- •Наука информатика Глава 1. Информатика — предмет и задачи
- •1.1. Появление и развитие информатики
- •1.2. Структура информатики
- •1.3. Влияние информатики на развитие общества: информационные революции
- •1.4. Информационные технологии: этапы развития
- •Глава 2. Технические средства информатики
- •2.1. Классификация эвм
- •2.2. Архитектура эвм
- •2.3. Основные характеристики вычислительной техники
- •2.4. Архитектура персонального компьютера
- •2.4.1. Системный блок
- •2.4.2. Материнская плата
- •2.4.3. Внутренняя память
- •2.4.4. Внешняя память
- •2.4.5. Устройства ввода
- •2.4.6. Устройства вывода
- •Глава 3. Программные средства информатики.
- •3.1. Классификация программных продуктов
- •3.2. Системное программное обеспечение
- •3.3. Пользовательское программное обеспечение
- •3.4. Инструментарий технологии программирования
- •II. Информация и информационные процессы. Глава 1. Информация.
- •1.1. Информация и данные.
- •1.2. Количественные характеристики информации.
- •Синтаксическая мера информации.
- •Семантическая мера информации
- •1.3. Качественные характеристики информации.
- •Глава 2. Технологии работы с информацией.
- •2.1. Технология кодирования информации
- •Кодирование чисел
- •Двоичная система счисления
- •Кодирование музыки
- •Кодирование текста
- •Кодирование изображений
- •Кодирование фильмов
- •2.2. Технология упаковки информации
- •1. Для любой последовательности данных существует теоретический предел сжатия, который не может быть превышен без потери части информации.
- •2. Для любого алгоритма сжатия можно указать такую последовательность данных, для которой он обеспечит лучшую степень сжатия, чем другие методы.
- •3. Для любого алгоритма сжатия можно указать такую последовательность данных, для которой данный алгоритм вообще не позволит получить сжатия.
- •Сжатие с потерей информации
- •Обратимое сжатие информации
- •2.3. Технология шифрования информации
- •Алгоритмы симметричного шифрования
- •Алгоритмы ассиметричного шифрования
- •Сравнение алгоритмов шифрования
- •Глава 3. Информационные процессы и информационные системы.
- •3.1. Информационная деятельность и информационные процессы
- •Получение информации
- •Передача и хранение информации
- •Обработка и преобразование информации
- •3.2. История развития вычислительных устройств
- •3.3. Информационные системы
- •Задачи, решаемые информационными системами
- •Алгоритмизация и программирование. Глава 1. Технология решения задач
- •1.1. Этапы решения задачи на эвм
- •1.2. Категории специалистов, занятых разработкой и сопровождением программного обеспечения
- •Глава 2. Алгоритмизация
- •2.1. Понятие, определение и свойства алгоритма
- •2.2. Способы записи алгоритмов
- •2.3. Виды алгоритмов
- •Глава 3. Программирование
- •Виды языков программирования
- •3.2. Основные понятия программирования
- •3.3. Основные конструкции языка программирования на примере basic
- •3.4. Жизненный цикл программного продукта
- •Основы информационной культуры Глава 1. Информационное общество
- •1.1. Представление об информационном обществе и информационной культуре
- •1.2. Информационные ресурсы и рынок информационных услуг
- •Глава 2. Всемирная компьютерная сеть
- •2.1. Разновидности компьютерных сетей
- •Модель взаимодействия «клиент – сервер».
- •4. Смешанные топологии
- •2.2. История Интернет
- •2.3. Структура Интернет
- •2.4. Сервисы Интернет Электронная почта
- •Поисковые системы
- •Телеконференции
- •Чаты (irc)
- •Содержание
2.3. Основные характеристики вычислительной техники
К основным характеристикамвычислительной техники относятся её эксплуатационно-технические характеристики, такие, как быстродействие, емкость памяти, точность вычислений и другие.
Быстродействие ЭВМрассматривается в двух аспектах. С одной стороны, оно характеризуется количеством элементарных операций, выполняемых центральным процессором в секунду. Под элементарной операцией понимается любая простейшая операция типа сложения, пересылки, сравнения и т. д. С другой стороны, быстродействие ЭВМ существенно зависит от организации ее памяти. Время, затрачиваемое на поиск необходимой информации в памяти, заметно сказывается на быстродействии ЭВМ.
