سخنرانی شماره 3

سوالات اصلی سخنرانی:

1. وسایل فنیعلوم کامپیوتر.

2. مفهوم اصول عملکرد کامپیوتر.

3. اجزای اصلی کامپیوتر شخصی.

ابزار فنی علوم کامپیوتر

رایانه ابزار فنی اصلی پردازش اطلاعات است که بر اساس تعدادی از ویژگی ها طبقه بندی می شود، به ویژه: با توجه به هدف، اصل عملیات, روش های سازماندهی فرآیند محاسبات، اندازه ها و قدرت پردازش، قابلیت، قابلیت اجرای موازی برنامه هاو غیره.

توسط هدفکامپیوترها را می توان به سه گروه تقسیم کرد:

· جهانی (همه منظوره) - برای حل طیف گسترده ای از مسائل مهندسی و فنی طراحی شده اند: مسائل اقتصادی، ریاضی، اطلاعات و سایر مسائل که با پیچیدگی الگوریتم ها و حجم زیادی از داده های پردازش شده مشخص می شود. از ویژگی های بارز این کامپیوترها می توان به کارایی بالا، انواع اشکال داده های پردازش شده (دودویی، اعشاری، نمادین)، انواع عملیات انجام شده (حساب، منطقی، ویژه)، ظرفیت زیاد اشاره کرد. حافظه دسترسی تصادفیسازماندهی اطلاعات ورودی-خروجی را توسعه داد.

· مشکل محور - طراحی شده برای حل طیف محدودتری از مشکلات، معمولاً با اشیاء فناوری، ثبت، انباشت و پردازش مقادیر کمی داده (سیستم های رایانه ای کنترل)؛

· تخصصی - برای حل طیف محدودی از مشکلات، به منظور کاهش پیچیدگی و هزینه این کامپیوترها، با حفظ عملکرد و قابلیت اطمینان بالا (ریزپردازنده های قابل برنامه ریزی برای اهداف خاص، کنترل کننده هایی که عملکردهای کنترلی را انجام می دهند. دستگاه های فنی).

توسط اصول کارکرد، اصول جراحی، اصول عملکرد(معیار تقسیم کامپیوترها شکل ارائه اطلاعاتی است که با آن کار می کنند):

· رایانه های آنالوگ (AVM) - ماشین های محاسباتی پیوسته که با اطلاعات ارائه شده به شکل پیوسته کار می کنند. در قالب یک سری مقادیر پیوسته از هر کمیت فیزیکی (اغلب ولتاژ الکتریکی) در این مورد، مقدار ولتاژ آنالوگ مقدار برخی از متغیرهای اندازه گیری شده است. برای مثال، وارد کردن عدد 19.42 با مقیاس 0.1 معادل اعمال ولتاژ 1.942 ولت به ورودی است.

· رایانه های دیجیتال (DCM) - رایانه های گسسته ای که با اطلاعات ارائه شده به صورت گسسته یا بهتر بگوییم دیجیتالی کار می کنند - به شکل چندین ولتاژ مختلف، معادل تعداد واحدها در مقدار نمایش داده شده متغیر.

· رایانه های ترکیبی (HCM) - رایانه هایی با عملکرد ترکیبی که با اطلاعات ارائه شده به دو شکل دیجیتال و آنالوگ کار می کنند.

AVM ها ساده و آسان برای استفاده هستند. مشکلات برنامه نویسی برای حل آنها کار فشرده نیست، سرعت حل به درخواست اپراتور متفاوت است (بیشتر از یک کامپیوتر دیجیتال)، اما دقت راه حل بسیار کم است (خطای نسبی 2-5٪). AVM ها برای حل مسائل ریاضی حاوی معادلات دیفرانسیل که حاوی منطق پیچیده نیستند استفاده می شوند. کامپیوترهای دیجیتال بیشترین استفاده را دارند؛ وقتی مردم در مورد رایانه صحبت می کنند، منظور آنهاست. استفاده از GVM برای کنترل سیستم های فنی پیچیده با سرعت بالا توصیه می شود.

توسط نسل هاگروه های زیر را می توان تشخیص داد:

نسل 1.در سال 1946 ایده استفاده از آن منتشر شد حساب باینری(John von Neumann, A. Burns) و اصل برنامه ذخیره شده که به طور فعال در رایانه های نسل اول استفاده می شود. کامپیوترها با ابعاد بزرگ، مصرف انرژی بالا، سرعت کم، قابلیت اطمینان کم و برنامه نویسی در کدها متمایز شدند. مشکلات عمدتا حل شد ماهیت محاسباتی ، حاوی محاسبات پیچیده لازم برای پیش بینی آب و هوا، حل مشکلات انرژی هسته ای، کنترل هواپیما و سایر وظایف استراتژیک است.

نسل 2.در سال 1948، آزمایشگاه بل تلفن ساخت اولین ترانزیستور را اعلام کرد. در مقایسه با کامپیوترهای نسل قبل، همه چیز بهتر شده است مشخصات فنی. برای برنامه نویسی از زبان های الگوریتمی استفاده می شود و اولین تلاش ها برای برنامه نویسی خودکار انجام شده است.

نسل 3.یکی از ویژگی های رایانه های نسل سوم استفاده از مدارهای مجتمع در طراحی آنها و سیستم عامل ها در کنترل عملکرد رایانه است. امکانات جدید برای چندبرنامه‌نویسی، مدیریت حافظه و دستگاه‌های ورودی/خروجی. سیستم عامل بازیابی از خرابی ها را بر عهده گرفت. از اواسط دهه 60 تا اواسط دهه 70، پایگاه های اطلاعاتی حاوی انواع مختلف اطلاعات در زمینه های مختلف دانش به یک نوع مهم از خدمات اطلاعاتی تبدیل شدند. برای اولین بار، فناوری اطلاعات برای پشتیبانی تصمیم ظاهر می شود. این یک روش کاملاً جدید از تعامل انسان و رایانه است.

نسل 4.از ویژگی های اصلی این نسل از رایانه ها می توان به وجود دستگاه های ذخیره سازی، راه اندازی رایانه با استفاده از سیستم بوت از رام، معماری های متنوع، سیستم عامل های قدرتمند و اتصال رایانه ها به شبکه ها اشاره کرد. از اواسط دهه 70، با ایجاد ملی و شبکه های جهانیانتقال داده ها نوع پیشرو خدمات اطلاعاتی به جستجوی تعاملی برای اطلاعات در پایگاه های داده دور از کاربر تبدیل شده است.

نسل 5.رایانه‌هایی با ده‌ها پردازشگر موازی که به شما امکان می‌دهد سیستم‌های پردازش دانش مؤثر بسازید. کامپیوترهای مبتنی بر ریزپردازنده های بسیار پیچیده با ساختار برداری موازی که به طور همزمان ده ها دستور برنامه متوالی را اجرا می کنند.

نسل 6.کامپیوترهای اپتوالکترونیک با موازی سازی عظیم و ساختار عصبی - با شبکه ای از تعداد زیادی (ده ها هزار) ریزپردازنده ساده که ساختار سیستم های بیولوژیکی عصبی را مدل می کنند.

طبقه بندی کامپیوتری در اندازه و عملکرد.

رایانه های بزرگ.از نظر تاریخی، کامپیوترهای بزرگ اولین کامپیوترهایی بودند که ظاهر شدند، که پایه اصلی آنها از آن خارج شد لوله های خلاءبه مدارهای مجتمع با درجه ادغام فوق العاده بالا. با این حال، عملکرد آنها برای مدل‌سازی سیستم‌های اکولوژیکی، مشکلات مهندسی ژنتیک، مدیریت مجتمع‌های دفاعی پیچیده و غیره ناکافی بود.

رایانه های اصلی اغلب در خارج از کشور MAINFRAME نامیده می شوند و شایعات مرگ آنها بسیار اغراق آمیز است.

به طور معمول آنها دارند:

· عملکرد حداقل 10 MIPS (میلیون ها عملیات ممیز شناور در ثانیه)

حافظه اصلی از 64 تا 10000 مگابایت

· حافظه خارجینه کمتر از 50 GV

· حالت عملکرد چند کاربره

زمینه های اصلی استفاده- این راه حل مشکلات علمی و فنی، کار با پایگاه داده های بزرگ، مدیریت است شبکه های کامپیوترو منابع آنها به عنوان سرور.

کامپیوترهای کوچکرایانه‌های کوچک (مینی) قابل اعتماد، ارزان و آسان برای استفاده هستند، اما در مقایسه با رایانه‌های بزرگ دارای قابلیت‌های کمی پایین‌تر هستند.

کامپیوترهای سوپر مینی دارای:

ظرفیت حافظه اصلی - 4-512 مگابایت

ظرفیت حافظه دیسک- 2 - 100 گیگاولت

· تعداد کاربران پشتیبانی شده - 16-512.

مینی کامپیوترها برای استفاده به عنوان سیستم های کامپیوتری کنترلی، در سیستم های مدل سازی ساده، در سیستم های کنترل خودکار و برای کنترل فرآیندهای تکنولوژیکی در نظر گرفته شده اند.

ابر رایانه.اینها کامپیوترهای چند پردازنده ای قدرتمند با سرعت صدها میلیون - دهها میلیارد عملیات در ثانیه هستند.

به دلیل سرعت محدود انتشار امواج الکترومغناطیسی (300000 کیلومتر بر ثانیه) دستیابی به چنین عملکردی روی یک ریزپردازنده منفرد با استفاده از فناوری های مدرن غیرممکن است، زیرا زمان انتشار سیگنال در فاصله چند میلی متری قابل مقایسه است. تا زمانی که برای تکمیل یک عملیات لازم است. بنابراین، ابر رایانه ها در قالب سیستم های محاسباتی چند پردازنده ای موازی بسیار ایجاد می شوند.

در حال حاضر چندین هزار ابر رایانه در جهان وجود دارد که از Cray EL ساده اداری گرفته تا Cray 3 قدرتمند، SX-X از NEC، VP2000 از فوجیتسو (ژاپن)، VPP 500 از زیمنس (آلمان) را شامل می شود.

میکرو کامپیوتر یا کامپیوتر شخصی.رایانه شخصی باید دارای ویژگی هایی باشد که الزامات دسترسی عمومی و جهانی بودن را برآورده کند:

· کم هزینه

· استقلال عملیات

· انعطاف پذیری معماری، که امکان انطباق در زمینه آموزش، علم، مدیریت و زندگی روزمره را فراهم می کند.

· سازگاری با سیستم عامل؛

· قابلیت اطمینان بالا (بیش از 5000 ساعت بین خرابی ها).

اکثر آنها با باتری کار می کنند، اما می توانند به شبکه متصل شوند.

کامپیوترهای خاصکامپیوترهای خاص بر حل مسائل محاسباتی یا کنترلی خاص متمرکز هستند. ریزمحاسبه های الکترونیکی را نیز می توان به عنوان یک کامپیوتر خاص در نظر گرفت. برنامه ای که پردازنده اجرا می کند در رام یا OP است و از آن پس دستگاه معمولاً یک مشکل را حل می کند، سپس فقط داده ها تغییر می کنند. این راحت است (برنامه در ROM ذخیره می شود)، در این مورد قابلیت اطمینان و سرعت رایانه افزایش می یابد. این رویکرد اغلب در رایانه های داخلی، در کنترل حالت عملکرد دوربین، دوربین فیلمبرداری و شبیه سازهای ورزشی استفاده می شود.

مفهوم اصول عملکرد کامپیوتر

معماری کامپیوترهای شخصی مدرن بر اساس اصل ستون فقرات - مدولار است. اصل مدولار به مصرف کننده اجازه می دهد تا پیکربندی رایانه مورد نیاز خود را جمع آوری کند و در صورت لزوم آن را ارتقا دهد. سازمان دهی ماژولار یک کامپیوتر بر اساس اصل ستون فقرات (گذرگاه) تبادل اطلاعات بین دستگاه ها است.

ستون فقرات شامل سه گذرگاه چند بیتی است:

· گذرگاه داده،

اتوبوس آدرس

· و اتوبوس کنترل.

اتوبوس ها خطوط چند سیمی هستند.

گذرگاه داده.این گذرگاه داده ها را بین دستگاه های مختلف منتقل می کند. به عنوان مثال، داده های خوانده شده از RAM ممکن است برای پردازش به پردازنده ارسال شود و سپس داده های دریافتی ممکن است برای ذخیره به RAM ارسال شود. بنابراین، داده های روی گذرگاه داده را می توان از دستگاهی به دستگاه دیگر در هر جهتی منتقل کرد.

عرض گذرگاه داده با ظرفیت پردازنده تعیین می شود، یعنی. تعداد بیت های باینری که پردازنده در یک سیکل ساعت پردازش می کند. ظرفیت پردازنده ها به طور مداوم با توسعه فناوری رایانه افزایش یافته است.

اتوبوس آدرس.انتخاب دستگاه یا سلول حافظه که داده ها از طریق گذرگاه داده به آن ارسال یا خوانده می شوند توسط پردازنده انجام می شود. هر دستگاه یا سلول رم آدرس مخصوص به خود را دارد. آدرس در امتداد گذرگاه آدرس منتقل می شود و سیگنال ها در طول آن در یک جهت از پردازنده به RAM و دستگاه ها (گذرگاه یک طرفه) منتقل می شوند. عرض اتوبوس آدرسفضای آدرس پردازنده را تعریف می کند، یعنی. تعداد سلول های RAM که می توانند آدرس های منحصر به فردی داشته باشند. عرض گذرگاه آدرس دائماً افزایش یافته است و در رایانه های شخصی مدرن 32 بیت است.

اتوبوس کنترلاتوبوس کنترل سیگنال هایی را ارسال می کند که ماهیت تبادل اطلاعات در طول بزرگراه را تعیین می کند. سیگنال های کنترلی تعیین می کنند که چه عملیاتی برای خواندن یا نوشتن اطلاعات از حافظه باید انجام شود، تبادل اطلاعات بین دستگاه ها را همگام سازی می کند و غیره.

ساخت اکثریت قریب به اتفاق کامپیوترها بر اساس اصول کلی زیر است که در سال 1945 توسط یک دانشمند آمریکایی فرموله شد. جان فون نویمان.

1. اصل کنترل برنامه. این برنامه از مجموعه ای از دستورات تشکیل شده است که به طور خودکار توسط پردازنده در یک دنباله خاص اجرا می شود.برنامه با استفاده از حافظه از حافظه بازیابی می شود. شمارنده برنامه.این رجیستر پردازنده به صورت متوالی آدرس دستورالعمل بعدی ذخیره شده در آن را با طول دستورالعمل افزایش می دهد. و از آنجایی که دستورات برنامه یکی پس از دیگری در حافظه قرار می گیرند، زنجیره ای از دستورات از سلول های حافظه که به صورت متوالی قرار دارند سازماندهی می شوند. اگر پس از اجرای دستوری، نه به دستور بعدی، بلکه به دستور دیگری نیاز دارید، از دستورات استفاده کنید. مشروطیا انتقال بی قید و شرط،که شماره سلول حافظه حاوی دستور بعدی را وارد شمارنده برنامه می کنند. واکشی دستورات از حافظه پس از رسیدن به دستور توقف و اجرای آن متوقف می شود. بدین ترتیب، پردازنده برنامه را به طور خودکار و بدون دخالت انسان اجرا می کند.

