знаем, вычислительная техника первоначально возникла как средство автоматизации вычислений, о чем совершенно недвусмысленно говорит название ЭВМ. Следующим видом обрабатываемой информации стала текстовая. Сначала тексты просто поясняли труднообозримые столбики цифр, но затем машины все более и более существенным образом стали преобразовывать текстовую информацию. Обязательной частью программного обеспечения стал текстовой редактор. Естественно, что оформление текстов достаточно быстро вызвали у людей стремление дополнить их графиками и рисунками. Делались попытки частично решить эти проблемы в рамках символьного подхода: вводились специальные символы для рисования таблиц и диаграммам.

Целые числа. Как мы уже знаем, этот тип информации является дискретным и преобразуется для хранения в компьютере довольно просто: достаточно перевести число в двоичную систему счисления.

Символы. Это еще одна дискретная величина, поскольку компьютер оперирует с определенным ограниченным набором символов. Такой набор вполне можно назвать алфавитом машины, а в алфавите все символы имеют свои фиксированные позиции. Отсюда основная идея хранения символов в памяти ЭВМ состоит в замене каждого из них номером в алфавите, т.е. числом.

Графика. Любое графическое изображение состоит из отдельных точек, называемых пикселями. Отсюда становится понятным, что сохранить изображение фактически означает сохранить цвета его пикселей. Если принять конечное (ограниченное) число цветов, то информация немедленно становится дискретной и решение задачи сохранения графики становится похожей на только что рассмотренную задачу сохранения текста. Нужно каким-либо образом пронумеровать все цвета (создать своеобразный «алфавит цветов»), после чего достаточно просто сохранять номера цветов.

Как и для символов, помимо описанного выше «поточечного» (растрового) хранения изображения, существует еще и векторный метод. Для него сохраняется не полная матрица пикселей, а программа его рисования

Звук. Звуковая информация также является величиной непрерывной, и, следовательно, для ввода в ЭВМ нуждается в дискретизации. Причем дискретизация должна производится как по времени, так и по величине интенсивности звука. Первый процесс означает, что замеры интенсивности должны производится не непрерывно, а через определенные промежутки времени, а второй — что интенсивность звука, которая в природе может принимать какие угодно значения, должна быть «подтянута» («округлена») к ближайшему из стандартного набора фиксированных значений. При такой процедуре мы снова получаем последовательность целых чисел, которые и сохраняются в памяти ЭВМ. Таким образом, и в случае звука информацию удается описать определенным образом сформированной последовательностью чисел, что автоматически решает проблему кодирования.

Не нуждаются в дискретизации целые числа и символы, а вещественные числа, графическая и звуковая информация для ввода в компьютер требуют определенных процедурах ввода, которые преобразуют эти виды информации в дискретную форму.

Информация любого вида хранится в компьютере в двоичном виде.

Процесс кодирования любого вида информации фактически представляет собой его преобразование тем или иным способом в числовую форму.

В памяти машины не существует принципиального различия между закодированной информацией различных типов. Над всеми видами данных, включая дополнительно и саму программу, процессор способен производить арифметические, логические и прочие операции, которые содержатся в системе его команд.

Глава 1. Функции компьютера

Структура и функции компьютера, если рассматривать их на самом верхнем уровне абстракции, по существу довольно просты.

В самом общем смысле таких функций всего четыре:

Обработка данных;

Хранение данных;

Перемещение данных;

Управление.

На рис. 1.1 представлены ба­зовые функции, которые выполняет компьютер.

ОПЕРАЦИОННАЯ СРЕДА (источники и приемники данных)

Рис. 1.1. Базовые функции компьютера

Компьютер, естественно, в первую очередь обязан обрабатывать данные , которые могут принимать самые разные формы, а диапазон выполняемых опе­раций по их обработке также может быть очень широк. Однако, как будет показано ниже, все разнообразие операций может быть сведено к немногим базовым типам или методам обработки.

Существенное место занимает и функция хранения данных . Даже если компьютер обрабатывает данные на ходу, т.е. по мере их поступления из внешней среды, причем результат также немедленно отправляется получателю, компьютер должен обладать способностью, хотя бы временно, хранить промежу­точные результаты и фрагменты данных, которые обрабатываются в текущий момент времени. Таким образом, компьютер должен выполнять функцию хранения данных хотя бы и на короткое время. Но в большинстве случаев этого недоста­точно. От компьютера чаще всего требуется выполнение функции долговремен­ного хранения данных, которые могут обрабатываться или обновляться по мере необходимости.

Компьютер должен также обладать способностью перемещать данные , при­чем в обе стороны, т.е. получать первичные данные из внешней среды и отправлять результаты обработки внешним абонентам. Среда, в которой «живет» компьютер, состоит из устройств, играющих либо роль источников данных, либо роль приемников информации. Процесс перемещения данных между компьютером и внешней средой принято называть процессом ввода-вывода , а устрой­ства, входящие в состав операционной среды, — периферийными устройствами (или устройствами ввода-вывода). Когда данные передаются на большое расстояние, т.е. выполняется обмен дан­ными с удаленными устройствами, этот процесс принято называть передачей данных .

И, наконец, все эти три функции должны выполняться в определенной последовательности, т.е. от компьютера требуется еще и выполнение функции управления . В конечном счете, функция управления, в основном, ложится на пле­чи того, кто снабжает компьютер последовательностью команд — программы. В самом же компьютере функция управления сводится к распределению ресурсов и «дирижированию» выполнением других функций в процессе выполнения команд, заданных программой.

На этом, самом общем, уровне анализа множество операций, выполняемых в компьютере, можно разделить на ограниченное число видов. На рис. 1.2 схематически показаны четыре основных вида операций.

Рис. 1.2. Основные типы операций в компьютере:

а — перемещения данных от одного абонента к другому;

б — хранение данных; в, г — преобразование данных.

Компьютер может работать как устройство перемещения данных от одного абонента к дру­гому (рис.1.2,а), причем данные передаются без изменения смысла содержащей­ся в них информации.

Второй вариант — компьютер функционирует как устрой­ство хранения данных (рис. 1.2,6), обеспечивая циркуляцию информации в обе стороны между периферийными устройствами и средствами выполнения функ­ции хранения (т.е. данные записываются в компьютер или считываются из компьютера).

Последние два варианта включают обработку (преобразование) дан­ных — преобразуемые данные либо извлекаются из хранилища, и туда же от­правляются результаты (рис. 1.2,в), либо данные поступают из внешней среды, а результаты отправляются в хранилище (рис.1.2, г).

Приведенные рассуждения могут показаться слишком уж абстрактными, обобщенными настолько, что не имеют никакого практического применения. Но это не так — даже на верхнем уровне абстрагирования можно было бы более подробно дифференцировать его функции.

Возможности подстройки конфигурации компьютера под пере­чень выполняемых функций очень ограничены. Основная тому причина — компьютер по самой своей природе ориентирован на выполнение самых разнообразных задач, а потому практически вся его специализация проявляется на стадии программирования, а не на стадии проектирования.

На рис. 1.3 в самом общем виде представлен компьютер в его отношениях с внешним миром. Компьютер является объектом, способным некоторым образом взаимодействовать с внешней по отношению к нему средой через связи, которые можно разделить на две группы — связи с локальным периферийным оборудо­ванием и связи для передачи данных на большое расстояние. В дальнейшем внимание, в ос­новном, будет сосредоточено на внутренней структуре компьютера.

Рис. 1.3. Компьютер как элемент информационной среды

На рис. 1.4 в самом общем виде представлена внутренняя структура компьютера.

Рис. 1.4. Внутренняя структура компьютера

Основные компоненты структуры компьютера:

процессор — управляет функционированием всей системы и выполняет функции обработки информации.

оперативная память — хранит программы и всю информацию, необходимую для ихвыполнения.

устройства ввода-вывода — перемещают данные между компьютером и внешним миром.

