Predavanje br.3

Glavna pitanja predavanja:

1. Tehnička sredstva informatika.

2. Pojam principa rada računala.

3. Glavne komponente osobno računalo.

Tehnička sredstva informatike

Računalo je glavno tehničko sredstvo za obradu informacija, klasificirano prema nizu karakteristika, a posebno: prema namjeni, principu rada, metode organiziranja računalnog procesa, veličine i računalna snaga, funkcionalnost, mogućnost paralelnog izvođenja programa i tako dalje.

Po Svrha Računala se mogu podijeliti u tri skupine:

· univerzalni (Opća namjena) - dizajnirani su za rješavanje širokog spektra inženjerskih i tehničkih problema: ekonomskih, matematičkih, informacijskih i drugih problema, koje karakterizira složenost algoritama i velika količina obrađenih podataka. Karakteristične značajke ovih računala su visoke performanse, različiti oblici obrade podataka (binarni, decimalni, simbolički), niz operacija koje se izvode (aritmetičke, logičke, specijalne), veliki kapacitet RAM memorija, razvijena organizacija ulazno-izlaznih informacija;

· usmjerena na probleme - namijenjeni rješavanju užeg kruga problema, obično vezanih uz tehnološke objekte, registraciju, akumulaciju i obradu malih količina podataka (upravljački računalni sustavi);

· specijalizirana - za rješavanje uskog spektra problema, kako bi se smanjila složenost i cijena ovih računala, uz zadržavanje visokih performansi i pouzdanosti (programabilni mikroprocesori za posebne namjene, kontroleri koji obavljaju upravljačke funkcije tehnički uređaji).

Po princip rada(kriterij za podjelu računala je oblik prikaza informacija s kojima rade):

· analogna računala (AVM) - kontinuirani računalni strojevi koji rade s informacijama prikazanim 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 veličine. Na primjer, unos broja 19,42 s ljestvicom od 0,1 ekvivalentan je primjeni napona od 1,942 V na ulaz;

· digitalna računala (DCM) - diskretna računala koja rade s informacijama prikazanim u diskretnom, odnosno digitalnom obliku - u obliku više različitih napona, ekvivalentnih broju jedinica u prikazanoj vrijednosti varijable;

· hibridna računala (HCM) - računala kombiniranog djelovanja koja rade s informacijama prikazanim u digitalnom i analognom obliku.

AVM-ovi su jednostavni i lagani za korištenje; programiranje problema za njihovo rješavanje nije radno intenzivno, brzina rješavanja varira na zahtjev operatera (više nego kod digitalnog računala), ali je točnost rješenja vrlo niska (relativna pogreška 2-5%). AVM se koriste za rješavanje matematičkih problema koji sadrže diferencijalne jednadžbe koje ne sadrže složenu logiku. Digitalna računala su najraširenija; na njih se misli kada se govori o računalima. Preporučljivo je koristiti GVM za upravljanje složenim tehničkim sustavima velike brzine.

Po generacije Mogu se razlikovati sljedeće skupine:

1. generacija. Godine 1946 objavljena je ideja o korištenju binarna aritmetika(John von Neumann, A. Burns) i princip pohranjenog programa, koji se aktivno koriste u računalima 1. generacije. Računala su se razlikovala po velikim dimenzijama, visokoj potrošnji energije, maloj brzini, niskoj pouzdanosti i programiranju u kodovima. Problemi su uglavnom riješeni računalne prirode , koji sadrži složene proračune potrebne za prognozu vremena, rješavanje problema nuklearne energije, upravljanje zrakoplovima i druge strateške zadatke.

2. generacija. Godine 1948. Laboratorij Bell Telefon najavio je stvaranje prvog tranzistora. U usporedbi s računalima prethodne generacije, sve je poboljšano tehnički podaci. Za programiranje se koriste algoritamski jezici, a napravljeni su i prvi pokušaji automatskog programiranja.

3. generacija. Značajka računala 3. generacije je korištenje integriranih sklopova u njihovom dizajnu, a operativnih sustava u upravljanju radom računala. Nove mogućnosti za multiprogramiranje, upravljanje memorijom i ulazno/izlaznim uređajima. Operativni sustav preuzeo je oporavak od kvarova. Od sredine 60-ih do sredine 70-ih, baze podataka koje sadrže različite vrste informacija u različitim područjima znanja postale su važna vrsta informacijskih usluga. Po prvi put se pojavljuje informacijska tehnologija za podršku odlučivanju. Ovo je potpuno novi način interakcije čovjeka i računala.

4. generacija. Glavne značajke ove generacije računala su prisutnost uređaja za pohranu podataka, pokretanje računala pomoću sustava za pokretanje iz ROM-a, različite arhitekture, moćni operativni sustavi i povezivanje računala u mreže. Od sredine 70-ih, stvaranjem nacionalnih i globalne mreže Prijenos podataka Vodeća vrsta informacijskih usluga postalo je interaktivno traženje informacija u bazama podataka udaljenim od korisnika.

5. generacija. Računala s mnogo desetaka paralelno radnih procesora, što vam omogućuje izgradnju učinkovitih sustava za obradu znanja; Računala temeljena na vrlo složenim mikroprocesorima s paralelnom vektorskom strukturom koji istovremeno izvršavaju desetke sekvencijalnih programskih naredbi.

6. generacija. Optoelektronička računala s masivnim paralelizmom i neuronskom strukturom – s mrežom velikog broja (desetke tisuća) jednostavnih mikroprocesora koji modeliraju strukturu neuronskih bioloških sustava.

Računalna klasifikacija u veličini i funkcionalnosti.

Glavna računala. Povijesno gledano, prva su se pojavila velika računala čija je elementarna baza potekla iz vakuumske cijevi integriranim krugovima s ultra-visokim stupnjem integracije. Međutim, pokazalo se da su njihove performanse nedostatne za modeliranje ekoloških sustava, probleme genetskog inženjeringa, upravljanje složenim obrambenim kompleksima itd.

Mainframe računala se u inozemstvu često nazivaju MAINFRAME i glasine o njihovoj smrti su uvelike pretjerane.

Obično imaju:

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

glavna memorija od 64 do 10000 MB

· vanjska memorija ne manje od 50 GV

· višekorisnički način rada

Glavna područja uporabe- ovo je rješenje znanstvenih i tehničkih problema, rad s velikim bazama podataka, upravljanje računalne mreže i njihove resurse kao poslužitelje.

Mala računala. Mala (mini) računala su pouzdana, jeftina i jednostavna za korištenje, ali imaju nešto manje mogućnosti u usporedbi s velikim računalima.

Super-mini računala imaju:

kapacitet glavne memorije - 4-512 MB

kapacitet memorija diska- 2 - 100 GV

· broj podržanih korisnika - 16-512.

Mini-računala namijenjena su za korištenje kao upravljački računalni sustavi, u jednostavnim sustavima modeliranja, u sustavima automatskog upravljanja i za upravljanje tehnološkim procesima.

Superračunalo. To su snažna višeprocesorska računala s brzinama od stotina milijuna - desetaka milijardi operacija u sekundi.

Nemoguće je postići takve performanse na jednom mikroprocesoru primjenom suvremenih tehnologija, zbog konačne brzine širenja elektromagnetskih valova (300 000 km/s), jer vrijeme potrebno da se signal proširi na udaljenost od nekoliko milimetara postaje usporedivo na vrijeme potrebno za dovršetak jedne operacije. Stoga se superračunala stvaraju u obliku visokoparalelnih višeprocesorskih računalnih sustava.

Trenutno postoji nekoliko tisuća superračunala u svijetu, od jednostavnih uredskih Cray EL do moćnih Cray 3, SX-X iz NEC-a, VP2000 iz Fujitsua (Japan), VPP 500 iz Siemensa (Njemačka).

Mikroračunalo ili osobno računalo. Računalo mora imati karakteristike koje zadovoljavaju zahtjeve opće dostupnosti i univerzalnosti:

· niska cijena

· autonomija rada

· fleksibilnost arhitekture koja omogućuje prilagodbu u području obrazovanja, znanosti, menadžmenta iu svakodnevnom životu;

· prilagođenost operativnog sustava;

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

Većina ih radi na baterije, ali se mogu spojiti na mrežu.

Posebna računala. Posebna računala usmjereni su na rješavanje posebnih računalnih ili kontrolnih problema. Elektronički mikrokalkulatori također se mogu smatrati posebnim računalom. Program koji procesor izvršava nalazi se u ROM-u ili u OP-u, a od tada Stroj obično riješi jedan problem, a onda se mijenjaju samo podaci. Ovo je zgodno (program je pohranjen u ROM-u), u ovom slučaju povećava se pouzdanost i brzina računala. Ovaj se pristup često koristi u putnim računalima, u kontroli načina rada kamere, filmske kamere iu sportskim simulatorima.