2. اصل همگنی حافظهبرنامه‌ها و داده‌ها در یک حافظه ذخیره می‌شوند، بنابراین رایانه بین آنچه در یک سلول حافظه ذخیره شده است - یک عدد، متن یا دستور تمایز قائل نمی‌شود. شما می توانید همان اقداماتی را که می توانید روی داده ها روی دستورات انجام دهید. مثلا، این برنامه همچنین ممکن است در طول اجرای خود مورد بازنگری قرار گیرد،که به شما اجازه می دهد قوانینی را برای بدست آوردن برخی از قسمت های آن در خود برنامه تنظیم کنید (اینگونه است که برنامه اجرای حلقه ها و زیر روال ها را سازماندهی می کند) علاوه بر این، دستورات یک برنامه را می توان به عنوان نتایج اجرای برنامه دیگر به دست آورد. بر اساس این اصل روش های ترجمه- ترجمه متن برنامه از یک زبان برنامه نویسی سطح بالا به زبان یک ماشین خاص.

3. اصل هدف گذاریاز نظر ساختاری، حافظه اصلی از سلول های شماره گذاری مجدد تشکیل شده است. هر سلولی در هر زمان در دسترس پردازنده است. این به معنای توانایی نامگذاری مناطق حافظه است تا مقادیر ذخیره شده در آنها بعداً در حین اجرای برنامه با استفاده از نام های اختصاص داده شده قابل دسترسی یا تغییر باشند. کامپیوترهایی که بر اساس اصول فوق ساخته شده اند از این نوع هستند فون نویماناما کامپیوترهایی وجود دارند که با کامپیوترهای فون نویمان تفاوت اساسی دارند. برای آنها، به عنوان مثال، اصل کنترل برنامه ممکن است رعایت نشود، به عنوان مثال، آنها ممکن است بدون شمارنده برنامه که فرمان برنامه در حال اجرا را نشان می دهد، عمل کنند. برای دسترسی به هر متغیر ذخیره شده در حافظه، این رایانه ها نیازی به نام گذاری آن ندارند. چنین کامپیوترهایی نامیده می شوند نه فون نویمان

اجزای اصلی یک کامپیوتر شخصی

کامپیوتر دارای ساختار مدولار است که شامل:

واحد سیستم

کیف فلزی با منبع تغذیه. در حال حاضر، واحدهای سیستم در استاندارد ATX، اندازه 21x42x40 سانتی متر، منبع تغذیه - 230 وات، ولتاژ کاری 210-240 ولت، محفظه های 3x5.25 اینچ و 2x3.5 اینچ تولید می شوند. خاموش شدن خودکارپس از اتمام کار این خانه همچنین دارای یک بلندگو است.

1.1. برد سیستم (مادربرد).(مادربرد)، که در آن قرار دارند دستگاه های مختلفگنجانده شده است واحد سیستم. طراحی مادربرد بر اساس اصل طراحی ماژولار ساخته شده است که به هر کاربر اجازه می دهد تا به راحتی یا شکست خورده را جایگزین کند عناصر منسوخواحد سیستم. نصب شده بر روی برد سیستم:

آ) CPU (CPU - واحد پردازش مرکزی) - یک مدار مجتمع بزرگ روی یک تراشه. عملیات منطقی و حسابی را انجام می دهد، عملکرد رایانه را کنترل می کند. پردازنده توسط سازنده مشخص می شود و فرکانس ساعت. معروف ترین تولید کنندگان اینتل و AMD هستند. پردازنده ها نام های خود را دارند: Athlon، Pentium 4، Celeron و غیره. فرکانس ساعت سرعت پردازنده را تعیین می کند و با هرتز (1\s) اندازه گیری می شود. بنابراین، پنتیوم 4 2.2 گیگاهرتز، دارای سرعت کلاک 2200000000 هرتز است (بیش از 2 میلیارد عملیات در ثانیه انجام می دهد). یکی دیگر از ویژگی های پردازنده وجود آن است حافظه کش- حتی سریعتر از حافظه رم، که پرکاربردترین داده های CPU را ذخیره می کند. کش یک بافر بین پردازنده و رم است. کش کاملاً شفاف است و نمی توان آن را به صورت برنامه ریزی شناسایی کرد. حافظه نهان تعداد کل چرخه های ساعتی را که پردازنده هنگام دسترسی به RAM منتظر می ماند، کاهش می دهد.

ب) پردازنده مشترک (FPU - واحد نقطه شناور). در CPU تعبیه شده است. عملیات حسابی ممیز شناور را انجام می دهد.

V) کنترل کننده ها - میکرو مدارهای مسئول عملکرد دستگاه های مختلف رایانه (صفحه کلید، HDD، FDD، ماوس و غیره). این شامل تراشه ROM (حافظه فقط خواندنی) نیز می شود که ROM-BIOS در آن ذخیره می شود.

د) شکاف ها(اتوبوس) - اتصالات (ISA، PCI، SCSI، AGP، و غیره) برای دستگاه های مختلف (رم، کارت گرافیک و غیره).

اتوبوس در واقع مجموعه ای از سیم ها (خطوط) است که اجزای مختلف کامپیوتر را برای تامین برق و تبادل اطلاعات به یکدیگر متصل می کند. اتوبوس های موجود: ISA (فرکانس - 8 مگاهرتز، تعداد بیت ها - 16، سرعت انتقال داده - 16 مگابیت بر ثانیه)،

د) حافظه دسترسی تصادفی (RAM، RAM - حافظه دسترسی تصادفی (انواع SIMM، DIMM (ماژول حافظه داخلی دوگانه)، DRAM (رم پویا)، SDRAM (DRAM سنکرون)، RDRAM)) - ریزمدارهای مورد استفاده برای ذخیره کوتاه مدت دستورات میانی، مقادیر محاسبه تولید شده توسط CPU و همچنین داده های دیگر. برنامه های اجرایی نیز برای بهبود عملکرد در آنجا ذخیره می شوند. RAM - حافظه پرسرعت با زمان بازسازی 7·10 -9 ثانیه. ظرفیت تا 1 گیگابایت. منبع تغذیه 3.3 ولت

ه) کارت گرافیک (شتاب دهنده ویدئو) - دستگاهی که قابلیت ها را گسترش می دهد و کار با گرافیک را سرعت می بخشد. کارت گرافیک دارای حافظه ویدئویی مخصوص به خود (16، 32، 64، 128 مگابایت) برای ذخیره سازی است. اطلاعات گرافیکیو پردازنده گرافیکی(GPU - Graphic Processor Unit)، که در هنگام کار با گرافیک سه بعدی و ویدئو، محاسبات را انجام می دهد. پردازنده گرافیکی با فرکانس 350 مگاهرتز کار می کند و دارای 60 میلیون است. ترانزیستورها پشتیبانی از وضوح 2048x1536 60 هرتز با رنگ 32 بیتی. عملکرد: 286 میلیون پیکسل در ثانیه ممکن است خروجی تلویزیون و ورودی تصویر داشته باشد. جلوه های زیر پشتیبانی می شوند: شفافیت و شفافیت، سایه (به دست آوردن نور واقعی)، تابش خیره کننده، نور رنگی (منابع نور با رنگ های مختلف)، تاری، سه بعدی، مه، انعکاس، انعکاس در یک آینه کج، لرزش سطح، اعوجاج تصویر ناشی از آب و هوای گرم، تبدیل اعوجاج ها با استفاده از الگوریتم های نویز، تقلید از ابرها در آسمان و غیره.

و) کارت صدا - دستگاهی که قابلیت های صوتی کامپیوتر را گسترش می دهد. صداها با استفاده از نمونه صداهای صداهای مختلف ضبط شده در حافظه (32 مگابایت) تولید می شوند. تا 1024 صدا به طور همزمان پخش می شود. جلوه های مختلف پشتیبانی می شود. ممکن است ورودی/خروجی خط، خروجی هدفون، ورودی میکروفون، اتصال جوی استیک، ورودی دستگاه منشی تلفنی، ورودی صوتی CD آنالوگ و دیجیتال داشته باشد.

ح) کارت LAN - دستگاهی که مسئول اتصال یک کامپیوتر به یک شبکه برای امکان تبادل اطلاعات است.

علاوه بر مادربرد، واحد سیستم شامل:

1.2. درایو هارد دیسک(هارد دیسک، هارد دیسک - درایو دیسک سخت) - یک مورد مهر و موم شده هرمتیک با دیسک های مغناطیسی چرخان و سرهای مغناطیسی. برای ذخیره سازی طولانی مدت اطلاعات در قالب فایل (برنامه ها، متون، گرافیک، عکاسی، موسیقی، ویدئو) خدمت می کند. ظرفیت - 75 گیگابایت، اندازه بافر 1-2 مگابایت، سرعت انتقال داده 66.6 مگابایت بر ثانیه. حداکثر سرعت اسپیندل - 10000، 15000 دور در دقیقه. هارد IBM دارای ظرفیت 120 گیگابایت و سرعت اسپیندل 7200 دور در دقیقه است.

1.3. درایو فلاپی دیسک(درایو دیسک، فلاپی، FDD - درایو فلاپی دیسک) - دستگاهی که برای نوشتن/خواندن اطلاعات از فلاپی دیسک استفاده می شود که می تواند از رایانه به رایانه منتقل شود. ظرفیت دیسک فلاپی: 1.22 مگابایت (اندازه 5.25 اینچ (1 اینچ = 2.54 سانتی متر))، 1.44 مگابایت (اندازه 3.5 اینچ). 1.44 مگابایت معادل 620 صفحه متن است.

1.4. سی دی رام(حافظه فقط خواندنی دیسک فشرده) - دستگاهی که فقط برای خواندن اطلاعات از سی دی کار می کند. اطلاعات باینریاز سطح سی دی توسط پرتو لیزر خوانده می شود. ظرفیت سی دی - 640 مگابایت = 74 دقیقه. موسیقی = 150000 صفحه. متن سرعت اسپیندل 8560 دور در دقیقه، اندازه بافر 128 کیلوبایت، حداکثر سرعت انتقال داده 33.3 مگابیت بر ثانیه. پرش ها و وقفه ها در حین پخش ویدیو از دلایل پر نشدن یا سرریز شدن بافر است که برای ذخیره سازی میانی داده های ارسالی استفاده می شود. یک کنترل صدا و یک خروجی هدفون (برای گوش دادن به سی دی های موسیقی) وجود دارد.

1.5. CD-R(ضبط دیسک فشرده) - دستگاهی که برای خواندن و نوشتن اطلاعات روی سی دی یک بار استفاده می شود. ضبط بر اساس تغییر در خواص بازتابی ماده بستر CD تحت عمل پرتو لیزر است.

1.6. DVD-ROMدیسک ها (دیسک های ویدئویی دیجیتال) ظرفیت اطلاعاتی بسیار بیشتری دارند (تا 17 گیگابایت)، زیرا اطلاعات را می توان در دو طرف، در دو لایه در یک طرف ثبت کرد و خود آهنگ ها نازک تر هستند.

نسل اول درایوهای DVD-ROM سرعت خواندن اطلاعات تقریباً 1.3 مگابایت بر ثانیه را ارائه کردند. در حال حاضر DVD-ROM های 5 سرعته به سرعت خواندن 6.8 مگابایت بر ثانیه دست می یابند.

وجود داشته باشد DVD-Rدیسک های (R - قابل ضبط، قابل ضبط)، که به رنگ طلایی هستند. ویژه درایوهای DVD-Rآنها یک لیزر نسبتاً قدرتمند دارند که در طی فرآیند ضبط اطلاعات، بازتاب نواحی سطح دیسک ضبط شده را تغییر می دهد. اطلاعات روی چنین دیسک هایی فقط یک بار می تواند نوشته شود.

1.7. نیز وجود دارد CD-RWو DVD-RWدیسک ها (RW - قابل بازنویسی، قابل بازنویسی)، که دارای رنگ "پلاتینی" هستند. درایوهای ویژه CD-RW و DVD-RW نیز در طول فرآیند ضبط اطلاعات، بازتاب نواحی جداگانه سطح دیسک را تغییر می دهند، اما اطلاعات روی چنین دیسک هایی را می توان چندین بار ضبط کرد. قبل از بازنویسی، اطلاعات ثبت شده با گرم کردن مناطق سطح دیسک با استفاده از لیزر "پاک می شود".

علاوه بر واحد سیستم، رایانه از دستگاه های ورودی/خروجی اطلاعات زیر نیز تشکیل شده است.

2. نظارت کنید(نمایشگر) - وسیله ای برای نمایش اطلاعات گرافیکی. کریستال دیجیتال و مایع وجود دارد. ابعاد مورب - 14"، 15"، 17"، 19"، 21"، 24"". اندازه پیکسل - 0.2-0.3 میلی متر. نرخ فریم - 77 هرتز با وضوح 1920x1200 پیکسل، 85 هرتز در 1280x1024، 160 هرتز در 800x600. تعداد رنگ ها با تعداد بیت ها در هر پیکسل تعیین می شود و می تواند 256 (2 8، که 8 تعداد بیت ها است)، 65536 (2 16، حالت High Color)، 16،777،216 (2 24، حالت True Color، شاید) باشد. 2 32). مانیتورهای اشعه کاتدی و LCD وجود دارد. مانیتورها از سیستم رنگی RGB استفاده می کنند. رنگ از ترکیب 3 رنگ اصلی به دست می آید: قرمز (قرمز)، سبز (سبز) و آبی (آبی).

3. صفحه کلید(صفحه کلید) - وسیله ای برای وارد کردن دستورات و اطلاعات نمادین (108 کلید). به رابط سریال (پورت COM) متصل می شود.

4. دستکاری نوع ماوس(ماوس) - دستگاه ورودی فرمان. استاندارد یک ماوس 3 دکمه با چرخ اسکرول است.

5. دستگاه چاپ(چاپگر) - وسیله ای برای نمایش اطلاعات روی کاغذ، فیلم یا سطوح دیگر. به رابط موازی (پورت LPT) متصل می شود. USB (Universal Serial Bus) یک گذرگاه سریال جهانی است که جایگزین پورت های قدیمی COM و LPT شده است.

آ) ماتریس. تصویر توسط سوزن هایی که روبان جوهر را سوراخ می کنند تشکیل می شود.

ب) جت. تصویر توسط ریز قطرات رنگ خارج شده از نازل ها (تا 256) تشکیل می شود. سرعت حرکت قطرات تا 40 متر بر ثانیه است.

V) لیزر. تصویر از یک درام مخصوص به کاغذ منتقل می شود که توسط لیزر برق می گیرد و ذرات جوهر (تونر) به آن جذب می شود.

6. اسکنر- وسیله ای برای وارد کردن تصاویر به کامپیوتر. کتابچه راهنمای کاربر، تبلت، درام وجود دارد.

7. مودم(MODulator-DEMOdulator) - دستگاهی که به شما امکان می دهد اطلاعات را بین رایانه ها از طریق آنالوگ یا تبادل کنید. کانال های دیجیتال. مودم ها در حداکثر سرعت انتقال داده (2400، 9600، 14400، 19200، 28800، 33600، 56000 بیت در ثانیه) با پروتکل های ارتباطی با یکدیگر تفاوت دارند. مودم های داخلی و خارجی وجود دارد.

1 حالت های پردازش داده ها

هنگام طراحی فرآیندهای تکنولوژیکیروی شیوه های اجرای آنها تمرکز کنید. حالت پیاده سازی فناوری به ویژگی های فضا-زمان وظایف حل شده بستگی دارد: فرکانس و فوریت، الزامات سرعت پردازش پیام، و همچنین به قابلیت های عملیاتی وسایل فنی و در درجه اول رایانه ها. وجود دارد: حالت دسته ای. حالت زمان واقعی؛ حالت اشتراک زمان؛ رژیم نظارتی؛ درخواست؛ گفتگو؛ پردازش از راه دور؛ در ارتباط بودن؛ تک برنامه ای؛ چند برنامه ای (چند پردازشی).