Универсальный – значит пригодный для многих целей, выполняющий разнообразные функции. Давайте вспомним Компьютер – универсальная машина для работы с информацией в самых разных видах человеческой деятельности. !! Обработка информации Передача информации Хранение информации

Наука информатика занимается изучением всевозможных способов передачи, хранения и обработки информации. Давайте вспомним Данными называют самую разнообразную информацию, представленную в форме, пригодной для обработки компьютером. Компьютер обрабатывает данные по заданным программам. !!

Аппаратное обеспечение ПК Основные устройства Системный блок Монитор Клавиатура Дополнительные устройства Устройства ввода Устройства вывода Устройства хранения Устройства передачи Минимально необходимый комплект для работы пользователя Расширяет возможности пользователя Устройства ПК Компьютер (вычислитель) – электронная машина для работы с информацией



Главным в компьютере является системный блок, включающий в себя процессор, оперативную память, жёсткий диск, блок питания и другие составляющие. Как устроен компьютер ПроцессорПроцессор Долговременная память память (жесткий диск) Долговременная память память (жесткий диск) Оперативная память Блок питания Другие составляющие

НЖМД (винчестер) НГМД CD и DVD-ROM CD и DVD-RW Флэш-память Съемные диски Карты памяти Устройства памяти и обработки ВНУТРЕННЯЯВНЕШНЯЯ долговременная Оперативная память (ОЗУ — RAM) Постоянная память (ПЗУ — ROM) Кэш-память ОБРАБОТКА Процессор Память состоит из ячеек одинакового размера (1 байт = 8 бит). Каждая ячейка памяти имеет свой уникальный адрес.



Самое главное Изучением всевозможных способов передачи, хранения и обработки информации занимается наука информатика. Хранить, обрабатывать и передавать информацию человеку помогает компьютер универсальная машина для работы с информацией. В аппаратном обеспечении компьютера различают устройства ввода, обработки, хранения и вывода информации. Устройства ввода информации это клавиатура, мышь, сканер, микрофон и др. Устройство обработки информации процессор. Устройства хранения информации оперативная память, внешняя память на жёстких дисках. Устройства вывода информации монитор, принтер, акустические колонки.


Информация Сведения об интересующем нас предмете Компьютер Универсальное програмноуправляемое устройство для обработки информации Процессор Устройство, предназначенное для вычислений, обработки информации и управления работой компьютера Оперативная память Информация в этой памяти находится только во время работы компьютера Жесткий диск Используется для длительного хранения информации Клавиатура Устройство для ввода информации путем нажатия клавиш Монитор Устройство визуального отображения информации Мышь Устройство для быстрого перемещения по экрану и выбора нужной информации Принтер Устройство для печати информации на бумаге Данные Информация, представленная в форме, пригодной для обработки компьютером Аппаратное обеспечение Совокупность всех устройств компьютера Вопросы и задания?? 15 стр. 14


Найдите и зачеркните «лишнее» устройство в каждой группе. Вопросы и задания?? Графопостроитель Джойстик Принтер Монитор Графопостроитель Джойстик Принтер Монитор Сканер Клавиатура Монитор Микрофон Сканер Клавиатура Монитор Микрофон Клавиатура Мышь Сканер Акустические колонки Клавиатура Мышь Сканер Акустические колонки Принтер Монитор Сканер Наушники Принтер Монитор Сканер Наушники Проверка 17 стр. 15

Список этапов цикла обработки информации

Цикл обработки информации в контексте компьютеров и компьютерной обработки состоит из четырех этапов: ввод, обработка, вывод и хранение (IPOS). Однако на некоторых уровнях компьютера некоторые устройства обработки фактически используют только три из этих стадий — ввод, обработку и вывод — без необходимости хранить данные. Каждый из этих этапов играет важную роль в действиях по сбору, анализу и распространению, выполняемых компьютерной системой.

Обработка входных данных

••• Hemera Technologies / PhotoObjects.net / Getty Images

Данные должны поступить в систему, прежде чем они могут быть преобразованы в сохраненные данные или вывод информации. Этап ввода IPOS предоставляет средства и механизмы, через которые данные попадают в модель IPOS. Некоторые эксперты считают, что сам процесс ввода можно разделить на три этапа: сбор, подготовка и ввод. Однако общий вид этапа ввода состоит в том, что данные вводятся в систему с использованием некоторой формы устройства ввода.

Устройство ввода способно собирать данные в их источнике или точке измерения. Источником данных, вводимых человеком в систему, является клавиатура, микрофон или, возможно, даже движение глаз или другой части тела. Другие формы устройств ввода, такие как термометры, датчики и часы, также соответствуют общему определению устройств ввода. Стадия ввода IPOS также может называться стадией кодирования.

Обработка данных

••• Comstock / Comstock / Getty Images

После того, как данные попадают в модель IPOS, они преобразуются в сохраненные данные или информацию.Агент обработки обычно представляет собой некоторую форму программного обеспечения или встроенного программного обеспечения с определенным действием, предпринимаемым с определенным типом данных. В портативных или настольных компьютерах агент обработки обычно активен даже до того, как данные поступят. Фактически, программное обеспечение обработки также часто запрашивает данные и направляет процесс ввода.

Обработка может варьироваться от относительно небольших и простых до очень больших и сложных. Тем не менее, единственной целью этапа обработки является преобразование необработанных входных данных в форму, которая может быть сохранена для последующего использования, или обеспечение вывода информации для дальнейшей обработки или интерпретации.

Обработка вывода

••• Jupiterimages / Polka Dot / Getty Images

Обработка вывода в IPOS отправляет информацию на экран дисплея, принтер, плоттер, динамик или другой носитель, который может интерпретироваться человеческими органами чувств. Однако этап вывода может хранить данные в новом формате или преобразовывать обработанные данные во входные данные для другого модуля IPOS. Для большинства пользователей вывод означает либо отображение на экране монитора, либо распечатанный документ или графику. Вывод также может означать данные, информацию или кодирование.

Обработка хранилища

••• Goodshoot / Goodshoot / Getty Images

Стадия хранения IPOS может происходить непосредственно из каскада обработки или выхода. Этап хранения может служить в качестве этапа псевдоввода или псевдовывода для этапа обработки. На этапе обработки может потребоваться сохранить данные для последующего использования или вызвать ранее сохраненные данные для обработки новых данных из этапа ввода. Выходной каскад может хранить обработанные данные как информацию для отображения другим модулем IPOS, когда это необходимо.Этап хранения не только хранит данные или информацию на фиксированном носителе данных, таком как жесткий диск, но также может хранить данные и информацию на съемных носителях, таких как флэш-накопитель, CD-ROM или DVD.

Как работают компьютеры — www.GardenICT.net

Чтобы понять, как работает компьютер, нам сначала нужно понять, что компьютерная система разделена на четыре основные части: Вход, Процесс, Хранение, Выход , и что каждый вход в системе будет создавать какой-то выход.

Компьютер — это электронная машина, которая обрабатывает информацию, другими словами, информационный процессор: он принимает необработанную информацию (или данные) с одного конца, хранит ее до тех пор, пока она не будет готова к работе с ней, пережевывает и немного измельчает, затем выплевывает результаты на другом конце. У всех этих процессов есть имя. Прием информации называется вводом , хранение информации более известно как память (или память ), жевание информации также известно как обработка , а выдача результатов называется вывод .

Примером этого может быть то, что когда вы вводите текст с клавиатуры, данные, относящиеся к тексту: , ввод в ваш компьютер, обрабатывается, ЦП компьютера (центральный процессор), хранится в памяти компьютера. , Затем выведите , показывая буквы на вашем мониторе.


Компьютеры общаются с использованием двоичного языка , в двоичном языке нет букв, и есть только два числа: 1 и 0 .Фактически, 1 и 0 на самом деле представляют что-то вроде «включено» или «выключено».

