Predavanje br. 3

Glavna pitanja predavanja:

1. Tehnička sredstva računarska nauka.

2. Koncept principa rada računara.

3. Glavne komponente PC.

Tehnička sredstva računarstva

Računar je glavno tehničko sredstvo za obradu informacija, klasifikovano prema nizu karakteristika, a posebno: prema namjeni, principu rada, metode organizacije računarskog procesa, veličine i računarske snage, funkcionalnost, mogućnost paralelnog izvršavanja programa i sl.

By svrha Računari se mogu podijeliti u tri grupe:

· univerzalni (opće namjene) - dizajnirani su za rješavanje širokog spektra inženjerskih i tehničkih problema: ekonomskih, matematičkih, informatičkih i drugih problema, koje karakterizira složenost algoritama i velika količina obrađenih podataka. Karakteristične karakteristike ovih računara su visoke performanse, raznovrsnost oblika obrađenih podataka (binarni, decimalni, simbolički), raznovrsnost izvršenih operacija (aritmetičke, logičke, specijalne), veliki kapacitet ram memorija, razvijena organizacija input-outputa informacija;

· orijentisan na probleme - dizajniran za rješavanje užeg spektra problema, obično povezanih sa tehnološkim objektima, registracijom, akumulacijom i obradom malih količina podataka (kontrolni kompjuterski sistemi);

· specijalizovana - za rješavanje uskog spektra problema, u cilju smanjenja složenosti i cijene ovih računara, uz održavanje visokih performansi i pouzdanosti (programabilni mikroprocesori specijalne namjene, kontroleri koji obavljaju upravljačke funkcije tehnički uređaji).

By princip rada(kriterijum za podjelu računara je oblik prezentacije informacija sa kojima rade):

· analogni kompjuteri (AVM) - kontinualne računarske mašine koje rade sa informacijama predstavljenim u kontinuiranom obliku, tj. u obliku kontinuiranog niza vrijednosti bilo koje fizičke veličine (najčešće električni napon); u ovom slučaju, vrijednost napona je analogna vrijednosti neke mjerene varijable. Na primjer, unošenje broja 19,42 sa skalom od 0,1 je ekvivalentno primjeni napona od 1,942 V na ulaz;

· digitalni računari (DCM) - diskretni računari koji rade sa informacijama predstavljenim u diskretnom, odnosno digitalnom obliku - u obliku nekoliko različitih napona, ekvivalentnih broju jedinica u predstavljenoj vrednosti varijable;

· hibridni kompjuteri (HCM) - kompjuteri kombinovane akcije koji rade sa informacijama predstavljenim u digitalnom i analognom obliku.

AVM su jednostavni i laki za upotrebu; programiranje problema za njihovo rješavanje nije radno intenzivno, brzina rješavanja varira na zahtjev operatera (više nego kod digitalnog računara), ali je tačnost rješenja vrlo niska (relativna greška 2-5%). AVM se koriste za rješavanje matematičkih problema koji sadrže diferencijalne jednadžbe koje ne sadrže složenu logiku. Digitalni računari su najčešće korišteni; oni su ono što se misli kada ljudi govore o računarima. Preporučljivo je koristiti GVM za kontrolu složenih tehničkih sistema velike brzine.

By generacije Mogu se razlikovati sljedeće grupe:

1. generacija. Godine 1946 objavljena je ideja o njenom korištenju binarna aritmetika(John von Neumann, A. Burns) i princip uskladištenog programa, koji se aktivno koriste u računarima 1. generacije. Računari su se odlikovali velikim dimenzijama, velikom potrošnjom energije, malom brzinom, niskom pouzdanošću i programiranjem u kodovima. Problemi su uglavnom riješeni računarske prirode , koji sadrži složene proračune potrebne za prognozu vremena, rješavanje problema nuklearne energije, upravljanje avionima i druge strateške zadatke.

2. generacija. Godine 1948. Bell Telefon Laboratorija je objavila stvaranje prvog tranzistora. U odnosu na računare prethodne generacije, sve je poboljšano specifikacije. Za programiranje se koriste algoritamski jezici, a napravljeni su i prvi pokušaji automatskog programiranja.

3. generacija. Karakteristika računara 3. generacije je upotreba integrisanih kola u njihovom dizajnu, a operativnih sistema u kontroli rada računara. Nove mogućnosti za multiprogramiranje, upravljanje memorijom i ulazno/izlazne uređaje. Operativni sistem je preuzeo oporavak od kvarova. Od sredine 60-ih do sredine 70-ih, baze podataka koje sadrže različite vrste informacija iz različitih oblasti znanja postale su važan tip informacionih usluga. Po prvi put se pojavljuje informaciona tehnologija za podršku odlučivanju. Ovo je potpuno nov način interakcije čovjeka i računara.

4. generacija. Glavne karakteristike ove generacije računara su prisustvo uređaja za skladištenje podataka, pokretanje računara korišćenjem sistema za pokretanje iz ROM-a, različite arhitekture, moćni operativni sistemi i povezivanje računara u mreže. Od sredine 70-ih, sa stvaranjem nacionalnih i globalne mreže Prijenos podataka Vodeći tip informacionih usluga postalo je interaktivno traženje informacija u bazama podataka udaljenim od korisnika.

5. generacija. Računari sa mnogo desetina paralelnih radnih procesora, koji vam omogućavaju da izgradite efikasne sisteme za obradu znanja; Računari zasnovani na veoma složenim mikroprocesorima sa paralelnom vektorskom strukturom koji istovremeno izvršavaju desetine uzastopnih programskih naredbi.

6. generacija. Optoelektronski računari sa masivnim paralelizmom i neuronskom strukturom - sa mrežom velikog broja (desetine hiljada) jednostavnih mikroprocesora koji modeliraju strukturu neuronskih bioloških sistema.

Računarska klasifikacija po veličini i funkcionalnosti.

Mainframe računari. Istorijski gledano, veliki kompjuteri su se prvi pojavili, od kojih je nastala elementarna baza vakuumske cijevi na integrisana kola sa ultra-visokim stepenom integracije. Međutim, pokazalo se da su njihove performanse nedovoljne za modeliranje ekoloških sistema, problema genetskog inženjeringa, upravljanje složenim odbrambenim kompleksima itd.

Mainframe računari se u inostranstvu često nazivaju MAINFRAME i glasine o njihovoj smrti su uveliko preuveličane.

Obično imaju:

· performanse od najmanje 10 MIPS (miliona operacija s pomičnim zarezom u sekundi)

glavna memorija od 64 do 10000 MB

· eksternu memoriju ne manje od 50 GV

· višekorisnički način rada

Glavna područja upotrebe- ovo je rješenje naučnih i tehničkih problema, rad sa velikim bazama podataka, upravljanje kompjuterske mreže i njihove resurse kao servere.

Mali kompjuteri. Mali (mini) računari su pouzdani, jeftini i jednostavni za upotrebu, ali imaju nešto manje mogućnosti u odnosu na velike računare.

Super-mini računari imaju:

kapacitet glavne memorije - 4-512 MB

kapacitet disk memorija- 2 - 100 GV

· broj podržanih korisnika - 16-512.

Mini-računari su namenjeni za upotrebu kao upravljački računarski sistemi, u jednostavnim sistemima za modeliranje, u automatskim upravljačkim sistemima i za upravljanje tehnološkim procesima.

Superkompjuter. To su moćni multiprocesorski računari sa brzinama stotina miliona - desetine milijardi operacija u sekundi.

Nemoguće je postići takve performanse na jednom mikroprocesoru koristeći moderne tehnologije, zbog konačne brzine prostiranja elektromagnetnih valova (300.000 km/sec), jer vrijeme koje je potrebno signalu da se širi na udaljenosti od nekoliko milimetara postaje uporedivo do vremena potrebnog da se završi jedna operacija. Stoga se superračunari stvaraju u obliku visoko paralelnih višeprocesorskih računarskih sistema.

Trenutno u svijetu postoji nekoliko hiljada superkompjutera, od jednostavnih kancelarijskih Cray EL do moćnih Cray 3, SX-X iz NEC-a, VP2000 iz Fujitsua (Japan), VPP 500 iz Siemensa (Nemačka).

Mikroračunar ili personalni računar. Računar mora imati karakteristike koje ispunjavaju zahtjeve opšte dostupnosti i univerzalnosti:

· jeftino

· autonomija rada

· fleksibilnost arhitekture, koja omogućava prilagođavanje u oblasti obrazovanja, nauke, menadžmenta iu svakodnevnom životu;

· prilagođenost operativnom sistemu;

· visoka pouzdanost (više od 5000 sati između kvarova).

Većina njih se napaja baterijama, ali se mogu povezati na mrežu.

Specijalni kompjuteri. Specijalni kompjuteri fokusirani su na rješavanje posebnih računarskih ili upravljačkih problema. Elektronski mikrokalkulatori se takođe mogu smatrati posebnim računarom. Program koji procesor izvršava je u ROM-u ili u OP-u, i od tada Mašina obično rešava jedan problem, a onda se menjaju samo podaci. Ovo je zgodno (program je pohranjen u ROM-u), u ovom slučaju se povećava pouzdanost i brzina računara. Ovaj pristup se često koristi u kompjuterima na vozilu, u kontroli režima rada kamere, filmske kamere i u sportskim simulatorima.

Koncept principa rada računara

Arhitektura modernih personalnih računara zasniva se na principu okosnica-modularnosti. Modularni princip omogućava potrošaču da sastavi potrebnu kompjutersku konfiguraciju i, ako je potrebno, nadogradi je. Modularna organizacija računara zasniva se na principu okosnice (sabirnice) razmene informacija između uređaja.

Okosnica uključuje tri multi-bitne magistrale:

· sabirnica podataka,

adresna sabirnica

· i upravljačka sabirnica.

Autobusi su višežilni vodovi.

Sabirnica podataka. Ova magistrala prenosi podatke između različitih uređaja. Na primjer, podaci pročitani iz RAM-a mogu se poslati procesoru na obradu, a zatim primljeni podaci mogu biti poslani nazad u RAM za skladištenje. Dakle, podaci na sabirnici podataka mogu se prenositi od uređaja do uređaja u bilo kojem smjeru.

Širina magistrale podataka određena je kapacitetom procesora, tj. broj binarnih bitova koje procesor obrađuje u jednom ciklusu takta. Kapacitet procesora se stalno povećavao razvojem računarske tehnologije.

Address bus. Izbor uređaja ili memorijske ćelije na koju se podaci šalju ili čitaju preko sabirnice podataka vrši procesor. Svaki uređaj ili RAM ćelija ima svoju adresu. Adresa se prenosi duž adresne magistrale, a signali duž nje se prenose u jednom smjeru od procesora do RAM-a i uređaja (jednosmjerna magistrala). Širina adresne magistrale definiše adresni prostor procesora, tj. broj RAM ćelija koje mogu imati jedinstvene adrese. Širina adresne magistrale se stalno povećava i u modernim personalnim računarima iznosi 32 bita.

Kontrolna sabirnica. Upravljačka magistrala prenosi signale koji određuju prirodu razmjene informacija duž autoputa. Kontrolni signali određuju koju operaciju čitanja ili pisanja informacija iz memorije treba izvršiti, sinkroniziraju razmjenu informacija između uređaja itd.

Konstrukcija velike većine računara zasniva se na sledećim opštim principima, koje je 1945. godine formulisao američki naučnik John von Neumann.

1. Princip programska kontrola. Program se sastoji od skupa naredbi koje procesor automatski izvršava u određenom nizu.Program se preuzima iz memorije pomoću programski brojač. Ovaj registar procesora sekvencijalno povećava adresu sljedeće instrukcije pohranjene u njemu za dužinu instrukcije. A budući da se programske komande nalaze u memoriji jedna za drugom, lanac komandi se na taj način organizira iz sekvencijalno lociranih memorijskih ćelija. Ako nakon izvršenja naredbe morate preći ne na sljedeću, već na neku drugu, koristite naredbe uslovno ili bezuslovna tranzicija, koji unose u programski brojač broj memorijske ćelije koja sadrži sljedeću naredbu. Dohvaćanje komandi iz memorije se zaustavlja nakon dostizanja i izvršavanja naredbe stop. dakle, procesor izvršava program automatski, bez ljudske intervencije.