В зависимости от области применения выпускаются ЭВМ с быстродействием от нескольких сотен тысяч до миллиардов операций в секунду. Для решения сложных задач возможно объединение нескольких ЭВМ в единый вычислительный комплекс с требуемым суммарным быстродействием.
Наряду с быстродействием часто пользуются понятием производительность.Если первое обусловлено, главным образом, используемой в ЭВМ системой элементов, то второе связано с ее архитектурой и разновидностями решаемых задач. Быстродействие не является величиной постоянной. В связи с этим различают:
пиковое быстродействие, определяемое тактовой частотой процессора без учета обращения к оперативной памяти;
номинальное быстродействие, определяемое с учетом времени обращения к оперативной памяти;
системное быстродействие, определяемое с учетом системных издержек на организацию вычислительного процесса;
эксплуатационное, определяемое с учетом характера решаемых задач (состав, операций или их «смеси»).
Ёмкость, или объем памятиопределяется максимальным количеством информации которое можно разместить в памяти ЭВМ. Обычно ёмкость памяти измеряется в байтах. Как уже отмечалось, память ЭВМ подразделяется на внутреннюю и внешнюю. Внутренняя, или оперативная память, по своему объему у различных классов машин различна и определяется системой адресации ЭВМ. Емкость внешней памяти из-за блочной структуры и съемных конструкций накопителей практически неограниченна.
Точность вычисленийзависит от количества разрядов, используемых для представления одного числа. Современные ЭВМ комплектуются 32- или 64-разрядными микропроцессорами, что вполне достаточно для обеспечения высокой точности расчетов самых разнообразных приложениях. Однако, если этого мало, можно использовать удвоенную или утроенную разрядную сетку.
Система команд— это перечень команд, которые способен выполнить процессор ЭВМ. Система команд устанавливает, какие конкретно операции может выполнять процессор, сколько операндов требуется указать в команде, какой вид (формат) должна имеет команда для ее распознания. Количество основных разновидностей команд невелико, с их помощью ЭВМ способны выполнять операции сложения, вычитания, умножена деления, сравнения, записи в память, передачи числа из регистра в регистр, преобразования из одной системы счисления в другую и т. д. При необходимости выполняете модификация команд, учитывающая специфику вычислений. Обычно в ЭВМ используется от десятков до сотен команд (с учетом их модификации).
На современном этапе развития вычислительной техники используются два основных подхода при формировании системы команд процессора. С одной стороны, это традиционный подход, связанный с разработкой процессоров с полным набором команд, — архитектура CISC (Complete Instruction Set Computer — компьютер с полным набором команд). С другой стороны, это реализация в ЭВМ сокращенного набора простейших, но часто употребляемых команд, что позволяет упростить аппаратные средства процессора и повысить её быстродействие — архитектура RISC (Reduced Instruction Set Computer — компьютер сокращенным набором команд).
Стоимость ЭВМзависит от множества факторов, в частности от быстродействия, ёмкости памяти, системы команд и т. д. Большое влияние на стоимость оказывает конкретная комплектация ЭВМ и, в первую очередь, внешние устройства, входящие в состав машины. Наконец, стоимость программного обеспечения ощутимо влияет на стоимость ЭВМ.
Надёжность ЭВМ— это способность машины сохранять свои свойства при заданных условиях эксплуатации в течение определенного промежутка времени. Количественной оценкой надежности ЭВМ, содержащей элементы, отказ которых приводит к отказу всей машины, могут служить следующие показатели:
вероятность безотказной работы за определенное время при данных условиях эксплуатации;
наработка ЭВМ на отказ;
среднее время восстановления машины и др.
Для более сложных структур типа вычислительного комплекса или системы понятие «отказ» не имеет смысла. В таких системах отказы отдельных элементов приводят к некоторому снижению эффективности функционирования, а не к полной потере работоспособности в целом.
Важное значение имеют и другие характеристики вычислительной техники, например: универсальность, программная совместимость, вес, габариты, энергопотребление и др. Они принимаются во внимание при оценивании конкретных сфер применения ЭВМ.