Каждая 1 и каждый 0 известны как бит . Бит — это наименьшая единица хранения. Сочетание восьми единиц и нулей может представлять букву. Например, буква D — 01000100, буква O — 01001111, а буква G — 01000111, поэтому слово DOG в двоичном языке будет: 010001000100111101000111.

Посмотрите, сможете ли вы использовать эту веб-страницу, чтобы написать свое имя на двоичном языке.

Восемь битов = один байт , поэтому для одной буквы в текстовом документе потребуется один байт для хранения в памяти компьютера.


Чтобы компьютер мог делать больше, чем ему велят, он должен уметь принимать решения. Компьютеры принимают решения с использованием логических вентилей .

В зависимости от типа получаемого ввода компьютер может использовать логические элементы, чтобы определить, каким должен быть правильный вывод.

Взгляните на эту веб-страницу, а затем посмотрите, сможете ли вы решить, какими будут результаты для приведенных ниже сценариев.

а. Введите 1 и 0 в логический элемент И

г. Введите 1 и 0 в логический элемент ИЛИ

г. Введите 0 и 0 в вентиль ИЛИ-НЕ

г. Вход 1 и 1 в логический элемент И-НЕ

e. Вход 1 и 0 в вентиль EX-OR

Теперь, когда вы изучили основы работы компьютеров, вам следует создать презентацию Canva, которая соответствует критериям, изложенным ниже:



Компьютер, который одновременно хранит и обрабатывает информацию

Человеческий мозг — это необычная вычислительная машина.Никто не понимает, как именно это работает, но часть хитрости заключается в возможности одновременно хранить и обрабатывать информацию.

Это совершенно не похоже на обычные компьютеры, которые хранят информацию в оперативной памяти или на жестком диске и передают ее туда и обратно по мере необходимости к центральному процессору.

Время и энергия, необходимые для всего этого, в конечном итоге ограничивают производительность обычных вычислений, так называемое узкое место фон Неймана. По сути, именно это мешает обычным компьютерам приблизиться к производительности биологических.

Все, что может скоро измениться. Сегодня Макс Ди Вентра из Калифорнийского университета в Сан-Диего и Юрий Першин из Университета Южной Каролины, Колумбия, обрисовывают в общих чертах новую форму вычислений, называемую memcomputing, основанную на недавнем открытии наноразмерных электронных компонентов, которые хранят и обрабатывают информацию в в то же время.

В основе этой новой формы вычислений лежат мемристор, мемконденсатор и меминдуктор, основные электронные компоненты, которые хранят информацию, работая как резисторы, конденсаторы и катушки индуктивности соответственно.

Эти устройства были теоретически предсказаны в 1970-х годах, но впервые были произведены только в 2008 году, так что они являются новыми детьми в области электроники.

Физики сразу же признали способность так называемых мемэлементов имитировать биологические вычисления, и различные группы разработали и построили микросхемы, чтобы использовать эту идею, например, здесь.

Но свойства мемэлементов, которые делают их такими хорошими в биологических вычислениях, было трудно определить. Вот тут-то и появляются Ди Вентра и Першин.Эти ребята выявили основные свойства, которые должны позволять элементам-мемам соответствовать работе мозга.

Они говорят, что эти свойства включают способность хранить информацию в течение длительного времени; способность действовать коллективно, так что состояние мем-устройства в целом зависит от состояний всех его мем-элементов; устойчивость к шуму и мелким дефектам; и так далее.

Возможно, наиболее важным, однако, является способность хранить и обрабатывать информацию одновременно, свойство, которое совершенно чуждо в мире обычных вычислений.

Это интересный подход, который пытается кристаллизовать лучший способ подхода к вычислениям памяти. .И у него огромный потенциал. Memcapacitors и meminductors по существу не потребляют энергии и поэтому должны обеспечивать приложения с очень низким энергопотреблением. Это должно позволить им впервые приблизиться к энергоэффективности природных систем.

«Важной вехой в этой области станет демонстрация вычислительного устройства с вычислительными возможностями и энергопотреблением, сопоставимыми (или лучше) с характеристиками человеческого мозга», — говорят Ди Вентра и Першин.

Важным фактором во всем этом является то, что «мем-поведение» является естественным свойством наноразмерных систем.Вот почему экспериментальное открытие мемэлементов заняло так много времени после теоретического предсказания — пришлось подождать, пока физики не разовьются в способности создавать такие маленькие компоненты.

По мере того, как электронные компоненты становятся все меньше, производителям микросхем, естественно, придется решать эти новые свойства самостоятельно.

Это откроет новые возможности. Биологические системы, такие как нейроны, естественно работают в этом масштабе, и поэтому должны быть или иметь мемэлементы.Это не упускают из виду Ди Вентра и Перхсин: «Все эти особенности поразительно похожи на те, которые встречаются в биологической сфере, что открывает новые возможности для вычислений, основанных на биологии».

Место, на которое стоит обратить внимание.

Ссылка: arxiv.org/abs/1211.4487: Memcomputing: вычислительная парадигма для хранения и обработки информации на одной и той же физической платформе

ОБРАБОТКА ДАННЫХ

  • Существует множество типов файлов, используемых для хранения данных, необходимых для обработки, ссылка или сделайте резервную копию.Основные распространенные типы файлов обработки включают
  • Мастер файлы,
  • транзакция,
  • Ссылка,
  • Резервное копирование, отчет и
  • Сортировать файл.
  1. Главный файл
  • Главный файл — это главный файл, который содержит относительно постоянные записи о конкретных элементах или записях. Например, файл клиента будет содержать подробную информацию о клиенте, такую ​​как идентификатор клиента, имя и контактный адрес.
  1. Файл транзакции (движения)

Файл транзакции используется для хранения данных во время обработки транзакции. Этот файл позже используется для обновления главного файла и аудита ежедневных, еженедельных или ежемесячных транзакций. Например, в загруженном супермаркете ежедневные продажи записываются в файл транзакции, а затем используются для обновления файла запасов. Файл также используется руководством для проверки ежедневных или периодических транзакций.

Справочный файл

Справочный файл в основном используется для справки или поиска. Справочная информация — это информация, которая хранится в отдельном файле, но требуется во время обработки. Например, в терминале торговой точки код товара, введенный вручную или с помощью считывателя штрих-кода, ищет описание товара и цену из справочного файла, хранящегося на запоминающем устройстве.

Резервный файл

Файлы резервных копий используются для хранения копий (резервных копий) данных или информации из фиксированного хранилища компьютера (жесткого диска).Поскольку файл, хранящийся на жестком диске, может быть поврежден, утерян или случайно изменен, необходимо сохранять копии недавно обновленных файлов. В случае отказа жесткого диска можно использовать файл резервной копии для восстановления исходного файла.

Файл отчета

Используется для хранения относительно постоянных записей, извлеченных из главного файла или сгенерированных после обработки. Например, вы можете получить отчет об уровне запасов, созданный из системы инвентаризации, в то время как копия отчета будет храниться в файле отчета.
Файл сортировки
В нем хранятся данные, упорядоченные в определенном порядке.

  • Используется в основном там, где данные должны обрабатываться последовательно. При последовательной обработке данные или записи сначала сортируются и хранятся на магнитной ленте перед обновлением основного файла.

Теорий обработки информации | Педагогическая психология

Обработка информации — это , как люди воспринимают, анализируют, манипулируют, используют и запоминают информацию .В отличие от теории Пиаже, этот подход предполагает, что когнитивное развитие является постоянным и постепенным, а не разделенным на отдельные стадии. Основные когнитивные изменения обычно происходят в пяти областях:

  • Внимание . Улучшения видны в выборочном внимании , (процесс, с помощью которого человек сосредотачивается на одном стимуле, отключая другой), а также в разделенном внимании (способность обращать внимание на два или более стимула одновременно).
  • Память .Улучшения видны в рабочей памяти и долговременной памяти.
  • Скорость обработки. По мере взросления дети думают быстрее. Скорость обработки данных резко возрастает в возрасте от пяти до среднего подросткового возраста, выравнивается примерно к 15 годам и, по-видимому, не меняется между поздним подростковым и взрослым возрастом.
  • Организация мышления . По мере взросления дети становятся более планирующими, подходят к проблемам со стратегией и гибко используют разные стратегии в разных ситуациях.
  • Метапознание . Дети постарше могут думать о самом мышлении. Это часто связано с мониторингом собственной познавательной активности в процессе мышления. Метапознание дает возможность планировать наперед, видеть будущие последствия действия и давать альтернативные объяснения событий.

