1-блог) 1.Классификация ЭВМ по назначению

По назначению ЭВМ можно разделить на три группы: универсальные (общего назначения), проблемно-ориентированные и специализированные. Универсальные ЭВМ предназначены для решения самых различных инженерно-технических задач: экономических, математических, информационных и других задач, отличающихся сложностью алгоритмов и большим объемом обрабатываемых данных. Они широко используются в вычислительных центрах коллективного пользования и в других мощных вычислительных комплексах.Характерными чертами универсальных ЭВМ является: высокая производительность; разнообразие форм обрабатываемых данных: двоичных, десятиричных, символьных, при большом диапазоне их изменения и высокой степени их представления; обширная номенклатура выполняемых операций, как арифметических, логических, так и специальных; большая емкость оперативной памяти; развитая организация системы ввода-вывода информации, обеспечивающая подключение разнообразных видов внешних устройств. Проблемно-ориентированные ЭВМ служат для решения более узкого круга задач, связанных, как правило, с управлением технологическими объектами; регистрацией, накоплением и обработкой относительно небольших объемов данных; выполнением расчетов по относительно несложным алгоритмам; они обладают ограниченными по сравнению с универсальными ЭВМ аппаратными и программными ресурсами. К проблемно-ориентированным ЭВМ можно отнести, в частности, всевозможные управляющие вычислительные комплексы. Специализированные ЭВМ используются для решения узкого круга задач или реализации строго определенной группы функций. Такая узкая ориентация ЭВМ позволяет четко специализировать их структуру, существенно снизить их сложность и стоимость при сохранении высокой производительности и надежности их работы. К специализированным ЭВМ можно отнести, например, программируемые микропроцессоры специального назначения; адептеры и контроллеры, выполняющие логические функции управления отдельными несложными техническими устройствами согласования и сопряжения работы узлов вычислительных систем.К таким компьютерам также относятся, например, бортовые компьютеры автомобилей, судов, самолетов, космических аппаратов. Бортовые компьютеры управляют средствами ориентации и навигации, осуществляют контроль за состоянием бортовых систем, выполняют некоторые функции автоматического управления и связи, а также большинство функций оптимизации параметров работы объекта (например, оптимизацию расхода топлива объекта в зависимости от конкретных условий движения). Специализированные мини-ЭВМ, ориентированные на работу с графикой, называют графическими станциями. Специализированные компьютеры, объединяющие компьютеры предприятия в одну сеть, называют файловыми серверами. Компьютеры, обеспечивающие передачу информации между различными участниками всемирной компьютерной сети, называют сетевыми серверами. Во многих случаях с задачами специализированных компьютерных систем могут справляться и обычные универсальные компьютеры, но считается, что использование специализированных систем все-таки эффективнее. Критерием оценки эффективности выступает отношение производительности оборудования к величине его стоимости.

1-блог) 2.Технология устройства компьютера.Основные и дополнительные устройства.

Основные устройства компьютера1)Системный блок2)Клавиатура, мышь3)Монитор

Принтер (print - печатать) – устройство для вывода на печать текстовой и графической информации. Принтеры, как правило, работают с бумагой формата А4 или А3. Наиболее распространены на сегодняшний день лазерные и струйные принтеры, матричные принтеры уже вышли из обихода.

В матричных принтерах печатающая головка состояла из ряда тонких металлических иголок, которые при движении вдоль строки в нужный момент ударяли через красящую ленту, и тем самым обеспечивали формирование символов и изображения. Матричные принтеры обладали низкими скоростью и качеством печати.

В струйных принтерах краска под давлением выбрасывается из отверстий (сопел) в печатающей головке и затем прилипает к бумаге. При этом формирование изображения происходит как бы из отдельных точек - "клякс". Для струйных принтеров характерна высокая стоимость расходных материалов.

В лазерных принтерах луч лазера, пробегая по барабану, электризует его, а наэлектризованный барабан притягивает частицы сухой краски, после чего изображение переносится с барабана на бумагу. Далее лист бумаги проходит через тепловой барабан и под действием тепла краска фиксируется на бумаге. Лазерные принтеры обладают высокими скоростью и качеством печати.

Плоттер (графопостроитель) – устройство для вывода на бумагу больших рисунков, чертежей и другой графической информации. Плоттер может выводить графическую информацию на бумагу формата А2 и больше. Конструктивно в нем может использоваться или барабан рулонной бумаги, или горизонтальный планшет.

Сканер (scanner) – устройство, позволяющее вводить в компьютер графическую информацию. Сканер при движении по картинке (лист текста, фотография, рисунок) преобразует изображение в числовой формат и отображает его на экране. Затем эту информацию можно обработать с помощью компьютера.

Манипулятор мышь (mouse) – устройство, облегчающее ввод информации в компьютер.

Дисковод CD-ROM – устройство для чтения информации, записанной на лазерных компакт-дисках (CD ROM – Compact Disk Read Only Memory, что в переводе означает компакт-диск с памятью только для чтения). На компакт-дисках можно хранить большое количество информации (до 650 Мбайт). Такие диски используются для хранения справочной информации, больших энциклопедий, баз данных, музыки, видеоинформации и т.д.

Основной показатель для дисковода CD-ROM – это скорость считывания информации с компакт-диска.

Дисковод DVD является дальнейшим развитием лазерных технологий. В нем применяется усовершенствованная технология использования лазерного луча для записи и чтения информации с компакт-дисков. Аббревиатура DVD означает Digital Video Disk (цифровой видеодиск) или в другой трактовке - Digital Versatile Disk (цифровой многоцелевой диск).

В отличие от дисков CD-ROM диски DVD могут использовать для работы обе поверхности. Причем технология позволяет записывать на каждой из сторон два слоя данных.

1-блог) 3. системный блок компьютера,технологические особенности внутреннего устройства

Материнская плата — основная плата персонального компьютера. На ней разме-1 щаются:

процессор — основная микросхема, выполняющая большинство математических и логических операций;

микропроцессорный комплект (чипсет) — набор микросхем, управляющих работой внутренних устройств компьютера и определяющих основные функциональные возможности материнской платы;

шины — наборы проводников, по которым происходит обмен сигналами между внутренними устройствами компьютера;

оперативная память (оперативное запоминающее устройство, ОЗУ) — набор микросхем, предназначенных для временного хранения данных, когда компьютер включен;

ПЗУ (постоянное запоминающее устройство) — микросхема, предназначенная для длительного хранения данных, в том числе и когда компьютер выключен;

разъемы для подключения дополнительных устройств (слоты).

Устройства, входящие в состав материнской платы, рассмотрим отдельно.

Жесткий диск — основное устройство для долговременного хранения больших объемов данных и программ. На самом деле это не один диск, а группа соосных дисков, имеющих магнитное покрытие и вращающихся с высокой скоростью. Таким образом, этот «диск» имеет не две поверхности.

Над каждой поверхностью располагается головка, предназначенная для чтения-записи данных. При высоких скоростях вращения дисков (90-250 об/с) в зазоре между головкой и поверхностью образуется аэродинамическая подушка, и головка парит над магнитной поверхностью на высоте, составляющей несколько тысячных долей миллиметра. При изменении силы тока, протекающего через головку, происходит изменение напряженности динамического магнитного поля в зазоре, что вызывает изменения в стационарном магнитном поле ферромагнитных частиц, образующих покрытие диска. Так осуществляется запись данных на магнитный диск.

Операция считывания происходит в обратном порядке. Намагниченные частицы покрытия, проносящиеся на высокой скорости вблизи головки, наводят в ней ЭДС самоиндукции. Электромагнитные сигналы, возникающие при этом, усиливаются и передаются на обработку.