Pojam principa rada računala

Arhitektura suvremenih osobnih računala temelji se na backbone-modularnom principu. Modularni princip omogućuje kupcu da sam sastavi konfiguraciju računala koja mu je potrebna i po potrebi je nadogradi. Modularna organizacija računala temelji se na načelu okosnice (sabirnice) razmjene informacija između uređaja.

Okosnica uključuje tri višebitne sabirnice:

· sabirnica podataka,

adresna sabirnica

· i upravljačka sabirnica.

Autobusi su višežične linije.

Sabirnica podataka. Ova sabirnica prenosi podatke između različitih uređaja. Na primjer, podaci očitani iz RAM-a mogu se poslati procesoru na obradu, a zatim se primljeni podaci mogu poslati natrag u RAM za pohranu. Dakle, podaci na podatkovnoj sabirnici mogu se prenositi s uređaja na uređaj u bilo kojem smjeru.

Širina sabirnice podataka određena je kapacitetom procesora, tj. broj binarnih bitova koje procesor obradi u jednom taktu. Kapacitet procesora se stalno povećavao razvojem računalne tehnologije.

Adresna sabirnica. Izbor uređaja ili memorijske ćelije na koju se podaci šalju ili čitaju putem podatkovne sabirnice vrši procesor. Svaki uređaj ili RAM ćelija ima svoju adresu. Adresa se prenosi adresnom sabirnicom, a signali po njoj prenose se jednosmjerno od procesora do RAM-a i uređaja (jednosmjerna sabirnica). Širina adresne sabirnice definira adresni prostor procesora, tj. broj RAM ćelija koje mogu imati jedinstvene adrese. Širina adresne sabirnice stalno se povećavala i u modernim osobnim računalima iznosi 32 bita.

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

Konstrukcija velike većine računala temelji se na sljedećim općim principima koje je 1945. formulirao američki znanstvenik John von Neumann.

1. Načelo programska kontrola. Program se sastoji od skupa naredbi koje automatski izvršava procesor u određenom nizu. Program se dohvaća iz memorije pomoću brojač programa. Ovaj registar procesora sekvencijalno povećava adresu sljedeće instrukcije pohranjene u njemu za duljinu instrukcije. A budući da se programske naredbe nalaze u memoriji jedna za drugom, lanac naredbi je time organiziran od sekvencijalno smještenih memorijskih ćelija. Ako nakon izvršenja naredbe ne morate prijeći na sljedeću, već na neku drugu, koristite naredbe uvjetna ili bezuvjetni prijelaz, koji u programski brojač unose broj memorijske ćelije u kojoj se nalazi sljedeća naredba. Dohvaćanje naredbi iz memorije prestaje nakon dostizanja i izvršenja naredbe stop. Tako, procesor automatski izvršava program, bez ljudske intervencije.

2. Načelo homogenosti memorije. Programi i podaci pohranjeni su u istoj memoriji, tako da računalo ne razlikuje što je pohranjeno u određenoj memorijskoj ćeliji - broj, tekst ili naredba. Na naredbama možete izvoditi iste radnje kao i na podacima. To otvara cijeli niz mogućnosti. Na primjer, program također može biti podložan reviziji tijekom izvođenja, koji vam omogućuje postavljanje pravila za dobivanje nekih njegovih dijelova u samom programu (tako program organizira izvođenje petlji i potprograma).Štoviše, naredbe jednog programa mogu se dobiti kao rezultati izvođenja drugog programa. Na temelju ovog načela metode prevođenja- prijevod programskog teksta s programskog jezika visoke razine na jezik određenog stroja.

3. Načelo ciljanja. Strukturno, glavna memorija sastoji se od prenumeriranih ćelija. Bilo koja ćelija dostupna je procesoru u bilo kojem trenutku. To podrazumijeva mogućnost imenovanja memorijskih područja tako da se vrijednostima pohranjenim u njima kasnije može pristupiti ili promijeniti tijekom izvođenja programa koristeći dodijeljena imena. Računala izgrađena na gore navedenim principima su tipa von Neumanna. Ali postoje računala koja su bitno drugačija od von Neumannovih. Za njih se, na primjer, ne može slijediti princip programske kontrole, tj. mogu raditi bez programskog brojača koji pokazuje programsku naredbu koja se trenutno izvršava. Za pristup bilo kojoj varijabli pohranjenoj u memoriji, ova računala joj ne moraju dati ime. Takva se računala nazivaju ne von Neumanna.

Osnovne komponente osobnog računala

Računalo ima modularnu strukturu koja uključuje:

Jedinica sustava

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

1.1. Sistemska (matična ploča) ploča(matična ploča), na kojoj se nalaze razne uređaje uključen u jedinica sustava. Dizajn matične ploče izrađen je na principu modularnog dizajna, što svakom korisniku omogućuje jednostavnu zamjenu neispravnih ili zastarjeli elementi jedinica sustava. Postavljeno na matičnu ploču:

A) CPU (CPU - Central Processing Unit) - veliki integrirani krug na čipu. Obavlja logičke i aritmetičke operacije, upravlja radom računala. Procesor karakterizira proizvođač i taktna frekvencija. 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 radni takt od 2200000000 Hz (izvodi više od 2 milijarde operacija u sekundi). Još jedna karakteristika procesora je prisutnost cache memorija- čak i brže od RAM memorija, koji pohranjuje najčešće korištene CPU podatke. Predmemorija je međuspremnik između procesora i RAM-a. Predmemorija je potpuno prozirna i ne može se detektirati programski. Predmemorija smanjuje ukupan broj ciklusa takta koje procesor čeka kada pristupa RAM-u.

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

V) Kontrolori - mikro krugovi odgovorni za rad raznih računalnih uređaja (tipkovnica, HDD, FDD, miš, itd.). Ovo također uključuje ROM (Read Only Memory) čip u kojem je pohranjen ROM-BIOS.

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

Sabirnica je zapravo skup žica (linija) koje povezuju različite komponente računala za napajanje i razmjenu podataka. Postojeće sabirnice: ISA (frekvencija – 8 MHz, broj bitova – 16, brzina prijenosa 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)) - mikrosklopovi koji se koriste za kratkotrajnu pohranu međunaredbi, računskih vrijednosti ​​koje proizvodi CPU, kao i drugi podaci. Izvršni programi također se tamo pohranjuju radi poboljšanja performansi. RAM - memorija velike brzine s vremenom regeneracije od 7·10 -9 sec. Kapacitet do 1GB. Napajanje 3.3V.

e) Video kartica (video akcelerator) - uređaj koji proširuje mogućnosti i ubrzava rad s grafikom. Video kartica ima vlastitu video memoriju (16, 32, 64, 128 MB) za pohranu grafičke informacije I GPU(GPU - Graphic Processor Unit), koji se brine za izračune pri radu s 3D grafikom i videom. GPU radi na 350 MHz i sadrži 60 milijuna. tranzistori. Podržava razlučivost 2048x1536 60Hz s 32-bitnom bojom. Performanse: 286 milijuna piksela/sek. Može imati TV izlaz i video ulaz. Podržani su sljedeći efekti: prozirnost i translucencija, sjenčanje (dobivanje realističnog osvjetljenja), odsjaj, osvjetljenje u boji (izvori svjetlosti različitih boja), zamućenje, trodimenzionalnost, zamagljivanje, odraz, odraz u krivom zrcalu, podrhtavanje površine, izobličenje slike uzrokovane vodom i toplim zrakom, transformacija izobličenja pomoću algoritama buke, imitacija oblaka na nebu itd.

i) Zvučna kartica - uređaj koji proširuje zvučne mogućnosti računala. Zvukovi se generiraju pomoću uzoraka zvukova različitih boja snimljenih u memoriji (32 MB). Reproducira se do 1024 zvuka istovremeno. Podržani su različiti efekti. Može imati linijski ulaz/izlaz, izlaz za slušalice, ulaz za mikrofon, priključak za joystick, ulaz za telefonsku sekretaricu, analogni i digitalni CD audio ulaz.

h) LAN kartica - uređaj odgovoran za povezivanje računala s mrežom kako bi se omogućila razmjena informacija.

Osim matične ploče, sistemska jedinica sadrži:

1.2. Tvrdi disk(tvrdi disk, HDD - Hard Disk Drive) - hermetički zatvoreno kućište s rotirajućim magnetskim diskovima i magnetskim glavama. Služi za dugotrajnu pohranu informacija u obliku datoteka (programi, tekstovi, grafike, fotografije, glazba, video). Kapacitet - 75 GB, veličina međuspremnika 1-2 MB, brzina prijenosa podataka 66,6 MB/sek. Maksimalna brzina vretena - 10 000, 15 000 o/min. IBM HDD ima kapacitet od 120 GB i brzinu vretena od 7200 okretaja u minuti.