Многие считают, что изменение внимания является ключом к изменениям в человеческой памяти (Nelson & Fivush, 2004; Posner & Rothbart, 2007). Однако внимание — это не единая функция; он состоит из подпроцессов.Наша способность сосредоточиться на одной задаче или стимуле, игнорируя отвлекающую информацию, называется избирательным вниманием . С шести лет до подросткового возраста избирательное внимание резко улучшается (Vakil, Blachstein, Sheinman, & Greenstein, 2009). Устойчивое внимание — это способность оставаться на задаче в течение длительного времени. Способность переключать фокус между задачами или внешними стимулами называется разделенным вниманием, или многозадачностью, что также улучшается в в подростковом возрасте (Carlson, Zelazo, & Faja, 2013).

Видео 3.8.1. Attention объясняет, как мы можем обращать внимание на раздражители или не обращать на них внимания.

Выборочное внимание

Способность выполнять задачи выборочного внимания улучшается в детстве и в подростковом возрасте. В то время как избирательное внимание детей может быть непостоянным в среднем детстве, подростки демонстрируют способность надежно выбирать стимулы для внимания и определять их приоритетность. На развитие этой способности влияет темперамент ребенка (Rothbart & Rueda, 2005), сложность стимула или задачи (Porporino, Shore, Iarocci & Burack, 2004) и может зависеть от того, являются ли стимулы визуальными или слуховыми. (Гай, Роджерс и Корниш, 2013 г.).Guy et al. (2013) обнаружили, что способность детей воспринимать визуальную информацию выборочно опережает слуховые стимулы. Это изменение может объяснить, почему маленькие дети не могут слышать голос учителя из-за какофонии звуков в типичном дошкольном классе (Jones, Moore & Amitay, 2015). Джонс и его коллеги обнаружили, что дети от 4 до 7 лет не могут отфильтровать фоновый шум, особенно когда его частоты близки по звуку к целевому звуку. Для сравнения, подростки часто показывают себя так же, как взрослые.

Видео 3.8.2. Теории избирательного внимания объясняет, как и почему мы обращаем внимание на одни стимулы, а не на другие.

Устойчивое внимание

Большинство показателей устойчивого внимания обычно просят людей потратить несколько минут на выполнение одной задачи, ожидая нечастого события, в то время как есть несколько отвлекающих факторов в течение нескольких минут. Маленькие дети могут удерживать свое зрительное и слуховое внимание примерно 5 минут, если им 5 лет, 6 минут, если им 6 лет, 7 минут, если им 7 лет, и так далее.Если задание интересное или новое, ребенок может удерживать внимание значительно дольше. Устойчивое внимание улучшается примерно к 10 годам, затем достигает плато с небольшими улучшениями к взрослой жизни. Общие оценки продолжительности внимания здоровых подростков и взрослых составляют от 10 до 20 минут. Ведутся споры о том, сохраняется ли внимание постоянно или люди постоянно предпочитают повторно сосредотачиваться на одном и том же (Raichle, 1999). Эта способность возобновлять внимание позволяет людям «обращать внимание» на вещи, которые длятся более чем несколько раз. минут.

Для измерения времени выполнения задания тип активности, используемый в тесте, влияет на результаты, поскольку люди обычно способны уделять больше внимания, когда они делают что-то, что им нравится или внутренне мотивирует (Raichle, 1999). Внимание также возрастает, если человек может выполнять задание бегло, по сравнению с человеком, которому трудно выполнить задание, или с тем же человеком, когда он или она только изучает задание. Усталость, голод, шум и эмоциональное напряжение сокращают время, необходимое для выполнения задачи.Потеряв внимание от темы, человек может восстановить его, отдыхая, выполняя другой вид деятельности, изменяя умственный фокус или сознательно решив снова сосредоточиться на первой теме.

Разделенное внимание

Разделенное внимание можно представить двумя способами. Мы можем посмотреть, насколько хорошо люди могут выполнять несколько задач одновременно, выполняя две или более задачи, или как люди могут переключать внимание между двумя или более задачами. Например, ходьба и разговор с другом одновременно — это многозадачность, когда попытка написать текст во время вождения требует от нас быстрого переключения внимания между двумя задачами.

Маленькие дети (возраст 3–4 лет) испытывают значительные трудности с разделением внимания между двумя задачами и часто выполняют их на уровне, эквивалентном уровню нашего ближайшего родственника, шимпанзе. Однако к пяти годам они превзошли шимпанзе (Hermann, Misch, Hernandez-Lloreda & Tomasello, 2015; Hermann & Tomasello, 2015). Несмотря на эти улучшения, пятилетние дети по-прежнему показывают результаты ниже, чем у детей школьного возраста, подростков и взрослых. Эти навыки продолжают развиваться в подростковом возрасте.

Независимо от возраста у нас ограниченная способность к вниманию, и разделение внимания ограничено этим ограничением. Наша способность эффективно выполнять несколько задач или переключать внимание зависит от автоматизма или сложности задачи, но также зависит от таких условий, как тревога, возбуждение, сложность задачи и навыки (Sternberg & Sternberg, 2012). Исследования показывают, что при разделении внимания люди более склонны совершать ошибки или медленнее выполнять свои задачи (Matlin, 2013).Внимание должно быть разделено между всеми составляющими задачами для их выполнения.

Классическое исследование разделения внимания включало людей, выполняющих одновременно задачи, например, чтение историй, слушая и написание чего-то еще, или прослушивание двух отдельных сообщений разными ушами. Испытуемых часто проверяли на их способность усваивать новую информацию при выполнении нескольких задач. В более современных исследованиях изучается эффективность одновременного выполнения двух задач (Matlin, 2013), например вождение автомобиля при выполнении другой задачи.Это исследование показывает, что у системы внимания человека есть пределы того, что она может обрабатывать. Например, ходовые качества хуже при выполнении других задач; водители совершают больше ошибок, сильнее тормозят, а затем чаще попадают в аварии, поворачивают на другую полосу движения и / или меньше осознают свое окружение, когда заняты ранее обсужденными задачами (Collet et al., 2009; Salvucci & Taatgen, 2008; Страйер и Дрюс, 2007).

Видео 3.8.3. Модель внимания и наша способность к многозадачности объясняет, как мы распределяем наше внимание, чтобы сосредоточиться на различных задачах или информации.

Память — это система обработки информации; поэтому мы часто сравниваем его с компьютером. Память — это набор процессов, используемых для кодирования, хранения и извлечения информации за различные периоды времени.

Рисунок 3.8.1 . Кодирование предполагает ввод информации в систему памяти. Хранение — это сохранение закодированной информации. Извлечение, или получение информации из памяти и обратно в осознание, — это третья функция.

Кодировка

Мы получаем информацию в наш мозг посредством процесса, называемого кодирование , который является вводом информации в систему памяти. Как только мы получаем сенсорную информацию из окружающей среды, наш мозг маркирует или кодирует ее. Мы объединяем информацию с другой подобной информацией и связываем новые концепции с существующими концепциями. Кодирование информации происходит путем автоматической обработки и обработки, требующей усилий.

Если кто-то спросит вас, что вы ели сегодня на обед, скорее всего, вы легко вспомните эту информацию.Это известно как автоматическая обработка или кодирование таких деталей, как время, пространство, частота и значение слов. Автоматическая обработка обычно выполняется без какого-либо осознания. Еще один пример автоматической обработки — это вспомнить, когда вы в последний раз готовились к тесту. Однако как насчет фактического тестового материала, который вы изучали? Вероятно, с вашей стороны потребовалось много работы и внимания, чтобы закодировать эту информацию. Это известно как обработка , требующая усилий, .