2. Princip homogenosti memorije. Programi i podaci pohranjeni su u istoj memoriji, tako da računar ne razlikuje šta je pohranjeno u datoj memorijskoj ćeliji - broj, tekst ili naredbu. Na komandama možete izvoditi iste radnje kao i na podacima, što otvara čitav niz mogućnosti. Na primjer, program takođe može biti predmet revizije tokom njegovog izvođenja, koji vam omogućava da postavite pravila za dobijanje nekih njegovih delova u samom programu (tako program organizuje izvršavanje petlji i potprograma).Štaviše, komande jednog programa mogu se dobiti kao rezultati izvršavanja drugog programa. Na osnovu ovog principa metode prevođenja- prevod programskog teksta iz programskog jezika visokog nivoa u jezik određene mašine.

3. Princip ciljanja. Strukturno, glavna memorija se sastoji od prenumeriranih ćelija. Svaka ćelija je dostupna procesoru u bilo koje vrijeme. To podrazumijeva mogućnost imenovanja memorijskih područja tako da se vrijednostima pohranjenim u njima kasnije može pristupiti ili promijeniti tijekom izvršavanja programa korištenjem dodijeljenih imena. Računari izgrađeni na gore navedenim principima su ovog tipa von Neumann. Ali postoje kompjuteri koji se fundamentalno razlikuju od von Neumanovih. Za njih, na primjer, princip programske kontrole se možda neće poštovati, tj. mogu raditi bez programskog brojača koji pokazuje komandu programa koja se trenutno izvršava. Da bi pristupili bilo kojoj promenljivoj pohranjenoj u memoriji, ovi računari ne moraju da joj daju ime. Takvi računari se zovu ne von Neumann.

Osnovne komponente personalnog računara

Računar ima modularnu strukturu koja uključuje:

Sistemska jedinica

Metalno kućište sa napajanjem. Trenutno se sistemske jedinice proizvode u ATX standardu, dimenzija 21x42x40cm, napajanje - 230W, radni napon 210-240V, pretinci 3x5.25""" i 2x3.5"", automatsko isključivanje po završetku radova. U kućište se nalazi i zvučnik.

1.1. Sistemska (matična) ploča(matična ploča), na kojoj se nalaze razni uređaji uključeno u sistemska jedinica. Dizajn matične ploče izrađen je po principu modularnog dizajna, što omogućava svakom korisniku da lako zamijeni neispravne ili zastarjeli elementi sistemska jedinica. Postavljeno na sistemsku ploču:

A) CPU (CPU - Central Processing Unit) - veliko integrisano kolo na čipu. Obavlja logičke i aritmetičke operacije, kontroliše rad računara. Procesor karakterizira proizvođač i frekvencija sata. Najpoznatiji proizvođači su Intel i AMD. Procesori imaju svoja imena: Athlon, Pentium 4, Celeron, itd. Frekvencija takta određuje brzinu procesora i mjeri se u hercima (1\s). Dakle, Pentium 4 2,2 GHz, ima brzinu takta od 2200000000 Hz (obavlja više od 2 milijarde operacija u sekundi). Još jedna karakteristika procesora je prisustvo keš memorija- čak i brže od RAM memorija, koji pohranjuje najčešće korištene CPU podatke. Keš memorija je bafer između procesora i RAM-a. Keš memorija je potpuno transparentna i ne može se programski otkriti. Keš memorija smanjuje ukupan broj ciklusa takta koje procesor čeka kada pristupa RAM-u.

b) Koprocesor (FPU - jedinica s pomičnim zarezom). Ugrađen u CPU. Izvodi aritmetičke operacije s pomičnim zarezom.

V) Kontrolori - mikrokola odgovorna za rad različitih računarskih uređaja (tastatura, HDD, FDD, miš, itd.). Ovo takođe uključuje ROM (memorija samo za čitanje) čip u koji je pohranjen ROM-BIOS.

d) Slotovi(sabirnice) - konektori (ISA, PCI, SCSI, AGP, itd.) za razne uređaje (RAM, video kartica, itd.).

Sabirnica je zapravo skup žica (vodova) koji povezuju različite kompjuterske komponente kako bi ih napajali energijom i razmjenjivali podatke. Postojeće magistrale: ISA (frekvencija – 8 MHz, broj bitova – 16, brzina prenosa podataka – 16 Mb/s),

d) Ram memorija (RAM, RAM - Random Access Memory (tipovi SIMM, DIMM (Dual Inline Memory Module), DRAM (Dynamic RAM), SDRAM (Synchronous DRAM), RDRAM)) - mikrokrugovi koji se koriste za kratkoročno skladištenje međukomandi, proračunske vrijednosti ​​proizvedeni od strane CPU-a, kao i drugi podaci. Izvršni programi se također tamo pohranjuju radi poboljšanja performansi. RAM - memorija velike brzine sa vremenom regeneracije od 7·10 -9 sek. Kapacitet do 1GB. Napajanje 3.3V.

e) Video kartica (video akcelerator) - uređaj koji proširuje mogućnosti i ubrzava rad sa grafikom. Video kartica ima svoju video memoriju (16, 32, 64, 128 MB) za pohranu grafičke informacije I GPU(GPU - Graphic Processor Unit), koji vodi računa o proračunima pri radu sa 3D grafikom i videom. GPU radi na 350 MHz i sadrži 60 miliona. tranzistori. Podržava rezoluciju 2048x1536 60Hz sa 32-bitnom bojom. Performanse: 286 miliona piksela/sek. Može imati TV izlaz i video ulaz. Podržani su sljedeći efekti: prozirnost i prozirnost, sjenčanje (dobijanje realističnog osvjetljenja), odsjaj, osvjetljenje u boji (izvori svjetlosti različitih boja), zamućenje, trodimenzionalnost, zamagljivanje, odraz, odraz u krivom ogledalu, podrhtavanje površine, izobličenje slike uzrokovano vodom i toplim zrakom, transformacija distorzija korištenjem algoritama buke, imitacija oblaka na nebu, itd.

i) Zvučna kartica - uređaj koji proširuje zvučne mogućnosti računara. Zvukovi se generiraju korištenjem uzoraka zvukova različitih tembra snimljenih u memoriji (32MB). Istovremeno se reproducira do 1024 zvuka. Podržani su različiti efekti. Može imati linijski ulaz/izlaz, izlaz za slušalice, ulaz za mikrofon, konektor za džojstik, ulaz za sekretaricu, analogni i digitalni CD audio ulaz.

h) LAN kartica - uređaj odgovoran za povezivanje računara na mrežu kako bi se omogućila razmjena informacija.

Pored matične ploče, sistemska jedinica sadrži:

1.2. Hard disk(tvrdi disk, HDD - Hard Disk Drive) - hermetički zatvoreno kućište sa rotirajućim magnetnim diskovima i magnetnim glavama. Služi za dugotrajno skladištenje informacija u obliku fajlova (programi, tekstovi, grafike, fotografije, muzika, video). Kapacitet - 75 GB, veličina bafera 1-2 MB, brzina prenosa podataka 66,6 MB/sec. Maksimalna brzina vretena - 10.000, 15.000 o/min. IBM HDD ima kapacitet od 120 GB i brzinu vretena od 7200 o/min.

1.3. Floppy disk drajv(disk drajv, floppy, FDD - Floppy Disk Drive) - uređaj koji se koristi za pisanje/čitanje informacija sa disketa koje se mogu prenositi sa računara na računar. Kapacitet diskete: 1.22MB (veličina 5.25"" (1""=2.54cm)), 1.44MB (veličina 3.5""). 1,44 MB je ekvivalentno 620 stranica teksta.

1.4. CD ROM(Compact Disc Read Only Memory) - uređaj koji služi samo za čitanje informacija sa CD-a. Binarne informacije sa površine CD-a se očitava laserskim snopom. Kapacitet CD-a - 640MB=74min. muzika=150000 stranica. tekst. Brzina vretena 8560 o/min, veličina bafera 128Kb, maksimalna brzina prijenosa podataka 33,3Mb/sec. Skokovi i prekidi tokom reprodukcije videa su razlozi da se bafer ne puni ili prepuni, koji se koristi za međuskladištenje prenesenih podataka. Postoji kontrola jačine zvuka i izlaz za slušalice (za slušanje muzičkih CD-a).

1.5. CD-R(Compact Disc Recorder) - uređaj koji se koristi za jednokratno čitanje i upisivanje informacija na CD. Snimanje se zasniva na promeni reflektivnih svojstava supstance CD supstrata pod dejstvom laserskog snopa.

1.6. DVD-ROM diskovi (digitalni video diskovi) imaju mnogo veći informacijski kapacitet (do 17 GB), jer informacije se mogu snimati na dvije strane, u dva sloja na jednoj strani, a sami tragovi su tanji.

Prva generacija DVD-ROM uređaja pružala je brzinu čitanja informacija od približno 1,3 MB/s. Trenutno, 5-brzinski DVD-ROM-ovi postižu brzinu čitanja do 6,8 MB/s.

Postoji DVD-R diskovi (R - za snimanje, za snimanje), koji su zlatne boje. Poseban DVD-R pogoni Imaju prilično moćan laser, koji tokom procesa snimanja informacija mijenja reflektivnost područja površine snimljenog diska. Informacije na takvim diskovima mogu se napisati samo jednom.

1.7. Postoje također CD-RW I DVD-RW diskovi (RW - Rewritable, rewritable), koji imaju "platinastu" nijansu. Specijalni CD-RW i DVD-RW uređaji takođe menjaju reflektivnost pojedinih delova površine diska tokom procesa snimanja informacija, ali informacije na takvim diskovima mogu se snimati mnogo puta. Prije ponovnog pisanja, snimljene informacije se „brišu“ zagrijavanjem područja površine diska pomoću lasera.

Pored sistemske jedinice, računar se sastoji od sledećih uređaja za unos/izlaz informacija.

2. Monitor(displej) - uređaj za prikaz grafičkih informacija. Postoje digitalni i tečni kristali. Dijagonalne dimenzije - 14", 15", 17", 19", 21", 24"". Veličina piksela - 0,2-0,3 mm. Brzina kadrova - 77Hz pri rezoluciji od 1920x1200 piksela, 85Hz pri 1280x1024, 160Hz pri 800x600. Broj boja je određen brojem bitova po pikselu i može biti 256 (2 8, gdje je 8 broj bitova), 65536 (2 16, High Color mod), 16,777,216 (2 24, True Color mod, možda 2 32) . Postoje katodni i LCD monitori. Monitori koriste RGB sistem boja, tj. boja se dobija mešanjem 3 osnovne boje: crvene (Red), zelene (Green) i plave (Plave).

3. Tastatura(tastatura) - uređaj za unos komandi i simboličkih informacija (108 tastera). Povezuje se na serijski interfejs (COM port).

4. Manipulator tipa miša(miš) - uređaj za unos komandi. Standardni je miš sa 3 dugmeta i točkićima za pomeranje.

5. Uređaj za štampanje(štampač) - uređaj za prikazivanje informacija na papiru, filmu ili drugoj površini. Povezuje se na paralelni interfejs (LPT port). USB (Universal Serial Bus) je univerzalna serijska magistrala koja je zamijenila zastarjele COM i LPT portove.

A) Matrix. Slika se formira tako što igle probijaju traku sa mastilom.

b) Jet. Slika se formira od mikrokapljica boje izbačenih iz mlaznica (do 256). Brzina kretanja kapi je do 40m/s.

V) Laser. Slika se prenosi na papir iz specijalnog bubnja, naelektrisanog laserom, na koji se privlače čestice mastila (tonera).

6. Skener- uređaj za unos slika u računar. Postoje ručni, tablet, bubanj.

7. Modem(MODUlator-DEMOdulator) - uređaj koji vam omogućava razmjenu informacija između računala putem analognog ili digitalni kanali. Modemi se međusobno razlikuju po maksimalnoj brzini prijenosa podataka (2400, 9600, 14400, 19200, 28800, 33600, 56000 bita u sekundi) koju podržavaju komunikacijski protokoli. Postoje interni i eksterni modemi.

1 Načini obrade podataka

Prilikom projektovanja tehnološkim procesima fokus na načine njihove implementacije. Način implementacije tehnologije zavisi od prostorno-vremenskih karakteristika zadataka koji se rješavaju: učestalosti i hitnosti, zahtjeva za brzinom obrade poruka, kao i od operativnih mogućnosti tehničkih sredstava, a prvenstveno računara. Postoje: batch mod; režim u realnom vremenu; način dijeljenja vremena; regulatorni režim; zahtjev; dijalog; teleprocesiranje; interaktivno; jednoprogramski; višeprogramski (multi-procesing).