حالت دسته ای. هنگام استفاده از این حالت، کاربر ارتباط مستقیمی با کامپیوتر ندارد. جمع آوری و ثبت اطلاعات، ورودی و پردازش از نظر زمانی منطبق نیست. ابتدا کاربر اطلاعات را جمع آوری می کند و آن ها را مطابق با نوع کار یا ویژگی های دیگر به بسته هایی تبدیل می کند. (به عنوان یک قاعده، اینها وظایفی هستند که ماهیت غیر عملیاتی دارند، با اعتبار طولانی مدت نتایج راه حل). پس از تکمیل دریافت اطلاعات، وارد و پردازش می شود، یعنی تاخیر در پردازش وجود دارد. این حالت، به عنوان یک قاعده، با یک روش متمرکز پردازش اطلاعات استفاده می شود.

حالت گفتگو (پرس و جو) که در آن کاربر توانایی تعامل مستقیم با سیستم کامپیوتری را در حین کار دارد. اگر رایانه در هر زمان در دسترس باشد یا برای مدت معینی که رایانه در دسترس کاربر باشد، برنامه های پردازش داده به طور دائم در حافظه رایانه هستند. تعامل کاربر با یک سیستم کامپیوتری در قالب یک گفتگو می تواند چند بعدی باشد و توسط عوامل مختلفی تعیین شود: زبان ارتباط، نقش فعال یا منفعل کاربر. چه کسی آغازگر گفتگو است - کاربر یا رایانه. زمان پاسخ؛ ساختار گفتگو و غیره اگر آغازگر گفتگو، کاربر باشد، باید دانش کار با رویه ها، فرمت های داده و غیره را داشته باشد. اگر آغازگر یک کامپیوتر باشد، خود ماشین در هر مرحله می گوید که با انتخاب های مختلف چه کاری باید انجام شود. این روش عملیات "انتخاب منو" نامیده می شود. از اقدامات کاربر پشتیبانی می کند و توالی آنها را تجویز می کند. در عین حال آمادگی کمتری از کاربر مورد نیاز است.

حالت گفتگو به سطح خاصی از تجهیزات فنی کاربر نیاز دارد، به عنوان مثال. وجود ترمینال یا رایانه شخصی متصل به سیستم رایانه مرکزی توسط کانال های ارتباطی. این حالت برای دسترسی به اطلاعات، محاسبات یا منابع نرم افزاری استفاده می شود. توانایی کار در حالت تعاملی ممکن است در زمان شروع و پایان کار محدود باشد یا ممکن است نامحدود باشد.

گاهی اوقات بین حالت های تعاملی و پرس و جو تفاوت قائل می شود، سپس query به معنای تماس یکباره با سیستم است که پس از آن پاسخ صادر می کند و خاموش می شود و گفتگو به معنای حالتی است که در آن سیستم پس از درخواست، پاسخی را صادر می کند. و منتظر است اقدامات بعدیکاربر.

حالت زمان واقعی. به توانایی یک سیستم محاسباتی برای تعامل با فرآیندهای کنترل شده یا مدیریت شده با سرعت این فرآیندها اشاره دارد. زمان واکنش کامپیوتر باید سرعت فرآیند کنترل شده یا نیازهای کاربر را برآورده کند و دارای حداقل تاخیر باشد. به طور معمول، این حالت برای پردازش داده های غیرمتمرکز و توزیع شده استفاده می شود.

حالت پردازش دور به کاربر از راه دور اجازه می دهد تا با سیستم محاسباتی تعامل داشته باشد.

حالت تعاملی امکان تعامل دو طرفه بین کاربر و سیستم را در نظر می گیرد، یعنی. کاربر این فرصت را دارد که بر فرآیند پردازش داده ها تأثیر بگذارد.

حالت اشتراک زمانی توانایی سیستم را در تخصیص منابع خود به گروهی از کاربران یک به یک فرض می کند. سیستم محاسباتی آنقدر سریع به هر کاربر سرویس می دهد که به نظر می رسد چندین کاربر همزمان کار می کنند. این امکان از طریق مناسب حاصل می شود نرم افزار.

حالت های تک برنامه ای و چند برنامه ای توانایی سیستم را برای کار همزمان با استفاده از یک یا چند برنامه مشخص می کند.

حالت برنامه ریزی شده با اطمینان زمانی تکالیف کاربر مشخص می شود. به عنوان مثال، دریافت خلاصه نتایج در پایان ماه، محاسبه صورتحساب حقوق و دستمزد برای تاریخ های خاص و غیره. مهلت های تصمیم گیری بر خلاف درخواست های خودسرانه، طبق مقررات از قبل تعیین می شود.

2 روش های پردازش داده ها

متفاوت روش های زیرپردازش داده ها: متمرکز، غیر متمرکز، توزیع شده و یکپارچه.

متمركز مستلزم در دسترس بودن است. با این روش کاربر اطلاعات اولیه را به مرکز کامپیوتر تحویل می دهد و نتایج پردازش را در قالب اسناد نتیجه دریافت می کند. ویژگی این روش پردازش پیچیدگی و سختی کار برقراری ارتباط سریع و بدون وقفه، بار زیاد رایانه با اطلاعات (از آنجایی که حجم آن زیاد است)، تنظیم زمان بندی عملیات و سازماندهی امنیت سیستم است. از دسترسی غیرمجاز احتمالی

پردازش غیر متمرکز این روش با ظهور رایانه های شخصی همراه است که امکان خودکارسازی یک محل کار خاص را فراهم می کند.

روش توزیع شده پردازش داده ها بر اساس توزیع توابع پردازش بین رایانه های مختلف موجود در شبکه است. این روش می‌تواند به دو صورت پیاده‌سازی شود: روش اول شامل نصب یک کامپیوتر در هر گره شبکه (یا در هر سطح از سیستم)، با پردازش داده‌ها توسط یک یا چند کامپیوتر بسته به قابلیت‌های واقعی سیستم و نیازهای آن است. در زمان فعلی راه دوم قرار دادن تعداد زیادی پردازنده مختلف در یک سیستم است. این مسیر در سیستم های پردازش اطلاعات بانکی و مالی که در آن به شبکه پردازش داده ها (شعبه ها، بخش ها و ...) نیاز است، استفاده می شود. مزایای روش توزیع شده: توانایی پردازش هر مقدار داده در یک چارچوب زمانی معین. درجه بالایی از قابلیت اطمینان، زیرا در صورت خرابی یک وسیله فنی، می توان فوراً آن را با دیگری جایگزین کرد. کاهش زمان و هزینه های انتقال داده ها؛ افزایش انعطاف پذیری سیستم، ساده سازی توسعه و عملیات نرم افزار و غیره. روش توزیع شده بر اساس مجموعه ای از پردازنده های تخصصی است، یعنی. هر کامپیوتر برای حل طراحی شده است وظایف خاص، یا وظایف سطح شما.

روش یکپارچه پردازش اطلاعات ایجاد را فراهم می کند مدل اطلاعاتیشی مدیریت شده، یعنی ایجاد پایگاه توزیع شدهداده ها. این روش حداکثر راحتی را برای کاربر فراهم می کند. از یک سو، پایگاه های داده برای استفاده مشترک و مدیریت متمرکز فراهم می کنند. از سوی دیگر، حجم اطلاعات و تنوع وظایفی که باید حل شوند، نیازمند توزیع پایگاه داده است. فناوری پردازش اطلاعات یکپارچه به شما امکان می دهد کیفیت، قابلیت اطمینان و سرعت پردازش را بهبود بخشید، زیرا پردازش بر اساس یک آرایه اطلاعات واحد انجام می شود که یک بار وارد رایانه می شود. یکی از ویژگی های این روش، جداسازی تکنولوژیکی و زمانی فرآیند پردازش از رویه های جمع آوری، تهیه و ورود داده ها است.

3 مجموعه ابزارهای فنی برای پردازش اطلاعات

مجموعه ای از ابزارهای فنی پردازش اطلاعات مجموعه ای از دستگاه های مستقل برای جمع آوری، انباشت، انتقال، پردازش و ارائه اطلاعات و همچنین تجهیزات اداری، مدیریت، تعمیر و نگهداری و غیره است. تعدادی از الزامات برای مجموعه وسایل فنی وجود دارد:

اطمینان از حل مشکل با حداقل هزینه، دقت و اطمینان مورد نیاز

امکان سازگاری فنی دستگاه ها، تجمع پذیری آنها

اطمینان از قابلیت اطمینان بالا

حداقل هزینه هابرای کسب

صنعت داخلی و خارجی طیف گسترده ای از ابزارهای فنی پردازش اطلاعات را تولید می کند که در پایه عناصر، طراحی، استفاده از رسانه های مختلف اطلاعاتی، ویژگی های عملیاتی و غیره متفاوت است.

4 طبقه بندی ابزارهای فنی پردازش اطلاعات

ابزارهای فنی پردازش اطلاعات به دو گروه بزرگ تقسیم می شوند. اینها ابزارهای اصلی و کمکی پردازش هستند.

تجهیزات کمکی تجهیزاتی هستند که عملکرد دارایی های ثابت را تضمین می کنند و همچنین تجهیزاتی که کار مدیریت را تسهیل و راحت تر می کنند. ابزارهای کمکی پردازش اطلاعات شامل تجهیزات اداری و تجهیزات تعمیر و نگهداری است. تجهیزات اداری با طیف بسیار گسترده ای از ابزارها، از لوازم اداری گرفته تا وسایل تحویل، تولید مثل، ذخیره سازی، جستجو و از بین بردن داده های اساسی، وسایل ارتباطات اداری و تولیدی و غیره نشان داده می شود که کار یک مدیر را راحت می کند. و راحت

دارایی های ثابت ابزاری برای پردازش خودکار اطلاعات هستند. مشخص است که برای مدیریت فرآیندهای خاص، اطلاعات مدیریتی خاصی مورد نیاز است که حالت ها و پارامترهای فرآیندهای فناورانه، شاخص های کمی، هزینه و کار تولید، عرضه، فروش، فعالیت های مالی و غیره را مشخص می کند. ابزارهای اصلی پردازش فنی عبارتند از: وسایل ثبت و جمع آوری اطلاعات، وسایل دریافت و ارسال داده ها، وسایل تهیه داده ها، وسایل ورودی، وسایل پردازش اطلاعات و وسایل نمایش اطلاعات. در زیر، همه این ابزارها به تفصیل مورد بحث قرار گرفته است.

کسب اطلاعات اولیه و ثبت نام یکی از فرآیندهای پر زحمت است. از این رو دستگاه‌های اندازه‌گیری، جمع‌آوری و ثبت داده‌های مکانیزه و خودکار به طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرند. دامنه این صندوق ها بسیار گسترده است. اینها عبارتند از: ترازوهای الکترونیکی، شمارنده های مختلف، نمایشگرها، جریان سنج ها، صندوق های پول، دستگاه های شمارش اسکناس، دستگاه های خودپرداز و بسیاری موارد دیگر. این همچنین شامل ثبت کننده های مختلف تولید می شود که برای پردازش و ثبت اطلاعات مربوط به تراکنش های تجاری در رسانه های رایانه ای در نظر گرفته شده است.

ابزارهای دریافت و انتقال اطلاعات. انتقال اطلاعات به فرآیند ارسال داده (پیام) از یک دستگاه به دستگاه دیگر اشاره دارد. به مجموعه ای از اشیاء متقابل که توسط دستگاه های انتقال و پردازش داده ها تشکیل می شود، شبکه می گویند. آنها دستگاه های طراحی شده برای انتقال و دریافت اطلاعات را ترکیب می کنند. آنها تبادل اطلاعات بین محل مبدا و محل پردازش آن را تضمین می کنند. ساختار ابزار و روش های انتقال داده ها با توجه به محل منابع اطلاعاتی و امکانات پردازش داده ها، حجم و زمان انتقال داده ها، انواع خطوط ارتباطی و سایر عوامل تعیین می شود. وسایل انتقال داده با نقاط مشترک (AP)، تجهیزات انتقال، مودم ها، مالتی پلکسرها نشان داده می شوند.

ابزارهای آماده سازی داده ها توسط دستگاه هایی برای تهیه اطلاعات در رسانه های رایانه ای، دستگاه هایی برای انتقال اطلاعات از اسناد به رسانه، از جمله دستگاه های رایانه ای نشان داده می شوند. این دستگاه ها می توانند مرتب سازی و تنظیم را انجام دهند.

ابزارهای ورودی برای درک داده ها از رسانه های رایانه ای و وارد کردن اطلاعات به سیستم های رایانه ای استفاده می شوند

ابزارهای پردازش اطلاعات نقش مهمی در مجموعه ابزارهای پردازش اطلاعات فنی دارند. ابزارهای پردازش شامل رایانه ها می شود که به نوبه خود به چهار کلاس تقسیم می شوند: میکرو، کوچک (مینی). کامپیوترهای بزرگ و ابرکامپیوترها. دو نوع میکرو کامپیوتر وجود دارد: جهانی و تخصصی.

هم جهانی و هم تخصصی می‌توانند چند کاربره باشند - رایانه‌های قدرتمند مجهز به چندین پایانه و در حالت اشتراک زمانی (سرورها) یا تک کاربره (ایستگاه‌های کاری) که در انجام یک نوع کار تخصص دارند.

کامپیوترهای کوچک در حالت اشتراک زمانی و چند وظیفه ای کار می کنند. جنبه مثبت آنها قابلیت اطمینان و سهولت کار است.

کامپیوترهای بزرگ (مزرعه های اصلی) با حافظه زیاد، تحمل خطا و عملکرد بالا مشخص می شوند. همچنین با قابلیت اطمینان بالا و حفاظت از داده مشخص می شود. قابلیت اتصال تعداد زیادی کاربر

ابرکامپیوترها کامپیوترهای چند پردازنده ای قدرتمند با سرعت 40 میلیارد عملیات در ثانیه هستند.

سرور کامپیوتری است که برای پردازش درخواست‌های تمام ایستگاه‌های شبکه و فراهم کردن دسترسی این ایستگاه‌ها به منابع سیستم و توزیع این منابع اختصاص داده شده است. یک سرور جهانی، یک سرور کاربردی نامیده می شود. سرورهای قدرتمند را می توان به کامپیوترهای کوچک و بزرگ تقسیم کرد. در حال حاضر رهبر سرورهای مارشال هستند و همچنین سرورهای Cray (64 پردازنده) وجود دارد.

ابزارهای نمایش اطلاعات برای نمایش نتایج محاسبات، داده های مرجع و برنامه ها بر روی رسانه های کامپیوتری، چاپ، صفحه نمایش و غیره استفاده می شوند. دستگاه های خروجی شامل مانیتور، چاپگر و پلاتر هستند.

مانیتور وسیله ای است که برای نمایش اطلاعات وارد شده توسط کاربر از صفحه کلید یا خروجی از رایانه طراحی شده است.

چاپگر وسیله ای برای خروجی متن و اطلاعات گرافیکی بر روی کاغذ است.

پلاتر وسیله ای برای چاپ نقشه ها و نمودارهای با فرمت بزرگ بر روی کاغذ است.

فناوری مجموعه‌ای از دانش علمی و مهندسی است که در تکنیک‌های کار، مجموعه‌ای از مواد، فنی، انرژی، عوامل کار تولید، روش‌های ترکیب آنها برای ایجاد محصول یا خدماتی که الزامات خاصی را برآورده می‌کند، پیاده‌سازی می‌شود. بنابراین، فناوری با مکانیزه شدن فرآیند تولید یا عدم تولید، در درجه اول مدیریت، پیوند ناگسستنی دارد. فن آوری های مدیریت مبتنی بر استفاده از رایانه و فناوری مخابرات است.