Есть три типа кодирования. Кодирование слов и их значения известно как семантическое кодирование . Впервые это продемонстрировал Уильям Боусфилд (1935) в эксперименте, в котором он просил людей запоминать слова. 60 слов были разделены на 4 категории значений, хотя участники не знали этого, потому что слова были представлены случайным образом. Когда их просили запомнить слова, они, как правило, вспоминали их по категориям, показывая, что они обращали внимание на значения слов по мере их заучивания.

Визуальное кодирование — это кодирование изображений, а акустическое кодирование — кодирование звуков, в частности слов. Чтобы увидеть, как работает визуальное кодирование, прочтите этот список слов: машина, уровень, собака, правда, книга, значение . Если бы вас позже попросили вспомнить слова из этого списка, какие, по вашему мнению, вы бы запомнили с наибольшей вероятностью? Вам, вероятно, будет легче вспомнить слова машина, собака, и книга , а труднее вспомнить слова уровень, правда, и значение .Почему это? Потому что вы можете вспомнить образы (мысленные образы) легче, чем одни слова. Когда вы читали слова машина, собака, и книга, вы создавали образы этих вещей в своем уме. Это конкретные, образные слова. С другой стороны, абстрактные слова, такие как уровень , истина, и значение , значение , являются словами с низким содержанием образов. Слова с высоким содержанием образов кодируются как визуально, так и семантически (Paivio, 1986), таким образом создавая более надежную память.

Теперь обратимся к акустическому кодированию.Вы едете в своей машине, и по радио звучит песня, которую вы не слышали как минимум десять лет, но вы подпеваете, вспоминая каждое слово. В Соединенных Штатах дети часто учат алфавит с помощью песен, а количество дней в каждом месяце они узнают с помощью рифмы: « Тридцать дней — сентябрь, апрель, июнь и ноябрь; / У всех остальных тридцать один, / За исключением февраля, когда ясно двадцать восемь дней, / И по двадцать девять в каждый високосный год ». Эти уроки легко запомнить благодаря акустической кодировке.Мы кодируем звуки, которые производят слова. Это одна из причин, почему большая часть того, чему мы учим маленьких детей, делается с помощью песен, стишков и ритмов.

Как вы думаете, какой из трех типов кодирования лучше всего запоминает вербальную информацию? Несколько лет назад психологи Фергус Крейк и Эндель Тулвинг (1975) провели серию экспериментов, чтобы выяснить это. Участникам были даны слова и вопросы о них. Вопросы требовали от участников обработки слов на одном из трех уровней.Вопросы визуальной обработки включали такие вопросы, как вопросы участников о шрифте букв. Вопросы акустической обработки спрашивали участников о звучании или рифме слов, а вопросы семантической обработки спрашивали участников о значении слов. После того, как участникам были предложены слова и вопросы, им было предложено неожиданное задание на вспоминание или распознавание.

Слова, закодированные семантически, запоминались лучше, чем закодированные визуально или акустически.Семантическое кодирование включает более глубокий уровень обработки, чем более поверхностное визуальное или акустическое кодирование. Крейк и Тулвинг пришли к выводу, что лучше всего мы обрабатываем вербальную информацию посредством семантического кодирования, особенно если мы применяем так называемый эффект самоотнесения. Эффект самоотнесения — это склонность человека лучше запоминать информацию, относящуюся к нему самому, по сравнению с материалом, имеющим меньшее личное значение (Rogers, Kuiper & Kirker, 1977). Может ли семантическое кодирование быть полезным для вас при попытке запомнить концепции, изложенные в этой главе?

Видео 3.8.4. Стратегии кодирования обсуждает различные методы кодирования, которые помогают нам хранить информацию в памяти.

Хранилище

После того, как информация закодирована, мы должны как-то ее сохранить. Наш мозг берет закодированную информацию и помещает ее в хранилище. Хранилище — это создание постоянной записи информации.

Для того, чтобы память перешла в хранилище (т. Е. Долговременную память), она должна пройти три различных этапа: сенсорная память, кратковременная память и, наконец, долговременная память.Эти стадии были впервые предложены Ричардом Аткинсоном и Ричардом Шиффрином (1968). Их модель человеческой памяти, названная Аткинсоном-Шиффрином (A-S) или моделью трех ящиков, основана на убеждении, что мы обрабатываем воспоминания так же, как компьютер обрабатывает информацию.

Рисунок 3 .8.2. Согласно модели памяти Аткинсона-Шиффрина, информация проходит три различных этапа, чтобы сохранить ее в долговременной памяти.

Три коробки — это всего лишь одна модель памяти.Другие, такие как Баддели и Хитч (1974), предложили модель, в которой кратковременная память сама по себе имеет разные формы. В этой модели хранение воспоминаний в краткосрочной памяти похоже на открытие разных файлов на компьютере и добавление информации. Тип кратковременной памяти (или компьютерного файла) зависит от типа полученной информации. Есть воспоминания в визуально-пространственной форме, а также воспоминания о устном или письменном материале, и они хранятся в трех краткосрочных системах: зрительно-пространственном блокноте, эпизодическом буфере и фонологической петле.По словам Баддели и Хитча, центральная исполнительная часть памяти контролирует или контролирует поток информации в три краткосрочные системы и из них.

Видео 3.8.5. Модель обработки информации: сенсорная, рабочая и долговременная память объясняет трехъядерную модель памяти.

Сенсорная память

В модели Аткинсона-Шиффрина стимулы из окружающей среды сначала обрабатываются в сенсорной памяти : хранение кратких сенсорных событий, таких как образы, звуки и вкусы.Это очень короткое хранилище, , по сути, достаточно длинное, чтобы мозг зарегистрировал и начал обрабатывать информацию . Сенсорная память может удерживать визуальную информацию примерно на полсекунды и слуховую информацию в течение нескольких секунд. В отличие от других когнитивных процессов, кажется, что сенсорная память не меняется с младенчества (Siegler, 1998). Однако без способности кодировать информацию она быстро исчезает из сенсорной памяти (Papalia et al., 2008). По мере того, как дети и подростки становятся более способными к кодированию, они могут больше использовать информацию, доступную им в сенсорной памяти.

Нас постоянно засыпают сенсорной информацией. Мы не можем поглотить все это или даже большую часть. Более того, большая часть из них не влияет на нашу жизнь. Например, во что был одет ваш профессор на последнем уроке? Пока профессор была одета соответствующим образом, неважно, во что она была одета. Сенсорную информацию о видах, звуках, запахах и даже текстурах, которые мы не считаем ценной информацией, мы отбрасываем. Если мы считаем что-то ценным, информация переместится в нашу систему кратковременной памяти.

Одно исследование сенсорной памяти исследовало значение ценной информации для хранения краткосрочной памяти. Дж. Р. Струп обнаружил феномен памяти в 1930-х годах: вам будет легче назвать цвет, если он будет напечатан в этом цвете, что называется эффектом Струпа. Другими словами, слово «красный» будет называться быстрее, независимо от цвета, в котором оно появляется, чем любое слово, окрашенное в красный цвет. Проведите эксперимент: назовите цвета слов, представленных на рисунке 3.8.3. Не читайте слова, а скажите цвет, которым напечатано слово. Например, увидев слово «желтый» зеленым шрифтом, вы должны сказать «зеленый», а не «желтый». Этот эксперимент веселый, но не такой простой, как кажется.

Рисунок 3.8.3 . Эффект Струпа описывает, почему нам сложно назвать цвет, когда слово и цвет слова различаются.