1.3. Floppy disk jedinica(disk drive, floppy, FDD - Floppy Disk Drive) - uređaj koji služi za upisivanje/čitanje informacija s disketa koje se mogu prenositi s računala na računalo. 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 s CD-a. Binarne informacije s površine CD-a čita se laserskom zrakom. Kapacitet CD-a - 640MB=74min. glazba=150000 str. tekst. Brzina vretena 8560 okretaja u minuti, veličina međuspremnika 128Kb, maksimalna brzina prijenosa podataka 33,3Mb/sek. Preskoci i prekidi tijekom video reprodukcije razlozi su nepopunjenosti ili prepunjavanja međuspremnika koji služi za međuspremanje prenesenih podataka. Postoji kontrola glasnoće i izlaz za slušalice (za slušanje glazbenih CD-a).

1.5. CD-R(Compact Disc Recorder) - uređaj koji se koristi za jednokratno čitanje i pisanje informacija na CD. Snimanje se temelji na promjeni reflektirajućih svojstava tvari supstrata CD-a pod djelovanjem laserske zrake.

1.6. DVD-ROM diskovi (digitalni video diskovi) imaju znatno veći informacijski kapacitet (do 17 GB), jer informacije se mogu snimati dvostrano, u dva sloja s jedne strane, a same staze su tanje.

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

postojati DVD-R diskovi (R - recordable, zapisljivi), koji su zlatne boje. Posebna DVD-R pogoni Imaju prilično snažan laser, koji tijekom procesa snimanja informacija mijenja refleksiju područja površine snimljenog diska. Informacije na takve diskove mogu se zapisati samo jednom.

1.7. Postoje također CD-RW I DVD-RW diskovi (RW - Rewritable, rewritable), koji imaju "platinastu" nijansu. Posebni CD-RW i DVD-RW pogoni također mijenjaju refleksivnost pojedinih područja površine diska tijekom procesa snimanja informacija, ali se informacije na takvim diskovima mogu snimati više puta. Prije prepisivanja, snimljene informacije se "brišu" zagrijavanjem područja površine diska pomoću lasera.

Osim sistemske jedinice, računalo se sastoji od sljedećih ulazno/izlaznih uređaja za informacije.

2. Monitor(display) - uređaj za prikazivanje grafičkih informacija. Postoje digitalni i tekući kristali. Dijagonalne dimenzije - 14"", 15"", 17"", 19"", 21"", 24"". Veličina piksela - 0,2-0,3 mm. Brzina kadrova - 77Hz pri razlučivosti 1920x1200 piksela, 85Hz pri 1280x1024, 160Hz pri 800x600. Broj boja određen je brojem bitova po pikselu i može biti 256 (2 8, gdje je 8 broj bitova), 65 536 (2 16, način visoke boje), 16 777 216 (2 24, način rada True Color, možda 2 32) . Postoje katodni i LCD monitori. Monitori koriste RGB sustav boja, tj. boja se dobiva miješanjem 3 osnovne boje: crvene (Red), zelene (Green) i plave (Blue).

3. Tipkovnica(tipkovnica) - uređaj za unos naredbi i simboličkih informacija (108 tipki). Spaja se na serijsko sučelje (COM port).

4. Manipulator tipa miša(miš) - uređaj za unos naredbi. Standard je miš s 3 tipke i kotačićem za pomicanje.

5. Uređaj za ispis(printer) - uređaj za prikazivanje informacija na papiru, filmu ili drugoj površini. Spaja se na paralelno sučelje (LPT port). USB (Universal Serial Bus) je univerzalna serijska sabirnica koja je zamijenila zastarjele COM i LPT priključke.

A) Matrica. Slika se oblikuje iglama koje probijaju vrpcu s tintom.

b) Jet. Sliku formiraju mikrokapljice boje izbačene iz mlaznica (do 256). Brzina kretanja kapi je do 40m/s.

V) Laser. Slika se na papir prenosi iz posebnog bubnja, elektrificiranog laserom, na koji se privlače čestice tinte (tonera).

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

7. Modem(MODulator-DEMOdulator) - uređaj koji omogućuje razmjenu informacija između računala putem analognog ili digitalnih kanala. 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 projektiranja tehnološki procesi usredotočiti se na načine njihove provedbe. Način implementacije tehnologije ovisi o prostorno-vremenskim značajkama zadataka koji se rješavaju: učestalosti i hitnosti, zahtjevima za brzinom obrade poruka, kao i o operativnim mogućnostima tehničkih sredstava, prvenstveno računala. Postoje: skupni način rada; način rada u stvarnom vremenu; način dijeljenja vremena; regulatorni režim; zahtjev; dijalog; daljinska obrada; interaktivni; jednoprogramski; višeprogramski (višeprocesni).

Skupni način rada. Prilikom korištenja ovog načina rada korisnik nema izravnu komunikaciju s računalom. Prikupljanje i evidentiranje informacija, unos i obrada vremenski se ne podudaraju. Korisnik najprije prikuplja informacije, formirajući ih u pakete prema vrsti zadatka ili nekom drugom obilježju. (U pravilu se radi o zadacima neoperativne naravi, s dugoročnom valjanošću rezultata rješenja). Nakon što je zaprimanje završeno, podaci se unose i obrađuju, odnosno dolazi do odgode obrade. Ovaj se način rada u pravilu koristi s centraliziranom metodom obrade informacija.

Dijaloški način (upit) način rada u kojem korisnik ima mogućnost izravne interakcije s računalnim sustavom dok korisnik radi. Programi za obradu podataka nalaze se trajno u memoriji računala ako je računalo dostupno u bilo kojem trenutku, odnosno određeno vrijeme dok je računalo dostupno korisniku. Interakcija korisnika s računalnim sustavom u obliku dijaloga može biti višedimenzionalna i određena različitim čimbenicima: jezikom komunikacije, aktivnom ili pasivnom ulogom korisnika; tko je pokretač dijaloga - korisnik ili računalo; vrijeme odziva; struktura dijaloga itd. Ako je inicijator dijaloga korisnik, onda on mora imati znanje rada s procedurama, formatima podataka itd. Ako je inicijator računalo, tada sam stroj govori u svakom koraku što treba učiniti s nizom izbora. Ovaj način rada naziva se "izbor izbornika". Pruža podršku radnjama korisnika i propisuje njihov redoslijed. U isto vrijeme, od korisnika se zahtijeva manje pripreme.

Dijaloški način rada zahtijeva određenu razinu tehničke opremljenosti korisnika, tj. prisutnost terminala ili osobnog računala povezanog sa središnjim računalnim sustavom komunikacijskim kanalima. Ovaj način se koristi za pristup informacijama, računalnim ili softverskim resursima. Sposobnost rada u interaktivnom načinu rada može biti ograničena u vremenu početka i završetka rada ili može biti neograničena.

Ponekad se razlikuje interaktivni i upitni način rada, zatim upit označava jednokratni poziv sustavu nakon čega on daje odgovor i gasi se, a dijalog način rada u kojem sustav nakon zahtjeva izdaje odgovor i čeka. daljnje akcije korisnik.

Način rada u stvarnom vremenu. Odnosi se na sposobnost računalnog sustava za interakciju s kontroliranim ili upravljanim procesima tempom tih procesa. Vrijeme reakcije računala mora zadovoljiti tempo kontroliranog procesa ili zahtjeve korisnika i imati minimalno kašnjenje. Obično se ovaj način rada koristi za decentraliziranu i distribuiranu obradu podataka.

Način teleprocesiranja omogućuje udaljenom korisniku interakciju s računalnim sustavom.

Interaktivni način rada pretpostavlja mogućnost dvosmjerne interakcije između korisnika i sustava, tj. korisnik ima mogućnost utjecati na proces obrade podataka.

Način dijeljenja vremena pretpostavlja sposobnost sustava da svoje resurse dodjeljuje grupi korisnika jednog po jednog. Računalni sustav opslužuje svakog korisnika tako brzo da se čini kao da više korisnika radi istovremeno. Ta se mogućnost ostvaruje odgovarajućim softver.

Jednoprogramski i višeprogramski načini karakteriziraju sposobnost sustava da radi istovremeno koristeći jedan ili više programa.

Zakazani način karakterizira vremenska izvjesnost pojedinačnih korisničkih zadataka. Na primjer, primanje sažetaka rezultata na kraju mjeseca, izračun obračuna plaća za određene datume itd. Rokovi za donošenje odluke su unaprijed određeni prema propisima, za razliku od proizvoljnih zahtjeva.