طبق تعریف اتخاذ شده توسط یونسکو، فناوری اطلاعات مجموعه ای از رشته های علمی، فنی و مهندسی مرتبط با یکدیگر است که روش هایی را برای سازماندهی مؤثر کار افراد درگیر در پردازش و ذخیره اطلاعات مطالعه می کند. فن آوری کامپیوتر و روش های سازماندهی و تعامل با افراد و تجهیزات تولید. کاربردهای عملی آنها و همچنین مشکلات اجتماعی، اقتصادی و فرهنگی مرتبط با همه اینها. فناوری‌های اطلاعاتی به خودی خود نیازمند آموزش پیچیده، هزینه‌های اولیه زیاد و فناوری پیشرفته هستند. معرفی آنها باید با ایجاد نرم افزارهای ریاضی و شکل گیری جریان های اطلاعاتی در سیستم های آموزشی تخصصی آغاز شود.

واحد سیستم شامل یک کیس با منبع تغذیه و یک مادربرد (برد سیستم). منبع تغذیه تبدیل می شود جریان متناوببه جریان مستقیم ولتاژ پایین قدرت منبع تغذیه تعیین می کند که چند دستگاه اضافی که منبع تغذیه خود را ندارند می توانند به واحد سیستم متصل شوند.

مادربرد - قسمت اصلی رایانه که با کمک آن عناصر دیگر ترکیب می شوند. این بزرگ است تخته مدار چاپی، که روی آن سیستم و گذرگاه های محلی، ریزپردازنده، رم، تراشه های اضافی و اسلات برای اتصال دستگاه های اضافی قرار دارد. مادربردها با اندازه استاندارد یکسان شده اند (در حال حاضر رایج ترین آنها AT، ATX، LPX، NLX هستند).

اتوبوس سیستم طراحی شده برای انتقال اطلاعات بین پردازنده مرکزی و سایر اجزای کامپیوتر. کامپیوترهای مدرن از اتوبوس های EISA، PCI، PCMCIA و AGP استفاده می کنند. گذرگاه ها به دو دسته سنکرون که داده ها بر اساس فرکانس ساعت (RSI) منتقل می شوند و ناهمزمان که در آن داده ها در زمان های دلخواه منتقل می شوند (EISA) تقسیم می شوند.

CPU (واحد پردازش مرکزی - CPU) یک مدار مجتمع بزرگ است که بر روی یک تراشه نیمه هادی پیاده سازی شده است که برای پردازش اطلاعات کنترل شده توسط نرم افزار طراحی شده است. بسته به نوع دستورالعمل‌هایی که اجرا می‌شوند، ریزپردازنده‌ها بین CISC (کامپیوتر مجموعه دستورالعمل‌های پیچیده) و RISC (کامپیوتر مجموعه دستورالعمل‌های کاهش) متمایز می‌شوند. اولین ریزپردازنده ها پردازنده های CISC بودند. پردازنده‌های RISC از دستورالعمل‌هایی با طول مساوی استفاده می‌کنند که اجرای آن‌ها آسان‌تر و سریع‌تر است.

ظرفیت بیتی ریزپردازنده تعیین می کند که چند بیت از اطلاعات را در یک سیکل ساعت پردازش می کند. اولین ریزپردازنده اینتل 4004 که در سال 1971 ظاهر شد، چند تخلیه بود و فرکانس ساعت 750 کیلوهرتز داشت. با توسعه پردازنده ها فرکانس ساعت، عرض رجیسترها و گذرگاه داده خارجی افزایش می یابد و رمزگشایی دستور بهبود می یابد. کامپیوترهای مدرن Pentium III دارای سرعت کلاک 450 مگاهرتز و بالاتر هستند.

رم می تواند پویا یا استاتیک باشد. حافظه با دسترسی تصادفی پویا (DRAM) یک حافظه با دسترسی تصادفی (DRAM) است. هر بیت از چنین حافظه ای به صورت وجود یا عدم وجود بار در خازن تشکیل شده در ساختار کریستال نیمه هادی نشان داده می شود. حافظه استاتیک (Static RAM - SRAM) از یک ماشه استاتیک متشکل از چندین ترانزیستور به عنوان یک سلول ابتدایی استفاده می کند. این حافظه عملکرد بالایی دارد اما قیمت آن بیشتر است.

بر اساس روش دسترسی به داده ها، حافظه به دو دسته همزمان و ناهمزمان تقسیم می شود. تراشه های حافظه پویا در بسته های مختلفی ساخته می شوند: SIMM (ماژول حافظه تک در خط)، DIMM (ماژول حافظه دوگانه در خط). SDRAM با تایمر سیستم که CPU را کنترل می کند، هماهنگ می شود. SDRAM II (DDR - Double Data Rate) از زمان‌بندی داخلی دقیق‌تری استفاده می‌کند که سرعت دسترسی را دو برابر می‌کند.

حافظه ویدیویی از حافظه دسترسی تصادفی پویا استفاده می کند که دارای تعدادی ویژگی است: دسترسی در بلوک های نسبتاً بزرگ انجام می شود، داده ها بدون وقفه در روند خواندن بازنویسی می شوند.

BIOS (سیستم ورودی/خروجی اصلی) - یک تراشه ویژه که شامل مجموعه ای از برنامه های ورودی/خروجی است که با آن سیستم عامل و برنامه های کاربردی می توانند با دستگاه های کامپیوتری در تعامل باشند. سطح فیزیکی; برنامه ای برای آزمایش رایانه و دستگاه های آن که با روشن شدن رایانه شروع می شود. برنامه راه اندازی برای تغییر پارامترهایی که پیکربندی رایانه را تعیین می کند.

دستگاه های ذخیره سازی

دستگاه های ذخیره سازی اطلاعات برای ذخیره سازی طولانی مدت حجم زیادی از اطلاعات طراحی شده اند. این نوع حافظه، بر خلاف RAM، مستقل از انرژی است، یعنی. اطلاعات پس از قطع برق کامپیوتر از بین نمی رود. عملکرد دستگاه های ذخیره سازی اطلاعات بر اساس اصول مختلفی (مغناطیسی، نوری و ...) است. هزینه ذخیره سازی یک واحد اطلاعات بر روی آنها در مقایسه با رم به طور قابل توجهی کمتر است و حجم رسانه مورد استفاده در این دستگاه ها بسیار بیشتر است، اما زمان دسترسی به اطلاعات در آنها حتی بیشتر است. درایوهایی با رسانه قابل جابجایی و دائمی وجود دارد. قابلیت اطمینان ذخیره سازی اطلاعات در رسانه های غیر قابل جابجایی بسیار بیشتر است و زمان دسترسی کوتاه تر است.

برای ادغام دستگاه های ذخیره سازی اطلاعات در یک کامپیوتر، رابط های ویژه ای توسعه یافته اند که امروزه محبوب ترین آنها IDE (Integrated Drive Electronics) و SCSI (رابط سیستم کامپیوتری کوچک) است.

رابط SCSI در سال 1970 توسعه یافت. حداکثر هشت دستگاه از جمله کنترل کننده اصلی SCSI را می توان به اتوبوس متصل کرد. کنترلر SCSI بایوس مخصوص به خود را دارد که گذرگاه SCSI هشت بیتی را مدیریت می کند و آزاد می کند. CPU.

رابط IDE در سال 1988 پیشنهاد شد. عملکردهای کنترل کننده در قسمت الکترونیکی دستگاه پیاده سازی شده است. تبادل داده ها می تواند هم از طریق پردازنده مرکزی (RIO - ورودی/خروجی برنامه ریزی شده) و هم به طور مستقیم (DMA - دسترسی مستقیم به حافظه) انجام شود.

استریمرها - درایوهای نوار مغناطیسی آنها معمولاً برای ایجاد پشتیبان‌گیری با حجم زیاد استفاده می‌شوند و قابلیت فشرده‌سازی داده‌ها را دارند.

درایو روشن است دیسکهای سخت - اینها دستگاه هایی با سایش ثابت هستند. آنها اغلب هارد دیسک نامیده می شوند. آنها حاوی یک درایو مکانیکی، هدهای خواندن برای نوشتن در رسانه های متعدد و یک کنترل کننده هستند که عملکرد دستگاه و انتقال داده را تضمین می کند. برای ثبت اطلاعات از خواص مغناطیسی سطح دیسک های رسانه ای استفاده می شود.

هارد دیسک ها در درجه اول در ظرفیت و سرعت کار با یکدیگر متفاوت هستند. سرعت دیسک با دو شاخص مشخص می شود: زمان لازم برای دسترسی به داده های روی دیسک و سرعت خواندن و نوشتن داده ها روی دیسک.

هنگام خواندن یا نوشتن بلوک‌های کوتاه داده‌ای که در قسمت‌های مختلف دیسک قرار دارند، سرعت کار با زمان دسترسی به داده‌ها تعیین می‌شود و هنگام خواندن یا نوشتن بلوک‌های بزرگ داده، توان عملیاتی مسیر تبادل با دیسک بسیار بیشتر است. مهم.

درایوهای دیسک قابل جابجایی: درایوهای فلاپی دیسک با اندازه "و 5.25" - FDD (درایو فلاپی دیسک)، دیسک های مغناطیسی نوری - MOD (دیسک مغناطیسی نوری)، CD-ROM، CD-RW، DVD (دیسک همه کاره دیجیتال). آنها به شما اجازه می دهند اطلاعات را از یک رایانه به رایانه دیگر منتقل کنید و از اطلاعات موجود در هارد دیسک خود نسخه های آرشیوی تهیه کنید.

لازم به ذکر است که زمان دسترسی و سرعت خواندن و نوشتن نه تنها به خود دستگاه، بلکه به پارامترهای کل مسیر ارتباطی با دیسک نیز بستگی دارد: به سرعت کنترل کننده دیسک، گذرگاه سیستم و پردازنده مرکزی رایانه.

صفحه کلید دستگاه اصلی برای وارد کردن اطلاعات به کامپیوتر است. این مجموعه ای از سنسورهای مکانیکی است که فشار کلید را حس می کند و مقدار مشخصی را می بندد مدار الکتریکی. انواع زیادی از کیبوردها ساخته شده اند که عمدتاً در کیفیت ارگونومیک متفاوت هستند. دستگاه های اضافی مانند میکروفون را می توان در صفحه کلید تعبیه کرد. رایج ترین انواع کیبوردها آنهایی هستند که دارای سوئیچ های مکانیکی و غشایی هستند. اگرچه فناوری مبتنی بر سوئیچ های غشایی پیشرفته تر در نظر گرفته می شود مزایای ویژهندارد.

موش و گوی های مسیر - اینها دستگاههای مختصاتی برای وارد کردن اطلاعات به رایانه هستند. آنها دو یا سه دکمه کنترل دارند، اما دکمه سوم عملاً استفاده نمی شود. علاوه بر این، یک ماوس دو دکمه ممکن است دارای یک چرخ مخصوص برای مشاهده سریع اطلاعات چند صفحه باشد. هر دو موش های مکانیکی و نوری رایج هستند و امکان دقت بیشتر را فراهم می کنند. سه راه برای اتصال ماوس وجود دارد: از طریق پورت COM سریال، پورت PS/2 و پورت USB. که در گوی های مسیر این بدن نیست که حرکت می کند، بلکه فقط توپ آن است که به شما امکان می دهد دقت کنترل مکان نما را افزایش دهید و نیازی به فضای اضافی برای کار ندارید. توپ های مسیری معمولاً در رایانه های لپ تاپ استفاده می شوند.

اسکنر وسیله ای است که با آن اطلاعات از رسانه های کاغذی وارد کامپیوتر می شود. وضوح نوری یک اسکنر اندازه عناصری را که اسکنر می تواند بدون اعوجاج ارسال کند را تعیین می کند. وضوح به تعداد عناصر استفاده شده در واحد طول در خط عناصر حساس به نور و به مرحله حرکت دستگاه اسکن بستگی دارد. با واحد dpi اندازه گیری می شود - تعداد نقاط در اینچ.

تمامی مدل های اسکنر را می توان به دسته های دستی، تخت، رولی و طبل ها اسکنرهای دستی باید با دست روی موادی که اسکن می شوند حرکت داده شوند. در اسکنرهای تخت، سر اسکن با استفاده از یک موتور پله ای در سراسر تصویر حرکت می کند. رول اسکنرها تصاویر را از طریق دستگاه اسکن می کشند. اسکنرهای درام از یک فتومولتیپلایر به عنوان عنصر حساس به نور استفاده می کنند.

علاوه بر این، اسکنرها به دو دسته تقسیم می شوند مونوترم، که از سه خط کش برای به دست آوردن اطلاعات در مورد سه رنگ اصلی به طور همزمان استفاده می کنند و از سه پایه استفاده می کنند که در یک گذر اطلاعاتی در مورد یک رنگ به دست می آورند. عمق رنگ اسکنر با تعداد بیت هایی که برای ذخیره اطلاعات رنگ استفاده می شود تعیین می شود. اسکنرهای مدرن حداقل از 24 بیت (8 بیت در هر رنگ) استفاده می کنند.

برای برقراری ارتباط با کامپیوتر، اسکنرها از پورت های سریال و موازی و همچنین رابط های SCSI و USB استفاده می کنند.

تبلت الکترونیکی - مبدل مختصات، که عمدتا برای وظایف CAD استفاده می شود.

جوی استیک - دستگاه اهرم آنالوگ برای وارد کردن اطلاعات مختصات. تقریباً به طور انحصاری در بازی ها و شبیه سازها استفاده می شود.

ارسال کار خوب خود در پایگاه دانش ساده است. از فرم زیر استفاده کنید

دانشجویان، دانشجویان تحصیلات تکمیلی، دانشمندان جوانی که از دانش پایه در تحصیل و کار خود استفاده می کنند از شما بسیار سپاسگزار خواهند بود.

ارسال شده در http://www.allbest.ru/

وزارت آموزش و پرورش و علوم اوکراین

دانشگاه فنی ملی

"موسسه پلی تکنیک خارکف"

بخش "سیستم های اطلاعاتی"

با موضوع: "وسایل فنی پردازش اطلاعات"

در درس "انفورماتیک"

تکمیل شده توسط: دانشجوی سال اول، گروه: Ek50A

گورباچنکو آلنا دیمیتریونا

بررسی شده توسط: دانشیار گروه SI

Tkachenko V.A.

خارکف 2010

معرفی

برای علم کامپیوتر، کامپیوتر نه تنها ابزاری برای کار با اطلاعات است، بلکه یک موضوع مطالعه است. شما یاد خواهید گرفت که یک کامپیوتر چگونه کار می کند، چه کارهایی را می توان با آن انجام داد و چه ابزارهای نرم افزاری برای این کار وجود دارد.

از زمان های قدیم، مردم به دنبال آسان کردن کار خود بوده اند. برای این منظور ماشین ها و مکانیسم های مختلفی برای ارتقای توانایی های فیزیکی انسان ایجاد شد. کامپیوتر در اواسط قرن بیستم اختراع شد تا توانایی های کار ذهنی انسان را افزایش دهد، یعنی کار با اطلاعات.

با توجه به هدف خود، رایانه یک ابزار فنی جهانی برای کار با اطلاعات است. طبق اصول طراحی آن، کامپیوتر مدلی از شخصی است که با اطلاعات کار می کند.