Кратковременная (рабочая) память

Кратковременная память (STM) , также называемая рабочей памятью , представляет собой систему временного хранения, которая обрабатывает входящую сенсорную память.Кратковременная память — это мост между информацией, полученной через сенсорную память, и более постоянным хранением информации в долговременной памяти. Информация, которая не перемещается из кратковременной памяти в долговременную, будет забыта. Кратковременная память также называется рабочей памятью, потому что это система, в которой происходит «работа» памяти. Если вы извлекаете информацию из своей долговременной памяти, вы переносите ее в свою рабочую память, где вы можете думать об этой информации.

Думайте о рабочей памяти как об информации, отображаемой на экране компьютера — документе, электронной таблице или веб-странице. Затем информация из этой системы памяти переходит в долговременную память (вы сохраняете ее на жесткий диск) или отбрасываете (вы удаляете документ или закрываете веб-браузер). Этот этап репетиции , сознательное повторение информации, которую необходимо запомнить, для перемещения STM в долговременную память, называется консолидацией памяти .

Вы можете спросить: «Сколько информации может обрабатывать наша память одновременно?» Чтобы изучить емкость и продолжительность вашей кратковременной памяти, попросите партнера прочитать строки случайных чисел (рисунок 3.8.4) вслух, начиная каждую строку со слов «Готовы?» и заканчивая каждое из них словами «Вспомните», после чего вы должны попытаться записать строку чисел по памяти.

Рисунок 3.8.4 . Проработайте эту серию чисел, используя описанное выше упражнение по вспоминанию, чтобы определить самую длинную строку цифр, которую вы можете сохранить.

Обратите внимание на самую длинную строку, на которой вы получили правильный ряд. Для большинства людей это будет близко к 7. Воспоминание несколько лучше для случайных чисел, чем для случайных букв (Jacobs, 1887), а также часто немного лучше для информации, которую мы слышим (акустическое кодирование), а не видим (визуальное кодирование) (Anderson , 1969).

Кратковременная или рабочая память часто требует сознательных усилий и адекватного использования внимания для эффективного функционирования. Как вы читали ранее, дети борются со многими аспектами внимания, и это значительно снижает их способность сознательно жонглировать несколькими фрагментами информации в памяти. Объем рабочей памяти — это количество информации, которое человек может удерживать в сознании, у маленьких детей меньше, чем у детей старшего возраста и взрослых. Типичный пятилетний ребенок может держать активным только четырехзначное число.Типичный взрослый и подросток могут удерживать в своей кратковременной памяти активным семизначное число. Емкость рабочей памяти увеличивается в среднем и позднем детстве, и исследования показали, что как увеличение скорости обработки, так и способность препятствовать поступлению в память нерелевантной информации способствуют большей эффективности рабочей памяти в этом возрасте (de Ribaupierre, 2002 ). Изменения в миелинизации и сокращении синапсов в коре, вероятно, являются причиной увеличения скорости обработки и способности отфильтровывать нерелевантные стимулы (Kail, McBride-chang, Ferrer, Cho, & Shu, 2013).

Кратковременная память может хранить информацию только на короткий период времени, без репетиций. Для обычного подростка или взрослого хранение длится около 20-30 секунд. Дети старшего возраста и взрослые используют умственные стратегии для улучшения памяти. Например, простая механическая репетиция может использоваться для сохранения информации в памяти. Маленькие дети часто не репетируют, если об этом не напомнили, а когда они репетируют, они часто не используют репетицию с кластеризацией. На репетиции кластеризации , человек репетирует предыдущий материал, добавляя дополнительную информацию.Если вам зачитывают список слов вслух, вы, вероятно, будете репетировать каждое слово так, как вы его слышите, вместе с любыми предыдущими словами, которые вам были даны. Маленькие дети будут повторять каждое слово, которое они слышат, но часто не могут повторить предыдущие слова в списке. В лонгитюдном исследовании 102 детей детского сада, проведенном Schneider, Kron-Sperl и Hunnerkopf (2009), большинство детей не использовали стратегию запоминания информации, что согласуется с результатами предыдущего исследования. В результате их производительность памяти снизилась по сравнению с их способностями, когда они стали старше и начали использовать более эффективные стратегии памяти.

Исполнительные функции

Изменения внимания и системы рабочей памяти также связаны с изменениями исполнительной функции. Исполнительная функция (ef) относится к процессам саморегулирования, таким как способность подавлять поведение или когнитивную гибкость, которые позволяют адаптивно реагировать на новые ситуации или достигать определенной цели. Навыки управляющих функций постепенно появляются в раннем детстве и продолжают развиваться в детстве и подростковом возрасте. Как и многие когнитивные изменения, созревание мозга, особенно префронтальной коры, наряду с опытом, влияет на развитие навыков управляющих функций.Ребенок, чьи родители более отзывчивы и отзывчивы, использует строительные леса, когда ребенок пытается решить проблему, и который создает для ребенка стимулирующую когнитивную среду среду, демонстрирует более высокие навыки исполнительной функции (Fay-Stammbach, Hawes & Meredith, 2014). Например, скаффолдинг положительно коррелировал с большей когнитивной гибкостью в двухлетнем возрасте и тормозящим контролем в четырехлетнем возрасте (Bibok, Carpendale & Müller, 2009).

СТМ и обучение

Люди различаются по способностям памяти, и эти различия позволяют прогнозировать академическую успеваемость (Prebler, Krajewski, & Hasselhorn, 2013).Дети с нарушением обучаемости по математике и чтению часто имеют проблемы с рабочей памятью (Alloway, 2009). Им может быть сложно следовать указаниям в задании. Когда задача требует нескольких шагов, дети с плохой рабочей памятью могут пропустить шаги, потому что они могут потерять представление о том, где они находятся в задаче. Взрослым, работающим с такими детьми, может потребоваться общение: использование более знакомой лексики, использование более коротких предложений, более частое повторение инструкций по выполнению задач и разбиение более сложных задач на более мелкие, более управляемые шаги.Некоторые исследования также показали, что более интенсивная тренировка стратегий рабочей памяти, таких как разбиение на части, помогает улучшить емкость рабочей памяти у детей с плохой рабочей памятью (Alloway, Bibile, & Lau, 2013).

Долговременная память

Долговременная память (LTM) — это непрерывное хранилище информации. В отличие от кратковременной памяти емкость LTM не имеет реальных ограничений. Он включает в себя все, что вы можете вспомнить, что произошло больше, чем несколько минут назад, и все, что вы можете вспомнить, что произошло дни, недели и годы назад.По аналогии с компьютером информация в вашем LTM будет похожа на информацию, которую вы сохранили на жестком диске. Его нет на вашем рабочем столе (в вашей краткосрочной памяти), но вы можете получить эту информацию, когда захотите, по крайней мере, большую часть времени. Не все долговременные воспоминания — это сильные воспоминания. Некоторые воспоминания можно вызвать только с помощью подсказок. Например, вы можете легко вспомнить факт — «Какая столица Соединенных Штатов?» — или процедуру — «Как вы ездите на велосипеде?» — но вы можете с трудом вспомнить название ресторана, в котором вы ужинали. когда вы были в отпуске во Франции прошлым летом.Подсказка, например, что ресторан назван в честь своего владельца, который рассказывал вам о ваших общих интересах в футболе, может помочь вам вспомнить название ресторана.

Долговременная память делится на два типа: явная и неявная (рисунок 3.8.5). Понимание различных типов важно, потому что возраст человека или определенные типы травм или расстройств головного мозга могут оставить одни типы LTM нетронутыми, но иметь катастрофические последствия для других типов. Явные воспоминания, также называемые декларативными воспоминаниями, — это те, которые мы сознательно пытаемся запомнить и вспомнить.Например, если вы готовитесь к экзамену по химии, материал, который вы изучаете, будет частью вашей явной памяти. (Примечание: иногда, но не всегда, термины явная память и декларативная память используются как синонимы.)

Неявные воспоминания, также называют недекларативными воспоминаниями, — это воспоминания, которые не являются частью нашего сознания. Это воспоминания, сформированные из поведения. Неявная память также называется недекларативной памятью.