2 Metode obrade podataka

Varirati sljedeće metode obrada podataka: centralizirana, decentralizirana, distribuirana i integrirana.

Centralizirano pretpostavlja dostupnost. Ovom metodom korisnik dostavlja inicijalne informacije u računalni centar i prima rezultate obrade u obliku rezultata dokumenata. Osobitost ove metode obrade je složenost i zahtjevnost rada za uspostavljanje brze, neprekinute komunikacije, veliko opterećenje računala informacijama (budući da je njegov volumen velik), regulacija vremena operacija i organizacija sigurnosti sustava. od mogućeg neovlaštenog pristupa.

Decentralizirana obrada. Ova metoda povezana je s pojavom osobnih računala, koja omogućuju automatizaciju određenog radnog mjesta.

Distribuirana metoda obrade podataka temelji se na raspodjeli funkcija obrade između različitih računala uključenih u mrežu. Ova se metoda može implementirati na dva načina: prvi uključuje instaliranje računala u svaki mrežni čvor (ili na svaku razinu sustava), pri čemu obradu podataka provodi jedno ili više računala, ovisno o stvarnim mogućnostima sustava i njegovim potrebama. u trenutnom vremenu. Drugi način je postavljanje velikog broja različitih procesora unutar jednog sustava. Ovaj se put koristi u sustavima za obradu bankarskih i financijskih informacija, gdje je potrebna mreža za obradu podataka (podružnice, odjeli itd.). Prednosti distribuirane metode: mogućnost obrade bilo koje količine podataka unutar zadanog vremenskog okvira; visok stupanj pouzdanosti, jer ako jedno tehničko sredstvo ne uspije, moguće ga je odmah zamijeniti drugim; smanjenje vremena i troškova za prijenos podataka; povećanje fleksibilnosti sustava, pojednostavljenje razvoja softvera i rada itd. Distribuirana metoda temelji se na kompleksu specijaliziranih procesora, tj. svako je računalo dizajnirano za rješavanje određene zadatke, ili zadatke vaše razine.

Integrirana metoda obrade informacija. Osigurava stvaranje informacijski model upravljani objekt, odnosno kreiranje distribuirana baza podaci. Ova metoda pruža maksimalnu pogodnost za korisnika. S jedne strane, baze podataka omogućuju zajedničko korištenje i centralizirano upravljanje. S druge strane, količina informacija i raznolikost zadataka koje treba riješiti zahtijevaju distribuciju baze podataka. Integrirana tehnologija obrade informacija omogućuje vam poboljšanje kvalitete, pouzdanosti i brzine obrade, jer obrada se provodi na temelju jedinstvenog niza informacija, jednom unesenog u računalo. Značajka ove metode je tehnološka i vremenska odvojenost 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, akumulaciju, prijenos, obradu i prezentiranje informacija, kao i uredska oprema, upravljanje, popravak i održavanje i drugo. Postoji niz zahtjeva za set tehničkih sredstava:

Osiguravanje rješavanja problema uz minimalne troškove, potrebnu točnost i pouzdanost

Mogućnost tehničke kompatibilnosti uređaja, njihova agregabilnost

Osiguravanje visoke pouzdanosti

Minimalni troškovi za akvizicije

Domaća i inozemna industrija proizvodi široku paletu tehničkih sredstava za obradu informacija, koja se razlikuju po bazi elemenata, dizajnu, korištenju različitih medija informacija, radnim karakteristikama itd.

4 Klasifikacija tehničkih sredstava za obradu informacija

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

Pomoćna oprema je oprema koja osigurava funkcionalnost dugotrajne imovine, kao i oprema koja olakšava i čini udobnijim rad uprave. Pomoćna sredstva obrade informacija uključuju uredsku opremu i opremu za popravak i održavanje. Uredska oprema predstavljena je vrlo širokim rasponom alata, od uredskog materijala do sredstava za dostavu, reprodukciju, pohranu, pretragu i uništavanje osnovnih podataka, sredstava administrativne i proizvodne komunikacije i tako dalje, što rad menadžera čini ugodnim i udobno.

Dugotrajna imovina je alat za automatiziranu obradu informacija. Poznato je da su za upravljanje određenim procesima potrebne određene upravljačke informacije koje karakteriziraju stanja i parametre tehnoloških procesa, kvantitativne, troškovne i radne pokazatelje proizvodnje, opskrbe, prodaje, financijskih aktivnosti itd. Glavna sredstva tehničke obrade uključuju: sredstva za snimanje i prikupljanje informacija, sredstva za primanje i prijenos podataka, sredstva za pripremu podataka, sredstva za unos, sredstva za obradu informacija i sredstva za prikazivanje informacija. U nastavku su sva ta sredstva detaljno razmotrena.

Dobivanje primarnih informacija i registracija jedan je od radno intenzivnih procesa. Stoga se naširoko koriste uređaji za mehanizirano i automatizirano mjerenje, prikupljanje i bilježenje podataka. Raspon ovih sredstava je vrlo opsežan. Tu spadaju: elektroničke vage, razni brojači, displeji, mjerači protoka, registar blagajne, strojevi za brojanje novčanica, bankomati i još mnogo toga. Tu spadaju i različiti proizvodni registratori namijenjeni obradi i bilježenju podataka o poslovnim transakcijama na računalne medije.

Sredstva za primanje i prijenos informacija. Prijenos informacija odnosi se na proces slanja podataka (poruka) s jednog uređaja na drugi. Interakcijski skup objekata, koji čine uređaji za prijenos i obradu podataka, naziva se mreža. Oni kombiniraju uređaje dizajnirane za prijenos i primanje informacija. Oni osiguravaju razmjenu informacija između mjesta njihova nastanka i mjesta njihove obrade. Struktura sredstava i metoda prijenosa podataka određena je lokacijom izvora informacija i objekata za obradu podataka, obujmom i vremenom prijenosa podataka, vrstama komunikacijskih linija i drugim čimbenicima. Sredstva za prijenos podataka predstavljaju pretplatničke točke (AP), prijenosna oprema, modemi, multiplekseri.

Sredstva za pripremu podataka predstavljaju uređaji za pripremu informacija na računalnim medijima, uređaji za prijenos informacija s dokumenata na medije, uključujući računalne uređaje. Ovi uređaji mogu obavljati sortiranje i podešavanje.

Alati za unos koriste se za percipiranje podataka iz računalnih medija i unos informacija u računalne sustave

Alati za obradu informacija igraju ključnu ulogu u kompleksu tehničkih alata za obradu informacija. Sredstva za obradu uključuju računala, koja su pak podijeljena u četiri klase: mikro, mala (mini); velika računala i superračunala. Postoje dvije vrste mikroračunala: univerzalna i specijalizirana.

I univerzalni i specijalizirani mogu biti ili višekorisnički - moćna računala opremljena s nekoliko terminala i rade u načinu dijeljenja vremena (poslužitelji), ili jednokorisnički (radne stanice), koji su specijalizirani za obavljanje jedne vrste posla.

Mala računala rade u načinu dijeljenja vremena i višezadaćnosti. Njihova pozitivna strana je pouzdanost i jednostavnost rada.

Velika računala (mainfarmi) karakteriziraju velika količina memorije, visoka tolerancija grešaka i performanse. Također ga karakterizira visoka pouzdanost i zaštita podataka; mogućnost povezivanja velikog broja korisnika.

Superračunala su moćna višeprocesorska računala s brzinom od 40 milijardi operacija u sekundi.

Poslužitelj je računalo posvećeno obradi zahtjeva od svih stanica na mreži i pružanje tim stanicama pristupa resursima sustava i distribuciji tih resursa. Univerzalni poslužitelj naziva se aplikacijski poslužitelj. Snažni poslužitelji mogu se klasificirati na mala i velika računala. Sada su vodeći Marshall serveri, a tu su i Cray serveri (64 procesora).

Alati za prikaz informacija koriste se za prikaz rezultata izračuna, referentnih podataka i programa na računalnim medijima, ispisu, ekranu i tako dalje. Izlazni uređaji uključuju monitore, pisače i crtače.

Monitor je uređaj dizajniran za prikaz informacija koje korisnik unese s tipkovnice ili izađe s računala.

Pisač je uređaj za ispis tekstualnih i grafičkih informacija na papir.

Ploter je uređaj za ispis crteža i dijagrama velikog formata na papir.

Tehnologija je skup znanstvenih i inženjerskih znanja implementiranih u tehnike rada, skupove materijalnih, tehničkih, energetskih, radnih čimbenika proizvodnje, metode njihova kombiniranja za stvaranje proizvoda ili usluge koja zadovoljava određene zahtjeve. Stoga je tehnologija neraskidivo povezana s mehanizacijom proizvodnog ili neproizvodnog, prvenstveno upravljačkog procesa. Tehnologije upravljanja temelje se na korištenju računala i telekomunikacijske tehnologije.