Управление работой жесткого диска выполняет специальное аппаратно-логическое устройство — контроллер жесткого диска. В прошлом оно представляло собой отдельную дочернюю плату, которую подключали к одному из свободных слотов материнской платы. В настоящее время функции контроллеров дисков частично интегрированы в сам жесткий диск, а частично выполняются микросхемами, входящими в микропроцессорный комплект (чипсет).

Информация на жестком диске может храниться годами, однако иногда требуется ее перенос с одного компьютера на другой. Несмотря на свое название, жесткий диск является весьма хрупким прибором, чувствительным к перегрузкам, ударам и толчкам. Теоретически, переносить информацию с одного рабочего места на другое путем переноса жесткого диска возможно, и в некоторых случаях так и поступают, но все-таки этот прием считается нетехнологичным, поскольку требует особой аккуратности и определенной квалификации.

Для оперативного переноса небольших объемов информации используют так называемые гибкие магнитные диски (дискеты), которые вставляют в специальный накопитель — дисковод. Приемное отверстие накопителя находится на лицевой панели системного блока. Правильное направление подачи гибкого диска отмечено стрелкой на его пластиковом кожухе.

Основными параметрами гибких дисков являются: технологический размер (измеряется в дюймах), плотность записи (измеряется в кратных единицах) и полная емкость.

Первый компьютер IBM PC (родоначальник платформы) был выпущен в 1981 году. К нему можно было подключить внешний накопитель, использующий односторонние гибкие диски диаметром 5,25 дюйма. Емкость диска составляла 160 Кбайт. В следующем году появились аналогичные двусторонние диски емкостью 320 Кбайт. Начиная с 1984 года выпускались гибкие диски 5,25 дюйма высокой плотности (1,2 Мбайт). В наши дни диски размером 5,25 дюйма не используются, так что производство и применение соответствующих дисководов практически прекратилось с середины 90-х годов.

Гибкие диски размером 3,5 дюйма выпускают с 1980 года. Односторонний диск обычной плотности имел емкость 180 Кбайт, двусторонний — 360 Кбайт, а двусторонний двойной плотности — 720 Кбайт. Ныне стандартными считают диски размером 3,5 дюйма высокой плотности. Они имеют емкость 1440 Кбайт (1,4 Мбайт) и маркируются буквами HD (high density — высокая плотность).

Дисковод компакт-дисков CD-ROM

В период 1994-1995 годов в базовую конфигурацию персональных компьютеров перестали включать дисководы гибких дисков диаметром 5,25 дюйма, но вместо них стандартной стала считаться установка дисковода CD-ROM, имеющего такие же внешние размеры.

Аббревиатура CD-ROM (Compact Disc Read-Only Memory) переводится на русский язык как постоянное запоминающее устройство на основе компакт-диска. Принцип действия этого устройства состоит в считывании числовых данных с помощью лазерного луча, отражающегося от поверхности диска. Цифровая запись на компакт-диске отличается от записи на магнитных дисках очень высокой плотностью, и стандартный компакт-диск может хранить примерно 650 Мбайт данных.

Большие объемы данных характерны для мультимедийной информации (графика, музыка, видео), поэтому дисководы CD-ROM относят к аппаратным средствам мультимедиа. Программные продукты, распространяемые на компакт-дисках, называют мультимедийными изданиями. Сегодня мультимедийные издания завоевывают все более прочное место среди других традиционных видов изданий. Так, например, существуют книги, альбомы, энциклопедии и даже периодические издания (электронные журналы), выпускаемые на CD-ROM.

Основным недостатком стандартных дисководов CD-ROM является невозможность записи данных, но параллельно с ними сегодня существуют и устройства записи компакт-дисков — дисководы CD-RW. Для записи используются специальные заготовки. Некоторые из них допускают только однократную запись (после записи диск превращается в обычный компакт-диск CD-ROM, доступный только для чтения), другие позволяют стереть ранее записанную информацию и выполнить запись заново.

Основным параметром дисководов CD-ROM является скорость чтения данных. Она измеряется в кратных долях. За единицу измерения принята скорость чтения музыкальных компакт-дисков, составляющая в пересчете на данные 150 Кбайт/с.

Видеокарта (видеоадаптер)

Совместно с монитором видеокарта образует видеоподсистему персонального компьютера. Видеокарта не всегда была компонентом ПК. На заре развития персональной вычислительной техники в общей области оперативной памяти существовала небольшая выделенная экранная область памяти, в которую процессор заносил данные об изображении. Специальный контроллер экрана считывал данные о яркости отдельных точек экрана из ячеек памяти этой области и в соответствии с ними управлял разверткой горизонтального луча электронной пушки монитора.

С переходом от черно-белых мониторов к цветным и с увеличением разрешения экрана (количества точек по вертикали и горизонтали) области видеопамяти стало недостаточно для хранения графических данных, а процессор перестал справляться с построением и обновлением изображения. Тогда и произошло выделение всех операций, связанных с управлением экраном, в отдельный блок, получивший название видеоадаптер. Физически видеоадаптер выполнен в виде отдельной дочерней платы, которая вставляется в один из слотов материнской платы и называется видеокартой. Видеоадаптер взял на себя функции видеоконтроллера, видеопроцессора и видеопамяти.

Разрешение экрана является одним из важнейших параметров видеоподсистемы. Чем оно выше, тем больше информации можно отобразить на экране, но тем меньше размер каждой отдельной точки и, соответственно, тем меньше видимый размер элементов изображения.

Видеоподсистема любого компьютера состоит из двух частей - видеоадаптера, вставляемого в разъем расширения на системной плате и дисплея, подключаемого к видеоадаптеру.

Видеоадаптер может быть оформлен в виде отдельной платы, вставляемой в слот расширения компьютера, или может быть расположен непосредственно на системной плате компьютера.

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, а также функции BIOS для работы с видеоадаптером. Кроме того, видеоадаптер содержит сложное управляющее устройство, обеспечивающее обмен данными с компьютером, формирование изображения и некоторые другие действия.

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

Сам видеоадаптер не отображает данные. Для этого к видеоадаптеру необходимо подключить дисплей. Изображение, создаваемое компьютером, формируется видеоадаптером и передается на дисплей для предоставления ее конечному пользователю.

Видеоадаптер предназначен для хранения видеоинформации и ее отображения на экране монитора. Он непосредственно управляет монитором, а также процессом вывода информации на экран с помощью изменения сигналов строчной и кадровой развертки ЭЛТ монитора, яркости элементов изображения и параметров смешения цветов. Основными узлами современного видеоадаптера являются собственно видеоконтроллер (как правило, заказная БИС — ASIC), видео BIOS, видеопамять, специальный цифроаналоговый преобразователь RAMDAC (Random Access Memory Digital to Analog Converter), кварцевый генератор (один или несколько) и микросхемы интерфейса с системной шиной (ISA, VLB, PCI, AGP или другой). Важным элементом видеоподсистемы является собственная память.

Все современные видеоподсистемы могут работать в одном из двух основных видеорежимов: текстовом или графическом. В текстовом режиме экран монитора разбивается на отдельные символьные позиции, в каждой из которых одновременно может выводиться только один символ. Для преобразования кодов символов, хранимых в видеопамяти адаптера, в точечные изображения на экране служит так называемый знакогенератор, который обычно представляет собой ПЗУ, где хранятся изображения символов, «разложенные» по строкам. При получении кода символа знакогенератор формирует на своем выходе соответствующий двоичный код, который затем преобразуется в видеосигнал. Текстовый режим в современных операционных системах используется только на этапе начальной загрузки.

