Виды технических средств обучения и их характеристики

       Компактность  акустических систем заставляет конструкторов применять инновационные, нестандартные решения. Например, музыкальный центр Panasonic 5C-CH 150 (СН 170) имеет систему низкочастотных громкоговорителей с акустической воздушной связью в виде двухкамерного устройства типа Kelton, позволяющего распределить звуковое давление по двум камерам для подъема низких звуков, и оригинальное управление обратной связью, подчеркивающее естественность воспроизводимого звучания. Все это называется Active Air Coupling.

             Видеомагнитофон - устройство, предназначенное для магнитной записи и воспроизведения изображения и звука. Видеоплеером называют видеомагнитофон, не имеющий дисплейной панели для контроля его работы. Например, на видеоплеере нельзя определить, сколько метров промотали или сколько времени прошло от начала фрагмента воспроизведения. Видеоплеер может не обеспечивать записи информации на пленку, тогда его называют «непишущий».

Моноблоком  называют видеомагнитофон, встроенный в телевизор. В основе методов магнитной записи звука и видеозаписи лежит один и тот же принцип намагничивания носителя. Но запись звуковых сигналов существенно отличается от видеозаписи тем, что их диапазон значительно уже диапазона телевизионного сигнала. Если диапазон звукового сигнала лежит в пределах 20-20 000 Гц, то высококачественная запись телевизионных сигналов требует полосы от 50 Гц до 6,0 МГц. Кроме того, телевизионный сигнал сложнее по своей структуре. В него входят собственно сигнал изображения (информация о яркости отдельных элементов изображения), сигнал импульсов строчной и кадровой синхронизации, строчные и кадровые гасящие импульсы, звуковой сигнал, а также постоянная составляющая, которая определяет среднюю яркость изображения.

       По  назначению видеомагнитофоны разделяют  на бытовые (рассчитаны на массового потребителя), профессиональные (предназначены для работы на телецентрах - студийные или в установках для репортажа) и полупрофессиональные (предназначены для работы в замкнутых телевизионных системах в научно-исследовательских лабораториях, учебных, медицинских и других учреждениях).

       В школе учитель с помощью видеомагнитофона может не только записывать транслируемые  по телевидению передачи, но и самостоятельно и исключительно оперативно готовить (снимать) собственные учебные программы.

       Видеопроигрыватель дисков - устройство, которое вместе с телевизором может воспроизводить (в зависимости от функций) CD- и DVD-диски.

       Появилась сверхсовременная цифровая видеосъемка. Цифровая видеозапись передает мельчайшие нюансы благодаря высокому разрешению изображения и динамичному звуку. Объект съемки выбирается через окошко встроенного в камеру видеоискателя, изображение запоминается мгновенно. Отснятые кадры можно тут же продемонстрировать аудитории на имеющемся мониторе, если аудитория небольшая. Для большей аудитории ее подсоединяют к ЖК-проектору или к телевизору. Через встроенные видео- и аудиовидеовыходы можно проецировать изображение на большой экран.

2.4. Компьютер как современное техническое средство обработки информации

       На разных этапах развития техники и технологии были приняты следующие названия для компьютеров: арифметическо-логическое устройство (АЛУ), программируемое электронно-вычислительное устройство (ПЭВМ или ЭВМ), компьютер.

       Создание  электронно-вычислительных машин (ЭВМ) в середине XX в. можно отнести к числу самых выдающихся достижений в истории человечества. ЭВМ в значительной степени расширили интеллектуальные возможности человека и за сравнительно короткий срок (немногим более 50 лет) превратились в один из определяющих факторов научно-технического прогресса. Широкое применение компьютеров способствует появлению новых методов познания законов природы, их использованию в практической деятельности и, следовательно, превращению науки в производительную силу общества. На протяжении трех последних десятилетий вычислительная техника все стремительнее и шире охватывает различные сферы человеческой деятельности.