Batch mod. Kada se koristi ovaj način rada, korisnik nema direktnu komunikaciju sa računarom. Prikupljanje i registracija informacija, unos i obrada ne poklapaju se vremenski. Prvo, korisnik prikuplja informacije, formirajući ih u pakete u skladu sa vrstom zadatka ili nekom drugom karakteristikom. (Po pravilu se radi o zadacima neoperativnog karaktera, sa dugotrajnom validnošću rezultata rešenja). Nakon što je prijem obavljen, one se unose i obrađuju, odnosno dolazi do kašnjenja u obradi. Ovaj način rada se po pravilu koristi uz centraliziranu metodu obrade informacija.

Režim dijaloga (upit) u kojem korisnik ima mogućnost direktne interakcije sa računarskim sistemom dok korisnik radi. Programi za obradu podataka su trajno u memoriji računara ako je računar dostupan u bilo kom trenutku, ili u određenom vremenskom periodu kada je računar dostupan korisniku. Interakcija korisnika sa računarskim sistemom u obliku dijaloga može biti višedimenzionalna i određena različitim faktorima: jezikom komunikacije, aktivnom ili pasivnom ulogom korisnika; ko je inicijator dijaloga - korisnik ili kompjuter; vrijeme odziva; struktura dijaloga itd. Ako je inicijator dijaloga korisnik, on mora imati znanje o radu sa procedurama, formatima podataka itd. Ako je inicijator kompjuter, onda mašina sama govori u svakom koraku šta treba da se uradi sa raznim izborima. Ovaj način rada naziva se „izbor menija“. Pruža podršku za radnje korisnika i propisuje njihov redoslijed. Istovremeno, od korisnika je potrebna manja priprema.

Režim dijaloga zahteva određeni nivo tehničke opremljenosti korisnika, tj. prisustvo terminala ili PC-a povezanog sa centralnim računarskim sistemom putem komunikacionih kanala. Ovaj način se koristi za pristup informacijama, računarskim ili softverskim resursima. Mogućnost rada u interaktivnom načinu rada može biti ograničena u vremenu početka i završetka rada, ili može biti neograničena.

Ponekad se pravi razlika između interaktivnog i načina upita, tada upit znači jednokratni poziv sistemu, nakon čega on daje odgovor i isključuje se, a dijalog znači način u kojem sistem, nakon zahtjeva, daje odgovor i čeka. dalje radnje korisnik.

Način rada u realnom vremenu. Odnosi se na sposobnost računarskog sistema da komunicira sa kontrolisanim ili upravljanim procesima tempom ovih procesa. Vrijeme reakcije računara mora zadovoljiti tempo kontroliranog procesa ili zahtjeve korisnika i imati minimalno kašnjenje. Tipično, ovaj način se koristi za decentraliziranu i distribuiranu obradu podataka.

Režim daljinske obrade omogućava udaljenom korisniku interakciju sa računarskim sistemom.

Interaktivni način rada pretpostavlja mogućnost dvosmjerne interakcije između korisnika i sistema, tj. korisnik ima mogućnost da utiče na proces obrade podataka.

Režim dijeljenja vremena pretpostavlja sposobnost sistema da dodijeli svoje resurse grupi korisnika jednog po jednog. Računarski sistem opslužuje svakog korisnika tako brzo da se čini kao da nekoliko korisnika radi istovremeno. Ova mogućnost se postiže odgovarajućim softver.

Jednoprogramski i višeprogramski režimi karakterišu sposobnost sistema da radi istovremeno koristeći jedan ili više programa.

Planirani način rada karakterizira vremenska sigurnost pojedinačnih korisničkih zadataka. Na primjer, primanje rezimea rezultata na kraju mjeseca, obračun platnih lista za određene datume, itd. Rokovi za donošenje odluke određuju se unaprijed prema propisima, za razliku od proizvoljnih zahtjeva.

2 Metode obrade podataka

Vary sledećim metodama obrada podataka: centralizovana, decentralizovana, distribuirana i integrisana.

Centralizovano pretpostavlja dostupnost. Ovom metodom korisnik dostavlja početne informacije u računalni centar i prima rezultate obrade u obliku dokumenata rezultata. Posebnost ove metode obrade je složenost i radno-intenzivnost uspostavljanja brze, neprekidne komunikacije, veliko opterećenje računara informacijama (pošto je njegov obim veliki), regulacija vremena operacija i organizacija sigurnosti sistema. od mogućeg neovlaštenog pristupa.

Decentralizovana obrada. Ova metoda je povezana s pojavom personalnih računara, koji omogućavaju automatizaciju određenog radnog mjesta.

Distribuirana metoda obrade podataka zasniva se na raspodjeli funkcija obrade između različitih računala uključenih u mrežu. Ova metoda se može implementirati na dva načina: prvi uključuje instaliranje računara u svaki mrežni čvor (ili na svakom nivou sistema), pri čemu obradu podataka vrši jedan ili više računara u zavisnosti od stvarnih mogućnosti sistema i njegovih potreba. u trenutnom vremenu. Drugi način je postavljanje velikog broja različitih procesora unutar jednog sistema. Ovaj put se koristi u sistemima za obradu bankarskih i finansijskih informacija, gde je potrebna mreža za obradu podataka (filijale, odeljenja itd.). Prednosti distribuirane metode: mogućnost obrade bilo koje količine podataka u datom vremenskom okviru; visok stepen pouzdanosti, jer ako jedno tehničko sredstvo pokvari, moguće ga je odmah zamijeniti drugim; smanjenje vremena i troškova za prijenos podataka; povećanje fleksibilnosti sistema, pojednostavljenje razvoja i rada softvera, itd. Distribuirani metod se zasniva na kompleksu specijalizovanih procesora, tj. svaki računar je dizajniran za rješavanje određene zadatke, ili zadatke vašeg nivoa.

Integrisani način obrade informacija. Obezbeđuje stvaranje informacioni model upravljanog objekta, odnosno kreiranja distribuiranu bazu podaci. Ova metoda pruža maksimalnu pogodnost za korisnika. S jedne strane, baze podataka omogućavaju zajedničko korištenje i centralizirano upravljanje. S druge strane, obim informacija i raznovrsnost zadataka koje treba riješiti zahtijevaju distribuciju baze podataka. Integrisana tehnologija obrade informacija omogućava vam da unapredite kvalitet, pouzdanost i brzinu obrade, jer obrada se vrši na osnovu jedinstvenog informacionog niza, jednom unesenog u računar. Karakteristika ove metode je tehnološko i vremensko odvajanje postupka obrade od postupaka prikupljanja, pripreme i unosa podataka.

3 Kompleks tehničkih sredstava za obradu informacija

Skup tehničkih sredstava za obradu informacija je skup autonomnih uređaja za prikupljanje, akumuliranje, prijenos, obradu i prezentiranje informacija, kao i kancelarijske opreme, upravljanja, popravke i održavanja i dr. Postoji niz zahtjeva za set tehničkih sredstava:

Osiguravanje rješavanja problema uz minimalne troškove, traženu tačnost i pouzdanost

Mogućnost tehničke kompatibilnosti uređaja, njihova agregabilnost

Osiguravanje visoke pouzdanosti

Minimalni troškovi za akvizicije

Domaća i strana industrija proizvodi širok spektar tehničkih sredstava za obradu informacija, koji se razlikuju po elementarnoj bazi, dizajnu, upotrebi različitih informacionih medija, operativnim karakteristikama itd.

4 Klasifikacija tehničkih sredstava obrade informacija

Tehnička sredstva za obradu informacija dijele se u dvije velike grupe. Ovo su glavni i pomoćni alati za obradu.

Pomoćna oprema je oprema koja osigurava funkcionalnost osnovnih sredstava, kao i oprema koja olakšava i čini rad menadžmenta ugodnijim. Pomoćna sredstva za obradu informacija uključuju kancelarijsku opremu i opremu za popravku i održavanje. Kancelarijsku opremu predstavlja veoma širok spektar alata, od kancelarijskog materijala do sredstava za isporuku, reprodukciju, skladištenje, pretraživanje i uništavanje osnovnih podataka, sredstava administrativnih i proizvodnih komunikacija i tako dalje, što rad menadžera čini praktičnim. i udobno.

Osnovna sredstva su alati za automatsku obradu informacija. Poznato je da su za upravljanje određenim procesima potrebne određene upravljačke informacije koje karakterišu stanja i parametre tehnoloških procesa, kvantitativne, troškovne i radne pokazatelje proizvodnje, nabavke, prodaje, finansijske aktivnosti itd. Osnovna sredstva tehničke obrade obuhvataju: sredstva za snimanje i prikupljanje informacija, sredstva za prijem i prenos podataka, sredstva za pripremu podataka, sredstva za unos, sredstva za obradu informacija i sredstva za prikazivanje informacija. U nastavku su sva ova sredstva detaljno razmotrena.

Dobijanje primarnih informacija i registracija jedan je od radno intenzivnih procesa. Zbog toga se široko koriste uređaji za mehanizovano i automatizovano merenje, prikupljanje i snimanje podataka. Raspon ovih sredstava je veoma širok. Tu spadaju: elektronske vage, razni brojači, displeji, mjerači protoka, kase, mašine za brojanje novčanica, bankomati i još mnogo toga. Ovo uključuje i različite proizvodne registratore namijenjene obradi i evidentiranju informacija o poslovnim transakcijama na kompjuterskim medijima.

Sredstva za primanje i prenošenje informacija. Prijenos informacija odnosi se na proces slanja podataka (poruka) s jednog uređaja na drugi. Skup objekata u interakciji, formiran uređajima za prijenos i obradu podataka, naziva se mreža. Kombiniraju uređaje dizajnirane za prijenos i primanje informacija. Oni osiguravaju razmjenu informacija između mjesta njihovog porijekla i mjesta njihove obrade. Struktura sredstava i metoda prenosa podataka određena je lokacijom izvora informacija i objekata za obradu podataka, obimom i vremenom prenosa podataka, vrstama komunikacionih linija i drugim faktorima. Sredstva za prenos podataka predstavljaju pretplatničke tačke (AP), oprema za prenos, modemi, multiplekseri.

Alati za pripremu podataka predstavljaju uređaji za pripremu informacija na računarskim medijima, uređaji za prenos informacija sa dokumenata na medij, uključujući računarske uređaje. Ovi uređaji mogu vršiti sortiranje i prilagođavanje.

Alati za unos se koriste za percepciju podataka sa računarskih medija i unos informacija u računarske sisteme

Alati za obradu informacija igraju ključnu ulogu u kompleksu tehničkih alata za obradu informacija. Sredstva za obradu obuhvataju računare, koji su zauzvrat podeljeni u četiri klase: mikro, mali (mini); velikih kompjutera i superkompjutera. Postoje dvije vrste mikroračunara: univerzalni i specijalizovani.

I univerzalni i specijalizirani mogu biti ili višekorisnički - moćni računari opremljeni s nekoliko terminala i koji rade u načinu dijeljenja vremena (serveri), ili jednokorisnički (radne stanice), koji su specijalizirani za obavljanje jedne vrste posla.

Mali računari rade u režimu dijeljenja vremena i multitaskinga. Njihova pozitivna strana je pouzdanost i jednostavnost rada.

Velike računare (glavne farme) karakteriše velika količina memorije, visoka tolerancija grešaka i performanse. Takođe ga karakteriše visoka pouzdanost i zaštita podataka; mogućnost povezivanja velikog broja korisnika.

Superračunari su moćni multiprocesorski računari sa brzinom od 40 milijardi operacija u sekundi.

Server je računar posvećen obradi zahteva sa svih stanica na mreži i obezbeđivanju pristupa ovim stanicama sistemskim resursima i distribuciji ovih resursa. Univerzalni server se naziva server aplikacija. Moćni serveri se mogu klasifikovati na male i velike računare. Sada su lider Marshall serveri, a tu su i Cray serveri (64 procesora).

Alati za prikaz informacija koriste se za prikaz rezultata proračuna, referentnih podataka i programa na računarskim medijima, štampanju, ekranu itd. Izlazni uređaji uključuju monitore, štampače i plotere.

Monitor je uređaj dizajniran za prikaz informacija koje korisnik unese sa tastature ili izlaza sa računara.

Štampač je uređaj za štampanje tekstualnih i grafičkih informacija na papir.

Kater je uređaj za štampanje crteža i dijagrama velikog formata na papir.