Видеопамять

Разрешение. Количество пикселей, представленное битами в видеопамяти, или адресуемое разрешение. Видеопамять может организовываться соотношением пикселов (битов) по оси x (пикселы на строке) к числу пикселов по оси y (столбцы) и к размеру отводимой памяти на представление глубины цвета. Стандартная видеопамять VGA 640 пикселов на 480 пикселов и, обычно, с глубиной представления цвета 8 бит. Чем выше разрешение, тем более детально изображение, и тем больше нужно хранить о нем информации. Но не вся хранимая информация может быть отображена на дисплее.

Пиксель. Комбинированный термин, обозначающий элемент изображения, который является наименьшим элементом экрана монитора. Другое название - pel.

Изображение на экране состоит из сотен тысяч пикселей, объединенных для формирования изображения. Пиксель является минимальным сегментом растровой строки, которая дискретно управляется системой, образующей изображение. С другой стороны, это координата, используемая для определения горизонтальной пространственной позиции пикселя в пределах изображения. Пиксели на мониторе - это светящиеся точки яркого фосфора, являющиеся минимальным элементом цифрового изображения. Размер пикселя не может быть меньше точки, которую монитор может образовать. На цветном мониторе точки состоят из групп триад. Триады формируются тремя различными фосфорами: красным, зеленым и синим. Фосфоры располагаются вдоль сторон друг друга. Пиксели могут отличаться размерами и формой, в зависимости от монитора и графического режима.

Процессор

Процессор — основная микросхема компьютера, в которой и производятся все вычисления. Конструктивно процессор состоит из ячеек, похожих на ячейки оперативной памяти, но в этих ячейках данные могут не только храниться, но и изменяться. Внутренние ячейки процессора называют регистрами. Важно также отметить, что данные, попавшие в некоторые регистры, рассматриваются не как данные, а как команды, управляющие обработкой данных в других регистрах. Среди регистров процессора есть и такие, которые в зависимости от своего содержания способны модифицировать исполнение команд. Таким образом, управляя засылкой данных в разные регистры процессора, можно управлять обработкой данных. На этом и основано исполнение программ.

С остальными устройствами компьютера, и в первую очередь с оперативной памятью, процессор связан несколькими группами проводников, называемых шинами. Основных шин три: шина данных, адресная шина и командная шина.

Адресная шина. У процессоров семейства Pentium (а именно они наиболее распространены в персональных компьютерах) адресная шина 32-разрядная, то есть состоит из 32 параллельных проводников. В зависимости от того, есть напряжение на какой-то из линий или нет, говорят, что на этой линии выставлена единица или ноль. Комбинация из 32 нулей и единиц образует 32-разрядный адрес, указывающий на одну из ячеек оперативной памяти. К ней и подключается процессор для копирования данных из ячейки в один из своих регистров.

Шина данных. По этой шине происходит копирование данных из оперативной памяти в регистры процессора и обратно. В современных персональных компьютерах шина данных, как правило, 64-разрядная, то есть состоит из 64 линий, по которым за один раз на обработку поступают сразу 8 байтов.

Шина команд. Для того чтобы процессор мог обрабатывать данные, ему нужны команды. Он должен знать, что следует сделать с теми байтами, которые хранятся в его регистрах. Эти команды поступают в процессор тоже из оперативной памяти, но не из тех областей, где хранятся массивы данных, а оттуда, где хранятся программы. Команды тоже представлены в виде байтов. Самые простые команды укладываются в один байт, однако есть и такие, для которых нужно два, три и более байтов.

Система команд процессора. В процессе работы процессор обслуживает данные, находящиеся в его регистрах, в поле оперативной памяти, а также данные, находящиеся во внешних портах процессора. Часть данных он интерпретирует непосредственно как данные, часть данных — как адресные данные, а часть — как команды. Совокупность всех возможных команд, которые может выполнить процессор над данными, образует так называемую систему команд процессора. Процессоры, относящиеся к одному семейству, имеют одинаковые или близкие системы команд. Процессоры, относящиеся к разным семействам, различаются по системе команд и невзаимозаменяемы.

Процессоры с расширенной и сокращенной системой команд. Чем шире набор системных команд процессора, тем сложнее его архитектура, тем длиннее формальная запись команды (в байтах), тем выше средняя продолжительность исполнения одной команды, измеренная в тактах работы процессора.между двумя подходами к архитектуре процессоров сложилось следующее распределение их сфер применения:

• CISC-процессоры используют в универсальных вычислительных системах;

• RISC-процессоры используют в специализированных вычислительных системах

• или устройствах, ориентированных на выполнение единообразных операций.

Персональные компьютеры платформы IBM PC ориентированы на использование CISC-процессоров.

Совместимость процессоров. Если два процессора имеют одинаковую систему команд, то они полностью совместимы на программном уровне. Это означает, что программа, написанная для одного процессора, может исполняться и другим процессором. Процессоры, имеющие разные системы команд, как правило, несовместимы или ограниченно совместимы на программном уровне.

Группы процессоров, имеющих ограниченную совместимость, рассматривают как семейства процессоров. Так, например, все процессоры Intel Pentium относятся к так называемому семейству х86. Родоначальником этого семейства был 16-разрядный процессор Intel 8086, на базе которого собиралась первая модель компьютера IBM PC. Впоследствии выпускались процессоры Intel 80286, Intel 80386, Intel 80486, несколько моделей Intel Pentium] несколько моделей Intel Pentium MMX, модели Intel Pentium Pro, Intel Pentium II, Intel Celeron, IntelXeon, Intel Pentium III, Intel Pentium 4 и другие. Все эти модели, и не только они, а также многие модели процессоров компании AMD и некоторых других производителей относятся к семейству х86 обладают совместимостью по принципу «сверху вниз».

Принцип совместимости «сверху вниз» — это пример неполной совместимости когда каждый новый процессор «понимает» все команды своих предшественников но не наоборот. Это естественно, поскольку двадцать лет назад разработчики про цессоров не могли предусмотреть систему команд, нужную для современных про грамм. Благодаря такой совместимости на современном компьютере можно выпол нять любые программы, созданные в последние десятилетия для любого и предшествующих компьютеров, принадлежащего той же аппаратной платформе

Основные параметры процессоров. Основными параметрами процессоров являются: рабочее напряжение,разрядность,рабочая тактовая частота, коэффициент внутреннего умножения тактовой частоты и размер кэш-памяти.

В основе работы процессора лежит тот же тактовый принцип, что и в обычных часах. Исполнение каждой команды занимает определенное количество тактов. В настенных часах такты колебаний задает маятник; в ручных механических часах их задает пружинный маятник; в электронных часах для этого есть колебательный контур, задающий такты строго определенйой частоты. В персональном компьютере тактовые импульсы задает одна из микросхем, входящая в микропроцессорный комплект (чипсет), расположенный на материнской плате. Чем выше частота тактов, поступающих на процессор, тем больше команд он может исполнить в единицу времени, тем выше его производительность. Первые процессоры х86 могли работать с частотой не выше 4,77 МГц, а сего дня рабочие частоты некоторых процессоров уже превосходят 3 миллиарда тактов в секунду (3 ГГц).

Микросхема ПЗУ и система BIOS

В момент включения компьютера в его оперативной памяти нет ничего — ни данных, ни программ, поскольку оперативная память не может ничего хранить без подзарядки ячеек более сотых долей секунды, но процессору нужны команды, в том числе и в первый момент после включения. Поэтому сразу после включения на адресной шине процессора выставляется стартовый адрес. Это происходит аппаратно, без участия программ (всегда одинаково). Процессор обращается по выставленному адресу за своей первой командой и далее начинает работать по программам.