کمی بیش از 50 سال از ظهور اولین کامپیوتر الکترونیکی می گذرد. در طول این مدت کوتاه برای توسعه جامعه، چندین نسل از کامپیوترها تغییر کرده اند و اولین کامپیوترهای امروزی یک موزه نادر هستند. خود تاریخ توسعه فناوری رایانهمورد توجه قابل توجهی است که نشان دهنده رابطه نزدیک بین ریاضیات و فیزیک (عمدتاً فیزیک حالت جامد، نیمه هادی ها، الکترونیک) و فناوری مدرن است که سطح توسعه آن تا حد زیادی با پیشرفت در تولید تجهیزات رایانه ای تعیین می شود.

1. تاریخچه توسعه کامپیوتر

1.1 نسل اول کامپیوترها (1948 - 1958)

پایه اصلی ماشین های این نسل لوله های الکترونیکی - دیودها و تریودها بودند. این ماشین ها برای حل مسائل نسبتاً ساده علمی و فنی در نظر گرفته شده بودند. این نسل از کامپیوترها شامل: MESM، BESM-1، M-1، M-2، M-Z، "Strela"، "Minsk-1"، "Ural-1"، "Ural-2"، "Ural-3"، M-20، "Setun"، BESM-2، "Hrazdan". آنها اندازه قابل توجهی داشتند، انرژی زیادی مصرف می کردند، قابلیت اطمینان پایین و نرم افزار ضعیفی داشتند. سرعت آنها از 2-3 هزار عملیات در ثانیه تجاوز نمی کرد، ظرفیت RAM 2K یا 2048 کلمه ماشین (1K=1024) 48 کاراکتر باینری بود. در سال 1958، دستگاه M-20 با حافظه 4K و سرعت حدود 20 هزار عملیات در ثانیه ظاهر شد. در ماشین‌های نسل اول، اصول اولیه منطقی ساخت کامپیوترهای الکترونیکی و مفاهیم جان فون نویمان در مورد عملکرد کامپیوتر با استفاده از برنامه‌ای وارد شده به حافظه و داده‌های اولیه (اعداد) پیاده‌سازی شد.

موس مانیتور صفحه کلید کامپیوتر

1.2 نسل دوم کامپیوترها (1959-1967)

پایه اصلی ماشین آلات این نسل بودند دستگاه های نیمه هادی. این ماشین ها برای حل مشکلات مختلف علمی و فنی کار فشرده و همچنین کنترل فرآیندهای تکنولوژیکی در تولید در نظر گرفته شده بودند. ظاهر عناصر نیمه هادی در مدارهای الکترونیکیظرفیت RAM، قابلیت اطمینان و سرعت کامپیوتر را به میزان قابل توجهی افزایش داد. ابعاد، وزن و مصرف برق کاهش یافته است. با ظهور ماشین های نسل دوم، دامنه استفاده از فناوری رایانه های الکترونیکی به طور قابل توجهی گسترش یافته است که عمدتاً به دلیل توسعه نرم افزار است.

ماشین های تخصصی نیز ظاهر شدند، به عنوان مثال، رایانه هایی برای حل مشکلات اقتصادی، برای مدیریت فرآیندهای تولید، سیستم های انتقال اطلاعات و غیره.

1.3 نسل سوم کامپیوترها (973-13-1968)

پایه اصلی یک کامپیوتر مدارهای مجتمع کوچک (SIC) است. این ماشین ها برای استفاده گسترده در زمینه های مختلف علم و فناوری (محاسبات، مدیریت تولید، اجسام متحرک و غیره) در نظر گرفته شده بودند. به لطف مدارهای مجتمع، بهبود قابل توجهی ویژگی های فنی و عملیاتی رایانه ها امکان پذیر شد. به عنوان مثال، ماشین‌های نسل سوم نسبت به ماشین‌های نسل دوم دارای مقدار رم بیشتر، افزایش کارایی، افزایش قابلیت اطمینان و کاهش مصرف انرژی، ردپای و وزن هستند.

1.4 نسل چهارم کامپیوترها (1974-1982)

پایه اصلی یک کامپیوتر مدارهای مجتمع بزرگ (LSI) است. این ماشین ها برای افزایش چشمگیر بهره وری نیروی کار در علم، تولید، مدیریت، مراقبت های بهداشتی، خدمات و زندگی روزمره در نظر گرفته شده بودند. درجه بالایی از یکپارچگی به افزایش تراکم بسته بندی تجهیزات الکترونیکی و بهبود قابلیت اطمینان آن کمک می کند که منجر به افزایش عملکرد رایانه و کاهش هزینه آن می شود. همه اینها تأثیر بسزایی در ساختار منطقی(معماری) یک کامپیوتر و نرم افزار آن.

1.5 نسل پنجم

دهه 90; رایانه‌هایی با ده‌ها ریزپردازنده موازی که امکان ساخت سیستم‌های پردازش دانش مؤثر را فراهم می‌کنند. رایانه‌های روی ریزپردازنده‌های بسیار پیچیده با ساختار بردار موازی، که همزمان ده‌ها دستور برنامه متوالی را اجرا می‌کنند.

نسل ششم و بعد از آن؛ کامپیوترهای الکترونیک نوری با موازی سازی عظیم و ساختار نوترونی - با شبکه ای توزیع شده از تعداد زیادی (ده ها هزار) ریزپردازنده ساده که معماری سیستم های بیولوژیکی نوترونی را مدل می کنند.

2. طبقه بندی کامپیوترها

کامپیوترها را با توجه به هدفشان می توان به سه گروه جهانی (عام المنفعه)، مسئله محور و تخصصی تقسیم کرد.

رایانه های جهانی برای حل طیف گسترده ای از مسائل مهندسی و فنی طراحی شده اند: مسائل اقتصادی، ریاضی، اطلاعات و سایر مسائل که با پیچیدگی الگوریتم ها و حجم زیادی از داده های پردازش شده مشخص می شوند. آنها به طور گسترده در مراکز محاسبات مشترک و سایر سیستم های محاسباتی قدرتمند استفاده می شوند.

ویژگی های بارز رایانه های عمومی عبارتند از:

عملکرد بالا؛

انواع مختلفی از داده های پردازش شده: باینری، اعشاری، نمادین، با دامنه وسیعی از تغییرات آنها و درجه بالایی از نمایش آنها.

طیف گسترده ای از عملیات انجام شده، اعم از حسابی، منطقی و خاص.

ظرفیت بالای رم؛

سازماندهی به خوبی توسعه یافته سیستم ورودی-خروجی اطلاعات، اطمینان از اتصال انواع مختلف دستگاه های خارجی.

رایانه های مشکل گرا معمولاً برای حل طیف محدودتری از مشکلات مرتبط با مدیریت اشیاء فناوری استفاده می شود. ثبت، انباشت و پردازش مقادیر نسبتاً کمی از داده ها؛ انجام محاسبات با استفاده از الگوریتم های نسبتا ساده؛ آنها منابع سخت افزاری و نرم افزاری محدودی در مقایسه با رایانه های اصلی دارند.

کامپیوترهای مشکل گرا به ویژه شامل انواع سیستم های کامپیوتری کنترلی هستند.

کامپیوترهای تخصصی برای حل طیف محدودی از مسائل یا اجرای یک گروه کاملاً تعریف شده از توابع استفاده می شوند. چنین جهت گیری محدودی از رایانه ها این امکان را فراهم می کند که ساختار آنها به وضوح تخصصی شود، پیچیدگی و هزینه آنها به میزان قابل توجهی کاهش یابد و در عین حال حفظ شود. عملکرد بالاو قابلیت اطمینان کار آنها.

کامپیوترهای تخصصی شامل ریزپردازنده های قابل برنامه ریزی برای مقاصد خاص می باشند. آداپتورها و کنترل‌کننده‌هایی که عملکردهای کنترل منطقی دستگاه‌های فنی ساده را برای هماهنگی و واسط عملکرد گره‌های سیستم رایانه انجام می‌دهند. چنین رایانه هایی همچنین شامل رایانه های سواری اتومبیل ها، کشتی ها، هواپیماها و فضاپیماها نیز می شود. رایانه‌های داخلی، کمک‌های جهت‌یابی و ناوبری را کنترل می‌کنند، وضعیت سیستم‌های سواری را نظارت می‌کنند و برخی از عملکردها را انجام می‌دهند. کنترل خودکارو ارتباطات، و همچنین اکثر توابع برای بهینه سازی پارامترهای عملیاتی یک جسم (به عنوان مثال، بهینه سازی مصرف سوخت یک جسم بسته به شرایط خاص رانندگی). مینی کامپیوترهای تخصصی که بر روی کار با گرافیک متمرکز هستند، ایستگاه های گرافیکی نامیده می شوند. کامپیوترهای تخصصی که کامپیوترهای سازمانی را به یک شبکه متصل می کنند، سرور فایل نامیده می شوند. کامپیوترهایی که انتقال اطلاعات بین شرکت کنندگان مختلف در شبکه کامپیوتری جهانی را تضمین می کنند، سرور شبکه نامیده می شوند.

در بسیاری از موارد، کامپیوترهای معمولی همه منظوره می توانند وظایف سیستم های کامپیوتری تخصصی را انجام دهند، اما اعتقاد بر این است که استفاده از سیستم های تخصصی هنوز موثرتر است. معیار ارزیابی کارایی، نسبت بهره وری تجهیزات به هزینه آن است.

بر اساس اندازه و عملکرد، کامپیوترها را می توان به بسیار بزرگ، بزرگ، کوچک و فوق کوچک (ریز کامپیوتر) تقسیم کرد.

عملکرد یک کامپیوتر مهمترین ویژگی های فنی و عملیاتی را تعیین می کند:

عملکرد، با میانگین تعداد عملیات انجام شده توسط دستگاه در واحد زمان اندازه گیری می شود.

عمق بیت و اشکال نمایش اعدادی که کامپیوتر با آنها کار می کند.

نامگذاری، ظرفیت و سرعت تمام دستگاه های ذخیره سازی؛

نامگذاری و مشخصات فنی و اقتصادی دستگاه های خارجی برای ذخیره سازی، تبادل و ورودی/خروجی اطلاعات.

انواع و ظرفیت دستگاه های ارتباطی و رابط گره های کامپیوتری با یکدیگر (رابط درون ماشینی)؛

توانایی یک کامپیوتر برای کار همزمان با چندین کاربر و اجرای چندین برنامه به طور همزمان (چند برنامه ریزی).

انواع و مشخصات فنی و عملیاتی سیستم عامل های مورد استفاده در دستگاه؛

در دسترس بودن و عملکردنرم افزار؛

توانایی اجرای برنامه های نوشته شده برای انواع دیگر کامپیوترها ( سازگاری نرم افزاربا انواع دیگر رایانه ها)؛

سیستم و ساختار دستورالعمل ماشین؛

توانایی اتصال به کانال های ارتباطی و شبکه کامپیوتری؛

قابلیت اطمینان عملیاتی کامپیوتر؛

ضریب استفاده مفید از رایانه در زمان که با نسبت زمان تعیین می شود کار مفیدو زمان پیشگیری

شکل طرح طبقه بندی کامپیوترها بر اساس قدرت محاسباتی و ابعاد آنها

از نظر تاریخی، کامپیوترهای بزرگ اولین کامپیوترهایی بودند که ظاهر شدند، پایه عنصری آنها از لوله های خلاء به مدارهای مجتمع با درجه ادغام فوق العاده بالا تبدیل شد. اولین کامپیوتر مرکزی به نام ENIAC در سال 1946 ساخته شد. این دستگاه دارای جرم بیش از 50 تن، سرعت چند صد عملیات در ثانیه، رم با ظرفیت 20 عدد بود. یک سالن بزرگ به مساحت 100 متر مربع را اشغال کرده است.

عملکرد رایانه های بزرگ برای تعدادی از وظایف ناکافی بود: پیش بینی آب و هوا، کنترل سیستم های دفاعی پیچیده، مدل سازی سیستم های محیطی و غیره. این پیش نیاز برای توسعه و ایجاد ابر رایانه ها، قوی ترین سیستم های محاسباتی بود در حال حاضر به شدت در حال توسعه هستند.

ظهور رایانه های کوچک در دهه 70 از یک سو به دلیل پیشرفت در زمینه قطعات الکترونیکی و از سوی دیگر به دلیل مازاد منابع رایانه ای بزرگ برای تعدادی از برنامه ها بود. کامپیوترهای کوچک اغلب برای کنترل فرآیندهای تکنولوژیکی استفاده می شوند. آنها فشرده تر و بسیار ارزان تر از کامپیوترهای بزرگ هستند.

پیشرفت‌های بیشتر در زمینه پایه عناصر و راه‌حل‌های معماری منجر به ظهور یک رایانه سوپرمینی شد - رایانه‌ای که از نظر معماری، اندازه و هزینه به کلاس رایانه‌های کوچک تعلق دارد، اما از نظر عملکرد با رایانه‌های بزرگ قابل مقایسه است.

اختراع ریزپردازنده در سال 1969 منجر به ظهور در دهه 70 کلاس دیگری از رایانه - میکرو کامپیوتر شد. وجود یک ریزپردازنده بود که در ابتدا به عنوان ویژگی تعیین کننده یک ریز کامپیوتر عمل می کرد. در حال حاضر ریزپردازنده ها بدون استثنا در همه کلاس های کامپیوتر استفاده می شوند.

ابر رایانه ها از نظر سرعت و عملکرد قوی ترین ماشین های محاسباتی هستند. ابرکامپیوترها عبارتند از "Cray" و "IBM SP2" (ایالات متحده). آنها برای حل مسائل محاسباتی و مدل سازی در مقیاس بزرگ، برای محاسبات پیچیده در آیرودینامیک، هواشناسی، فیزیک انرژی بالا و همچنین در بخش مالی استفاده می شوند.

ماشین های بزرگ یا مین فریم. مین فریم ها در بخش مالی، مجتمع دفاعی استفاده می شوند و برای کارکنان مراکز محاسباتی دپارتمان، منطقه ای و منطقه ای استفاده می شوند.

کامپیوترهای با اندازه متوسط ​​همه منظوره برای کنترل فرآیندهای تولید تکنولوژیکی پیچیده استفاده می شوند.

مینی کامپیوترها برای استفاده به عنوان سیستم های کامپیوتری کنترلی و سرورهای شبکه طراحی شده اند.

ریز کامپیوترها کامپیوترهایی هستند که از ریزپردازنده به عنوان واحد پردازش مرکزی استفاده می کنند. اینها شامل ریز کامپیوترهای داخلی (ساخته شده در تجهیزات، تجهیزات یا ابزارهای مختلف) و رایانه های شخصی (PC) می شوند.

رایانه های شخصی مدرن تقریباً همان ویژگی های مینی رایانه های دهه هشتاد را دارند. بر اساس این دسته از رایانه ها، ایستگاه های کاری خودکار (AWS) برای متخصصان در سطوح مختلف ساخته شده اند و به عنوان وسیله ای برای پردازش اطلاعات در سیستم های اطلاعاتی استفاده می شوند.

رایانه های شخصی شامل رایانه های شخصی رومیزی و لپ تاپ است.

کامپیوترهای قابل حمل شامل نوت بوک (نوت بوک یا نوت بوک) و کامپیوترهای شخصی جیبی (Personal Computers Handheld - Handheld PC، Personal Digital Assistant - PDA و Palmtop) می باشد.