Tehnologija je kompleks naučnih i inženjerskih znanja implementiranih u tehnike rada, skupove materijalnih, tehničkih, energetskih, radnih faktora proizvodnje, metode njihovog kombinovanja da bi se stvorio proizvod ili usluga koja ispunjava određene zahtjeve. Dakle, tehnologija je neraskidivo povezana sa mehanizacijom proizvodnog ili neproizvodnog, prvenstveno upravljačkog, procesa. Tehnologije upravljanja se zasnivaju na upotrebi kompjutera i telekomunikacijske tehnologije.

Prema definiciji koju je usvojio UNESCO, informaciona tehnologija je skup međusobno povezanih naučnih, tehnoloških i inženjerskih disciplina koje proučavaju metode za efikasno organizovanje rada ljudi uključenih u obradu i skladištenje informacija; kompjuterska tehnologija i metode organizovanja i interakcije sa ljudima i proizvodnom opremom. Njihova praktična primjena, kao i društveni, ekonomski i kulturni problemi povezani sa svim ovim. Same informacione tehnologije zahtijevaju kompleksnu obuku, velike početne troškove i visokotehnološku tehnologiju. Njihovo uvođenje trebalo bi da počne kreiranjem matematičkog softvera i formiranjem tokova informacija u sistemima specijalističke obuke.

Sistemska jedinica sastoji se od kućišta sa napajanjem i matične ploče (sistemske ploče). Napajanje se pretvara naizmjenična struja u jednosmernu struju niskog napona. Snaga napajanja određuje koliko dodatnih uređaja koji nemaju vlastito napajanje može biti spojeno na sistemsku jedinicu.

Matična ploča - glavni dio računara, uz pomoć kojeg se kombinuju ostali elementi. Ovo je veliko štampana ploča, na kojem se nalaze sistemske i lokalne magistrale, mikroprocesor, RAM, dodatni čipovi i slotovi za povezivanje dodatnih uređaja. Matične ploče su objedinjene po standardnoj veličini (trenutno su najčešće AT, ATX, LPX, NLX).

Sistemska sabirnica dizajniran za prenos informacija između centralnog procesora i ostalih računarskih komponenti. Moderni računari koriste EISA, PCI, PCMCIA i AGP magistrale. Sabirnice se dijele na sinhrone, gdje se podaci prenose prema frekvenciji takta (RSI), i asinkrone, gdje se podaci prenose u proizvoljno vrijeme (EISA).

CPU (Central Processing Unit - CPU) je veliko integrirano kolo implementirano na jednom poluvodičkom čipu, koje je dizajnirano za softverski kontroliranu obradu informacija. U zavisnosti od tipa instrukcija koje se izvršavaju, mikroprocesori se razlikuju između CISC (kompjuter sa složenim skupom instrukcija) i RISC (računar za smanjenje skupa instrukcija). Prvi mikroprocesori su bili CISC procesori. RISC procesori koriste instrukcije jednake dužine, koje se lakše i brže izvršavaju.

Kapacitet bitova mikroprocesora određuje koliko bitova informacija obrađuje u jednom ciklusu takta. Prvi mikroprocesor Intel 4004, koji se pojavio 1971. godine, imao je višestruko pražnjenje i frekvenciju takta od 750 KHz. Sa razvojem procesora frekvencija sata, širina registara i eksterne magistrale podataka se povećava, a dekodiranje naredbi se poboljšava. Moderni Pentium III računari imaju takt od 450 MHz i više.

RAM može biti dinamička ili statična. Dinamička memorija sa slučajnim pristupom (DRAM) je memorija sa slučajnim pristupom (DRAM). Svaki bit takve memorije predstavljen je kao prisustvo ili odsustvo naboja na kondenzatoru formiranom u strukturi poluvodičkog kristala. Statička memorija (Static RAM - SRAM) koristi statički okidač koji se sastoji od nekoliko tranzistora kao elementarne ćelije. Ova memorija ima visoke performanse, ali je skuplja.

Na osnovu načina pristupa podacima, memorija se dijeli na sinhroni i asinhroni. Dinamički memorijski čipovi se proizvode u različitim paketima: SIMM (single In line Memory Module), DIMM (Dual In line Memory Module). SDRAM je sinhronizovan sa sistemskim tajmerom, koji kontroliše CPU. SDRAM II (DDR - Double Data Rate) koristi preciznije interno mjerenje vremena, što udvostručuje brzinu pristupa.

Video memorija koristi dinamičku memoriju slučajnog pristupa, koja ima niz karakteristika: pristup se vrši u prilično velikim blokovima, podaci se prepisuju bez prekidanja postupka čitanja.

BIOS (osnovni ulazno/izlazni sistem) - poseban čip koji sadrži skup ulazno/izlaznih programa pomoću kojih operativni sistem i aplikativni programi mogu komunicirati sa računarskim uređajima na fizički nivo; program za testiranje računara i njegovih uređaja, koji se pokreće kada se računar uključi; program za podešavanje za promjenu parametara koji određuju konfiguraciju računala.

Uređaji za skladištenje

Uređaji za skladištenje informacija dizajnirani su za dugotrajno skladištenje velikih količina informacija. Ova vrsta memorije, za razliku od RAM-a, je energetski nezavisna, tj. informacije se ne gube nakon isključivanja napajanja računara. Rad uređaja za skladištenje informacija zasniva se na različitim principima (magnetnim, optičkim itd.). Trošak pohranjivanja jedinice informacija na njih je znatno niži u odnosu na RAM, a obim medija koji se koristi u ovim uređajima je mnogo veći, ali je vrijeme pristupa informacijama u njima još duže. Postoje diskovi sa prenosivim i trajnim medijima. Pouzdanost pohranjivanja informacija na mediju koji se ne može ukloniti je mnogo veća, a vrijeme pristupa kraće.

Za integraciju uređaja za skladištenje informacija u računar, razvijeni su posebni interfejsi, od kojih su danas najpopularniji IDE (Integrated Drive Electronics) i SCSI (Small Computer System Interface).

SCSI interfejs je razvijen 1970. godine. Na magistralu se može povezati do osam uređaja, uključujući glavni SCSI kontroler. SCSI kontroler ima svoj BIOS koji upravlja osmobitnom SCSI magistralom, oslobađajući CPU.

IDE interfejs je predložen 1988. godine. Funkcije kontrolera implementirane su u elektronski deo uređaja. Razmjena podataka se može vršiti i preko centralnog procesora (RIO – Programirani ulaz/Izlaz) i direktno (DMA – Direktan pristup memoriji).

Streamers - magnetne trake. Obično se koriste za kreiranje sigurnosnih kopija velikog volumena i imaju ugrađene mogućnosti kompresije podataka.

Vozi dalje tvrdi diskovi - ovo su uređaji sa stalnim habanjem. često se nazivaju tvrdi diskovi. Sadrže mehanički pogon, čitačke glave za pisanje na više medija i kontroler koji osigurava rad uređaja i prijenos podataka. Za snimanje informacija koriste se magnetna svojstva površine medijskih diskova.

Tvrdi diskovi se međusobno razlikuju prvenstveno po kapacitetu i brzini rada. Brzinu diska karakteriziraju dva pokazatelja: vrijeme potrebno za pristup podacima na disku i brzina čitanja i pisanja podataka na disk.

Prilikom čitanja ili pisanja kratkih blokova podataka koji se nalaze u različitim dijelovima diska, brzina rada je određena vremenom pristupa podacima, a kod čitanja ili pisanja velikih blokova podataka propusnost puta razmjene sa diskom je mnogo veća. bitan.

Izmjenjivi diskovi: pogoni za flopi diskove veličine "i 5,25" - FDD (Floppy Disk Drive), magneto-optički diskovi - MOD (Magneto-Optical Disk), CD-ROM, CD-RW, DVD (Digital Versatile Disk). Oni vam omogućavaju da prenosite informacije sa jednog računara na drugi i da napravite arhivske kopije informacija koje se nalaze na vašem čvrstom disku.

Treba napomenuti da vrijeme pristupa i brzina čitanja-upisivanja ne zavise samo od samog uređaja, već i od parametara cjelokupne komunikacijske putanje sa diskom: od brzine kontrolera diska, sistemske magistrale i centralnog procesora računara.

Tastatura je glavni uređaj za unos informacija u računar. Ovo je skup mehaničkih senzora koji prepoznaju pritiske tipki i zatvaraju određene električni krug. Razvijene su mnoge vrste tastatura koje se uglavnom razlikuju po ergonomskim kvalitetama. Dodatni uređaji, kao što je mikrofon, mogu se ugraditi u tastaturu. Najčešći tipovi tastatura su one sa mehaničkim i membranskim prekidačima. Tehnologija bazirana na membranskim prekidačima se ipak smatra naprednijom posebne prednosti nema.

Miševi I kuglice za praćenje - ovo su koordinatni uređaji za unos informacija u računar. Imaju dva ili tri kontrolna dugmeta, ali treće dugme se praktično ne koristi. Pored toga, miš sa dvostrukim dugmetom može imati poseban točak za brzo pregledavanje informacija na više stranica. I mehanički i optički miševi su uobičajeni, što omogućava veću preciznost. Postoje tri načina za povezivanje miša: preko serijskog COM porta, PS/2 porta i USB port. IN kuglice za praćenje Ne kreće se tijelo, već samo njegova lopta, što vam omogućava da povećate preciznost kontrole kursora i ne zahtijeva dodatni prostor za rad. Trackballs se obično koriste u laptop računarima.

Scanner je uređaj kojim se informacije sa papirnih medija unose u računar. Optička rezolucija skenera određuje veličinu elemenata koje skener može prenijeti bez izobličenja. Rezolucija zavisi od broja elemenata koji se koriste po jedinici dužine u liniji fotoosetljivih elemenata i od koraka kretanja uređaja za skeniranje. Mjeri se u dpi - broju tačaka po inču.

Svi modeli skenera se mogu podijeliti na ručne, ravne, rolne i bubnjevi Ručni skeneri moraju se pomicati rukom preko materijala koji se skenira. U ravnim skenerima, glava za skeniranje se pomiče preko slike pomoću koračnog motora. Roll skeneri povlače slike kroz uređaj za skeniranje. Bubanj skeneri koriste fotomultiplikator kao element osjetljiv na svjetlost.

Osim toga, skeneri se dijele na monotreme, da koriste tri ravnala da istovremeno dobiju informacije o tri osnovne boje, i tronošce, da u jednom prolazu dobiju informaciju o jednoj boji. Dubina boje skenera određena je brojem bitova koji se koriste za pohranjivanje informacija o boji. Moderni skeneri koriste najmanje 24 bita (8 bita po boji).

Za komunikaciju sa računarom, skeneri koriste serijske i paralelne portove, kao i SCSI i USB interfejse.

Elektronski tablet - konverter koordinata, koji se uglavnom koristi za CAD zadatke.

Joystick - analogni polužni uređaj za unos koordinatnih informacija. Koristi se gotovo isključivo u igrama i simulatorima.

Pošaljite svoj dobar rad u bazu znanja je jednostavno. Koristite obrazac ispod

Studenti, postdiplomci, mladi naučnici koji koriste bazu znanja u svom studiranju i radu biće vam veoma zahvalni.

Objavljeno na http://www.allbest.ru/

MINISTARSTVO OBRAZOVANJA I NAUKE UKRAJINE

NACIONALNI TEHNIČKI UNIVERZITET

"HARKIV POLITEHNIČKI INSTITUT"

ODELJENJE "INFORMACIONI SISTEMI"

na temu: “Tehnička sredstva obrade informacija”

na predmetu "Informatika"

Izvršio: student 1. godine, grupa: Ek50A

Gorbačenko Alena Dmitrijevna

Provjerio: vanredni profesor Katedre za SI

Tkachenko V.A.

Harkov 2010

Uvod

Za informatiku, kompjuter nije samo alat za rad sa informacijama, već i predmet proučavanja. Naučićete kako računar radi, koji se posao može obaviti s njim i koji softverski alati postoje za to.

Od davnina ljudi su nastojali da olakšaju svoj posao. U tu svrhu stvorene su različite mašine i mehanizmi za poboljšanje ljudskih fizičkih sposobnosti. Kompjuter je izmišljen sredinom 20. veka da bi unapredio sposobnosti ljudskog mentalnog rada, odnosno rada sa informacijama.

Računar je po svojoj namjeni univerzalno tehničko sredstvo za rad s informacijama. Po principima svog dizajna, kompjuter je model osobe koja radi sa informacijama.