       Чтобы судить о возможностях ЭВМ, их принято  разделять на группы по определенным признакам, т.е. классифицировать. Сравнительно недавно классифицировать ЭВМ по различным признакам не составляло большого труда. Однако с развитием технологии производства ЭВМ классифицировать их стало все более затруднительно, ибо стирались грани между такими важными характеристиками, как производительность, емкость внутренней и внешней памяти, габариты, вес, энергопотребление и др. Например, персональный компьютер, для размещения которого достаточно стола, имеет практически такие же возможности и технические характеристики, как и довольно совершенная в недавнем прошлом ЭВМ Единой системы (ЕС), занимающая машинный зал в сотни квадратных метров.

       Классификацию вычислительных машин по таким показателям, как габариты и производительность, можно представить следующим  образом:

1) сверхпроизводительные ЭВМ и системы (суперЭВМ);

2) большие  ЭВМ (универсальные ЭВМ общего  назначения);

3) средние  ЭВМ;

4) малые,  или мини-ЭВМ;

5) микроЭВМ;

6) персональные  компьютеры;

7) переносные  компьютеры;

8) микрокомпьютеры.

       Устройство и принципы действия компьютера

       Один  из выдающихся математиков нашего столетия Джон фон Нейман разработал принципы построения логической системы вычислительной машины, способной использовать гибкую запоминаемую программу, которую можно  было бы изменять, не перестраивая всей схемы машины. В соответствии с принципами фон Неймана для работы компьютера необходимы следующие устройства:

1) арифметическо-логическое устройство, выполняющее арифметические и логические операции (АЛУ);

2) устройство управления, которое организует процесс выполнения программ (УУ);

3) запоминающее устройство, или память, для хранения программ и данных (ЗУ);

4) внешние устройства для ввода-вывода информации (УВВ);

5) пульт управления (ПУ).

       Память  компьютера должна состоять из некоторого количества пронумерованных ячеек, в каждой из которых могут находиться или обрабатываемые данные, или инструкции программ. Все ячейки памяти должны быть одинаково легкодоступны для других устройств компьютера

       В общих чертах работу компьютера можно  описать так. Вначале с помощью  какого-либо внешнего устройства в память компьютера вводится программа. Устройство управления считывает содержимое ячейки памяти, где находится первая инструкция (команда) программы, и организует ее выполнение. Эта команда может задавать выполнение арифметических или логических операций, чтение из памяти данных для этих операций или запись их результатов в память, ввод данных из внешнего устройства в память или вывод данных из памяти на внешнее устройство.

       Как правило, после выполнения одной  команды устройство управления начинает выполнять команду из ячейки памяти, которая находится непосредственно за только что выполненной командой. Однако этот порядок может быть изменен с помощью команд передачи управления (перехода). Эти команды указывают устройству управления, что ему следует продолжить выполнение программы, начиная с команды, содержащейся в некоторой другой ячейке памяти. Такой «скачок», или переход, в программе может выполняться не всегда, а только при выполнении некоторых условий, например, если некоторые числа равны, если в результате предыдущей арифметической операции получился нуль и т.д. Это позволяет использовать одни и те же последовательности команд в программе много раз (организовывать циклы), выполнять различные последовательности команд в зависимости от определенных условий и т.д., т.е. создавать сложные программы.

       Таким образом, управляющее устройство выполняет  инструкции программы автоматически, без вмешательства человека. Оно  может обмениваться информацией  с оперативной памятью и внешними устройствами компьютера. Поскольку внешние устройства работают значительно медленнее, чем остальные части компьютера, управляющее устройство может приостанавливать выполнение программы до завершения операции ввода-вывода с внешним устройством. Все результаты выполненной программы должны быть ею выведены на внешние устройства компьютера, после чего компьютер переходит к ожиданию каких-либо сигналов внешних устройств.