Этот исходный адрес не может указывать на оперативную память, в которой пока ничего нет. Он указывает на другой тип памяти — постоянное запоминающее устройство (ПЗУ). Микросхема ПЗУ способна длительное время хранить информацию, даже когда компьютер выключен.

Шинные интерфейсы материнской платы

Связь между всеми собственными и подключаемыми устройствами материнской платы выполняют ее шины и логические устройства, размещенные в микросхемах микропроцессорного комплекта (чипсета). От архитектуры этих элементов во многом зависит производительность компьютера.

ISA. Историческим достижением компьютеров платформы IBM PC стало внедрение почти двадцать лет назад архитектуры, получившей статус промышленного стандарта ISA (Industry Standard Architecture). Она не только позволила связать все устройства системного блока между собой, но и обеспечила простое подключение новых устройств через стандартные разъемы (слоты). Пропускная способность шины, выполненной по такой архитектуре, составляет до 5,5 Мбайт/с, но, несмотря на низкую пропускную способность, эта шина еще может использоваться в некоторых компьютерах для подключения сравнительно «медленных» внешних устройств, например звуковых карт и модемов.

EISA. Расширением стандарта ISA стал стандарт EISA (Extended ISA), отличающийся увеличенным разъемом и увеличенной производительностью (до 32 Мбайт/с). Как и ISA, в настоящее время данный стандарт считается устаревшим. После 2000 года выпуск материнских плат с разъемами ISA/EISA и устройств, подключаемых к ним, практически прекращен.

VLB. Название интерфейса переводится как локальная шина стандарта VESA (VESA Local Bus). Понятие «локальной шины» впервые появилось в конце 80-х годов. Оно связано тем, что при внедрении процессоров третьего и четвертого поколений (Intel 80386 и Intel 80486) частоты основной шины (в качестве основной использовалась шина IS A/EISA) стало недостаточно для обмена между процессором и оперативной памятью. Локальная шина, имеющая повышенную частоту, связала между собой процессор и память в обход основной шины. Впоследствии в эту шину «врезали» интерфейс для подключения видеоадаптера, который тоже требует повышенной пропускной способности, — так появился стандарт VLB, который позволил поднять тактовую частоту локальной шины до 50 МГц и обеспечил пиковую пропускную способность до 130 Мбайт/с.

Основным недостатком интерфейса VLB стало то, что предельная частота локальной шины и, соответственно, ее пропускная способность зависят от числа устройств, подключенных к шине. Так, например, при частоте 50 МГц к шине может быть подключено только одно устройство (видеокарта).

PCI. Интерфейс PCI (Peripheral Component Interconnect — стандарт подключения внешних компонентов) был введен в персональных компьютерах во времена процессора 80486 и первых версий Pentium. По своей сути это тоже интерфейс локальной шины, связывающей процессор с оперативной памятью, в которую врезаны разъемы для подключения внешних устройств. Для связи с основной шиной компьютера (ISA/EISA) используются специальные интерфейсные преобразователи -мосты PCI (PCI Bridge). В современных компьютерах функции моста PCI выполняют микросхемы микропроцессорного комплекта (чипсета).

Данный интерфейс поддерживает частоту шины 33 МГц и обеспечивает пропускную способность 132 Мбайт/с. Последние версии интерфейса поддерживают частоту до 66 МГц и обеспечивают производительность 264 Мбайт/с для 32-разрядных данных и 528 Мбайт/с для 64-разрядных данных.

Важным нововведением, реализованным этим стандартом, стала поддержка так называемого режима plug-and-play, впоследствии оформившегося в промышленный стандарт на самоустанавливающиеся устройства. Его суть состоит в том, что после физического подключения внешнего устройства к разъему шины PCI происходит обмен данными между устройством и материнской платой, в результате которого устройство автоматически получает номер используемого прерывания, адрес порта подключения и номер канала прямого доступа к памяти.

FSB. Шина PC/, появившаяся в компьютерах на базе процессоров Intel Pentium как локальная шина, предназначенная для связи процессора с оперативной памятью, недолго оставалась в этом качестве. Сегодня она используется только как шина для подключения внешних устройств, а для связи процессора и памяти, начиная с процессора Intel Pentium Pro, используется специальная шина, получившая название Front Side Bus (FSB). Эта шина работает на частоте 100-200 МГц. Частота шины FSB является одним из основных потребительских параметров — именно он и указывается в спецификации материнской платы. Современные типы памяти (DDR SDRAM, RDRAM) способны передавать несколько сигналов за один такт шины FSB, что повышает скорость обмена данными с оперативной памятью.

USB (Universal Serial Bus — универсальная последовательная магистраль). Этоодно из последних нововведений в архитектурах материнских плат. Этот стандарт определяет способ взаимодействия компьютера с периферийным оборудованием. Он позволяет подключать до 256 различных устройств, имеющих последовательный интерфейс. Устройства могут включаться цепочками (каждое следующее устройство подключается к предыдущему). Производительность шины USB относительно невелика, но вполне достаточна для таких устройств, как клавиатура, мышь, модем, джойстик, принтер и т. п.

1-блог) 4.принтеры,их классификация и технологические возможности

Принтер (от англ. print — печать) — периферийное устройство компьютера, предназначенное для перевода текста или графики на физический носитель из электронного вида.Получили распространение многофункциональные устройства (МФУ), в которых в одном приборе объединены функции принтера, сканера, копировального аппарата и телефакса. Такое объединение рационально технически и удобно в работе.

Широкоформатные принтеры иногда ошибочно называют плоттерами...

Классификация

По принципу переноса изображения на носитель принтеры делятся на:

матричные;

лазерные (также светодиодные принтеры);

струйные;

сублимационные

твердочернильные

По количеству цветов печати — на чёрно-белые (монохромные) и цветные.

По соединению с источником данных (откуда принтер может получать данные для печати), или интерфейсу:

по проводным каналам:

через SCSI кабель

через последовательный порт

через параллельный порт (IEEE 1284)

по шине Universal Serial Bus (USB)

через локальную сеть (LAN, NET)

с помощью двух портов, при этом один из портов управляет приводом ЧПУ, через другой порт идут данные на печатающие головки

посредством беспроводного соединения:

через ИК-порт (IRDA)

по Bluetooth

по Wi-Fi (в том числе с помощью AirPrint)

печатные устройства.

Современные струйные принтеры - самые дешевые печатные устройства. Качество печати современного струйного принтера сравнимо с лазерным, скорость печати также приближается к скорости младшей линейке лазерных принтеров. Качество цветной печати на специальной бумаге практически неотличимо от качества фотографий. Единственный существенный недостаток, не дающий струйным принтерам полностью заполонить рынок - это высокая стоимость расходных материалов у дешевых моделей принтеров.

Достоинства:- низкая цена устройства; возможность печати в цвете ;- более высокая скорость печати, чем у матричных принтеров; низкие шум при работе.

Недостатки:- высокая стоимость расходных материалов; более низкая скорость, чем у с лазерных устройств. высокая стоимость расходных материалов у дешевых моделей принтеров.

Лазерные принтеры.В основе лазерной технологии лежит процесс сухого электрографического переноса, базирующегося на методе придуманном ещё в 1938 году Честером Карлсоном. Суть его такова: источник света светит на предварительно заряженную поверхность светочувствительного вала. В тех местах, на которые попал свет, меняется полярность заряда, и к этим местам затем притягивается тонер. За счёт электростатики тонер переносится на бумагу, которая после этого помещается в печку. Там под действием высокой температуры и давления тонер и закрепляется. Отпечатки, сделанные ксерографическим способом, не боятся влаги, устойчивы к истиранию и выцветанию, а также имеют высокое качество изображения.