Prošlo je nešto više od 50 godina od pojave prvog elektronskog računara. U ovom kratkom periodu razvoja društva izmijenilo se nekoliko generacija računara, a prvi računari danas su muzejska rijetkost. Istorija samog razvoja kompjuterska tehnologija je od velikog interesa, pokazujući blisku vezu između matematike i fizike (prvenstveno fizike čvrstog stanja, poluprovodnika, elektronike) i moderne tehnologije čiji je nivo razvoja u velikoj mjeri određen napretkom u proizvodnji računarske opreme.

1. Istorija razvoja računara

1.1 Prva generacija kompjutera (1948-1958)

Elementarna osnova mašina ove generacije bile su elektronske cijevi - diode i triode. Mašine su bile namijenjene rješavanju relativno jednostavnih naučnih i tehničkih problema. Ova generacija računara uključuje: MESM, BESM-1, M-1, M-2, M-Z, “Strela”, “Minsk-1”, “Ural-1”, “Ural-2”, “Ural-3”, M-20, “Šetun”, BESM-2, “Hrazdan”. Bili su velike veličine, trošili su mnogo energije, imali su nisku pouzdanost i slab softver. Njihova brzina nije prelazila 2-3 hiljade operacija u sekundi, kapacitet RAM-a je bio 2K ili 2048 mašinskih reči (1K=1024) dužine 48 binarnih znakova. Godine 1958. pojavila se mašina M-20 sa 4K memorijom i brzinom od oko 20 hiljada operacija u sekundi. U mašinama prve generacije implementirani su osnovni logički principi konstruisanja elektronskih računara i koncepti Džona fon Nojmana o radu računara pomoću programa unesenog u memoriju i početnih podataka (brojeva).

kompjuter tastatura monitor miš

1.2 Druga generacija kompjutera (1959-1967)

Elementarna baza mašina ove generacije bila je poluprovodnički uređaji. Mašine su bile namenjene rešavanju različitih radno intenzivnih naučnih i tehničkih problema, kao i kontroli tehnoloških procesa u proizvodnji. Pojava poluprovodničkih elemenata u elektronska kola značajno povećan kapacitet RAM-a, pouzdanost i brzina računara. Smanjene su dimenzije, težina i potrošnja energije. Pojavom mašina druge generacije, obim upotrebe elektronske računarske tehnologije značajno se proširio, uglavnom zahvaljujući razvoju softvera.

Pojavile su se i specijalizovane mašine, na primer, kompjuteri za rešavanje ekonomskih problema, za upravljanje proizvodnim procesima, sistemi za prenos informacija itd.

1.3 Treća generacija računara (1968-13-973)

Elementarna osnova računara su mala integrisana kola (SIC). Mašine su bile predviđene za široku upotrebu u različitim oblastima nauke i tehnologije (proračuni, upravljanje proizvodnjom, pokretni objekti, itd.). Zahvaljujući integrisanim kolima bilo je moguće značajno poboljšati tehničke i operativne karakteristike računara. Na primjer, mašine treće generacije, u poređenju sa mašinama druge generacije, imaju veću količinu RAM-a, povećane performanse, povećanu pouzdanost i smanjenu potrošnju energije, otisak i težinu.

1.4 Četvrta generacija računara (1974-1982)

Elementarna osnova računara su velika integrisana kola (LSI). Mašine su bile namijenjene dramatičnom povećanju produktivnosti rada u nauci, proizvodnji, menadžmentu, zdravstvu, uslugama i svakodnevnom životu. Visok stepen integracije pomaže da se poveća gustina pakovanja elektronske opreme i poboljša njena pouzdanost, što dovodi do povećanja performansi računara i smanjenja njegove cene. Sve ovo ima značajan uticaj na logička struktura(arhitektura) računara i njegovog softvera.

1.5 Peta generacija

90-e; Računari sa više desetina paralelno operativnih mikroprocesora, koji omogućavaju izgradnju efikasnih sistema za obradu znanja; Računari na ultra-složenim mikroprocesorima sa paralelnom vektorskom strukturom, koji istovremeno izvršavaju desetine uzastopnih programskih naredbi;

Šesta i naredne generacije; optoelektronski računari sa masivnim paralelizmom i neutronskom strukturom - sa distribuiranom mrežom velikog broja (desetine hiljada) jednostavnih mikroprocesora koji modeliraju arhitekturu neutronskih bioloških sistema.

2. Klasifikacija računara

Računari se prema namjeni mogu podijeliti u tri grupe: univerzalne (opće namjene), problemski orijentisane i specijalizovane.

Univerzalni računari su dizajnirani da rešavaju širok spektar inženjerskih i tehničkih problema: ekonomskih, matematičkih, informacionih i drugih problema koje karakteriše složenost algoritama i velika količina obrađenih podataka. Široko se koriste u zajedničkim računskim centrima i drugim moćnim računarskim sistemima.

Karakteristične karakteristike računara opšte namene su:

Visoke performanse;

raznovrsnost oblika obrađenih podataka: binarni, decimalni, simbolički, sa velikim rasponom njihovih promjena i visokim stepenom njihove zastupljenosti;

širok spektar izvedenih operacija, kako aritmetičkih, tako i logičkih i specijalnih;

veliki kapacitet RAM-a;

dobro razvijena organizacija informacijskog ulazno-izlaznog sistema, osiguravajući povezivanje različitih vrsta eksternih uređaja.

Problemski orijentisani računari se koriste za rešavanje užeg spektra problema vezanih, po pravilu, sa upravljanjem tehnološkim objektima; registracija, akumulacija i obrada relativno malih količina podataka; izvođenje proračuna pomoću relativno jednostavnih algoritama; imaju ograničene hardverske i softverske resurse u poređenju sa mainframe računarima.

Problemski orijentisani računari uključuju, posebno, sve vrste upravljačkih kompjuterskih sistema.

Specijalizirani računari se koriste za rješavanje uskog spektra problema ili implementaciju strogo definirane grupe funkcija. Ovako uska orijentacija računara omogućava jasnu specijalizaciju njihove strukture, značajno smanjenje njihove složenosti i cene uz održavanje Visoke performanse i pouzdanost njihovog rada.

Specijalizirani računari uključuju, na primjer, programabilne mikroprocesore za posebne namjene; adapteri i kontroleri koji vrše logičke upravljačke funkcije pojedinačnih jednostavnih tehničkih uređaja za koordinaciju i povezivanje rada čvorova računarskog sistema. Takvi računari takođe uključuju, na primjer, kompjutere na vozilima, brodovima, avionima i svemirskim letjelicama. Računari na brodu kontrolišu pomagala za orijentaciju i navigaciju, prate stanje sistema na brodu i obavljaju neke funkcije automatska kontrola i komunikacije, kao i većina funkcija za optimizaciju radnih parametara objekta (na primjer, optimizacija potrošnje goriva objekta ovisno o specifičnim uvjetima vožnje). Specijalizirani miniračunari usmjereni na rad sa grafikom nazivaju se grafičke stanice. Specijalizovani računari koji povezuju računare preduzeća u jednu mrežu nazivaju se serveri datoteka. Računari koji obezbeđuju prenos informacija između različitih učesnika u svetskoj računarskoj mreži nazivaju se mrežni serveri.

U mnogim slučajevima, obični računari opšte namene mogu da se nose sa zadacima specijalizovanih računarskih sistema, ali se veruje da je upotreba specijalizovanih sistema ipak efikasnija. Kriterijum za procjenu efikasnosti je omjer produktivnosti opreme i njene cijene.

Na osnovu veličine i funkcionalnosti, računari se mogu podijeliti na ultra-velike, velike, male i ultra-male (mikroračunari).

Funkcionalnost računara određuje najvažnije tehničke i operativne karakteristike:

performanse, mjerene prosječnim brojem operacija koje mašina izvodi u jedinici vremena;

dubina bita i oblici predstavljanja brojeva sa kojima računar radi;

nomenklatura, kapacitet i brzina svih uređaja za skladištenje podataka;

nomenklatura i tehničko-ekonomske karakteristike eksternih uređaja za pohranjivanje, razmjenu i unos/izlaz informacija;

vrste i kapacitet komunikacionih uređaja i međusobno povezivanje računarskih čvorova (intra-mašinski interfejs);

sposobnost računara da istovremeno radi sa više korisnika i izvršava više programa istovremeno (multiprogramiranje);

vrste i tehničke i operativne karakteristike operativnih sistema koji se koriste u mašini;

dostupnost i funkcionalnost softver;

sposobnost izvršavanja programa napisanih za druge tipove računara ( kompatibilnost softvera sa drugim vrstama računara);

sistem i struktura mašinskih instrukcija;

mogućnost povezivanja na komunikacione kanale i računarsku mrežu;

operativna pouzdanost računara;

koeficijent korisnog korišćenja računara u vremenu, određen odnosom vremena koristan rad i vrijeme prevencije.

Slika Šema klasifikacije računara na osnovu njihove računarske snage i dimenzija

Istorijski gledano, prvi su se pojavili veliki kompjuteri, čija je elementarna baza išla od vakuumskih cijevi do integriranih kola s ultravisokim stepenom integracije. Prvi mainframe računar, ENIAC, stvoren je 1946. godine. Ova mašina je imala masu veću od 50 tona, brzinu od nekoliko stotina operacija u sekundi, RAM sa kapacitetom od 20 brojeva; zauzimao ogromnu halu površine 100 m2.

Pokazalo se da su performanse velikih računara nedovoljne za niz zadataka: prognozu vremena, upravljanje složenim odbrambenim sistemima, modeliranje ekoloških sistema itd. To je bio preduslov za razvoj i stvaranje superkompjutera, najmoćnijih računarskih sistema koji su intenzivno se razvijaju u ovom trenutku.

Pojava malih računara 70-ih godina prošlog veka bila je posledica, s jedne strane, napretka u oblasti elektronskih komponenti, as druge, redundantnosti velikih računarskih resursa za brojne aplikacije. Za upravljanje tehnološkim procesima najčešće se koriste mali računari. Kompaktniji su i mnogo jeftiniji od velikih računara.

Daljnji napredak u oblasti elementarne baze i arhitektonskih rešenja doveo je do pojave supermini računara - računara koji po arhitekturi, veličini i ceni pripada klasi malih računara, ali je po performansama uporediv sa velikim računarom.

Pronalazak mikroprocesora 1969. godine doveo je do pojave druge klase računara 70-ih godina - mikroračunara. Upravo je prisustvo mikroprocesora u početku služilo kao definitivna karakteristika mikroračunara. Sada se mikroprocesori koriste u svim klasama računara bez izuzetka.

Superračunari su najmoćnije računarske mašine u smislu brzine i performansi. Superračunari uključuju “Cray” i “IBM SP2” (SAD). Koriste se za rješavanje velikih računarskih problema i modeliranja, za složene proračune u aerodinamici, meteorologiji, fizici visokih energija, a koriste se i u finansijskom sektoru.

Velike mašine ili mainframe. Glavni računari se koriste u finansijskom sektoru, kompleksu odbrane i koriste se za osoblje resornih, teritorijalnih i regionalnih računarskih centara.

Računari opšte namjene srednje veličine koriste se za upravljanje složenim tehnološkim procesima proizvodnje.

Mini-računari su dizajnirani za upotrebu kao upravljački računarski sistemi i kao mrežni serveri.

Mikroračunari su računari koji koriste mikroprocesor kao centralnu procesorsku jedinicu. To uključuje ugrađene mikroračunare (ugrađene u različitu opremu, opremu ili instrumente) i personalne računare (PC).

Savremeni personalni računari imaju gotovo iste karakteristike kao i mini računari iz osamdesetih. Na osnovu ove klase računara grade se automatizovane radne stanice (AWS) za specijaliste na različitim nivoima i koriste se kao sredstvo za obradu informacija u informacionim sistemima.

Personalni računari uključuju desktop i laptop računare.

Prenosni računari uključuju notebook (laptop ili notebook) i džepne personalne računare (personalni računari Handheld - Handheld PC, Personal Digital Assistants - PDA i Palmtop).

3 Arhitektura računara

Klasični principi kompjuterske arhitekture predloženi su u radu J. von Neumanna, G. Goldsteiga i A. Burksa 1946. godine i poznati su kao „fon Nojmanovi principi“. Autori su uvjerljivo pokazali prednosti binarnog sistema za tehničku implementaciju pogodnosti i lakoće izvođenja aritmetike i logičke operacije. Računari su počeli da obrađuju nenumeričke vrste informacija - tekstualne, grafičke, zvučne i druge, ali binarno kodiranje podataka je još uvijek informacionu osnovu bilo koji savremeni računar

3.1 Princip pohranjenog programa

U početku je program postavljen instaliranjem džampera na poseban patch panel. Ovo je bio vrlo radno intenzivan zadatak. Nojman je prvi shvatio da se program može pohraniti iu obliku nula i jedinica, te u istoj memoriji kao i brojevi koje obrađuje. Odsustvo fundamentalne razlike između programa i podataka omogućilo je računaru da formira program za sebe u skladu sa rezultatima proračuna

Fon Nojman ne samo da je izneo osnovne principe logičke strukture računara, već je predložio i njegovu strukturu (vidi sliku 1), koja je reprodukovana tokom prve dve generacije računara.