Рисунок 3.8,5 . Есть два компонента долговременной памяти: явная и неявная. Явная память включает эпизодическую и семантическую память. Неявная память включает в себя процедурную память и вещи, полученные в результате обусловливания.

Процедурная память — это тип неявной памяти: в ней хранится информация о том, как что-то делать. Это память на умелые действия, например, как чистить зубы, как водить машину, как плавать ползанием (вольным стилем). Если вы учитесь плавать вольным стилем, вы практикуете гребок: как двигать руками, как поворачивать голову, чтобы попеременно дышать из стороны в сторону, и как бить ногами.Вы будете практиковать это много раз, пока не станете в этом хорошо. Как только вы научитесь плавать вольным стилем и ваше тело научится двигаться в воде, вы никогда не забудете, как плавать вольным стилем, даже если вы не плаваете пару десятилетий. Точно так же, если вы представите опытного гитариста с гитарой, даже если он не играл в течение длительного времени, он все равно сможет играть достаточно хорошо.

Явная или декларативная память связана с хранением фактов и событий, которые мы лично пережили.Явная (декларативная) память состоит из двух частей: семантической памяти и эпизодической памяти. Семантика означает отношение к языку и знанию языка. Примером может быть вопрос: «Что означает аргументативный ?» В нашей семантической памяти хранится — это знания о словах, концепциях, а также языковые знания и факты. Например, в вашей семантической памяти хранятся ответы на следующие вопросы:

  • Кто был первым президентом Соединенных Штатов?
  • Что такое демократия?
  • Какая самая длинная река в мире?

Эпизодическая память — это информация о событиях, которые мы пережили лично.Концепция эпизодической памяти была впервые предложена около 40 лет назад (Tulving, 1972). С тех пор Тулвинг и другие исследовали научные доказательства и переформулировали теорию. В настоящее время ученые считают, что эпизодическая память — это память о событиях в определенных местах в определенное время, о том, что, где и когда произошло (Tulving, 2002). Это включает в себя вспоминание визуальных образов, а также ощущение близости (Hassabis & Maguire, 2007).

Компонент эпизодической памяти — это автобиографическая память, или наш личный рассказ.Подростки и взрослые редко вспоминают события первых лет жизни. Мы называем этот нормальный опыт детской амнезией. Другими словами, нам не хватает автобиографических воспоминаний о нашем опыте младенчества, малыша и очень маленького дошкольника. Возникновению автобиографической памяти способствуют несколько факторов, в том числе созревание мозга, улучшение языка, возможность поговорить об опыте с родителями и другими людьми, развитие теории разума и репрезентация «я» (Nelson & Fivush, 2004).Двухлетние дети действительно помнят фрагменты личного опыта, но они редко бывают связными описаниями прошлых событий (Nelson & Ross, 1980). В возрасте от 2 до 2,5 лет дети могут предоставить больше информации о прошлом опыте. Однако эти воспоминания требуют значительного подталкивания взрослых (Nelson & Fivush, 2004). В течение следующих нескольких лет у детей будут формироваться более подробные автобиографические воспоминания и они будут больше размышлять о прошлом.

Получение

Итак, вы много работали над кодированием (с помощью сложной обработки) и сохранением важной информации для предстоящего выпускного экзамена.Как вернуть эту информацию из хранилища, когда она вам понадобится? Акт извлечения информации из памяти и обратно в сознание известен как поиск . Этот процесс будет похож на поиск и открытие бумаги, которую вы ранее сохранили на жестком диске вашего компьютера. Теперь он снова на вашем рабочем столе, и вы снова можете с ним работать. Наша способность извлекать информацию из долговременной памяти жизненно важна для нашего повседневного функционирования. Вы должны уметь извлекать информацию из памяти, чтобы делать все: от знания того, как чистить волосы и зубы, до вождения на работу, до знания того, как выполнять свою работу, когда вы доберетесь туда.

Видео 3.8.6. Retrieval Cues обсуждает, как cues запрашивает извлечение памяти.

Есть три способа получить информацию из систем долговременной памяти: вызов, распознавание и повторное обучение. Вспомните — это то, о чем мы чаще всего думаем, когда говорим об извлечении из памяти: это означает, что вы можете получить доступ к информации без подсказок. Например, вы можете использовать отзыв для эссе. Распознавание происходит, когда вы идентифицируете информацию, которую вы узнали ранее, после повторной встречи с ней.Это включает в себя процесс сравнения. Когда вы проходите тест с несколькими вариантами ответов, вы полагаетесь на признание, которое поможет вам выбрать правильный ответ. Другой пример. Допустим, вы закончили среднюю школу десять лет назад и вернулись в свой родной город на 10-летнюю встречу. Возможно, вы не сможете вспомнить всех своих одноклассников, но многих из них вы узнаете по фотографиям из ежегодника.

Видео 3.8.7. Свободный вызов, отзыв и распознавание обсуждает различные способы извлечения информации из долговременной памяти.

Третья форма поиска — это повторное обучение , и это так, как кажется. Это включает в себя изучение информации, которую вы усвоили ранее. Уитни изучала испанский язык в средней школе, но после школы у нее не было возможности говорить по-испански. Уитни сейчас 31 год, и ее компания предложила ей работать в их офисе в Мехико. Чтобы подготовиться, она записывается на курсы испанского в местном общественном центре. Она удивлена ​​тем, как быстро она может выучить язык после 13 лет, когда не говорила на нем; это пример переобучения.

В среднем детстве и подростковом возрасте молодые люди могут узнавать и запоминать больше благодаря улучшениям в том, как они обращают внимание и хранят информацию. По мере того, как люди узнают больше о мире, они разрабатывают больше категорий для понятий и изучают более эффективные стратегии хранения и извлечения информации. Одна из важных причин заключается в том, что у них по-прежнему появляется больше опыта, на котором можно связать новую информацию. Другими словами, их база знаний , , знания в определенных областях, которые упрощают изучение новой информации , расширяются (Berger, 2014).

Когнитивный контроль

Как отмечалось ранее, управляющие функции, такие как внимание, увеличение рабочей памяти и когнитивная гибкость, неуклонно улучшаются с раннего детства. Исследования показали, что в подростковом возрасте исполнительная функция очень хорошо развита. Однако саморегулирование , , или способность управлять импульсами, все же может дать сбой. Нарушение саморегуляции особенно актуально при высоком стрессе или повышенных требованиях к психическим функциям (Luciano & Collins, 2012).В то время как высокий стресс или потребность могут истощить даже саморегулирующие способности взрослого, неврологические изменения в мозге подростка могут сделать подростков особенно склонными к принятию более рискованных решений в этих условиях.

Индуктивное и дедуктивное мышление

Индуктивное рассуждение возникает в детстве и представляет собой тип рассуждений, который иногда называют «восходящей обработкой», в котором конкретные наблюдения или конкретные комментарии авторитетных лиц могут использоваться для получения общих выводов.Однако в индуктивных рассуждениях достоверность информации, на основе которой был сделан общий вывод, не гарантирует точности этого вывода. Например, ребенок, который видел гром только в летние дни, может сделать вывод, что гром только летом. Напротив, дедуктивное рассуждение , иногда называемое «нисходящей обработкой», возникает в подростковом возрасте. Этот тип рассуждений начинается с некоего всеобъемлющего принципа и на его основе предлагает конкретные выводы. Дедуктивное рассуждение гарантирует точный вывод, если посылки, на которых оно основано, верны.

Рисунок 3.8.6. Модели индуктивного и дедуктивного рассуждений.

Интуитивное мышление против аналитического

Когнитивные психологи часто называют интуитивное и аналитическое мышление «моделью двойного процесса» — представлением о том, что у людей есть две различные сети для обработки информации (Albert & Steinberg, 2011). Интуитивное мышление автоматическое, бессознательное и быстрое (Канеман, 2011), более эмпирическое и эмоциональное. Напротив, Аналитическая мысль преднамеренная, сознательная и рациональная.Хотя эти системы взаимодействуют, они различны (Kuhn, 2013). Интуитивное мышление проще и чаще используется в повседневной жизни. Его также чаще используют дети и подростки, чем взрослые (Klaczynski, 2001). Скорость подросткового мышления, наряду с созреванием лимбической системы, может сделать подростков более склонными к эмоциональному, интуитивному мышлению, чем взрослые.