Prema definiciji koju je usvojio UNESCO, informacijska tehnologija je skup međusobno povezanih znanstvenih, tehnoloških i inženjerskih disciplina koje proučavaju metode za učinkovitu organizaciju rada ljudi uključenih u obradu i pohranu informacija; računalna tehnologija i metode organiziranja i interakcije s ljudima i proizvodnom opremom. Njihova praktična primjena, kao i društveni, ekonomski i kulturni problemi povezani sa svim tim. Same informacijske tehnologije zahtijevaju složenu obuku, velike početne troškove i tehnologiju visoke tehnologije. Njihovo uvođenje trebalo bi započeti izradom matematičkog softvera i formiranjem informacijskih tokova u sustavima specijalističkog obrazovanja.

Jedinica sustava sastoji se od kućišta s napajanjem i matične ploče (matične ploče). Napajanje pretvara naizmjenična struja u istosmjernu struju niskog napona. Snaga napajanja određuje koliko se dodatnih uređaja koji nemaju vlastito napajanje može spojiti na jedinicu sustava.

Matična ploča - glavni dio računala, uz pomoć kojeg se kombiniraju drugi elementi. Ovo je veliko isprintana matična ploča, na kojem se nalaze sustav i lokalne sabirnice, mikroprocesor, RAM, dodatni čipovi i utori za spajanje dodatnih uređaja. Matične ploče su unificirane prema standardnim veličinama (trenutno su najčešće AT, ATX, LPX, NLX).

Sistemska sabirnica dizajniran za prijenos informacija između središnjeg procesora i ostalih komponenti računala. Moderna računala koriste EISA, PCI, PCMCIA i AGP sabirnice. Sabirnice se dijele na sinkrone, gdje se podaci prenose prema frekvenciji takta (RSI), i asinkrone, gdje se podaci prenose u proizvoljnim vremenima (EISA).

CPU (Central Processing Unit - CPU) je veliki integrirani sklop implementiran na jednom poluvodičkom čipu, koji je dizajniran za softverski kontroliranu obradu informacija. Ovisno o vrsti instrukcija koje se izvršavaju, mikroprocesori se razlikuju između CISC (Complex Instruction Set Computer) i RISC (Reduce Instruction Set Computer). Prvi mikroprocesori bili su CISC procesori. RISC procesori koriste instrukcije jednake duljine, koje se lakše i brže izvode.

Bitni kapacitet mikroprocesora određuje koliko bitova informacija obrađuje u jednom taktu. Prvi mikroprocesor Intel 4004, koji se pojavio 1971., bio je s višestrukim pražnjenjem i imao je taktnu frekvenciju od 750 KHz. S razvojem procesora taktna frekvencija, širina registara i vanjske podatkovne sabirnice se povećava, a dekodiranje naredbi se poboljšava. Moderna računala Pentium III imaju radni takt od 450 MHz i više.

radna memorija može biti dinamičan ili statičan. Dinamička memorija s izravnim pristupom (DRAM) je memorija s izravnim pristupom (DRAM). Svaki bit takve memorije predstavlja se kao prisutnost ili odsutnost 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.

Prema načinu pristupa podacima memorija se dijeli na sinkronu i asinkronu. Dinamički memorijski čipovi izrađuju se u različitim paketima: SIMM (Single In line Memory Module), DIMM (Dual In line Memory Module). SDRAM je sinkroniziran sa mjeračem vremena sustava koji kontrolira CPU. SDRAM II (DDR - Double Data Rate) koristi preciznije interno mjerenje vremena, što udvostručuje brzinu pristupa.

Video memorija koristi dinamičku memoriju s izravnim pristupom, koja ima niz značajki: pristup se provodi u prilično velikim blokovima, podaci se ponovno upisuju bez prekidanja postupka čitanja.

BIOS (osnovni ulazno/izlazni sustav) - poseban čip koji sadrži skup ulazno/izlaznih programa pomoću kojih operativni sustav i aplikacijski programi mogu komunicirati s računalnim uređajima na fizička razina; program za testiranje računala i njegovih uređaja koji se pokreće kada se računalo uključi; program za postavljanje za promjenu parametara koji određuju konfiguraciju računala.

Uređaji za pohranu

Uređaji za pohranu informacija dizajnirani su za dugotrajnu pohranu velikih količina informacija. Ova vrsta memorije, za razliku od RAM-a, energetski je neovisna, tj. podaci se ne gube nakon isključivanja napajanja računala. Rad uređaja za pohranu informacija temelji se na različitim principima (magnetski, optički itd.). Trošak pohranjivanja jedinice informacije na njih znatno je niži u usporedbi s RAM-om, a volumen medija koji se koristi u ovim uređajima puno je veći, ali je vrijeme pristupa informacijama u njima još duže. Postoje pogoni s izmjenjivim i trajnim medijima. Pouzdanost pohranjivanja informacija na neizmjenjive medije puno je veća, a vrijeme pristupa kraće.

Za integraciju uređaja za pohranu informacija u računalo razvijena su posebna sučelja od kojih su danas najpopularnija IDE (Integrated Drive Electronics) i SCSI (Small Computer System Interface).

SCSI sučelje razvijeno je 1970. str. Na sabirnicu se može spojiti do osam uređaja, uključujući glavni SCSI kontroler. SCSI kontroler ima vlastiti BIOS koji upravlja osmobitnom SCSI sabirnicom, oslobađajući CPU.

IDE sučelje predloženo je 1988. Funkcije kontrolera implementirane su u elektronički dio uređaja. Razmjena podataka može se vršiti i preko središnjeg procesora (RIO - Programirani ulaz/izlaz) i izravno (DMA - Izravni pristup memoriji).

Streamers - pogoni magnetske trake. Obično se koriste za izradu sigurnosnih kopija velikih količina i imaju ugrađene mogućnosti kompresije podataka.

Vozi dalje tvrdi diskovi - to su uređaji sa stalnim trošenjem. često se nazivaju tvrdim diskovima. Sadrže mehanički pogon, glave za čitanje za upis na više medija te kontroler koji osigurava rad uređaja i prijenos podataka. Za snimanje informacija koriste se magnetska svojstva površine medijskih diskova.

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

Kod 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 s diskom je puno veća važno.

Izmjenjivi diskovi: pogoni za diskete veličine "i 5,25" - FDD (Floppy Disk Drive), magneto-optički diskovi - MOD (Magneto-Optical Disk), CD-ROM, CD-RW, DVD (Digital Versatile Disk). Omogućuju vam prijenos informacija s jednog računala na drugo i izradu arhivskih kopija informacija sadržanih na vašem tvrdom disku.

Treba napomenuti da vrijeme pristupa i brzina čitanja i pisanja ne ovise samo o samom uređaju, već i o parametrima cjelokupnog komunikacijskog puta s diskom: o brzini kontrolera diska, sistemske sabirnice i središnjeg procesora računala.

Tipkovnica je glavni uređaj za unos informacija u računalo. Ovo je skup mehaničkih senzora koji prepoznaju pritiske tipki i zatvaraju određeni strujni krug. Razvijene su mnoge vrste tipkovnica koje se uglavnom razlikuju po ergonomskim svojstvima. Dodatni uređaji, poput mikrofona, mogu se ugraditi u tipkovnicu. Najčešći tipovi tipkovnica su oni s mehaničkim i membranskim prekidačima. Tehnologija temeljena na membranskim prekidačima smatra se ipak naprednijom posebne prednosti nema.

Miševi I trackballs - to su koordinatni uređaji za unos informacija u računalo. Imaju dva ili tri gumba za upravljanje, ali treći gumb se praktički ne koristi. Osim toga, miš s dvostrukom tipkom može imati poseban kotačić za brzo pregledavanje informacija na više stranica. Uobičajeni su i mehanički i optički miševi koji omogućuju veću preciznost. Postoje tri načina povezivanja miša: preko serijskog COM porta, PS/2 porta i USB priključak. U trackballs Ne kreće se tijelo, već samo njegova lopta, što vam omogućuje povećanje točnosti kontrole kursora i ne zahtijeva dodatni prostor za rad. Trackballs se obično koriste u prijenosnim računalima.

Skener je uređaj kojim se informacije s papirnatih medija unose u računalo. Optička razlučivost skenera određuje veličinu elemenata koje skener može prenijeti bez izobličenja. Razlučivost ovisi o broju elemenata koji se koriste po jedinici duljine u nizu fotoosjetljivih elemenata i o koraku kretanja uređaja za skeniranje. Mjeri se u dpi - broju točaka po inču.