Процесс лазерной печати можно разделить на несколько основных этапов.

Этап первый - подача бумаги и зарядка фотобарабана.

Бумага подаётся в принтер из лотка при помощи подающего ролика. Верхний лист отделяется сепаратором от остальных и, двигаясь дальше, попадает под ролик регистрации, выравнивающий его передний край. Одновременно с этим происходит процесс зарядки фотобарабана. От вала первичного заряда к фотобарабану подается постоянный ток, создающий отрицательный заряд на поверхности фотобарабана, который постоянно вертится.

Этап второй - засветка.

Проходя через отверстие в картридже, лазерный луч проецируется на равномерно заряженной поверхности фотобарабана. По мере вращения фотобарабана, луч лазера скользит по его поверхности, выделяя свет, разряжающий место его прохождения - то есть луч лазера оставляет след, повторяющий текст или изображение, которое нужно вывести на печать. Этот след заряжен положительно, остальная поверхность фотобарабана, где луч не прошел, - отрицательно.

Этап третий - проявка.

Отрицательно заряженный ролик подачи тонера, за счет зазора между ним и дозирующим лезвием, передаёт частичкам тонера отрицательный заряд и подаёт его на ролик проявки. После того, как тонер входит в контакт с фотобарабаном, отрицательно заряженные частички тонера притягиваются положительно заряженной частью поверхности фотобарабана, и "засвеченная" лазером поверхность фотобарабана (зона проявки) покрывается тонером.

Этап четвертый - перенос.

В нижней части принтера находится вал переноса, имеющий положительный заряд, который он передает контактирующей с ним бумаге. По мере ее продвижения между фотобарабаном и валом, след лазера на фотобарабане, который покрыт тонером, переносится на бумагу путем вращения фотобарабана. Положительный заряд вала переноса притягивает к себе частички тонера с отрицательным зарядом, которые удерживаются на поверхности только за счёт электростатики.

Этап пятый - закрепление.

Этот процесс происходит под действием нагревания и давления. Бумага с тонером идет дальше от картриджа, попадая между валами печки (фьюзера). Верхний вал нагревается до температуры плавления тонера, запекая его на бумаге. Нижний вал с прижимной пружиной служит своеобразным прессом, вдавливающим тонер в бумагу. После выхода из печки тонер остывает, формируя на бумаге изображение, устойчивое к внешним воздействиям.

Этап шестой - очистка.

Так как в процессе переноса не весь тонер, который должен был попасть на бумагу, на неё попадает, необходимо очистить фотобарабан от оставшихся на нем частичек тонера. По мере продолжения вращения фотобарабана, при помощи чистящего лезвия с поверхности фотобарабана счищаются остатки отработанного тонера и бумажные волокна, которые могли бы повредить поверхность фоторецептора.В некоторых других принтереах используется принцип рециркуляции тонера, во время которого напряжение подаётся на специальный ролик очистки, который перетягивает на себя тонер, а затем вновь возвращает его на фотобарабан. На его поверхности он доходит до ролика проявки, на который во время цикла очистки подаётся положительный потенциал - это заставляет тонер переходить на него и возвращаться в бункер со свежим тонером.

Последний этап - снятие заряда.При помощи вала первичного заряда фотобарабан заряжаютя равномерно отрицательным зарядом, уничтожая остатки следов положительного заряда лазера - и барабан становится готов к следующему циклу.есс лазерной печати можно разделить на несколько основных этапов.

Матричная печать, где используется старейшая технология, сейчас практически не пользуется спросом в персональном домашнем использовании. Однако в ряде областей её до сих пор не представляется возможным заменить, что оставляет ее по-прежнему востребованной - это печать многоэкземплярных форм; пин-конвертов для SIM-карт и банковских карт; авиабилетов; печать на ответственных бланках и формах, где важен факт нанесения информации ударным способом.Рассмотрим подробнее саму технологию. Изображение на бумаге получается путем нанесения точек на ее поверхность при ударе иголок печатающей головки через красящую поверхность. Иголки расположены группами по 9 или 24 в вертикальных рядах. По их количеству матричные принтеры и разделяются на 9-ти и 24-х игольчатые. Существует ещё один тип принтеров, оснащенный печатающими головками с 18 иголками, расположенными ромбовидно. Данное расположение способствует повышению скорости печати, но ее качество соответствует качеству печати 9-ти игольчатого принтера.

1-блог 5-вопрос. Технология логического устройства компьютера. Схема фон Неймана

Разнообразие современных компьютеров очень велико. Но их структуры основаны на общих логических принципах, позволяющих выделить в любом компьютере следующие главные устройства:

• память (запоминающее устройство, ЗУ), состоящую из перенумерованных ячеек;

• процессор, включающий в себя устройство управления (УУ) и арифметико-логическое устройство (АЛУ);

• устройство ввода;

• устройство вывода.

Эти устройства соединены каналами связи, по которым передается информация.

Основные устройства компьютера и связи между ними представлены на схеме (рис. 2.1). Жирными стрелками показаны пути и направления движения информации, а простыми стрелками — пути и направления передачи управляющих сигналов.

Общая схема компьютера

Функции памяти:

• приём информации из других устройств;

• запоминание информации;

• выдача информации по запросу в другие устройства машины.

Функции процессора:

• обработка данных по заданной программе путем выполнения арифметических и логических операций;

• программное управление работой устройств компьютера.

Та часть процессора, которая выполняет команды, называется арифметико-логическим устройством (АЛУ), а другая его часть, выполняющая функции управления устройствами, называется устройством управления (УУ).

Обычно эти два устройства выделяются чисто условно, конструктивно они не разделены.

В составе процессора имеется ряд специализированных дополнительных ячеек памяти, называемых регистрами.

Регистр выполняет функцию кратковременного хранения числа или команды. Над содержимым некоторых регистров специальные электронные схемы могут выполнять некоторые манипуляции. Например, "вырезать" отдельные части команды для последующего их использования или выполнять определенные арифметические операции над числами.

Основным элементом регистра является электронная схема, называемая триггером, которая способна хранить одну двоичную цифру (разряд двоичного кода). Логическая схема триггера описана в разделе .

Регистр представляет собой совокупность триггеров, связанных друг с другом определённым образом общей системой управления.

Существует несколько типов регистров, отличающихся видом выполняемых операций. Некоторые важные регистры имеют свои названия, например:

• сумматор — регистр АЛУ, участвующий в выполнении каждой операции;

• счетчик команд — регистр УУ, содержимое которого соответствует адресу очередной выполняемой команды; служит для автоматической выборки программы из последовательных ячеек памяти;

• регистр команд — регистр УУ для хранения кода команды на период времени, необходимый для ее выполнения. Часть его разрядов используется для хранения кода операции, остальные — для хранения кодов адресов операндов.

В основу построения подавляющего большинства компьютеров положены следующие общие принципы, сформулированные в 1945 г. американским ученым Джоном фон Нейманом.

1. Принцип программного управления. Из него следует, что программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определенной последовательности.

Выборка программы из памяти осуществляется с помощью счетчика команд. Этот регистр процессора последовательно увеличивает хранимый в нем адрес очередной команды на длину команды.

А так как команды программы расположены в памяти друг за другом, то тем самым организуется выборка цепочки команд из последовательно расположенных ячеек памяти.

Если же нужно после выполнения команды перейти не к следующей, а к какой-то другой, используются команды условного или безусловного переходов, которые заносят в счетчик команд номер ячейки памяти, содержащей следующую команду. Выборка команд из памяти прекращается после достижения и выполнения команды “стоп”.

Таким образом, процессор исполняет программу автоматически, без вмешательства человека.