Upravljačka jedinica (CU) i aritmetičko-logička jedinica (ALU) u savremenim računarima su kombinovane u jednu celinu - procesor, koji je pretvarač informacija koje dolaze iz memorije i eksternih uređaja.

Memorija (memorija) pohranjuje informacije (podatke) i programe. Uređaj za skladištenje u modernim računarima je „višeslojni” i uključuje memoriju sa slučajnim pristupom (RAM) i eksterne uređaje za skladištenje (ESD).

RAM je uređaj koji pohranjuje informacije sa kojima računar radi direktno u datom trenutku (izvršni program, dio podataka potrebnih za njega, neki kontrolni programi). RAM uređaji imaju mnogo veći kapacitet od RAM-a, ali su značajno sporije.

3.2 Princip sekvencijalnog izvršavanja operacija

Strukturno, glavna memorija se sastoji od numerisanih ćelija. Svaka ćelija je dostupna procesoru u bilo koje vrijeme. Iz toga proizilazi da je moguće imenovati memorijska područja tako da se vrijednostima pohranjenim u njima kasnije može pristupiti ili promijeniti tokom izvršavanja programa korištenjem dodijeljenih imena.

4. PC uređaj i njegove karakteristike

Personalni računari su oni koje istovremeno može koristiti samo jedan korisnik. Personalni računari imaju samo jednu radnu stanicu.

Termin "konfiguracija" računara odnosi se na listu uređaja uključenih u njegov sastav.

U skladu sa principom otvorene arhitekture, računarski hardver može biti veoma različit. Ali svaki personalni računar ima obavezan i dodatni skup uređaja.

Potreban set uređaja:

Monitor je uređaj za izlaz tekstualnih i grafičkih informacija.

Tastatura je uređaj za unos tekstualnih informacija.

Sistemska jedinica je kombinacija velikog broja različitih računarskih uređaja.

4.1 Sistemska jedinica

Sistemska jedinica je najvažnija jedinica računara. Sve ostale jedinice, koje se nazivaju eksterni ili periferni uređaji, su spojene na njega. Sistemska jedinica sadrži glavne elektronske komponente računara. Računar je izgrađen na bazi VLSI (ultra-velikih integrisanih kola), a skoro svi se nalaze unutar sistemske jedinice, na posebnim pločama (ploča je plastična ploča na kojoj su elektronske komponente pričvršćene i međusobno povezane - VLSI, mikro kola, itd.). Najvažnija ploča u računaru je matična ploča. Sadrži centralni procesor, koprocesor, memoriju sa slučajnim pristupom (RAM) i konektore za povezivanje kontrolnih ploča eksternih uređaja.

Sistemska jedinica sadrži:

· napajanje - uređaj koji pretvara naizmjenični mrežni napon u jednosmjerni napon različitog polariteta i veličine, neophodan za napajanje matične ploče i unutrašnjih uređaja. Napajanje sadrži ventilator koji stvara cirkulaciju zraka za hlađenje sistemske jedinice.

· sistemska ploča (matična ploča);

· autoput (sistemska sabirnica);

· procesor;

· zvučna kartica;

· video kartica (grafička kartica);

· tvrdi diskovi;

· flopi disk jedinice;

· optički, magneto-optički i drugi uređaji za skladištenje podataka;

· CD-ROM, DVD-ROM drajv;

4.2 Monitor

Monitor je jedno od glavnih univerzalnih sredstava za prikazivanje informacija, koje pokazuje šta računar radi u ovom trenutku. Monitor je povezan sa video karticom instaliranom u računaru.

Monitori su dostupni sa različitim cijevima - od 14 do 21 inča. Cijev se mjeri dijagonalno od ugla do ugla - to se ne odnosi na horizontalnu širinu. Pošto su spoljne ivice cevi delimično sakrivene telom monitora, vidljiva dijagonala ekrana je uvek manja od njegove određene veličine.

Ako ćete pripremati knjige ili časopise za objavljivanje, ili kreirati velike crteže i dijagrame, onda će vam u ovom slučaju trebati monitor od 21 inča. Ali ako ste redovan korisnik, onda će vam biti dovoljan monitor od 15 ili 17 inča.

Kontrolna tabla monitora može sadržavati kontrole, dugmad ili kombinaciju oba. Svi osim najjeftinijih monitora imaju uputstva za podešavanje prikazana na ekranu. Postavke vam omogućavaju da promijenite svjetlinu, kontrast i položaj slike na ekranu.

Neki monitori (većina zastarjelih tipova) imaju ugrađene zvučnike i mikrofon, a ponekad i ugrađenu video kameru za video konferencije.

4.3 Tastatura

Tastatura je na prvom mjestu u hijerarhiji ulaznih uređaja. Pored punog skupa abecede, brojeva i matematičkih simbola, tastatura ima kontrolne tipke kao što su tab i tipka za povratak. Osim toga, postoje tipke povezane isključivo s komandama - na primjer, pomicanje kursora po ekranu, pomicanje na početak ili kraj dokumenta i brisanje grešaka. Glavna funkcija tastature je unos numeričkih i tekstualnih informacija. Tastatura dolazi u različitim bojama i oblicima, ali bez obzira na to izgled generiše standardni set digitalnih kodova koje kompjuter prepoznaje. Tastatura se sastoji od mikroprocesora, kao i 104 tastera i 3 indikatorske lampice u gornjem desnom uglu koje obaveštavaju o režimima rada. Kabl preuzima napajanje iz računara i usmjerava ga na tastaturu. Kontakti ispod svakog ključa povezani su s mikroprocesorom tako da se svaki ključ može lako identificirati. Kada se pritisne tipka, dolazi do otklona u električnom toku. Mikroprocesor šalje kompjuteru šifru koja se zove tastaturni prozivajući kod. Takođe detektuje kada su dva tastera pritisnuta u isto vreme, kao što je slučaj kada koristite Shift za unos velikih slova. Kod jeftinih tastatura, kontakti ispod tastera podsećaju na sendviče na fleksibilnoj membrani. Oni se brže kvare od skupih modela koji koriste mehaničke prekidače za svaki taster. Razlika je iu kvaliteti rada i proizvedenoj buci.

Standardne tastature imaju QWERTY raspored (ime dolazi od prvih šest engleskih slova u gornjem redu) i dolaze u sljedećim tipovima: otporne na mrlje i vodoodbojne; ergonomske, dječje i infracrvene tastature koje ne zahtijevaju kablovsku vezu.

4.4 Luke

Periferni ulazno/izlazni uređaji su povezani na portove. Priključci za portove se obično instaliraju direktno na matičnu ploču i postavljaju na zadnji zid računara. Portovi su u interakciji sa južnim mostom čipseta; takođe je moguće da neke portove servisira specijalizovani SuperlO čip, koji, zauzvrat, stupa u interakciju sa južnim mostom. Portovi se takođe nazivaju interfejsima. Na zadnjoj ploči računara možete pronaći konektore za sledeće portove (interfejse).

Serijski port (COM). U kompjuterima je prisutan više od dvije decenije, ali u U poslednje vreme ne koristi se često. U početku su računari imali dva serijska porta COMI i COM2, ali mnoge moderne ploče imaju konektor samo za COMI, a neke nove ploče nemaju serijski port, jer je zastario.

Paralelni port (LPT). Neki modeli štampača, skenera i drugih uređaja su povezani na njega. Standardni paralelni port nije jako brz, pa se koriste njegovi ubrzani ECP ili EPP načini rada.Ovaj port je također zastario i možda neće biti dostupan na nekim novim pločama.

Port za igru. Na njega su povezani džojstici, volani i drugi kontroleri za igre. Novi računari nemaju ovaj port, a moderni uređaji za igranje se povezuju preko USB-a.

PS/2 port. Većina računara ima dva od ovih specijalizovanih porta: prvi za povezivanje tastature, drugi za miša. Ako ih nema, tada tastaturu i miš treba spojiti na USB konektor.

USB. Najpopularniji interfejs za širok izbor perifernih uređaja. Na stražnjoj ploči obično ih ima od 2 do 8 USB konektori Pored toga, nekoliko konektora može biti prisutno na prednjoj ploči računara

IEEE 1394 (FireWire). Brzi serijski port za digitalne video uređaje. Ne podržava svaka matična ploča IEEE 1394, tako da obično morate kupiti dodatni kontroler za rad s digitalnim videom.

Konektori zvučnog adaptera. Svaka matična ploča dolazi sa ugrađenim audio adapterom, a stražnja ploča obično ima nekoliko konektora za povezivanje zvučnika, mikrofona i drugih audio uređaja. U posljednje vrijeme sve više možete pronaći visokokvalitetne višekanalne audio adaptere (HD Audio), kao i nove vrste konektora: optički i koaksijalni.

VGA. Koristi se za povezivanje monitora. Ako imate integrisani video adapter, ovaj konektor će biti prisutan na zadnjem zidu matične ploče.

4.5 Miš

Računarski miš ne izgleda kao njegov imenjak, ali ovo ime je čvrsto vezano za njega. Glavni zadatak miša je kontrolirati kretanje kursora po ekranu.

Svi miševi rade skoro isto. Lopta unutar miša trlja se o valjke. Na kraju svakog valjka nalazi se disk i senzor za detekciju pokreta. Također, rotacija lopte se prenosi na dvije plastične osovine, čiji se položaj s velikom preciznošću očitava infracrvenim optokaplerima (odnosno parovima emiter-fotodetektor svjetlosti). Jedan valjak se rotira dok pomičete miš s lijeva na desno, a drugi valjak se rotira dok pomičete miša naprijed-nazad. Ovi pokreti se bilježe u uputama pokazivača na ekranu.

Većina miševa je optičko-mehanička. Ali postoje potpuno mehaničke i optičke opcije. Mehanički dijelovi miša su čelična kugla presvučena gumom i dva (ili više) valjka. Valjci rade sa optičkim detektorima koji detektuju horizontalna i vertikalna kretanja. Potrebni su dodatni valjci kako bi se lopta stabilizirala i učinila njeno kretanje glatkijim. Kako se miš kreće, valjci bilježe stepen, brzinu i smjer. Ovi podaci se šalju na računar. Korisnik pritisne jednu od tipki miša. signal se šalje na operativni sistem i govori softveru koji je taster pritisnut. Softver tada završava zadatak.

Postoje tri načina da povežete miš sa računarom. Većina miševa se povezuje na PS/2 port, koji je standardan za sve miševe. savremenih kompjutera. Na starijim računarima, miševi su povezani na serijski port. Neki miševi su povezani preko USB porta (ovako su laserski miševi povezani sa računarom). Ovaj port imaju samo novi računari.

Rezolucija miševa je obično oko 600 dpi (tačaka po inču). To znači da kada pomerite miš za 1 inč (2,54 cm), pokazivač miša na ekranu se pomera za 600 tačaka.

Miševi obično imaju dva kontrolna dugmeta, koja se koriste pri radu sa programima grafičkog interfejsa. Trenutno su se pojavili miševi s dodatnim kotačićem, koji se nalazi između dugmadi. Dizajniran je za pomicanje gore ili dolje slika, tekstova ili web stranica koje se ne uklapaju u potpunosti na ekran.

Moderni modeli miševa su često bežični - povezuju se na računar bez kabla, koristeći obične baterije.

U laptop računarima se umesto miša koristi touchpad (od engleske reči TouchPad), koji je pravougaoni panel koji je osetljiv na pokrete prstiju i pritisak prsta. Pomicanje prsta po površini touchpad se pretvara u kretanje kursora na ekranu monitora. Pritiskanje površine dodirne table je isto kao i pritiskanje dugmeta miša.

5. Strukturna shema i PC uređaj

Glavni uređaj računara je matična ploča, koji definira njegovu konfiguraciju. Svi PC uređaji su povezani na ovu ploču pomoću konektora koji se nalaze na ovoj ploči. Povezivanje svih uređaja u jedinstven sistem je obezbeđeno pomoću okosnice sistema (sabirnice), koja je linija podataka, adrese i upravljanja.