Sve modele skenera možemo podijeliti na ručne, plošne, rolo i bubnjevi Ručni skeneri moraju se pomicati rukom preko materijala koji se skenira. U plošnim skenerima, glava za skeniranje se pomiče preko slike pomoću koračnog motora. Roll skeneri povlače slike kroz uređaj za skeniranje. Bubnjasti skeneri koriste fotomultiplikator kao element osjetljiv na svjetlo.

Osim toga, skeneri se dijele na monotrem, da koriste tri ravnala za istovremeno dobivanje informacija o tri osnovne boje, a tronošci da u jednom prolazu dobivaju informacije o jednoj boji. Dubina boje skenera određena je brojem bitova koji se koriste za pohranu informacija o boji. Moderni skeneri koriste najmanje 24 bita (8 bita po boji).

Za komunikaciju s računalom skeneri koriste serijske i paralelne priključke, kao i SCSI i USB sučelja.

Elektronski tablet - koordinatni pretvarač, koristi se uglavnom za CAD zadatke.

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

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

Studenti, diplomanti, mladi znanstvenici koji koriste bazu znanja u svom studiju i radu bit će vam vrlo zahvalni.

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

MINISTARSTVO OBRAZOVANJA I ZNANOSTI UKRAJINE

NACIONALNO TEHNIČKO SVEUČILIŠTE

"POLITEHNIČKI INSTITUT KHARKIV"

ODJEL "INFORMACIJSKI SUSTAVI"

na temu: “Tehnička sredstva obrade informacija”

na kolegiju "Informatika"

Izradio: Student 1. godine, grupa: Ek50A

Gorbačenko Alena Dmitrijevna

Provjerio: izvanredni profesor Zavoda za SI

Tkachenko V.A.

Kharkov 2010

Uvod

Za informatiku računalo nije samo alat za rad s informacijama, već i predmet proučavanja. Naučit ćete kako računalo radi, koji se poslovi s njime mogu obavljati i koji programski alati za to postoje.

Od davnina su ljudi nastojali olakšati svoj posao. U tu svrhu stvoreni su različiti strojevi i mehanizmi za poboljšanje ljudskih fizičkih sposobnosti. Računalo je izumljeno sredinom 20. stoljeća kako bi se poboljšale mogućnosti ljudskog mentalnog rada, odnosno rada s informacijama.

Po svojoj namjeni računalo je univerzalno tehničko sredstvo za rad čovjeka s informacijama. Računalo je prema načelima svog dizajna model osobe koja radi s informacijama.

Od pojave prvog elektroničkog računala prošlo je nešto više od 50 godina. U tom kratkom razdoblju razvoja društva izmijenilo se nekoliko generacija računala, a prva računala danas su muzejska rijetkost. Povijest samog razvoja računalna tehnologija je od velikog interesa, pokazujući blisku vezu između matematike i fizike (prvenstveno fizike čvrstog stanja, poluvodiča, elektronike) i suvremene tehnologije čiji je stupanj razvoja uvelike određen napretkom u proizvodnji računalne opreme.

1. Povijest razvoja računala

1.1 Prva generacija računala (1948. - 1958.)

Elementarna baza strojeva ove generacije bile su elektroničke cijevi - diode i triode. Strojevi su bili namijenjeni rješavanju relativno jednostavnih znanstvenih i tehničkih problema. U ovu generaciju računala spadaju: MESM, BESM-1, M-1, M-2, M-Z, “Strela”, “Minsk-1”, “Ural-1”, “Ural-2”, “Ural-3”, M-20, “Setun”, BESM-2, “Hrazdan”. Bili su velike veličine, trošili su puno energije, imali nisku pouzdanost i slab softver. Njihova brzina nije prelazila 2-3 tisuće operacija u sekundi, kapacitet RAM-a bio je 2K ili 2048 strojnih riječi (1K=1024) duljine 48 binarnih znakova. Godine 1958. pojavio se stroj M-20 s 4K memorijom i brzinom od oko 20 tisuća operacija u sekundi. U strojevima prve generacije implementirani su osnovni logički principi konstrukcije elektroničkih računala i koncepti Johna von Neumanna o radu računala pomoću programa unesenog u memoriju i početnih podataka (brojeva).

računalna tipkovnica monitor miš

1.2 Druga generacija računala (1959.-1967.)

Elementarna baza strojeva ove generacije bili su poluvodički uređaji. Strojevi su bili namijenjeni za rješavanje raznih radno intenzivnih znanstvenih i tehničkih problema, kao i za upravljanje tehnološkim procesima u proizvodnji. Pojava poluvodičkih elemenata u elektronički sklopovi značajno povećao kapacitet RAM-a, pouzdanost i brzinu računala. Smanjene su dimenzije, težina i potrošnja energije. Pojavom strojeva druge generacije značajno se proširio opseg uporabe elektroničke računalne tehnologije, ponajviše zbog razvoja softvera.

Pojavili su se i specijalizirani strojevi, na primjer, računala za rješavanje ekonomskih problema, za upravljanje proizvodnim procesima, sustavi za prijenos informacija itd.

1.3 Treća generacija računala (1968-13-973)

Elementarna baza računala su mali integrirani sklopovi (SIC). Strojevi su bili namijenjeni širokoj uporabi u raznim područjima znanosti i tehnologije (proračuni, upravljanje proizvodnjom, pokretni objekti itd.). Zahvaljujući integriranim krugovima bilo je moguće značajno poboljšati tehničke i operativne karakteristike računala. Na primjer, strojevi treće generacije, u usporedbi sa strojevima druge generacije, imaju veću količinu RAM-a, povećane performanse, povećanu pouzdanost i smanjenu potrošnju energije, otisak i težinu.

1.4 Četvrta generacija računala (1974.-1982.)

Elementarna baza računala su veliki integrirani sklopovi (LSI). Strojevi su trebali dramatično povećati produktivnost rada u znanosti, proizvodnji, menadžmentu, zdravstvu, uslugama i svakodnevnom životu. Visok stupanj integracije pomaže povećati gustoću pakiranja elektroničke opreme i poboljšati njezinu pouzdanost, što dovodi do povećanja performansi računala i smanjenja njegovih troškova. Sve to ima značajan utjecaj na logična struktura(arhitektura) računala i njegovog softvera.

1.5 Peta generacija

90-e; Računala s mnogo desetaka paralelno djelujućih mikroprocesora, što omogućuje izgradnju učinkovitih sustava za obradu znanja; Računala na ultrasloženim mikroprocesorima s paralelno-vektorskom strukturom, koja istovremeno izvršavaju desetke sekvencijalnih programskih naredbi;

Šesta i naredne generacije; optoelektronička računala s masivnim paralelizmom i neutronskom strukturom – s distribuiranom mrežom velikog broja (desetke tisuća) jednostavnih mikroprocesora koji modeliraju arhitekturu neutronskih bioloških sustava.

2. Klasifikacija računala

Prema namjeni računala se mogu podijeliti u tri skupine: univerzalna (opće namjene), problemski orijentirana i specijalizirana.

Univerzalna računala namijenjena su rješavanju najrazličitijih inženjerskih i tehničkih problema: ekonomskih, matematičkih, informacijskih i drugih problema koje karakterizira složenost algoritama i velika količina obrađenih podataka. Naširoko se koriste u zajedničkim računalnim centrima i drugim moćnim računalnim sustavima.

Karakteristične značajke računala opće namjene su:

visoke performanse;

raznovrsnost oblika obrađenih podataka: binarni, decimalni, simbolički, s velikim rasponom promjena i visokim stupnjem njihove zastupljenosti;

širok raspon operacija koje se izvode, kako aritmetičkih, logičkih, tako i posebnih;

veliki kapacitet RAM-a;

dobro razvijena organizacija informacijskog ulazno-izlaznog sustava, osiguravajući povezivanje različitih vrsta vanjskih uređaja.

Problemski orijentirana računala koriste se za rješavanje užeg spektra problema povezanih, u pravilu, s upravljanjem tehnološkim objektima; registriranje, prikupljanje i obrada relativno malih količina podataka; izvođenje izračuna korištenjem relativno jednostavnih algoritama; imaju ograničene hardverske i softverske resurse u usporedbi s glavnim računalima.

Problemski orijentirana računala uključuju, posebice, sve vrste upravljačkih računalnih sustava.

Specijalizirana računala koriste se za rješavanje uskog spektra problema ili implementaciju strogo definirane skupine funkcija. Takva uska orijentacija računala omogućuje jasnu specijalizaciju njihove strukture, značajno smanjenje njihove složenosti i troškova uz održavanje visoke performanse i pouzdanost njihovog rada.