2. Принцип однородности памяти. Программы и данные хранятся в одной и той же памяти. Поэтому компьютер не различает, что хранится в данной ячейке памяти — число, текст или команда. Над командами можно выполнять такие же действия, как и над данными. Это открывает целый ряд возможностей. Например, программа в процессе своего выполнения также может подвергаться переработке, что позволяет задавать в самой программе правила получения некоторых ее частей (так в программе организуется выполнение циклов и подпрограмм). Более того, команды одной программы могут быть получены как результаты исполнения другой программы. На этом принципе основаны методы трансляции — перевода текста программы с языка программирования высокого уровня на язык конкретной машины.

3. Принцип адресности. Структурно основная память состоит из перенумерованных ячеек; процессору в произвольный момент времени доступна любая ячейка. Отсюда следует возможность давать имена областям памяти, так, чтобы к запомненным в них значениям можно было впоследствии обращаться или менять их в процессе выполнения программ с использованием присвоенных имен.

Компьютеры, построенные на этих принципах, относятся к типу фон-неймановских. Но существуют компьютеры, принципиально отличающиеся от фон-неймановских. Для них, например, может не выполняться принцип программного управления, т.е. они могут работать без “счетчика команд”, указывающего текущую выполняемую команду программы. Для обращения к какой-либо переменной, хранящейся в памяти, этим компьютерам не обязательно давать ей имя. Такие компьютеры называются не-фон-неймановскими.

Команда — это описание элементарной операции, которую должен выполнить компьютер.

1-блог 6-вопрос. Внешняя и оперативная память компьютера. Сходство и различие

Внешняя память - это память, предназначенная для длительного хранения программ и данных. Целостность содержимого ВЗУ не зависит от того, включен или выключен компьютер

Дисковод (накопитель) - устройство записи/считывания информации. Накопители имеют собственное имя – буква латинского алфавита, за которой следует двоеточие. Для подключения к компьютеру  одного или несколько дисководов и управления их работой нужен Дисковый контроллер

Носитель информации (носитель записи) – материальный объект, способный хранить информацию. Информация записывается на носитель посредством изменения физических, химических и механических свойств запоминающей среды

По типу доступа к информации внешнюю память делят на два класса:

Устройства прямого (произвольного) доступа –  время обращения к информации не зависит от места её расположения на носителе;

Устройство последовательного доступа – такая зависимость существует

В состав внешней памяти входят:  1) накопители на жестких магнитных дисках (НЖМД);  2) накопители на гибких магнитных дисках (НГМД);  3) накопители на магнитооптических компакт дисках;  4) накопители на оптических дисках (CD-ROM);  5) накопители на магнитной ленте и др.

Операти́вная па́мять — энергозависимая часть системыкомпьютерной памяти, в которой временно хранятся данные и команды, необходимые процессору для выполнения им операции. Обязательным условием является адресуемость (каждое машинное слово имеет индивидуальный адрес) памяти.

Обмен данными между процессором и оперативной памятью производится:

1. непосредственно,

2. либо через сверхбыструю память, 0-го уровня — регистры в АЛУ, либо при наличии кэша — через него.

Содержащиеся в оперативной памяти данные доступны только тогда, когда на модули памяти подаётся напряжение, то есть, компьютер включен. Пропадание на модулях памяти питания, даже кратковременное, приводит к искажению либо полному пропаданию содержимого ОЗУ.

Энергосберегающие режимы работы материнской платы компьютера позволяют переводить его в режим «сна», что значительно сокращает уровень потребления компьютером электроэнергии. Для сохранения содержимого ОЗУ в таком случае, применяют запись содержимого оперативной памяти в специальный файл (в системе Windows XP он называется hiberfil.sys)

В общем случае, оперативная память содержит данные операционной системы и запущенных на выполнение программ, поэтому от объёма оперативной памяти зависит количество задач, которые одновременно может выполнять компьютер.

Оперативное запоминающее устройство, ОЗУ — техническое устройство, реализующее функции оперативной памяти.

ОЗУ может изготавливаться как отдельный блок или входить в конструкцию, например однокристальной ЭВМ или микроконтроллера.

Простейшая схема взаимодействия оперативной памяти с ЦП

Простейшая схема взаимодействия оперативной памяти с ЦП

Сходство и различие :

Оперативная память, выступает в роли скоростного посредника данных. Т.е. загружает информацию в память, из которой процессор быстрее обрабатывает данную информацию. Если бы процессор напрямую работал с внешней памятью, у нас бы до сих пор компьютеры с трудом загружали бы Windows XP! Даже если бы у вас был 6-ядерный процессор. К внешней памяти относятся: Привод (куда вставляются CD/DVD/BD-диски), Жесткий диск, хоть и находится внутри корпуса, флеш-память итд. Самым быстрым типом памяти, на данный момент является кэш-память, она находится на одном кристалле с процессором. Но это уже другая история ))

Внешняя память для хранения всех Ваших файлов: документы, изображения....Оперативная(ОЗУ) помагает с этим добром работать, а вернее работать всем процессам компьютера и его программам.

1-блог 7-вопрос. Технологии ввода и вывода информаций. Носители информаций

Устройство ввода-вы́вода — компонент типовой архитектуры ЭВМ, предоставляющий компьютеру возможность взаимодействия с внешним миром и, в частности, с пользователями и другими компьютерами.

Подразделяются на:

Устройство ввода

Устройство вывода

Устройства ввода-вывода — компоненты ЭВМ с переносными носителями (дисководы), двунаправленные интерфейсы (различные порты компьютера, различные сетевые интерфейсы)

Устройства ввода/вывода

Стример

Дисковод

Различные порты

Различные сетевые интерфейсы.

В соответствии с точным определением, в качестве «сердца» компьютера рассматривается центральный процессор и ОЗУ. Все операции, не являющиеся внутренними по отношению к этому комплексу, рассматриваются как операции ввода/вывода.

Компьютер обменивается информацией с внешним миром с помощью периферийных устройств. Только благодаря периферийным устройствам человек может взаимодействовать с компьютером, а также со всеми подключенными к нему устройствами. Любое подключенное периферийное устройство в каждый момент времени может быть или занято выполнением порученной ему работы или пребывать в ожидании нового задания. Влияние скорости работы периферийных устройств на эффективность работы с компьютером не меньше, чем скорость работы его центрального процессора. Скорость работы внешних устройств от быстродействия процессора не зависит. Наиболее распространенные периферийные устройства приведены на рисунке:

Периферийные устройства делятся на устройства ввода и устройства вывода. Устройства ввода преобразуют информацию в форму понятную машине, после чего компьютер может ее обрабатывать и запоминать. Устройства вывода переводят информацию из машинного представления в образы, понятные человеку.

классификация устройств ввода:

Носитель информации - это любой материальный объект, используемый для закрепления и хранения на нем информации.

Современные носители информации. В современном обществе можно выделить три основных вида носителей информации: 1) бумажный; 2) магнитный; 3) оптический.