PC jezgro se sastoji od procesora (centralni mikroprocesor) i glavne memorije, koja se sastoji od RAM-a i memorije samo za čitanje (ROM) ili memorije samo za čitanje (PROM) koja se može reprogramirati. ROM je dizajniran za snimanje i trajno pohranjivanje podataka.

Povezivanje svih eksternih uređaja: tastature, monitora, eksternih uređaja za skladištenje podataka, miša, štampača itd. obezbjeđuje se preko kontrolera, adaptera, kartica.

Kontroleri, adapteri ili kartice imaju vlastiti procesor i memoriju, tj. su specijalizovani procesor.

Mikroprocesor .

Centralni mikroprocesor (mali čip koji obavlja sve proračune i obradu informacija) je jezgro računara. Računari kao što je IBM PC koriste mikroprocesore kompanije Intel i kompatibilne mikroprocesore drugih kompanija.

Komponente mikroprocesora:

ALU izvodi logičke i aritmetičke operacije

· Kontrolni uređaj kontroliše sve PC uređaje

Registri se koriste za pohranjivanje podataka i adresa

· Upravljačko kolo sabirnice i porta - priprema uređaje za razmjenu podataka između mikroprocesora i ulazno/izlaznog porta, a također upravlja adresnom i upravljačkom magistralom.

· Glavne karakteristike procesora:

· Kapacitet bita - broj binarnih bitova koji se istovremeno obrađuju prilikom izvršavanja jedne komande. Većina modernih procesora su 32-bitni, ali su dostupni i 64-bitni procesori.

· Frekvencija takta - broj ciklusa rada uređaja po jedinici vremena. Što je veća brzina takta, to su veće performanse.

· Dostupnost ugrađenog matematičkog koprocesora

· Dostupnost i veličina keš memorije.

· RAM

Memorija sa slučajnim pristupom (RAM ili RAM) je memorijska oblast dizajnirana za skladištenje informacija tokom jedne sesije rada sa računarom. Strukturno, RAM je napravljen u obliku integrisanih kola.

Iz njega procesor čita programe i početne podatke za obradu u svoje registre i upisuje rezultate u njih. Ova memorija je dobila naziv “RAM” jer radi veoma brzo, kao rezultat toga procesor ne mora da čeka kada čita ili upisuje podatke u memoriju.

Međutim, brzina RAM-a je manja od brzine procesorskih registara, tako da prije izvršavanja naredbi, procesor upisuje podatke iz RAM-a u registre. Na osnovu principa rada, pravi se razlika između dinamičke i statičke memorije.

Ćelije dinamičke memorije su mikrokondenzatori koji akumuliraju naboj na svojim pločama. Statičke memorijske ćelije su japanci koji mogu biti u dva stabilna stanja.

Glavni parametri koji karakteriziraju RAM su kapacitet i vrijeme pristupa memoriji. RAM tip DDR SDRAM (sinhrona memorija sa dvostrukom brzinom prijenosa podataka) smatra se najperspektivnijim za PC.

Keš memorija

Računar mora biti obezbeđen brz pristup u RAM, inače će mikroprocesor biti neaktivan i performanse računara će se smanjiti. Stoga su moderna računala opremljena keš memorijom ili memorijom sa slučajnim pristupom.

Ako postoji keš memorija, podaci iz RAM-a se prvo upisuju u nju, a zatim u registre procesora. Prilikom ponovnog pristupa memoriji, potrebni podaci se prvo traže u keš memoriji, a potrebni podaci iz keš memorije se prenose u registre, pa se performanse povećavaju.

Kontrolori

Samo informacije pohranjene u RAM-u dostupne su procesoru za obradu. Stoga je neophodno da program i podaci budu pohranjeni u njegovom RAM-u.

U računaru se informacije sa eksternih uređaja (tastature, tvrdi disk itd.) se šalje u RAM, a informacije (rezultati izvršavanja programa) iz RAM-a se takođe izlaze na eksterne uređaje (monitor, HDD, štampač, itd.).

Dakle, računar mora da razmenjuje informacije (ulaz-izlaz) između RAM-a i eksternih uređaja. Uređaji koji razmjenjuju informacije između RAM-a i vanjskih uređaja nazivaju se kontroleri ili adapteri, ponekad kartice. Kontroleri, adapteri ili kartice imaju vlastiti procesor i memoriju, tj. su specijalizovani procesor.

Kontroleri ili adapteri (krugovi koji upravljaju eksternim uređajima računara) nalaze se na zasebnim pločama koje su umetnute u standardizovane konektore (slotove) na matičnoj ploči

Sistem autoputa.

Okosnica sistema (sabirnica) je skup žica i konektora koji osiguravaju integraciju svih PC uređaja u jedan sistem i njihovu interakciju.

Za povezivanje kontrolera ili adaptera, moderni računari su opremljeni slotovima kao što je PCI. PCI - E Express slotovi za povezivanje novih uređaja na bržu sabirnicu podataka. AGP slotovi su dizajnirani za povezivanje video adaptera

Za povezivanje drajvova ( tvrdi diskovi i CD-a) koriste se IDE i SCSI interfejsi. Interfejs je skup sredstava za povezivanje i komunikaciju računarskih uređaja.

Povezivanje perifernih uređaja (štampača, miševa, skenera itd.) vrši se preko posebnih sučelja zvanih portovi. Priključci su instalirani na stražnjem zidu sistemske jedinice.

Utori za proširenje konfiguracije računara (konektori) su dizajnirani da povežu dodatne uređaje na glavnu magistralu podataka računara. Glavne kartice za proširenje dizajnirane za povezivanje dodatnih uređaja na sabirnicu uključuju:

· Video adapteri (video kartice)

· Zvučne kartice

· Interni modemi

Mrežni adapteri (za povezivanje na lokalna mreža)

SCSI adapteri

Eksterna memorija. Klasifikacija pogona

Diskovi se koriste za skladištenje programa i podataka na računaru. razne vrste. Diskovi su uređaji za pisanje i čitanje informacija sa različitih medija za pohranu podataka. Postoje diskovi sa prenosivim i ugrađenim medijima.

Na osnovu vrste medija za skladištenje, uređaji se dijele na pogone s magnetskom trakom i disk jedinice. Pogoni magnetne trake uključuju pogone trake, itd. Širu klasu drajvova čine disk jedinice.

Na osnovu načina upisivanja i čitanja informacija na medij, disk jedinice se dijele na magnetne, optičke i magneto-optičke.

Disk jedinice uključuju:

· flopi disk jedinice;

· uređaji za skladištenje na čvrstim diskovima koji se ne mogu ukloniti (tvrdi diskovi);

· uređaji za skladištenje na prenosivim čvrstim diskovima;

Magnetni uređaji za skladištenje optički diskovi;

· optički pogoni (CD-R CD-RW CD-ROM) sa jednom upisom i

· optički DVD uređaji (DVD-R DVD-RW DVD-ROM, itd.)

Dodatni uređaji

Periferni uređaji su uređaji koji se povezuju na PC kontrolere i proširuju njihovu funkcionalnost.

Prema svojoj namjeni, dodatni uređaji se dijele na:

· uređaji za unos (trackballs, džojstici, svjetlosne olovke, skeneri, digitalne kamere, digitalizatori)

izlazni uređaji (ploteri ili ploteri)
uređaji za skladištenje (strimeri, zip drajveri, magneto-optički uređaji, HiFD drajveri, itd.)

razmjena uređaja (modema)

6. Prezentacija informacija na računaru, mjerne jedinice informacija

Računar koristi binarni sistem brojeva, tj. Svi brojevi u računaru su predstavljeni pomoću nula i jedinica, tako da računar može da obrađuje samo informacije koje su predstavljene u digitalnom obliku.

Za pretvaranje numeričkih, tekstualnih, grafičkih i audio informacija u digitalne informacije, potrebno je primijeniti kodiranje. Kodiranje je transformacija podataka jednog tipa kroz podatke drugog tipa. Računar koristi binarni sistem kodiranja zasnovan na predstavljanju podataka kao niza od dva znaka: 1 i 0, koji se nazivaju binarne cifre (skraćeno bit).
Dakle, jedinica informacije u računaru je jedan bit, tj. binarna cifra koja može imati vrijednost 0 ili 1. Osam uzastopnih bitova čini bajt. Jedan bajt može kodirati vrijednost jednog znaka od 256 mogućih (256 = 2 na stepen 8). Veća jedinica informacija je kilobajt (KB), koji je jednak 1024 bajta (1024 = 2 na stepen od 10). Čak i veće jedinice podataka: megabajt, gigabajt, terabajt (1 MB = 1024 KB; 1 GB = 1024 MB; 1 TB = 1024 GB).

Cijeli brojevi su kodirani u binarnom obliku prilično jednostavno (dijeleći broj sa dva). Za kodiranje nenumeričkih informacija koristi se sljedeći algoritam: sve moguće vrijednosti kodiranih informacija su numerisane i ovi brojevi su kodirani pomoću binarnog koda.

Na primjer, za predstavljanje tekstualnih informacija koristi se tablica numeriranja znakova ili tablica kodiranja znakova, u kojoj svaki znak odgovara cijelom broju (redni broj). Osam binarnih cifara može kodirati 256 razni likovi.

Postojeći ASCII standard (8-bitni sistem kodiranja) sadrži dvije tablice kodiranja - osnovnu i proširenu. Prva tabela sadrži 128 osnovnih znakova, sadrži znakovne kodove engleske abecede, a druga tablica kodiranja sadrži 128 proširenih znakova.

Budući da ovaj standard ne uključuje znakove iz nacionalnih abeceda drugih zemalja, u svakoj zemlji 128 proširenih kodova znakova zamjenjuju se znakovima iz nacionalnog alfabeta. Sada postoje mnoge tablice kodiranja znakova u kojima je 128 proširenih kodova znakova zamijenjeno znakovima iz nacionalne abecede.

Na primjer, kodiranje znakova ruskog jezika Widows - 1251 koristi se za računare koji rade pod Windowsom. Još jedno kodiranje za ruski jezik je KOI - 8, koje se takođe široko koristi u računarskim mrežama i ruskom Internet sektoru.

Trenutno postoji univerzalni UNICODE sistem baziran na 16-bitnom kodiranju znakova. Ovaj 16-bitni sistem obezbeđuje univerzalne kodove za 65.536 različitih karaktera, tj. Ova tablica može primiti znakove jezika većine zemalja svijeta.

Za kodiranje grafičkih podataka, na primjer, koristi se metoda kodiranja kao što je raster. Koordinate tačaka i njihova svojstva opisuju se pomoću cijelih brojeva, koji su kodirani binarnim kodom. Tako crno-bijelo grafičkih objekata može se opisati kombinacijom tačaka sa 256 nijansi sive, tj. Za kodiranje svjetline bilo koje tačke, dovoljan je 8-bitni binarni broj.

Način predstavljanja grafike u boji u RGB sistemu koristeći 24 bita (8 bita za svaku od tri primarne boje) naziva se puna boja. Za režim pune boje u CMYK sistemu, morate imati 32 bita (četiri boje od po 8 bita).

zaključci

Istorija razvoja računara sastoji se od 5 faza:

· Prva generacija kompjutera (1948-1958)

· Druga generacija kompjutera (1959-1967)

· Treća generacija kompjutera (1968-1973)

· Četvrta generacija računara (1974-1982)

· Peta generacija kompjutera

Svaka naredna generacija računara ima znatno bolje karakteristike u odnosu na prethodne. Dakle, performanse računara i kapacitet svih uređaja za skladištenje podataka se po pravilu povećavaju za više od reda veličine.

Razvoj PC-a doveo je do bržeg i više lakši način obrada informacija. Računari su postali dostupni svakom čovjeku, a ne samo određenom krugu ljudi. Rad svih slojeva društva je postao lakši.

PC uređaji:

· Sistemska jedinica

· Tastatura

· Monitor

Danas PC uređaji takođe uključuju zvučnike (za reprodukciju zvuka), štampač, skener, web kamere i još mnogo toga.