Specijalizirana računala uključuju, na primjer, programabilne mikroprocesore za posebne namjene; adapteri i kontroleri koji obavljaju funkcije logičkog upravljanja pojedinačnim jednostavnim tehničkim uređajima za koordinaciju i povezivanje rada čvorova računalnog sustava. Takva računala također uključuju, na primjer, on-board računala automobila, brodova, zrakoplova i svemirskih letjelica. Ugrađena računala kontroliraju pomoć za orijentaciju i navigaciju, nadziru stanje sustava u vozilu i obavljaju neke funkcije automatska kontrola i komunikacija, kao i većina funkcija za optimizaciju radnih parametara objekta (primjerice, optimizacija potrošnje goriva objekta ovisno o specifičnim uvjetima vožnje). Specijalizirana miniračunala usmjerena na rad s grafikom nazivaju se grafičke stanice. Specijalizirana računala koja povezuju računala poduzeća u jednu mrežu nazivaju se poslužitelji datoteka. Računala koja osiguravaju prijenos informacija između različitih sudionika svjetske računalne mreže nazivaju se mrežni poslužitelji.

U mnogim slučajevima obična računala opće namjene mogu se nositi sa zadacima specijaliziranih računalnih sustava, ali se vjeruje da je uporaba specijaliziranih sustava ipak učinkovitija. Kriterij za ocjenu učinkovitosti je omjer produktivnosti opreme i njezine cijene.

Računala se prema veličini i funkcionalnosti dijele na ultravelika, velika, mala i ultramala (mikroračunala).

Funkcionalnost računala određuje najvažnije tehničke i operativne karakteristike:

učinak, mjeren prosječnim brojem operacija koje stroj izvrši po jedinici vremena;

bitnost i oblici prikaza brojeva s kojima računalo operira;

nomenklatura, kapacitet i brzina svih uređaja za pohranu podataka;

nomenklatura i tehničko-ekonomska svojstva vanjskih uređaja za pohranu, razmjenu i unos/izlaz informacija;

vrste i kapacitet komunikacijskih uređaja i međusobno sučelje računalnih čvorova (intra-strojno sučelje);

sposobnost računala da istovremeno radi s više korisnika i izvršava više programa istovremeno (multiprogramiranje);

vrste i tehničke i operativne karakteristike operativnih sustava koji se koriste u stroju;

dostupnost i funkcionalnost softver;

sposobnost izvršavanja programa napisanih za druge vrste računala ( kompatibilnost softvera s drugim vrstama računala);

sustav i struktura strojnih instrukcija;

mogućnost povezivanja na komunikacijske kanale i računalnu mrežu;

radna pouzdanost računala;

koeficijent korisnog korištenja računala u vremenu, određen omjerom vremena koristan rad i vrijeme prevencije.

Slika Shema klasifikacije računala prema njihovoj računskoj snazi ​​i dimenzijama

Povijesno gledano, prva su se pojavila velika računala čija je elementarna baza išla od vakuumskih cijevi do integriranih sklopova s ​​ultravisokim stupnjem integracije. Prvo glavno računalo, ENIAC, stvoreno je 1946. godine. Ovaj je stroj imao masu veću od 50 tona, brzinu od nekoliko stotina operacija u sekundi, RAM s kapacitetom od 20 brojeva; zauzimao je veliku halu površine 100 m2.

Performanse velikih računala pokazale su se nedostatnim za niz zadataka: vremensku prognozu, upravljanje složenim obrambenim sustavima, modeliranje sustava okoliša itd. To je bio preduvjet za razvoj i stvaranje superračunala, najmoćnijih računalnih sustava koji trenutno se intenzivno razvijaju.

Pojava malih računala 70-ih godina bila je posljedica, s jedne strane, napretka u području elektroničkih komponenti, a s druge strane redundancije velikih računalnih resursa za niz aplikacija. Za upravljanje tehnološkim procesima najčešće se koriste mala računala. Kompaktniji su i puno jeftiniji od velikih računala.

Daljnji napredak u području elementne baze i arhitektonskih rješenja doveo je do pojave supermini računala - računala koje po arhitekturi, veličini i cijeni pripada klasi malih računala, ali je po performansama usporedivo s velikim računalom.

Izum mikroprocesora 1969. doveo je do pojave 70-ih godina još jedne klase računala - mikroračunala. Prisutnost mikroprocesora je u početku služila kao značajka koja je definirala mikroračunalo. Sada se mikroprocesori koriste u svim klasama računala bez iznimke.

Superračunala su najmoćniji računalni strojevi u pogledu brzine i performansi. Superračunala uključuju “Cray” i “IBM SP2” (SAD). Koriste se za rješavanje velikih računalnih problema i modeliranja, za složene proračune u aerodinamici, meteorologiji, fizici visokih energija, a koriste se i u financijskom sektoru.

Veliki strojevi ili velika računala. Glavna računala koriste se u financijskom sektoru, obrambenom kompleksu i koriste se za osoblje odjelskih, teritorijalnih i regionalnih računalnih centara.

Za upravljanje složenim tehnološkim proizvodnim procesima koriste se računala srednje veličine opće namjene.

Mini-računala su dizajnirana za korištenje kao upravljački računalni sustavi i kao mrežni poslužitelji.

Mikroračunala su računala koja koriste mikroprocesor kao središnju procesorsku jedinicu. Tu spadaju ugrađena mikroračunala (ugrađena u različitu opremu, opremu ili instrumente) i osobna računala (PC).

Moderna osobna računala imaju gotovo iste karakteristike kao miniračunala iz osamdesetih. Na temelju ove klase računala izgrađene su automatizirane radne stanice (AWS) za stručnjake na različitim razinama i koriste se kao sredstvo obrade informacija u informacijskim sustavima.

Osobna računala uključuju stolna i prijenosna računala.

Prijenosna računala uključuju prijenosna računala (notebook ili notebook) i džepna osobna računala (Personal Computers Handheld - Handheld PC, Personal Digital Assistants - PDA i Palmtop).

3 Arhitektura računala

Klasična načela arhitekture računala predložena su u radu J. von Neumanna, G. Goldsteiga i A. Burksa 1946. godine i poznata su kao “von Neumannova načela”. Autori su uvjerljivo pokazali prednosti binarnog sustava za tehničku implementaciju pogodnosti i jednostavnosti izvođenja aritmetike i logičke operacije. Računala su počela obrađivati ​​nenumeričke vrste informacija - tekst, grafiku, zvuk i druge, ali binarno kodiranje podataka još uvijek informacijska osnova svako moderno računalo

3.1 Princip pohranjenog programa

U početku je program postavljen instaliranjem skakača na posebnu patch ploču. Ovo je bio vrlo naporan zadatak. Neumann je prvi shvatio da se program također može pohraniti u obliku nula i jedinica, te u istoj memoriji kao i brojevi koje obrađuje. Nepostojanje temeljne razlike između programa i podataka omogućilo je računalu da za sebe oblikuje program u skladu s rezultatima izračuna.

Von Neumann nije samo iznio temeljna načela logičke strukture računala, već je također predložio njegovu strukturu (vidi sliku 1), koja je reproducirana tijekom prve dvije generacije računala.

Upravljačka jedinica (CU) i aritmetičko-logička jedinica (ALU) u modernim računalima spojene su u jednu jedinicu - procesor, koji je pretvarač informacija koje dolaze iz memorije i vanjskih uređaja.

Memorija (memorija) pohranjuje informacije (podatke) i programe. Uređaj za pohranu u modernim računalima je "višeslojan" i uključuje memoriju s izravnim pristupom (RAM) i vanjske uređaje za pohranu (ESD).

RAM je uređaj koji pohranjuje informacije s kojima računalo izravno radi u određenom trenutku (izvršni program, dio podataka potrebnih za njega, neki kontrolni programi).RAM uređaji imaju puno veći kapacitet od RAM-a, ali su znatno veći. sporije.

3.2 Načelo sekvencijalnog izvođenja operacija

Strukturno, glavna memorija se sastoji od numeriranih ćelija. Bilo koja ćelija dostupna je procesoru u bilo kojem trenutku. Iz toga slijedi da je moguće imenovati memorijska područja tako da se vrijednostima pohranjenim u njima kasnije može pristupiti ili mijenjati tijekom izvođenja programa koristeći dodijeljena imena.

4. Računalni uređaji i njihove karakteristike

Osobna računala su ona koja istovremeno može koristiti samo jedan korisnik. Osobna računala imaju samo jednu radnu stanicu.

Pojam "konfiguracija" računala odnosi se na popis uređaja uključenih u njegov sastav.

U skladu s načelom otvorene arhitekture, računalni hardver može biti vrlo različit. Ali svako osobno računalo ima obvezni i dodatni skup uređaja.