Бумажные носители информации.  Одним из самых распространенных носителей информации является бумага. В школе мы записываем информацию в тетради, теоретический материал изучаем по учебникам, при разработке доклада, реферата или другого сообщения необходимые сведения мы находим в других источниках, которые в свою  очередь являются бумажными носителями информации  2) Магнитные носители информации  В 1928 году была изготовлена первая магнитная лента. Магнитная лента оказалась достаточно надежным, долговечным и доступным каждому носителем информации. В первых ЭВМ (электронно- вычислительных машинах) информация хранилась на магнитных лентах и магнитных дисках (слайд 17- первая ЭВМ)

В современных компьютерах в качестве носителя информации используются следующие магнитные носители : 1) дискета Внутри пластмассового корпуса расположен гибким магнитный диск, поверхность которого покрыта специальным магнитным веществом. Информация записывается на обе его поверхности. Такой диск требует особого обращения, магниты, повышенная температура и влажность разрушают хранящуюся на нем информацию. 2) жесткий магнитный диск или винчестер). Внутри жесткого металлического корпуса находятся несколько десятков дисков магнитных дисков, размещенных на одной оси. Запись или считывание информации обеспечивается несколькими магнитными головками. В целях сохранения информации и работоспособности жесткие магнитные диски необходимо оберегать от ударов и резких изменений положений системного блока 3) стриммеры (стрим-картриджи)- устройства, обеспечивающие запись или считывание звуковой информации (Внутри данного носителя находится магнитная лента.

 2.  3) Оптические носители информации  Самым распространенными носителями информации являются оптические или лазерные диски  По способу записи, лазерные диски делятся на следующие виды:

• CD-ROM, DVD-ROM- предназначены только для чтения. Записать или удалить информацию с такого диска нельзя. К таким дискам относятся обучающие, игровые программы, электронные учебники и т.д

• CD-R, DVD-R-записать информацию на диск можно только один раз. После записи удалить данные нельзя.

• CD-RW, DVD-RW- записать информацию на такой диск можно несколько раз.

1-блог 8-вопрос.Системы счисления. Позиционные и непозиционные системы. Перевод чисел из десятичной системы в двоичную и обратно.

Система счисле́ния — символический метод записи чисел, представление чисел с помощью письменных знаков.

Система счисления:

• даёт представления множества чисел (целых и/или вещественных);

• даёт каждому числу уникальное представление (или, по крайней мере, стандартное представление);

• отражает алгебраическую и арифметическую структуру чисел.

Позиционные м непозиционные системы.

В позиционных системах счисления один и тот же числовой знак (цифра) в записи числа имеет различные значения в зависимости от того места (разряда), где он расположен. Изобретение позиционной нумерации, основанной на поместном значении цифр, приписывается шумерам и вавилонянам; развита была такая нумерация индусами и имела неоценимые последствия в истории человеческой цивилизации. К числу таких систем относится современная десятичная система счисления, возникновение которой связано со счётом на пальцах. В средневековой Европе она появилась через итальянских купцов, в свою очередь заимствовавших её у мусульман.

Под позиционной системой счисления обычно понимается b-ричная система счисления, которая определяется целым числом  , называемымоснованием системы счисления. Целое число x в b-ричной системе счисления представляется в виде конечной линейной комбинации степеней числа b:

, где   — это целые числа, называемые цифрами, удовлетворяющие неравенству  .

Каждая степень   в такой записи называется весовым коэффициентом разряда. Старшинство разрядов и соответствующих им цифр определяется значением показателя k (номером разряда). Обычно для ненулевого числа x требуют, чтобы старшая цифра   в его b-ричном представлении была также ненулевой.

Непозиционная система счисления – система, в которой символы, обозначающие то или иное количество, не меняют своего значения в зависимости от местоположения (позиции) в изображении числа.

Непозиционной системой счисления является самая простая система с одним символом (палочкой). Для изображения какого-либо числа в этой системе надо записать количество палочек, равное данному числу. Например, запись числа 12 в такой системе счисления будет иметь вид: IIIIIIIIIIII. Эта система неэффективна, так как форма записи очень громоздка.

К непозиционной системе счисления относится и римская, символы алфавита которой и обозначаемое ими количество представлены в таблице.

Римские цифры	I	V	X	L	С	D	М
Значение (обозначаемое количество)	1	5	10	50	100	500	1000

Запись чисел в этой системе счисления осуществляется по следующим правилам:

1) если цифра слева меньше, чем цифра справа, то левая цифра вычитается из правой (IV: 1 < 5, следовательно, 5-1=4, XL: 10 < 50, следовательно, 50 - 10 = 40);

2) если цифра справа меньше или равна цифре слева, то эти цифры складываются (VI: 5 + 1 = 6, VIII: 5 + 1 + 1 + 1 = 8, XX: 10+ 10 = 20).

Перевод чисел из десятичной системы в двоичную и обратно

Для перевода чисел из десятичной системы счисления в двоичную используют так называемый "алгоритм замещения", состоящий из следующей последовательности действий:

Делим десятичное число на 2. Частное запоминаем для следующего шага, а остаток a записываем как младший бит двоичного числа.

При обратном переводе просто записываем соответсвие порядков

1-блог 9-вопрос Технология хранения и обработки информаций в компьютере. Единицы информации , используемые в компьютере.

Информация - это сложное многообразное понятие включает в себя знания из различных областей деятельности человека.

Хранение информации - процесс не менее древний, нежели жизнь человеческой цивилизации. В самые древние времена ее хранил и передавал из поколения в поколение человек - его интеллект, его опыт.

Информация может храниться на бумаге - в виде текстов, графиков, таблиц, рисунков и в компьютерах - на магнитных носителях и электронных микросхемах. В настоящее время разрабатывают новые носители, модулирующие считывающий лазерный луч (лазерные компакт-диски, Compact-Disc или CD). Все это позволяет использовать ПК как хранилище большого объема информации и как устройство, способное быстро обрабатывать хранящиеся в нем данные.

Обычно информация записывается путем выделения цветом отдельных областей носителя. На бумаге мы видим буквы на белом фоне, расположенные в определенном порядке. В ПК принята такая же система записи, только на носителе фигурируют два знака. Условно назовем один знак нулем (0), а другой единицей (1). Такая система хранения информации и названа двоичной. На магнитном носителе вдоль дорожек располагаются участки с записанным магнитным полем двух направлений, одно из которых соответствует 0, а другое - 1.

Одному знаку (0 или 1) соответствует один бит информации. Восемь расположенных рядом знакомест или восемь бит хранят байт информации. В байте насчитывается 256 различных комбинаций нулей и единиц. Приняты следующие названия:

1 Килобайт (Кб) - 1024 байт (б)

1 Мегабайт (Мб) - 1024 Кб

1 Гигабайт (Гб) - 1024Мб

Одна буква в ПК записывается с помощью специального алфавита и занимает объем памяти равный одному байту. Если на странице имеется 40 строк по 50 символов в строке, то такая страница займет в памяти 2 Кб. Для хранения 100 таких страниц потребуется устройство с объемом памяти более 100 Кб. Такие устройства в компьютере имеются и они могут хранить библиотеку в 500000 страниц и более!

Проделайте простое упражнение. Нажмите клавишу <Alt> и удерживайте ее в нажатом состояние. Затем нажмите сначала клавишу <7>, а затем клавишу <1>. После этого отпустите клавишу <Alt>. Таким образом, вы послали в компьютер код 71. В ответ на этот код на экране монитора должна появится заглавная латинская буква <G>.

Графическая информация тоже запоминается в двоичном коде. Каждая точка экрана монитора хранится в байте информации. В ней записывается код и интенсивность цвета из цветовой палитры монитора. Точек на экране насчитывается до 1000000 в зависимости от типа монитора. Таким образом, графическая информация требует большего объема памяти, чем текстовая.

Представление информации в компьютере. ся кодировкой символов.