3 معماری کامپیوتر

اصول کلاسیک معماری کامپیوتر در کار J. von Neumann، G. Goldsteig و A. Burks در سال 1946 مطرح شد و به عنوان "اصول فون نویمان" شناخته می شود. نویسندگان به طور قانع کننده ای مزایای سیستم باینری را برای اجرای فنی راحتی ها و سهولت انجام محاسبات و عملیات منطقی. کامپیوترها شروع به پردازش انواع غیر عددی اطلاعات - متن، گرافیک، صدا و غیره کردند، اما کدگذاری داده های باینری هنوز ادامه دارد. مبنای اطلاعاتهر کامپیوتر مدرن

3.1 اصل برنامه ذخیره شده

در ابتدا، برنامه با نصب جامپرها بر روی یک پچ پنل مخصوص تنظیم شد. این یک کار بسیار پر زحمت بود. نویمان اولین کسی بود که متوجه شد یک برنامه را می توان به شکل صفر و یک و در همان حافظه اعدادی که پردازش می کرد ذخیره کرد. عدم وجود تفاوت اساسی بین برنامه و داده ها این امکان را برای کامپیوتر فراهم می کند که مطابق با نتایج محاسبات برنامه ای برای خود تشکیل دهد.

فون نیومن نه تنها اصول اساسی ساختار منطقی یک کامپیوتر را مطرح کرد، بلکه ساختار آن را نیز پیشنهاد کرد (به شکل 1 مراجعه کنید)، که در طول دو نسل اول کامپیوترها بازتولید شد.

واحد کنترل (CU) و واحد حسابی-منطقی (ALU) در رایانه های مدرن در یک واحد ترکیب می شوند - پردازنده که مبدل اطلاعاتی است که از حافظه و دستگاه های خارجی می آید.

حافظه (حافظه) اطلاعات (داده ها) و برنامه ها را ذخیره می کند. دستگاه ذخیره سازی در رایانه های مدرن "چند لایه" است و شامل حافظه با دسترسی تصادفی (RAM) و دستگاه های ذخیره سازی خارجی (ESD) است.

RAM دستگاهی است که اطلاعاتی را که رایانه با آن مستقیماً در یک زمان معین کار می کند (یک برنامه اجرایی، بخشی از داده های لازم برای آن، برخی برنامه های کنترلی) ذخیره می کند. آرام تر.

3.2 اصل اجرای متوالی عملیات

از نظر ساختاری، حافظه اصلی از سلول های شماره گذاری شده تشکیل شده است. هر سلولی در هر زمان در دسترس پردازنده است. از این رو می توان نام مناطق حافظه را نامگذاری کرد تا مقادیر ذخیره شده در آنها بعداً در حین اجرای برنامه با استفاده از نام های اختصاص داده شده قابل دسترسی یا تغییر باشند.

4. دستگاه PC و ویژگی های آنها

کامپیوترهای شخصی آنهایی هستند که تنها توسط یک کاربر در یک زمان قابل استفاده هستند. کامپیوترهای شخصی فقط یک ایستگاه کاری دارند.

اصطلاح "پیکربندی" یک کامپیوتر به لیستی از دستگاه های موجود در ترکیب آن اشاره دارد.

مطابق با اصل معماری باز، سخت افزار کامپیوتر می تواند بسیار متفاوت باشد. اما هر رایانه شخصی دارای مجموعه ای اجباری و اضافی از دستگاه ها است.

مجموعه وسایل مورد نیاز:

مانیتور وسیله ای برای خروجی متن و اطلاعات گرافیکی است.

صفحه کلید وسیله ای برای وارد کردن اطلاعات متنی است.

واحد سیستم ترکیبی از تعداد زیادی دستگاه مختلف کامپیوتری است.

4.1 واحد سیستم

واحد سیستم مهمترین واحد کامپیوتر است. تمام واحدهای دیگر که دستگاه های خارجی یا جانبی نامیده می شوند به آن متصل هستند. واحد سیستم شامل اجزای اصلی الکترونیکی کامپیوتر است. رایانه شخصی بر اساس VLSI (مدارهای مجتمع فوق العاده بزرگ) ساخته شده است و تقریباً همه آنها در داخل واحد سیستم روی تخته های ویژه قرار دارند (برد یک صفحه پلاستیکی است که قطعات الکترونیکی روی آن ثابت و به هم متصل می شوند - VLSI ها، میکرو مدارها و غیره). مهمترین برد در کامپیوتر است مادربرد. این شامل پردازنده مرکزی، کمک پردازنده، حافظه دسترسی تصادفی (RAM) و کانکتورهایی برای اتصال بردهای کنترل کننده دستگاه های خارجی است.

واحد سیستم شامل:

· منبع تغذیه - دستگاهی که ولتاژ متناوب شبکه را به ولتاژ مستقیم با قطبیت و بزرگی متفاوت تبدیل می کند که برای تغذیه برد سیستم و دستگاه های داخلی لازم است. منبع تغذیه حاوی یک فن است که جریان هوای گردشی را برای خنک کردن واحد سیستم ایجاد می کند.

· برد سیستم (مادربرد)؛

· بزرگراه (اتوبوس سیستم)؛

· پردازنده؛

· کارت صدا؛

· کارت گرافیک (کارت گرافیک)؛

· درایوهای دیسک سخت؛

· درایوهای فلاپی دیسک.

· دستگاه های ذخیره سازی نوری، مغناطیسی نوری و دیگر.

· درایو CD-ROM، DVD-ROM.

4.2 مانیتور

مانیتور یکی از ابزارهای جهانی اصلی نمایش اطلاعات است که نشان می دهد رایانه در حال حاضر چه کاری انجام می دهد. مانیتور به کارت گرافیک نصب شده در رایانه متصل است.

مانیتورها با لوله های مختلف در دسترس هستند - از 14 تا 21 اینچ. لوله از گوشه به گوشه به صورت مورب اندازه گیری می شود - این برای عرض افقی صدق نمی کند. از آنجایی که لبه های بیرونی لوله تا حدی توسط بدنه مانیتور پنهان شده است، مورب قابل مشاهده صفحه نمایش همیشه کمتر از اندازه مشخص شده آن است.

اگر قصد دارید کتاب ها یا مجلاتی را برای چاپ آماده کنید، یا نقشه ها و نمودارهایی در مقیاس بزرگ ایجاد کنید، در این صورت به یک مانیتور 21 اینچی نیاز خواهید داشت. اما اگر کاربر معمولی هستید، یک مانیتور 15 یا 17 اینچی برای شما کافی خواهد بود.

صفحه کنترل مانیتور ممکن است شامل کنترل ها، دکمه ها یا ترکیبی از هر دو باشد. همه مانیتورها به جز ارزان ترین مانیتورها، دستورالعمل های راه اندازی را روی صفحه نمایش می دهند. تنظیمات به شما امکان می دهد روشنایی، کنتراست و موقعیت تصویر را روی صفحه تغییر دهید.

برخی از مانیتورها (اکثر آنها از نوع قدیمی هستند) دارای بلندگو و میکروفون داخلی و گاهی اوقات یک دوربین فیلمبرداری داخلی برای کنفرانس ویدیویی هستند.

4.3 صفحه کلید

صفحه کلید در سلسله مراتب دستگاه های ورودی رتبه اول را دارد. علاوه بر مجموعه کاملی از حروف الفبا، اعداد و نمادهای ریاضی، صفحه کلید دارای کلیدهای کنترلی مانند برگه و بازگشت کالسکه است. علاوه بر این، کلیدهایی وجود دارد که منحصراً با دستورات مرتبط هستند - به عنوان مثال، حرکت مکان نما در اطراف صفحه، حرکت به ابتدا یا انتهای سند و پاک کردن خطاها. وظیفه اصلی صفحه کلید وارد کردن اطلاعات عددی و متنی است. صفحه کلید در رنگ ها و شکل های مختلف وجود دارد، اما بدون توجه به ظاهرمجموعه ای استاندارد از کدهای دیجیتالی را تولید می کند که توسط کامپیوتر شناسایی می شوند. صفحه کلید از یک ریزپردازنده و همچنین 104 کلید و 3 چراغ نشانگر در گوشه بالا سمت راست تشکیل شده است که در مورد حالت های کار اطلاع می دهد. کابل برق را از کامپیوتر گرفته و به صفحه کلید هدایت می کند. کنتاکت های زیر هر کلید به ریزپردازنده متصل می شوند تا هر کلید به راحتی شناسایی شود. هنگامی که یک کلید فشار داده می شود، یک انحراف در جریان الکتریکی رخ می دهد. ریزپردازنده کدی را به کامپیوتر می فرستد که کد نظرسنجی صفحه کلید نامیده می شود. همچنین تشخیص می دهد که دو کلید همزمان فشار داده شده اند، همانطور که در مورد استفاده از Shift برای تایپ حروف بزرگ وجود دارد. در صفحه کلیدهای ارزان قیمت، مخاطبین زیر کلیدها شبیه ساندویچ های روی یک غشای انعطاف پذیر هستند. آنها سریعتر از مدل های گران قیمتی که از کلیدهای مکانیکی برای هر کلید استفاده می کنند خراب می شوند. تفاوت نیز در کیفیت کار و صدای تولید شده است.

صفحه کلیدهای استاندارد دارای طرح QWERTY هستند (نام از شش حرف اول انگلیسی در ردیف بالا آمده است) و در انواع زیر موجود است: مقاوم در برابر لک و ضد آب. کیبوردهای ارگونومیک، کودکان و مادون قرمز که نیازی به اتصال کابل ندارند.

4.4 پورت ها

دستگاه های ورودی/خروجی جانبی به پورت ها متصل می شوند. کانکتورهای پورت معمولاً مستقیماً روی مادربرد نصب می شوند و در دیواره پشتی رایانه قرار می گیرند. پورت ها با پل جنوبی چیپست تعامل دارند؛ همچنین ممکن است برخی از پورت ها توسط یک تراشه تخصصی SuperlO سرویس دهی شوند که به نوبه خود با پل جنوبی در تعامل است. به پورت ها رابط نیز می گویند. در پنل پشتی رایانه می‌توانید کانکتورهایی برای پورت‌های (رابط) زیر پیدا کنید.

پورت سریال (COM). بیش از دو دهه است که در رایانه ها وجود دارد، اما در اخیرااغلب استفاده نمی شود در ابتدا، کامپیوترها دارای دو پورت سریال COMI و COM2 بودند، اما بسیاری از بردهای مدرن فقط برای COMI کانکتور دارند و برخی از بردهای جدید به دلیل قدیمی بودن، پورت سریال ندارند.

پورت موازی (LPT). برخی از مدل های چاپگر، اسکنر و دستگاه های دیگر به آن متصل می شوند. پورت موازی استاندارد خیلی سریع نیست، بنابراین از حالت های کارکرد سریع ECP یا EPP آن استفاده می شود.این پورت نیز منسوخ شده است و ممکن است در برخی از بردهای جدید موجود نباشد.

پورت بازی جوی استیک، فرمان و سایر کنترلرهای بازی به آن متصل می شوند. رایانه های جدید این پورت را ندارند و دستگاه های بازی مدرن با استفاده از USB متصل می شوند.

پورت PS/2 اکثر کامپیوترها دو تا از این پورت های تخصصی دارند: اولی برای اتصال صفحه کلید، دومی برای ماوس. اگر آنها آنجا نیستند، صفحه کلید و ماوس باید به کانکتور USB متصل شوند.

یو اس بی. محبوب ترین رابط برای طیف گسترده ای از دستگاه های جانبی. در پنل پشتی معمولاً از 2 تا 8 وجود دارد کانکتورهای USBعلاوه بر این، ممکن است چندین کانکتور در پنل جلویی رایانه وجود داشته باشد

IEEE 1394 (FireWire). پورت سریال پرسرعت برای دستگاه های ویدئویی دیجیتال. هر مادربردی از IEEE 1394 پشتیبانی نمی کند، بنابراین معمولاً برای کار با ویدئوهای دیجیتال باید یک کنترلر اضافی خریداری کنید.

کانکتورهای آداپتور صدا. هر مادربرد دارای یک آداپتور صوتی داخلی است و پنل پشتی معمولاً چندین کانکتور برای اتصال بلندگوها، میکروفون و سایر دستگاه های صوتی دارد. اخیراً می توانید به طور فزاینده ای آداپتورهای صوتی چند کاناله با کیفیت بالا (HD Audio) و همچنین انواع جدیدی از کانکتورها را پیدا کنید: نوری و کواکسیال.

VGA. برای اتصال مانیتور استفاده می شود. اگر آداپتور ویدئویی یکپارچه دارید، این کانکتور در دیواره پشتی مادربرد وجود دارد.

4.5 ماوس

ماوس کامپیوتر شبیه همنام خود نیست، اما این نام محکم به آن چسبیده است. وظیفه اصلی ماوس کنترل حرکت مکان نما در سراسر صفحه است.

همه موش ها تقریباً یکسان کار می کنند. توپ داخل ماوس به غلتک ها ساییده می شود. در انتهای هر غلتک یک دیسک و یک سنسور برای تشخیص حرکت وجود دارد. همچنین چرخش توپ به دو شفت پلاستیکی منتقل می شود که موقعیت آنها توسط اپتوکوپلرهای مادون قرمز (یعنی جفت تابشگر نور-فوتودیکتور) با دقت بالایی خوانده می شود. زمانی که ماوس را از چپ به راست می‌برید، یک غلتک می‌چرخد و زمانی که ماوس را به جلو و عقب می‌برید، غلتک دیگر می‌چرخد. این حرکات در دستورالعمل های نشانگر روی صفحه ثبت می شوند.

اکثر موش ها نوری-مکانیکی هستند. اما گزینه های کاملاً مکانیکی و اپتیکال وجود دارد. قسمت های مکانیکی ماوس یک توپ فولادی با روکش لاستیکی و دو (یا بیشتر) غلتک است. غلتک ها با آشکارسازهای نوری کار می کنند که حرکات افقی و عمودی را تشخیص می دهند. غلتک های اضافی برای تثبیت توپ و صاف کردن حرکات آن مورد نیاز است. همانطور که ماوس حرکت می کند، غلتک ها درجه، سرعت و جهت را ثبت می کنند. این داده ها به کامپیوتر ارسال می شود. کاربر یکی از کلیدهای ماوس را فشار می دهد. سیگنال ارسال می شود سیستم عاملو به نرم افزار می گوید که کدام کلید را فشار داده است. سپس نرم افزار کار را کامل می کند.

سه راه برای اتصال ماوس به کامپیوتر شما وجود دارد. اکثر ماوس ها به پورت PS/2 متصل می شوند که در همه ماوس ها استاندارد است. کامپیوترهای مدرن. در رایانه های قدیمی، موس ها به یک پورت سریال متصل هستند. برخی از ماوس ها از طریق یک پورت USB متصل می شوند (به این ترتیب ماوس های لیزری به کامپیوتر متصل می شوند). فقط کامپیوترهای جدید این پورت را دارند.

وضوح موش ها معمولاً حدود 600 نقطه در اینچ (نقطه در اینچ) است. به این معنی که وقتی ماوس را 1 اینچ (2.54 سانتی متر) حرکت می دهید، نشانگر ماوس روی صفحه 600 نقطه حرکت می کند.

موش ها معمولا دارای دو دکمه کنترل هستند که هنگام کار با برنامه های رابط گرافیکی استفاده می شود. در حال حاضر، موش ها با یک چرخ اضافی ظاهر شده اند که بین دکمه ها قرار دارد. این برای پیمایش به بالا یا پایین تصاویر، متون یا صفحات وب که کاملاً روی صفحه نمایش قرار نمی گیرند طراحی شده است.

مدل های مدرن ماوس اغلب بی سیم هستند - آنها بدون کابل و با استفاده از باتری های معمولی به رایانه متصل می شوند.

در کامپیوترهای لپ تاپ به جای ماوس از تاچ پد (از واژه انگلیسی TouchPad) استفاده می شود که پنل مستطیلی است که به حرکت انگشت و فشار انگشت حساس است. حرکت دادن انگشت روی سطح پد لمسیبه حرکت مکان نما روی صفحه نمایشگر تبدیل می شود. فشار دادن صفحه لمسی معادل فشار دادن دکمه ماوس است.