Spisak korišćene literature

1. Ugrinovich N. D. Radionica o informatici i informacionim tehnologijama. - Binom Laboratorija znanja, 2004 - 106 str.

2. Cvetkova A.V. Računarstvo i informacione tehnologije, 2008 - 228 str.

Objavljeno na Allbest.ur

Slični dokumenti

Oblasti primene personalnog računara (PC). Osnovni blokovi računara, metode kompjuterske obrade informacija. Ulazni i izlazni uređaji, skladištenje informacija: sistemska jedinica, tastatura, monitor, miš, skener, digitalizator, štampač, disk drajv.

prezentacija, dodano 25.02.2011


Obrada informacija pomoću računara. Sredstva za pretvaranje informacija u digitalni oblik i nazad. Glavni računarski uređaji: sistemska jedinica, čvrsti disk, matična ploča. Ulazni i izlazni uređaji: tastatura i miš.

kurs, dodan 25.11.2010


Analiza radnih karakteristika specijalnih uređaja za unos informacija u memoriju računara. Tastatura je uređaj koji vam omogućava unos brojeva i tekstualne informacije. Vrste manipulatora: miš, kuglica, džojstik. Uređaji za unos digitalnih informacija.

kurs, dodato 14.04.2013


Funkcije glavnih komponenti računara: sistemska jedinica, tastatura, miš, monitor. Namjena sadržaja sistemske jedinice, svojstva izvornih materijala. Karakteristike i principi rada monitora tečnih kristala i plazme.

test, dodano 10.10.2009


Trendovi u razvoju računarske tehnologije. Ključne karakteristike radno mjesto i sanitarno-higijenski standardi. Sigurnosne mjere pri radu na osobnom računaru, njegovom uređaju i softveru. Budućnost skladištenja.

prezentacija, dodano 07.12.2011


Karakteristike informacija. Pretvaranje brojeva iz binarnih u decimalne, heksadecimalne i oktalne. Metode za procjenu količine informacija. Tehnička sredstva obrade informacija. Princip rada, istorija pronalaska inkjet štampača.

test, dodano 22.10.2012


Klasifikacija personalnih računara (PC) prema stepenu specijalizacije, arhitekturi procesora itd. Glavni strukturni elementi računara: sistemska jedinica, monitor, miš, tastatura, eksterni uređaji. Dodatni uređaji povezani na računare.

prezentacija, dodana 11.07.2017


Vrste informacija sa kojima savremeni računari rade. Koncept “informacije”: u fizici, biologiji, kibernetici. Prezentacija informacija. Kanali za kodiranje i prijenos informacija. Lokalno kompjuterske mreže. Čuvanje informacija u fajlovima.

test, dodano 13.01.2008


Sigurnost informacija, njegove ciljeve i zadatke. Kanali curenja informacija. Softverske i hardverske metode i sredstva zaštite informacija od neovlaštenog pristupa. Model sigurnosnih prijetnji informacijama koje se obrađuju u računarskom objektu.

rad, dodato 19.02.2017


Komponente personalnog računara: napajanje, matična ploča, procesorski uređaj, RAM, video i zvučna kartica, mrežni adapter i hard disk. Izmjenjivi medij informacije. Monitor, tastatura i miš. Periferije.

Prilikom projektovanja tehnoloških procesa rukovode se načinima njihove implementacije. Način implementacije tehnologije zavisi od prostorno-vremenskih karakteristika zadataka koji se rješavaju: učestalosti i hitnosti, zahtjeva za brzinom obrade poruka, kao i od operativnih mogućnosti tehničkih sredstava, a prvenstveno računara. Postoje: batch mod; režim u realnom vremenu; način dijeljenja vremena; regulatorni režim; zahtjev; dijalog; teleprocesiranje; interaktivno; jednoprogramski; višeprogramski (multi-procesing).

Batch mod. Kada se koristi ovaj način rada, korisnik nema direktnu komunikaciju sa računarom. Prikupljanje i registracija informacija, unos i obrada ne poklapaju se vremenski. Prvo, korisnik prikuplja informacije, formirajući ih u pakete u skladu sa vrstom zadatka ili nekom drugom karakteristikom. (Po pravilu se radi o zadacima neoperativnog karaktera, sa dugotrajnom validnošću rezultata rešenja). Nakon što je prijem obavljen, one se unose i obrađuju, odnosno dolazi do kašnjenja u obradi. Ovaj način rada se po pravilu koristi uz centraliziranu metodu obrade informacija.

Konverzacijski način(upit) način u kojem korisnik ima mogućnost direktne interakcije sa računarskim sistemom dok korisnik radi. Programi za obradu podataka su trajno u memoriji računara ako je računar dostupan u bilo kom trenutku, ili u određenom vremenskom periodu kada je računar dostupan korisniku. Interakcija korisnika sa računarskim sistemom u obliku dijaloga može biti višedimenzionalna i određena različitim faktorima: jezikom komunikacije, aktivnom ili pasivnom ulogom korisnika; ko je inicijator dijaloga - korisnik ili kompjuter; vrijeme odziva; struktura dijaloga itd. Ako je inicijator dijaloga korisnik, on mora imati znanje o radu sa procedurama, formatima podataka itd. Ako je inicijator kompjuter, onda mašina sama govori u svakom koraku šta treba da se uradi sa raznim izborima. Ovaj način rada naziva se „izbor menija“. Pruža podršku za radnje korisnika i propisuje njihov redoslijed. Istovremeno, od korisnika je potrebna manja priprema.

Režim dijaloga zahteva određeni nivo tehničke opremljenosti korisnika, tj. prisustvo terminala ili PC-a povezanog sa centralnim računarskim sistemom putem komunikacionih kanala. Ovaj način se koristi za pristup informacijama, računarskim ili softverskim resursima. Mogućnost rada u interaktivnom načinu rada može biti ograničena u vremenu početka i završetka rada, ili može biti neograničena.

Ponekad se pravi razlika između razgovora i zahtjev modovima, onda pod upitom podrazumijevamo jednokratni poziv sistemu, nakon čega on daje odgovor i isključuje se, a pod dijalogom podrazumijevamo način rada u kojem sistem nakon zahtjeva daje odgovor i čeka daljnjeg korisnika. akcije.

Način rada u realnom vremenu. Odnosi se na sposobnost računarskog sistema da komunicira sa kontrolisanim ili upravljanim procesima tempom ovih procesa. Vrijeme reakcije računara mora zadovoljiti tempo kontroliranog procesa ili zahtjeve korisnika i imati minimalno kašnjenje. Tipično, ovaj način se koristi za decentraliziranu i distribuiranu obradu podataka.

Način daljinske obrade omogućava udaljenom korisniku interakciju sa računarskim sistemom.

Interaktivni način rada pretpostavlja mogućnost dvosmjerne interakcije između korisnika i sistema, tj. korisnik ima mogućnost da utiče na proces obrade podataka.

Način dijeljenja vremena pretpostavlja sposobnost sistema da dodijeli svoje resurse grupi korisnika jednog po jednog. Računarski sistem opslužuje svakog korisnika tako brzo da se čini kao da nekoliko korisnika radi istovremeno. Ova mogućnost se postiže odgovarajućim softverom.

Jednoprogramski i višeprogramski načini rada karakteriziraju sposobnost sistema da radi istovremeno pod jednim ili više programa.

Regulatorni režim karakterizira vremenska sigurnost pojedinačnih korisničkih zadataka. Na primjer, primanje rezimea rezultata na kraju mjeseca, obračun platnih lista za određene datume, itd. Rokovi za donošenje odluke određuju se unaprijed prema propisima, za razliku od proizvoljnih zahtjeva.

Razlikuju se sljedeće metode obrade podataka: centralizirana, decentralizirana, distribuirana i integrirana.

Centralizovano pretpostavlja prisustvo. Ovom metodom korisnik dostavlja početne informacije u računalni centar i prima rezultate obrade u obliku dokumenata rezultata. Posebnost ove metode obrade je složenost i radno-intenzivnost uspostavljanja brze, neprekidne komunikacije, veliko opterećenje računara informacijama (pošto je njegov obim veliki), regulacija vremena operacija i organizacija sigurnosti sistema. od mogućeg neovlaštenog pristupa.

Decentralizovano tretman. Ova metoda je povezana s pojavom personalnih računara, koji omogućavaju automatizaciju određenog radnog mjesta.

Distribuirana metoda obrada podataka se zasniva na distribuciji funkcija obrade između različitih računara uključenih u mrežu. Ova metoda se može implementirati na dva načina: prvi uključuje instaliranje računara u svaki mrežni čvor (ili na svakom nivou sistema), pri čemu obradu podataka vrši jedan ili više računara u zavisnosti od stvarnih mogućnosti sistema i njegovih potreba. u trenutnom vremenu. Drugi način je postavljanje velikog broja različitih procesora unutar jednog sistema. Ovaj put se koristi u sistemima za obradu bankarskih i finansijskih informacija, gde je potrebna mreža za obradu podataka (filijale, odeljenja itd.). Prednosti distribuirane metode: mogućnost obrade bilo koje količine podataka u datom vremenskom okviru; visok stepen pouzdanosti, jer ako jedno tehničko sredstvo pokvari, moguće ga je odmah zamijeniti drugim; smanjenje vremena i troškova za prijenos podataka; povećanje fleksibilnosti sistema, pojednostavljenje razvoja i rada softvera, itd. Distribuirani metod se zasniva na kompleksu specijalizovanih procesora, tj. Svaki računar je dizajniran za rješavanje specifičnih problema, odnosno zadataka na svom nivou.

Integrisano način obrade informacija. Uključuje kreiranje informacionog modela upravljanog objekta, odnosno kreiranje distribuirane baze podataka. Ova metoda pruža maksimalnu pogodnost za korisnika. S jedne strane, baze podataka omogućavaju zajedničko korištenje i centralizirano upravljanje. S druge strane, obim informacija i raznovrsnost zadataka koje treba riješiti zahtijevaju distribuciju baze podataka. Integrisana tehnologija obrade informacija omogućava vam da unapredite kvalitet, pouzdanost i brzinu obrade, jer obrada se vrši na osnovu jedinstvenog informacionog niza, jednom unesenog u računar. Karakteristika ove metode je tehnološko i vremensko odvajanje postupka obrade od postupaka prikupljanja, pripreme i unosa podataka.

Skup tehničkih sredstava za obradu informacija je skup autonomnih uređaja za prikupljanje, akumuliranje, prijenos, obradu i prezentiranje informacija, kao i kancelarijske opreme, upravljanja, popravke i održavanja i dr. Postoji niz zahtjeva za set tehničkih sredstava:

Osiguravanje rješavanja problema uz minimalne troškove, traženu tačnost i pouzdanost

Mogućnost tehničke kompatibilnosti uređaja, njihova agregabilnost

Osiguravanje visoke pouzdanosti

Minimalni troškovi nabavke

Domaća i strana industrija proizvodi širok spektar tehničkih sredstava za obradu informacija, koji se razlikuju po elementarnoj bazi, dizajnu, upotrebi različitih informacionih medija, operativnim karakteristikama itd.

Tehnička sredstva za obradu informacija dijele se u dvije velike grupe. Ovo osnovni I pomoćni sredstva za obradu.

Pomoćna oprema je oprema koja osigurava funkcionalnost osnovnih sredstava, kao i oprema koja olakšava i čini rad menadžmenta ugodnijim. Pomoćna sredstva za obradu informacija uključuju kancelarijsku opremu i opremu za popravku i održavanje. Kancelarijsku opremu predstavlja veoma širok spektar alata, od kancelarijskog materijala do sredstava za isporuku, reprodukciju, skladištenje, pretraživanje i uništavanje osnovnih podataka, sredstava administrativnih i proizvodnih komunikacija i tako dalje, što rad menadžera čini praktičnim. i udobno.

Osnovna sredstva su alati za automatsku obradu informacija. Poznato je da su za upravljanje određenim procesima potrebne određene upravljačke informacije koje karakterišu stanja i parametre tehnoloških procesa, kvantitativne, troškovne i radne pokazatelje proizvodnje, nabavke, prodaje, finansijske aktivnosti itd. Osnovna sredstva tehničke obrade obuhvataju: sredstva za snimanje i prikupljanje informacija, sredstva za prijem i prenos podataka, sredstva za pripremu podataka, sredstva za unos, sredstva za obradu informacija i sredstva za prikazivanje informacija. U nastavku su sva ova sredstva detaljno razmotrena.

Dobijanje primarnih informacija i registracija jedan je od radno intenzivnih procesa. Zbog toga se široko koriste uređaji za mehanizovano i automatizovano merenje, sakupljanje i snimanje podataka. Raspon ovih sredstava je veoma širok. Tu spadaju: elektronske vage, razni brojači, displeji, mjerači protoka, kase, mašine za brojanje novčanica, bankomati i još mnogo toga. Ovo uključuje i različite proizvodne registratore namijenjene obradi i evidentiranju informacija o poslovnim transakcijama na kompjuterskim medijima.