       Процессор, или микропроцессор, является основным устройством ЭВМ и представляет собой функционально законченное устройство обработки информации. Он предназначен для выполнения вычислений по хранящейся в запоминающем устройстве программе и обеспечения общего управления ЭВМ. Быстродействие ЭВМ в значительной мере определяется скоростью работы процессора. Для ее увеличения процессор использует собственную память небольшого объема, именуемую местной, или сверхоперативной, что в некоторых случаях исключает необходимость обращения к запоминающему устройству ЭВМ.

       Внутренняя, или основная, память - это запоминающее устройство, напрямую связанное с процессором и предназначенное для хранения выполняемых программ и данных, непосредственно участвующих в вычислениях. Обращение к внутренней памяти ЭВМ осуществляется с высоким быстродействием, но она имеет ограниченный объем, определяемый системой адресации машины.

       Внутренняя  память, в свою очередь, делится на оперативную (ОЗУ) и постоянную (ПЗУ) память.

       Постоянная  память обеспечивает хранение и выдачу информации. В отличие от содержимого оперативной памяти содержимое постоянной заполняется при изготовлении ЭВМ и не может быть изменено в обычных условиях эксплуатации. В постоянной памяти хранятся часто используемые (универсальные) программы и данные, к примеру, некоторые программы операционной системы, программы тестирования оборудования ЭВМ и др. При выключении питания содержимое постоянной памяти сохраняется. Как правило, эти данные не могут быть изменены, выполняемые на компьютере программы могут только их считывать. Такой вид памяти обычно называется ROM (read only memory - память только для чтения), или ПЗУ (постоянное запоминающее устройство). Поскольку большая часть этих программ связана с обслуживанием ввода-вывода, эту память называют ROM BIOS (Basic Input-Output System -базовая система ввода-вывода).

       Оперативная память, по объему составляющая большую часть внутренней памяти, служит для приема, хранения и выдачи информации. При выключении питания ЭВМ содержимое оперативной памяти в большинстве случаев теряется.

       От  количества установленной в компьютере оперативной памяти напрямую зависит, с какими программами можно на нем работать. При недостаточном количестве оперативной памяти многие программы либо вовсе не будут работать, либо станут работать крайне медленно.

       Еще один вид памяти в IBM PC-совместимых компьютерах -это видеопамять, т. е. память, используемая для хранения изображения, выводимого на экран монитора. Эта память обычно входит в состав видеоконтроллера - электронной схемы, управляющей выводом изображения на экран монитора.

       Внешняя память (ВЗУ) предназначена для размещения больших объемов информации и обмена ею с оперативной памятью. Для построения внешней памяти используют энергонезависимые носители информации (диски и ленты), которые к тому же являются переносными. Емкость этой памяти практически не имеет ограничений, а для обращения к ней требуется больше времени, чем ко внутренней.

         Устройства последовательного доступа используются в основном для резервирования информации.

       Устройства  ввода-вывода служат соответственно для ввода информации в машину и вывода из нее, а также для обеспечения общения пользователя с машиной. Процессы ввода-вывода протекают с использованием внутренней памяти. Иногда устройства ввода-вывода называют периферийными, или внешними, устройствами. К ним относятся, в частности, дисплеи (мониторы), клавиатура, манипуляторы, печатающие устройства (принтеры), графопостроители, сканеры, звуковые колонки и др.

       Монитор принимает изображение от системного блока. Его экран является рабочим полем. С помощью клавиатуры в компьютер вводятся любой текст, символы, подаются команды и осуществляется управление работой компьютера. Мышь - средство управления курсором на экране монитора.

       Программы, работающие на компьютере, можно разделить  на три категории:

1) прикладные программы, непосредственно обеспечивающие выполнение необходимых пользователям работ: редактирование текстов, рисование картинок, обработку информационных массивов и т. д.;

2) системные программы, выполняющие различные вспомогательные функции, например создание копий используемой информации, проверку работоспособности устройств компьютера и т. д.;