. Компьютер может обрабатывать

только информацию, представлен- Как правило, все числа в

ную в числовой форме. Вся другая компьютере представляются с по-

информация (например, звуки, мощью нулей и единиц (а не деся-

изображения, показания приборов ти цифр, как это привычно для

и т.д.) для обработки на компь- людей). Иными словами, компьюте-

ютере должна быть преобразована ры обычно работают в двоичной

в числовую форму. Например, что- системе счисления, поскольку при

бы перевести в числовую форму этом их устройство получается

музыкальный звук, можно через значительно более простым. Ввод

небольшие промежутки времени из- чисел в компьютер и вывод их для

мерять интенсивность звука на чтения человеком может осущест-

определенных частотах, представ- вляться в привычной десятичной

ляя результаты каждого измерения форме - все необходимые преобра-

в числовой форме. С помощью зования могут выполнить програм-

программ для компьютера можно мы, работающие на компьютере.

выполнить преобразования полу- Единицей информации в компь-

ченной информации, например, ютере является один бит, т.е.

"наложить" друг на друга звуки двоичный разряд, который может

от разных источников. После это- принимать значения 0 или 1. Как

го результат можно преобразовать правило, команды компьютеров ра-

обратно в числовую форму. ботают не с отдельными битами, а

Аналогичным образом на компь- с восемью битами сразу. Восемь

ютере можно обрабатывать тексто- последовательных битов составля-

вую информацию. При вводе в ют байт. В одном байте можно за-

компьютер каждая буква кодирует- кодировать значение одного сим-

ся определенным числом, а при вола из 256 возможных (256=2^8).

выводе на внешние устройства Более крупными единицами инфор-

(экран или печать) для восприя- мации являются килобайт (сокра-

тия человеком по этим числам щенно обозначаемый Кбайт), рав-

строятся соответствующие изобра- ный 1024 байтам (1024=2^10), и

жения букв. Соответствие между мегабайт (сокращенно обозначае-

набором букв и числами называет- мый Мбайт), равный 1024 Кбайтам.

1-блог 10-вопрос Назначение символов * и? имена накопителей внешних устройств. Помимо оперативной памяти, компьютеру необходима дополнительная

память для долговременного размещения данных. Такие устройства называются

ВЗУ (внешние запоминающие устройства). К ним относятся накопители на

магнитной ленте, накопители на дискетах, винчестеры, CD-ROM,

магнитооптические диски,флешки

Накопители на гибких дисках (Floppy Disk Drive), являются старейшими

периферийными устройствами PC. В качестве носителя информации в них

применяются дискеты диаметрами 3,5” 5,25”и 8” (на сегодняшний день

дискеты 5,25” практически не используются 8” не используются). Конструкция

дискет одинакова для всех форматов. В футляре находится пластмассовый диск

с нанесенным на него магнитным слоем для записи информации. Объем

записываемой информации зависит от плотности записи. Существуют стандарты

SS/SD, DS/DD, DS/HD для 5/25” объем записываемой информации от 180 Кб до

1.2 Мб. DD, HD и ED для 3,5” дискет, объем записываемой информации от 720

Кб до 2,88 Мб. Самые распространенные - дискеты 3,5” HD. Как носители

информации дискеты почти изжили себя, малый объем, небольшая скорость

чтения/записи, ненадежность делают их применение невыгодным.

Накопители на жестких дисках (Hard Disk Drive) так называемые –

винчестеры. По сравнению с дискетами имеют несколько преимуществ: объем

записываемой информации многократно превосходит возможности гибких дисков.

Скорость чтения/записи также намного больше, высокая надежность

Съемные/внешние/переносные жесткие диски. По характеристикам не отличаются

от обычных. Альтернативой им служат накопители со сменными дисками, в

отличии от съемных винчестеров подвижным является лишь непосредственно

носитель информации, функционально напоминают накопители на жестких дисках,

но существенно превосходят их по характеристикам. Объем записываемой

информации варьируется от 100 Мб, до 1 Гб, среднее время доступа 10-30 мс,

средняя скорость обмена 4-6 Мб/сек.

DVD (Digital Video Disk) – диски, которые сменят CD-ROM, первоначально

разрабатывались для домашнего видео. Отличаются тем, что могут хранить

объем данных многократно превышающий возможности компакт дисков (от 4,7 до

17 Гб.

1-блог 11-вопрос Аналоговые и цифровые технологии ЭВУ, принципы работы и область применения

Аналоговые

Оперируют информацией, представленной в виде непрерывных значений некоторой физической величины. В качестве физической величины могут быть использованы скорость, сила тока в цепи, напряжение, координаты и т.п.

Принцип работы: вычисления заменяются моделированием какого-либо физического явления. Некоторые физические процессы описываются сходными аналитическими выражениями.

Например: y = x2;

Подбор физической системы, описанной уравнением: схожее уравнение имеет вольтамперная характеристика.

· Преимущество: хорошая скорость (сравнительно высокая)

· Недостаток: узкий класс решаемых задач, а также низкая точность вычислений, когда нельзя точно подобрать процесс.

Цифровые

Цифровые ВМ обрабатывают информацию, представленную в виде дискретных значений. Вычисления в цифровой ВМ выполняются путем счета, т.е. последовательным выполнением отдельных операций над числами. Набор допустимых операций для таких машин может быть очень велик.

Оказалось, что для реализации даже сложных вычислений нужен достаточно небольшой набор базовых операций (прибавление единицы, сдвиг и логические операции).

· Преимущество: универсальность (одна машина - много задач);

· Недостаток: сравнительно низкая скорость вычислений (операции реализуются последовательно);

Аналоговые и цифровые технологии применяются в наши дни везде, в быту , в научных целях

1-блог 12-вопрос Основные технологические характеристики компьютера.

К важнейшим техническим характеристикам персонального компьютера относятся:

1. разрядность - важнейшая характеристика компьютера, измеряется в битах; она показывает - сколько двоичных разрядов (битов) информации обрабатывается (или передается) за один такт работы микропроцессора, а также - сколько двоичных разрядов может быть использовано для адресации оперативной памяти; компьютеры могут быть соответственно 8-ю, 16-, 32- и 64-разрядными;

2. тактовая частота – сколько элементарных операций (тактов) выполняет микропроцессор в одну секунду;

3. емкость оперативной памяти, измеряется в Мбайтах и поставляется в виде модулей, имеющих 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256 и более Мбайт (разрабатываются модули емкостью 1Гбайт);

4. емкость внешней дисковой памяти, измеряется в Мбайтах, Гбайтах и Тбайтах;

5. тип дисплея и видео карты, обеспечивающих вывод графической информации в режимах:

- VGA – 650 X 480 пикселей,

- SVGA – 800 X 600, 1024 X 768, 1240 X 1024 и более пикселей;

6. количество цветов – монохромные (черно-белые) и цветные, обеспечивающие 16, 256, 16 млн. и более цветов;

Пиксель – это неделимая точка на экране, которая изменяет яркость и цвет (если дисплей цветной). Чем больше пикселей, тем выше качество изображения на экране дисплея.

Производительность компьютера, измеряемая, в первом приближении, в тысячах операций/сек, миллионах операций/сек и миллиардах операций/сек, зависит от используемого в компьютере микропроцессора и других узлов ее определяющих – винчестера, оперативной памяти, объема видеопамяти и т.д. Производительность этих узлов определяется быстродействием, величина которого обратно пропорциональна производительности и измеряется в мили-, микро- и наносекундах, имеющих размерность соответственно 1/1000, 1/1000000 и 1/1000000000 сек.

Быстродействие – это время отклика, приходящееся на одну операцию. Для винчестеров оно составляет 8-16 и более миллисекунд, для оперативной памяти – 8-70 наносекунд.

Производительность компьютера, таким образом, определяется интегрированным показателем, включающим все указанные выше показатели составляющих узлов, и измеряется также в единицах MIPS. Требования к методике ее определения оговорены рядом международных стандартов, используемых для тестирования на стандартных задачах, включающих работу с графикой, видео, компьютерными играми.