5. طرح ساختاریو دستگاه PC

دستگاه اصلی رایانه شخصی است مادربرد، که پیکربندی آن را مشخص می کند. تمامی دستگاه های PC با استفاده از کانکتورهایی که روی این برد قرار دارند به این برد متصل می شوند. اتصال همه دستگاه ها به یک سیستم واحد با استفاده از ستون فقرات سیستم (گذرگاه) که یک خط داده، آدرس و کنترل است، تضمین می شود.

هسته PC از یک پردازنده (ریزپردازنده مرکزی) و حافظه اصلی تشکیل شده است که از RAM و حافظه فقط خواندنی (ROM) یا حافظه فقط خواندنی قابل برنامه ریزی مجدد (PROM) تشکیل شده است. ROM برای ضبط و ذخیره دائمی داده ها طراحی شده است.

اتصال تمام دستگاه های خارجی: صفحه کلید، مانیتور، دستگاه های ذخیره سازی خارجی، ماوس، چاپگر و غیره. از طریق کنترلرها، آداپتورها، کارت ها ارائه می شود.

کنترلرها، آداپتورها یا کارت ها دارای پردازنده و حافظه مخصوص به خود هستند، یعنی. یک پردازنده تخصصی هستند.

ریزپردازنده .

ریزپردازنده مرکزی (چیپ کوچکی که تمامی محاسبات و پردازش اطلاعات را انجام می دهد) هسته کامپیوتر است. رایانه هایی مانند IBM PC از ریزپردازنده های اینتل و ریزپردازنده های سازگار سایر شرکت ها استفاده می کنند.

اجزای ریزپردازنده:

ALU عملیات منطقی و حسابی را انجام می دهد

· دستگاه کنترل تمام دستگاه های PC را کنترل می کند

رجیسترها برای ذخیره داده ها و آدرس ها استفاده می شوند

· مدار کنترل گذرگاه و پورت - دستگاه ها را برای تبادل داده بین ریزپردازنده و پورت ورودی/خروجی آماده می کند و همچنین گذرگاه آدرس و کنترل را کنترل می کند.

· ویژگی های اصلی پردازنده:

· ظرفیت بیت - تعداد بیت های باینری که به طور همزمان هنگام اجرای یک فرمان پردازش می شوند. اکثر پردازنده های مدرن پردازنده های 32 بیتی هستند، اما پردازنده های 64 بیتی نیز در دسترس هستند.

· فرکانس ساعت - تعداد چرخه های عملکرد دستگاه در واحد زمان. هرچه سرعت ساعت بیشتر باشد، عملکرد بالاتری دارد.

· در دسترس بودن پردازنده داخلی ریاضی

· در دسترس بودن و اندازه حافظه کش.

· رم

حافظه با دسترسی تصادفی (RAM یا RAM) یک ناحیه حافظه است که برای ذخیره اطلاعات در طول یک جلسه کار با رایانه طراحی شده است. از نظر ساختاری، رم به شکل مدارهای مجتمع ساخته شده است.

پردازنده از روی آن، برنامه ها و داده های اولیه را برای پردازش در ثبات های خود می خواند و نتایج را در آن می نویسد. این حافظه نام "RAM" را دریافت کرد زیرا بسیار سریع کار می کند، در نتیجه پردازنده مجبور نیست هنگام خواندن یا نوشتن داده ها در حافظه منتظر بماند.

با این حال سرعت RAM کمتر از سرعت رجیسترهای پردازنده است، بنابراین قبل از اجرای دستورات، پردازنده داده ها را از رم به رجیسترها می نویسد. بر اساس اصل عملکرد، بین حافظه پویا و حافظه ایستا تمایز قائل می شود.

سلول های حافظه پویا ریزخازن هایی هستند که بار روی صفحات خود جمع می کنند. سلول های حافظه ایستا فلیپ فلاپ هایی هستند که می توانند در دو حالت پایدار باشند.

پارامترهای اصلی که RAM را مشخص می کند ظرفیت و زمان دسترسی به حافظه است. نوع رم DDR SDRAM (حافظه سنکرون با سرعت انتقال داده دو برابر) امیدوار کننده ترین برای رایانه های شخصی در نظر گرفته می شود.

حافظه کش

کامپیوتر باید ارائه شود دسترسی سریعبه رم، در غیر این صورت ریزپردازنده بیکار می شود و عملکرد کامپیوتر کاهش می یابد. بنابراین کامپیوترهای مدرن به حافظه کش یا حافظه با دسترسی تصادفی مجهز هستند.

اگر یک حافظه کش وجود داشته باشد، داده های RAM ابتدا بر روی آن نوشته می شود و سپس در ثبت پردازنده. هنگام دسترسی مجدد به حافظه، ابتدا داده های لازم در حافظه کش جستجو می شود و داده های لازم از حافظه کش به رجیسترها منتقل می شود، بنابراین کارایی افزایش می یابد.

کنترل کننده ها

فقط اطلاعات ذخیره شده در RAM برای پردازش در اختیار پردازنده قرار می گیرد. بنابراین لازم است که برنامه و داده ها در رم آن ذخیره شود.

در رایانه شخصی، اطلاعات دستگاه های خارجی (صفحه کلید، هارد دیسکو غیره) به RAM ارسال می شود و اطلاعات (نتایج اجرای برنامه) از RAM نیز به دستگاه های خارجی (مانیتور، HDD، چاپگر و غیره).

بنابراین، کامپیوتر باید اطلاعات (ورودی-خروجی) را بین RAM و دستگاه های خارجی مبادله کند. دستگاه‌هایی که اطلاعات را بین RAM و دستگاه‌های خارجی تبادل می‌کنند، کنترل‌کننده یا آداپتور، گاهی اوقات کارت نامیده می‌شوند. کنترلرها، آداپتورها یا کارت ها دارای پردازنده و حافظه مخصوص به خود هستند، یعنی. یک پردازنده تخصصی هستند.

کنترل‌کننده‌ها یا آداپتورها (مدارهایی که دستگاه‌های خارجی رایانه را کنترل می‌کنند) بر روی بردهای جداگانه قرار دارند که در کانکتورهای استاندارد (اسلات) روی مادربرد قرار می‌گیرند.

بزرگراه سیستم

ستون فقرات سیستم (باس) مجموعه ای از سیم ها و کانکتورها است که ادغام تمام دستگاه های رایانه شخصی در یک سیستم واحد و تعامل آنها را تضمین می کند.

برای اتصال کنترلرها یا آداپتورها، رایانه های شخصی مدرن به اسلات هایی مانند PCI مجهز شده اند. اسلات‌های PCI - E Express برای اتصال دستگاه‌های جدید به گذرگاه داده سریع‌تر. اسلات های AGP برای اتصال آداپتور ویدئویی طراحی شده اند

برای اتصال درایوها ( دیسکهای سختو CD) از رابط های IDE و SCSI استفاده می شود. رابط مجموعه ای از وسایل برای اتصال و ارتباط دستگاه های کامپیوتری است.

اتصال دستگاه های جانبی (پرینتر، ماوس، اسکنر و غیره) از طریق رابط های ویژه ای به نام پورت ها انجام می شود. پورت ها بر روی دیوار عقب واحد سیستم نصب می شوند.

اسلات های توسعه پیکربندی رایانه شخصی (کانکتورها) برای اتصال دستگاه های اضافی به گذرگاه داده اصلی رایانه طراحی شده اند. کارت های توسعه اصلی طراحی شده برای اتصال دستگاه های اضافی به اتوبوس عبارتند از:

· آداپتورهای ویدئویی (کارت های ویدئویی)

· کارت های صدا

· مودم های داخلی

آداپتورهای شبکه (برای اتصال به شبکه محلی)

آداپتورهای SCSI

حافظه خارجی. طبقه بندی درایو

درایوها برای ذخیره برنامه ها و داده ها در رایانه شخصی استفاده می شوند. انواع مختلف. درایوها ابزارهایی برای نوشتن و خواندن اطلاعات از رسانه های ذخیره سازی مختلف هستند. درایوهایی با رسانه قابل جابجایی و داخلی وجود دارد.

بر اساس نوع محیط ذخیره سازی، درایوها به درایوهای نوار مغناطیسی و درایوهای دیسک تقسیم می شوند. درایوهای نوار مغناطیسی شامل درایوهای نوار و غیره می شوند. دسته وسیع تری از درایوها شامل درایوهای دیسک می شوند.

بر اساس روش نوشتن و خواندن اطلاعات بر روی رسانه، درایوهای دیسک به مغناطیسی، نوری و مغناطیسی نوری تقسیم می شوند.

درایوهای دیسک عبارتند از:

· درایوهای فلاپی دیسک.

· دستگاه های ذخیره سازی روی هارد دیسک های غیر قابل جابجایی (هارد دیسک).

· دستگاه های ذخیره سازی روی هارد دیسک های قابل جابجایی.

دستگاه های ذخیره سازی مغناطیسی دیسک های نوری;

· درایوهای نوری (CD-R CD-RW CD-ROM) با یک بار نوشتن و

· درایوهای DVD نوری (DVD-R DVD-RW DVD-ROM و غیره)

دستگاه های اضافی

لوازم جانبی دستگاه هایی هستند که به کنترلرهای رایانه شخصی متصل می شوند و عملکرد آن را گسترش می دهند.

با توجه به هدف آنها، دستگاه های اضافی به موارد زیر تقسیم می شوند:

· دستگاه های ورودی (گوی مسیر، جوی استیک، قلم نور، اسکنر، دوربین دیجیتال، دیجیتایزر)

دستگاه های خروجی (پلاتر یا پلاتر)
دستگاه های ذخیره سازی (استریمر، درایوهای فشرده، درایوهای مغناطیسی نوری، درایوهای HiFD و غیره)

دستگاه های مبادله (مودم)

6. ارائه اطلاعات در کامپیوتر، واحدهای اندازه گیری اطلاعات

کامپیوتر از سیستم اعداد باینری استفاده می کند. تمام اعداد در یک کامپیوتر با استفاده از صفر و یک نمایش داده می شوند، بنابراین کامپیوتر فقط می تواند اطلاعاتی را که به صورت دیجیتال نمایش داده می شود پردازش کند.

برای تبدیل اطلاعات عددی، متنی، گرافیکی و صوتی به اطلاعات دیجیتالی باید از کدگذاری استفاده کرد. رمزگذاری تبدیل داده های یک نوع از داده های نوع دیگر است. یک کامپیوتر از یک سیستم کدگذاری باینری مبتنی بر نمایش داده ها به عنوان دنباله ای از دو کاراکتر استفاده می کند: 1 و 0 که به آنها ارقام باینری (به اختصار بیت) می گویند.
بنابراین، واحد اطلاعات در یک کامپیوتر یک بیت است، یعنی. یک رقم باینری که می تواند مقدار 0 یا 1 را داشته باشد. هشت بیت متوالی یک بایت را تشکیل می دهند. یک بایت می تواند مقدار یک کاراکتر از 256 کاراکتر ممکن را رمزگذاری کند (256 = 2 به توان 8). واحد بزرگتر اطلاعات کیلوبایت (KB) است که برابر با 1024 بایت (1024 = 2 به توان 10) است. واحدهای داده حتی بزرگتر: مگابایت، گیگابایت، ترابایت (1 مگابایت = 1024 کیلوبایت؛ 1 گیگابایت = 1024 مگابایت؛ 1 ترابایت = 1024 گیگابایت).

اعداد صحیح بصورت باینری به سادگی (با تقسیم عدد بر دو) کدگذاری می شوند. برای رمزگذاری اطلاعات غیر عددی از الگوریتم زیر استفاده می شود: تمام مقادیر ممکن اطلاعات رمزگذاری شده شماره گذاری شده و این اعداد با استفاده از یک کد باینری کدگذاری می شوند.

به عنوان مثال، برای نمایش اطلاعات متنی، از جدول شماره گذاری کاراکتر یا جدول رمزگذاری کاراکتر استفاده می شود که در آن هر کاراکتر با یک عدد صحیح (عدد ترتیبی) مطابقت دارد. هشت رقم باینری می توانند 256 را رمزگذاری کنند شخصیت های مختلف.

استاندارد ASCII موجود (سیستم کدگذاری 8 بیتی) شامل دو جدول کدگذاری - پایه و توسعه یافته است. جدول اول شامل 128 کاراکتر اصلی، شامل کدهای حروف الفبای انگلیسی، و جدول رمزگذاری دوم شامل 128 کاراکتر توسعه یافته است.

از آنجایی که این استاندارد شامل کاراکترهای الفبای ملی سایر کشورها نمی شود، در هر کشور ۱۲۸ کد کاراکتر توسعه یافته با نویسه هایی از الفبای ملی جایگزین می شوند. اکنون جداول رمزگذاری کاراکترهای زیادی وجود دارد که در آنها 128 کد کاراکتر توسعه‌یافته با نویسه‌هایی از الفبای ملی جایگزین شده‌اند.

به عنوان مثال، رمزگذاری کاراکتر زبان روسی Widows - 1251 برای رایانه هایی که ویندوز را اجرا می کنند استفاده می شود. رمزگذاری دیگر برای زبان روسی KOI - 8 است که به طور گسترده در شبکه های کامپیوتری و بخش اینترنت روسیه استفاده می شود.

در حال حاضر، یک سیستم جهانی یونیکد مبتنی بر رمزگذاری کاراکتر 16 بیتی وجود دارد. این سیستم 16 بیتی کدهای جهانی را برای 65536 کاراکتر مختلف فراهم می کند. این جدول می تواند حروف زبان های اکثر کشورهای جهان را در خود جای دهد.

برای رمزگذاری داده های گرافیکی، به عنوان مثال، از یک روش کدگذاری مانند رستر استفاده می شود. مختصات نقاط و خواص آنها با استفاده از اعداد صحیح که با استفاده از کد باینری کدگذاری می شوند، توضیح داده شده است. پس سیاه و سفید اشیاء گرافیکیرا می توان با ترکیبی از نقاط با 256 سایه خاکستری توصیف کرد. برای رمزگذاری روشنایی هر نقطه، یک عدد باینری 8 بیتی کافی است.

حالت نمایش گرافیک رنگی در سیستم RGB با استفاده از 24 بیت (8 بیت برای هر سه رنگ اصلی) رنگ کامل نامیده می شود. برای حالت تمام رنگی در سیستم CMYK، باید 32 بیت (چهار رنگ هر کدام 8 بیت) داشته باشید.

نتیجه گیری

تاریخچه توسعه رایانه شخصی شامل 5 مرحله است:

· نسل اول کامپیوترها (1948-1958)

· نسل دوم کامپیوترها (1959-1967)

· نسل سوم کامپیوترها (1968-1973)

· نسل چهارم کامپیوترها (1974-1982)

· نسل پنجم کامپیوترها

هر نسل بعدی از کامپیوترها دارای ویژگی های قابل توجهی بهتری نسبت به نسل های قبلی هستند. بنابراین، عملکرد رایانه و ظرفیت همه دستگاه های ذخیره سازی، به عنوان یک قاعده، بیش از یک مرتبه بزرگی افزایش می یابد.

توسعه رایانه شخصی منجر به سریعتر و بیشتر شده است راه آسانپردازش اطلاعات. کامپیوترها برای همه افراد قابل دسترس شده اند و نه فقط برای یک حلقه خاص. کار همه اقشار جامعه آسان شده است.

دستگاه های کامپیوتری:

· واحد سیستم

· صفحه کلید

· مانیتور

امروزه دستگاه های رایانه شخصی شامل بلندگوها (برای پخش صدا)، چاپگر، اسکنر، وب کم و غیره هستند.