Критическое мышление

По данным Bruning et al. (2004), в сфере образования США ведутся споры о том, должны ли школы учить учеников тому, что думать или как думать. Критическое мышление , или подробное изучение убеждений, образа действий и доказательств включает в себя обучение детей тому, как думать. Цель критического мышления — оценивать информацию таким образом, чтобы помочь нам принимать обоснованные решения. Критическое мышление предполагает лучшее понимание проблемы путем сбора, оценки и отбора информации, а также путем рассмотрения множества возможных решений. Эннис (1987) выделил несколько навыков, полезных для критического мышления. К ним относятся: анализ аргументов, уточнение информации, оценка достоверности источника, вынесение оценочных суждений и принятие решения о действии.Метапознание необходимо для критического мышления, потому что оно позволяет нам размышлять над информацией при принятии решений.

По мере взросления детей в среднем и позднем детстве и в подростковом возрасте они лучше понимают, насколько хорошо они выполняют задание и уровень сложности задания. По мере того, как они становятся более реалистичными в отношении своих способностей, они могут адаптировать стратегии обучения для удовлетворения этих потребностей. Маленькие дети уделяют неважному аспекту проблемы столько же времени, сколько и главному, в то время как старшие дети начинают учиться расставлять приоритеты и оценивать, что важно, а что нет.В результате у них развивается метапознание. Метапознание относится к имеющимся у нас знаниям о нашем мышлении и нашей способности использовать это понимание для регулирования наших когнитивных процессов (Bruning, Schraw, Norby, & Ronning, 2004).

Бьорклунд (2005) описывает прогрессию развития в приобретении и использовании стратегий памяти. Такие стратегии часто отсутствуют у детей младшего возраста, но их частота увеличивается по мере того, как дети учатся в начальной школе. Примеры стратегий запоминания включают в себя повторение информации, которую вы хотите вспомнить, визуализацию и систематизацию информации, создание рифм, таких как «i» перед «e», за исключением «c», или придумывание сокращений, таких как «ROYGBIV», чтобы запомнить цвета радуга.Schneider, Kron-Sperl и hünnerkopf (2009) сообщили о неуклонном увеличении использования стратегий памяти в возрасте от шести до десяти лет в своем лонгитюдном исследовании (см. Таблицу 3.8.1). Более того, к десяти годам многие дети использовали две или более стратегии памяти, чтобы помочь им вспомнить информацию. Шнайдер и его коллеги обнаружили, что в каждом возрасте существуют значительные индивидуальные различия в использовании стратегий и что дети, которые использовали больше стратегий, имели лучшую память, чем их сверстники того же возраста.

Таблица 3.8.1. Процент детей, которые не использовали какие-либо стратегии памяти, по возрасту.

Человек может испытывать три недостатка в использовании стратегий памяти. Недостаток посредничества возникает, когда человек не понимает стратегии, которой его обучают, и, следовательно, не получает выгоды от ее использования. Если вы не понимаете, почему использование аббревиатуры может быть полезно или как создать аббревиатуру, эта стратегия вряд ли вам поможет. При производственном дефиците , человек не использует стратегию памяти спонтанно, и его нужно побуждать к этому.В этом случае человек знает стратегию и более чем способен ее использовать, но он не может «произвести» стратегию самостоятельно. Например, ребенок может знать, как составить список, но может не делать этого, чтобы вспомнить, что взять с собой на семейный отдых. Дефицит использования относится к человеку, использующему соответствующую стратегию, но не способствующий повышению их производительности. Дефицит использования является обычным явлением на ранних этапах обучения новой стратегии памяти (Schneider & Pressley, 1997; miller, 2000).Пока использование стратегии не станет автоматическим, это может замедлить процесс обучения, поскольку пространство в памяти занимает сама стратегия. Вначале дети могут расстраиваться, потому что их память может казаться хуже, когда они пытаются использовать новую стратегию. Как только дети научатся использовать эту стратегию, их память улучшится. Содиан и Шнайдер (1999) обнаружили, что новые стратегии памяти, приобретенные до восьмилетнего возраста, часто демонстрируют недостаточное использование, при этом наблюдается постепенное улучшение использования ребенком стратегии.Напротив, стратегии, приобретенные после этого возраста, часто следовали принципу «все или ничего», в котором улучшение было не постепенным, а резким.

Как работает компьютер?

Компьютер — это машина, состоящая из аппаратных и программных компонентов. Компьютер получает данные через устройство ввода на основе заданных ему инструкций и после обработки данных отправляет их обратно через устройство вывода. Как это работает вместе, чтобы компьютер работал?

Устройства ввода компьютера могут зависеть от типа компьютера, с которым мы имеем дело, но чаще всего мы обнаруживаем, что на компьютере установлены мышь, клавиатура, сканер или даже приложения (программное обеспечение).После получения данных центральный процессор (ЦП) вместе с другими компонентами берет на себя и обрабатывает предоставленную информацию. Как только данные будут готовы, они будут отправлены обратно через устройство вывода, которым может быть монитор, динамик, принтер, порты и т. Д.

Чтобы лучше представить себе, как работает компьютер, знание того, что внутри, облегчит задачу. Вот основные компоненты компьютера:

  • CPU — или центральный процессор, считается самым важным компонентом компьютера и не зря.Он обрабатывает большинство операций, которые заставляют его функционировать, путем обработки инструкций и передачи сигналов другим компонентам. ЦП — это главный мост между всеми основными частями компьютера.
  • RAM — Оперативная память, или сокращенно ОЗУ, — это компьютерный компонент, в котором данные, используемые операционной системой и программными приложениями, хранятся, чтобы ЦП мог их быстро обработать. Все, что хранится в ОЗУ, теряется при выключении компьютера. В зависимости от приложений, которые вы используете, обычно существует максимальный предел оперативной памяти, необходимый для правильной работы компьютера.
  • HDD — Также известный как жесткий диск, это компонент, в котором хранятся фотографии, приложения, документы и т. Д. Хотя они все еще используются, у нас есть гораздо более быстрые типы устройств хранения, такие как твердотельные накопители (SSD), которые также более надежны.
  • Материнская плата — У этого компонента нет аббревиатуры, но без него не может быть компьютера. Материнская плата служит домом для всех остальных компонентов, позволяет им общаться друг с другом и дает им энергию для работы.Есть компоненты, которые не требуют физического подключения к материнской плате для работы, такие как Bluetooth или Wi-Fi, но, если нет соединения или какого-либо сигнала, компьютер не узнает об этом.
  • Видео и звуковые карты — Два компонента, которые помогают пользователю взаимодействовать с компьютером. Хотя можно использовать компьютер с отсутствующей звуковой картой, на самом деле невозможно использовать его без видеокарты. Звуковая карта используется в основном для воспроизведения звука через динамик.Однако для отправки изображений на экран используется видеокарта. Без него это все равно, что смотреть на пустой монитор.
  • Сетевой адаптер — Хотя на самом деле он не требуется для работы с компьютером, сетевой адаптер улучшает взаимодействие с пользователем, поскольку обеспечивает доступ к Интернету. Современные компьютеры с такими операционными системами, как Windows 10, не будут предлагать пользователю все свои функции без подключения к Интернету.

Если у вас возникли проблемы с какими-либо внутренними или внешними компонентами вашего компьютера, не стесняйтесь обращаться к Geeks on Site.Наши опытные специалисты готовы помочь вам с любыми проблемами с компьютером и часто могут сделать это удаленно, проведя вас через несколько шагов, чтобы предоставить им доступ к вашему компьютеру.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Theme: Overlay by Kaira Extra Text
Cape Town, South Africa