فهرست ادبیات استفاده شده

1. Ugrinovich N. D. کارگاه در مورد علوم کامپیوتر و فناوری اطلاعات. - بینوم.آزمایشگاه دانش، 1383 - 106 صفحه.

2. Tsvetkova A.V. علوم کامپیوتر و فناوری اطلاعات، 2008 - 228 pp.

ارسال شده در Allbest.ur

اسناد مشابه

زمینه های کاربرد رایانه شخصی (PC). بلوک های اساسی رایانه شخصی، روش های پردازش رایانه ای اطلاعات. دستگاه های ورودی و خروجی، ذخیره سازی اطلاعات: واحد سیستم، صفحه کلید، مانیتور، ماوس، اسکنر، دیجیتایزر، چاپگر، درایو دیسک.

ارائه، اضافه شده در 2011/02/25


پردازش اطلاعات توسط کامپیوتر ابزاری برای تبدیل اطلاعات به شکل دیجیتال و برگشت. دستگاه های کامپیوتر اصلی: واحد سیستم، هارد دیسک، مادربرد. دستگاه های ورودی و خروجی: صفحه کلید و ماوس.

کار دوره، اضافه شده در 2010/11/25


تجزیه و تحلیل ویژگی های عملکرد دستگاه های ویژه برای ورود اطلاعات به حافظه کامپیوتر. صفحه کلید وسیله ای است که به شما امکان می دهد عدد و اطلاعات متنی. انواع دستکاری کننده ها: ماوس، ترکبال، جوی استیک. دستگاه هایی برای وارد کردن اطلاعات دیجیتال

کار دوره، اضافه شده در 2013/04/14


توابع اجزای اصلی یک کامپیوتر: واحد سیستم، صفحه کلید، ماوس، مانیتور. هدف از محتویات واحد سیستم، خواص مواد منبع. مشخصات و اصول عملکرد مانیتورهای کریستال مایع و پلاسما.

تست، اضافه شده در 10/10/2009


روند توسعه فناوری رایانه ویژگی های کلیدیمحیط کار و استانداردهای بهداشتی و بهداشتی. اقدامات احتیاطی ایمنی هنگام کار با رایانه شخصی، دستگاه و نرم افزار آن. آینده ذخیره سازی

ارائه، اضافه شده در 07/12/2011


ویژگی های اطلاعات. تبدیل اعداد از باینری به اعشاری، هگزادسیمال و اکتال. روشهای ارزیابی میزان اطلاعات ابزارهای فنی پردازش اطلاعات اصل کار، تاریخچه اختراع چاپگر جوهر افشان.

تست، اضافه شده در 2012/10/22


طبقه بندی رایانه های شخصی (PC) بر اساس درجه تخصص، معماری پردازنده و غیره. عناصر ساختاری اصلی یک رایانه شخصی: واحد سیستم، مانیتور، ماوس، صفحه کلید، دستگاه های خارجی. دستگاه های اضافی متصل به رایانه

ارائه، اضافه شده در 2017/07/11


انواع اطلاعاتی که کامپیوترهای مدرن با آنها کار می کنند. مفهوم "اطلاعات": در فیزیک، زیست شناسی، سایبرنتیک. ارائه اطلاعات. کانال های کدگذاری و انتقال اطلاعات محلی شبکه های کامپیوتر. ذخیره سازی اطلاعات در فایل ها

تست، اضافه شده 01/13/2008


امنیت اطلاعات، اهداف و مقاصد آن. کانال های نشت اطلاعات روش ها و ابزارهای نرم افزاری و سخت افزاری برای محافظت از اطلاعات در برابر دسترسی غیرمجاز. مدل تهدیدات امنیتی برای اطلاعات پردازش شده در یک مرکز کامپیوتری

پایان نامه، اضافه شده در 1396/02/19


اجزای یک کامپیوتر شخصی: منبع تغذیه، مادربرد، دستگاه پردازنده، رم، ویدئو و کارت صدا, آداپتور شبکهو هارد دیسک رسانه قابل جابجاییاطلاعات مانیتور، صفحه کلید و ماوس. لوازم جانبی.

هنگام طراحی فرآیندهای فناورانه، آنها با شیوه های اجرای آنها هدایت می شوند. حالت پیاده سازی فناوری به ویژگی های فضا-زمان وظایف حل شده بستگی دارد: فرکانس و فوریت، الزامات سرعت پردازش پیام، و همچنین به قابلیت های عملیاتی وسایل فنی و در درجه اول رایانه ها. وجود دارد: حالت دسته ای. حالت زمان واقعی؛ حالت اشتراک زمان؛ رژیم نظارتی؛ درخواست؛ گفتگو؛ پردازش از راه دور؛ در ارتباط بودن؛ تک برنامه ای؛ چند برنامه ای (چند پردازشی).

حالت دسته ای. هنگام استفاده از این حالت، کاربر ارتباط مستقیمی با کامپیوتر ندارد. جمع آوری و ثبت اطلاعات، ورودی و پردازش از نظر زمانی منطبق نیست. ابتدا کاربر اطلاعات را جمع آوری می کند و آن ها را مطابق با نوع کار یا ویژگی های دیگر به بسته هایی تبدیل می کند. (به عنوان یک قاعده، اینها وظایفی هستند که ماهیت غیر عملیاتی دارند، با اعتبار طولانی مدت نتایج راه حل). پس از تکمیل دریافت اطلاعات، وارد و پردازش می شود، یعنی تاخیر در پردازش وجود دارد. این حالت، به عنوان یک قاعده، با یک روش متمرکز پردازش اطلاعات استفاده می شود.

حالت مکالمهحالت (پرس و جو) که در آن کاربر توانایی تعامل مستقیم با سیستم محاسباتی را در حین کار دارد. اگر رایانه در هر زمان در دسترس باشد یا برای مدت معینی که رایانه در دسترس کاربر باشد، برنامه های پردازش داده به طور دائم در حافظه رایانه هستند. تعامل کاربر با یک سیستم کامپیوتری در قالب یک گفتگو می تواند چند بعدی باشد و توسط عوامل مختلفی تعیین شود: زبان ارتباط، نقش فعال یا منفعل کاربر. چه کسی آغازگر گفتگو است - کاربر یا رایانه. زمان پاسخ؛ ساختار گفتگو و غیره اگر آغازگر گفتگو، کاربر باشد، باید دانش کار با رویه ها، فرمت های داده و غیره را داشته باشد. اگر آغازگر یک کامپیوتر باشد، خود ماشین در هر مرحله می گوید که با انتخاب های مختلف چه کاری باید انجام شود. این روش عملیات "انتخاب منو" نامیده می شود. از اقدامات کاربر پشتیبانی می کند و توالی آنها را تجویز می کند. در عین حال آمادگی کمتری از کاربر مورد نیاز است.

حالت گفتگو به سطح خاصی از تجهیزات فنی کاربر نیاز دارد، به عنوان مثال. وجود ترمینال یا رایانه شخصی متصل به سیستم رایانه مرکزی توسط کانال های ارتباطی. این حالت برای دسترسی به اطلاعات، محاسبات یا منابع نرم افزاری استفاده می شود. توانایی کار در حالت تعاملی ممکن است در زمان شروع و پایان کار محدود باشد یا ممکن است نامحدود باشد.

گاهی اوقات بین محاوره ای و درخواستحالت ها، سپس منظور ما از query یک تماس یک بار به سیستم است که پس از آن یک پاسخ صادر می کند و خاموش می شود، و منظور از گفتگو حالتی است که در آن سیستم پس از درخواست، پاسخی را صادر می کند و منتظر کاربر بعدی می ماند. اقدامات.

حالت زمان واقعی. به توانایی یک سیستم محاسباتی برای تعامل با فرآیندهای کنترل شده یا مدیریت شده با سرعت این فرآیندها اشاره دارد. زمان واکنش کامپیوتر باید سرعت فرآیند کنترل شده یا نیازهای کاربر را برآورده کند و دارای حداقل تاخیر باشد. به طور معمول، این حالت برای پردازش داده های غیرمتمرکز و توزیع شده استفاده می شود.

حالت پردازش از راه دوربه کاربر راه دور اجازه می دهد تا با یک سیستم کامپیوتری تعامل داشته باشد.

حالت تعاملیامکان تعامل دو طرفه بین کاربر و سیستم را فرض می کند، یعنی. کاربر این فرصت را دارد که بر فرآیند پردازش داده ها تأثیر بگذارد.

حالت اشتراک زمانتوانایی سیستم برای تخصیص منابع خود به گروهی از کاربران را یک به یک فرض می کند. سیستم محاسباتی آنقدر سریع به هر کاربر سرویس می دهد که به نظر می رسد چندین کاربر همزمان کار می کنند. این امکان از طریق نرم افزار مناسب حاصل می شود.

حالت های تک برنامه ای و چند برنامه ایتوانایی سیستم برای کار همزمان تحت یک یا چند برنامه را مشخص می کند.

رژیم نظارتیبا قطعیت زمانی تکالیف کاربر مشخص می شود. به عنوان مثال، دریافت خلاصه نتایج در پایان ماه، محاسبه صورتحساب حقوق و دستمزد برای تاریخ های خاص و غیره. مهلت های تصمیم گیری بر خلاف درخواست های خودسرانه، طبق مقررات از قبل تعیین می شود.

روش های زیر پردازش داده ها متمایز می شوند: متمرکز، غیر متمرکز، توزیع شده و یکپارچه.

متمرکزحضور را فرض می کند. با این روش کاربر اطلاعات اولیه را به مرکز کامپیوتر تحویل می دهد و نتایج پردازش را در قالب اسناد نتیجه دریافت می کند. ویژگی این روش پردازش پیچیدگی و سختی کار برقراری ارتباط سریع و بدون وقفه، بار زیاد رایانه با اطلاعات (از آنجایی که حجم آن زیاد است)، تنظیم زمان بندی عملیات و سازماندهی امنیت سیستم است. از دسترسی غیرمجاز احتمالی

غیر متمرکزرفتار. این روش با ظهور رایانه های شخصی همراه است که امکان خودکارسازی یک محل کار خاص را فراهم می کند.

روش توزیع شدهپردازش داده ها بر اساس توزیع توابع پردازش بین رایانه های مختلف موجود در شبکه است. این روش می‌تواند به دو صورت پیاده‌سازی شود: روش اول شامل نصب یک کامپیوتر در هر گره شبکه (یا در هر سطح از سیستم)، با پردازش داده‌ها توسط یک یا چند کامپیوتر بسته به قابلیت‌های واقعی سیستم و نیازهای آن است. در زمان فعلی راه دوم قرار دادن تعداد زیادی پردازنده مختلف در یک سیستم است. این مسیر در سیستم های پردازش اطلاعات بانکی و مالی که در آن به شبکه پردازش داده ها (شعبه ها، بخش ها و ...) نیاز است، استفاده می شود. مزایای روش توزیع شده: توانایی پردازش هر مقدار داده در یک چارچوب زمانی معین. درجه بالایی از قابلیت اطمینان، زیرا در صورت خرابی یک وسیله فنی، می توان فوراً آن را با دیگری جایگزین کرد. کاهش زمان و هزینه های انتقال داده ها؛ افزایش انعطاف پذیری سیستم، ساده سازی توسعه و عملیات نرم افزار و غیره. روش توزیع شده بر اساس مجموعه ای از پردازنده های تخصصی است، یعنی. هر کامپیوتر برای حل مشکلات خاص یا وظایف سطح خودش طراحی شده است.

یکپارچهروش پردازش اطلاعات این شامل ایجاد یک مدل اطلاعاتی از یک شی مدیریت شده، یعنی ایجاد یک پایگاه داده توزیع شده است. این روش حداکثر راحتی را برای کاربر فراهم می کند. از یک سو، پایگاه های داده برای استفاده مشترک و مدیریت متمرکز فراهم می کنند. از سوی دیگر، حجم اطلاعات و تنوع وظایفی که باید حل شوند، نیازمند توزیع پایگاه داده است. فناوری پردازش اطلاعات یکپارچه به شما امکان می دهد کیفیت، قابلیت اطمینان و سرعت پردازش را بهبود بخشید، زیرا پردازش بر اساس یک آرایه اطلاعات واحد انجام می شود که یک بار وارد رایانه می شود. یکی از ویژگی های این روش، جداسازی تکنولوژیکی و زمانی فرآیند پردازش از رویه های جمع آوری، تهیه و ورود داده ها است.

مجموعه ای از ابزارهای فنی پردازش اطلاعات مجموعه ای از دستگاه های مستقل برای جمع آوری، انباشت، انتقال، پردازش و ارائه اطلاعات و همچنین تجهیزات اداری، مدیریت، تعمیر و نگهداری و غیره است. تعدادی از الزامات برای مجموعه وسایل فنی وجود دارد:

اطمینان از حل مشکل با حداقل هزینه، دقت و اطمینان مورد نیاز

امکان سازگاری فنی دستگاه ها، تجمع پذیری آنها

اطمینان از قابلیت اطمینان بالا

حداقل هزینه های کسب

صنعت داخلی و خارجی طیف گسترده ای از ابزارهای فنی پردازش اطلاعات را تولید می کند که در پایه عناصر، طراحی، استفاده از رسانه های مختلف اطلاعاتی، ویژگی های عملیاتی و غیره متفاوت است.

ابزارهای فنی پردازش اطلاعات به دو گروه بزرگ تقسیم می شوند. این پایه ای و کمکی ابزار پردازش

تجهیزات کمکی تجهیزاتی هستند که عملکرد دارایی های ثابت را تضمین می کنند و همچنین تجهیزاتی که کار مدیریت را تسهیل و راحت تر می کنند. ابزارهای کمکی پردازش اطلاعات شامل تجهیزات اداری و تجهیزات تعمیر و نگهداری است. تجهیزات اداری با طیف بسیار گسترده ای از ابزارها، از لوازم اداری گرفته تا وسایل تحویل، تولید مثل، ذخیره سازی، جستجو و از بین بردن داده های اساسی، وسایل ارتباطات اداری و تولیدی و غیره نشان داده می شود که کار یک مدیر را راحت می کند. و راحت

دارایی های ثابت ابزاری برای پردازش خودکار اطلاعات هستند. مشخص است که برای مدیریت فرآیندهای خاص، اطلاعات مدیریتی خاصی مورد نیاز است که حالت ها و پارامترهای فرآیندهای فناورانه، شاخص های کمی، هزینه و کار تولید، عرضه، فروش، فعالیت های مالی و غیره را مشخص می کند. ابزارهای اصلی پردازش فنی عبارتند از: وسایل ثبت و جمع آوری اطلاعات، وسایل دریافت و ارسال داده ها، وسایل تهیه داده ها، وسایل ورودی، وسایل پردازش اطلاعات و وسایل نمایش اطلاعات. در زیر، همه این ابزارها به تفصیل مورد بحث قرار گرفته است.

کسب اطلاعات اولیه و ثبت نام یکی از فرآیندهای پر زحمت است. بنابراین آنها به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرند دستگاه های اندازه گیری مکانیزه و خودکار، جمع آوری و ثبت داده ها دامنه این صندوق ها بسیار گسترده است. اینها عبارتند از: ترازوهای الکترونیکی، شمارنده های مختلف، نمایشگرها، جریان سنج ها، صندوق های پول، دستگاه های شمارش اسکناس، دستگاه های خودپرداز و بسیاری موارد دیگر. این همچنین شامل ثبت کننده های مختلف تولید می شود که برای پردازش و ثبت اطلاعات مربوط به تراکنش های تجاری در رسانه های رایانه ای در نظر گرفته شده است.