Potreban set uređaja:

Monitor je uređaj za ispis tekstualnih i grafičkih informacija.

Tipkovnica je uređaj za unos tekstualnih informacija.

Sustavna jedinica je kombinacija velikog broja različitih računalnih uređaja.

4.1 Jedinica sustava

Sistemska jedinica najvažnija je jedinica računala. Na njega su spojene sve ostale jedinice koje se nazivaju vanjski ili periferni uređaji. Sistemska jedinica sadrži glavne elektroničke komponente računala. Računalo je izgrađeno na bazi VLSI (ultra-large-scale integriranih krugova), a gotovo svi su smješteni unutar sistemske jedinice, na posebnim pločama (pločica je plastična ploča na koju su učvršćene i međusobno povezane elektroničke komponente - VLSI, mikro krugovi, itd.). Najvažnija ploča u računalu je matična ploča. Sadrži središnji procesor, koprocesor, memoriju s izravnim pristupom (RAM) i konektore za spajanje upravljačkih ploča vanjskih uređaja.

Jedinica sustava sadrži:

· napajanje - uređaj koji pretvara izmjenični mrežni napon u istosmjerni napon različitog polariteta i veličine, neophodan za napajanje matične ploče i internih uređaja. Napajanje sadrži ventilator koji stvara strujanje zraka za hlađenje jedinice sustava.

· matična ploča (matična ploča);

· autocesta (sustavna sabirnica);

· procesor;

· zvučna kartica;

· video kartica (grafička kartica);

· tvrdi diskovi;

· disketni pogoni;

· optički, magnetooptički i drugi uređaji za pohranu podataka;

· CD-ROM, DVD-ROM pogon;

4.2 Monitor

Monitor je jedno od glavnih univerzalnih sredstava za prikaz informacija koje pokazuju što računalo trenutno radi. Monitor je spojen na video karticu instaliranu u računalu.

Monitori su dostupni s različitim cijevima - od 14 do 21 inča. Cijev se mjeri dijagonalno od kuta do kuta - to se ne odnosi na horizontalnu širinu. Budući da su vanjski rubovi cijevi djelomično skriveni tijelom monitora, vidljiva dijagonala zaslona uvijek je manja od njegove specificirane veličine.

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

Upravljačka ploča monitora može sadržavati kontrole, gumbe ili kombinaciju oba. Svi osim najjeftinijih monitora imaju upute za postavljanje prikazane na zaslonu. Postavke vam omogućuju promjenu svjetline, kontrasta i položaja slike na zaslonu.

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

4.3 Tipkovnica

Tipkovnica zauzima prvo mjesto u hijerarhiji ulaznih uređaja. Osim punog skupa slova, brojeva i matematičkih simbola, tipkovnica ima kontrolne tipke kao što su tabulator i povratak na novi red. Osim toga, postoje tipke povezane isključivo s naredbama - na primjer, pomicanje pokazivača po ekranu, pomicanje na početak ili kraj dokumenta i brisanje pogrešaka. Glavna funkcija tipkovnice je unos numeričkih i tekstualnih informacija. Tipkovnica dolazi u različitim bojama i oblicima, ali bez obzira na izgled generira standardni skup digitalnih kodova koje računalo prepoznaje. Tipkovnica se sastoji od mikroprocesora, te 104 tipke i 3 indikatorske lampice u gornjem desnom kutu koje informiraju o načinima rada. Kabel preuzima napajanje iz računala i usmjerava ga na tipkovnicu. Kontakti ispod svake tipke povezani su s mikroprocesorom tako da se svaka tipka može lako identificirati. Kada se pritisne tipka, dolazi do skretanja u električnom toku. Mikroprocesor šalje kod računalu koji se naziva kod za prozivanje tipkovnice. Također detektira kada su dvije tipke pritisnute u isto vrijeme, kao što je slučaj kada koristite Shift za upisivanje velikih slova. U jeftinim tipkovnicama kontakti ispod tipki nalikuju sendvičima na fleksibilnoj membrani. Brže se kvare od skupih modela koji koriste mehaničke prekidače za svaku tipku. Razlika je također u kvaliteti rada i proizvedenoj buci.

Standardne tipkovnice imaju QWERTY raspored (naziv dolazi od prvih šest engleskih slova u gornjem redu) i dolaze u sljedećim vrstama: otporne na mrlje i vodoodbojne; ergonomske, dječje tipkovnice i one infracrvene koje ne zahtijevaju kabelsku vezu.

4.4 luke

Na priključke su spojeni periferni ulazno/izlazni uređaji. Priključci za priključke obično se instaliraju izravno na matičnu ploču i postavljaju na stražnju stijenku računala. Priključci su u interakciji s južnim mostom čipseta; također je moguće da neke priključke servisira specijalizirani SuperlO čip, koji zauzvrat komunicira s južnim mostom. Portovi se također nazivaju sučeljima. Na stražnjoj ploči računala možete pronaći konektore za sljedeće priključke (sučelja).

Serijski priključak (COM). U računalima je prisutan više od dva desetljeća, ali u U zadnje vrijeme ne koristi se često. U početku su računala imala dva serijska priključka COMI i COM2, ali mnoge moderne ploče imaju priključak samo za COMI, a neke nove ploče nemaju serijski priključak jer je zastario.

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

Port za igru. Na njega su povezani joystickovi, volani i drugi kontroleri za igre. Nova računala nemaju ovaj priključak, a moderni uređaji za igranje spajaju se putem USB-a.

PS/2 priključak. Većina računala ima dva od ovih specijaliziranih priključaka: prvi za spajanje tipkovnice, drugi za miš. Ako ih nema, tipkovnicu i miš treba spojiti na USB konektor.

USB. Najpopularnije sučelje za širok izbor periferni uređaji. Na stražnjoj ploči obično se nalazi od 2 do 8 USB konektori Osim toga, nekoliko konektora može biti prisutno na prednjoj ploči računala

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

Priključci za zvučni adapter. Svaka matična ploča dolazi s ugrađenim audio adapterom, a stražnja ploča obično ima nekoliko konektora za spajanje 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 spajanje monitora. Ako imate integrirani video adapter, ovaj konektor će se nalaziti na stražnjoj stijenci matične ploče.

4.5 Miš

Računalni miš ne izgleda kao njegov imenjak, ali ovo ime je čvrsto vezano za njega. Glavna zadaća miša je upravljanje kretanjem pokazivača po ekranu.

Svi miševi rade gotovo isto. Kuglica unutar miša trlja se o valjke. Na kraju svakog valjka nalazi se disk i senzor za detekciju kretanja. Također, rotacija kuglice prenosi se na dvije plastične osovine čiji položaj s velikom točnošću očitavaju infracrveni optokapleri (odnosno parovi emiter svjetlosti-fotodetektor). Jedan valjak se okreće dok pomičete miša lijevo-desno, a drugi se okreće dok pomičete miša naprijed-natrag. Ti se pokreti bilježe u uputama pokazivača na zaslonu.

Većina miševa je optičko-mehanička. Ali postoje potpuno mehaničke i optičke opcije. Mehanički dijelovi miša su čelična kuglica obložena gumom i dva (ili više) valjka. Valjci rade s optičkim detektorima koji otkrivaju horizontalne i vertikalne pokrete. Potrebni su dodatni valjci za stabilizaciju lopte i glatkije kretanje. Kako se miš pomiče, valjci bilježe stupanj, brzinu i smjer. Ovi se podaci šalju na računalo. Korisnik pritisne jednu od tipki miša. signal se šalje na operacijski sustav i govori softveru koja je tipka pritisnuta. Softver tada dovršava zadatak.

Postoje tri načina povezivanja miša s računalom. Većina miševa spaja se na PS/2 priključak, koji je standardan na svim miševima. moderna računala. Na starijim računalima miševi su spojeni na serijski priključak. Neki miševi se spajaju putem USB priključka (ovako se laserski miševi spajaju na računalo). Ovaj priključak imaju samo nova računala.

Rezolucija miševa je obično oko 600 dpi (točaka po inču). To znači da kada pomaknete miš za 1 inč (2,54 cm), pokazivač miša na zaslonu pomakne se za 600 točaka.

Miševi obično imaju dvije kontrolne tipke, koje se koriste pri radu s programima grafičkog sučelja. Trenutno su se miševi pojavili s dodatnim kotačićem koji se nalazi između gumba. Dizajniran je za pomicanje gore ili dolje po slikama, tekstovima ili web stranicama koje ne stanu u potpunosti na zaslon.

Moderni modeli miševa često su bežični - spajaju se na računalo bez kabela, koristeći obične baterije.

Kod prijenosnih računala umjesto miša koristi se touchpad (od engleske riječi TouchPad), koji je pravokutna ploča koja je osjetljiva na pomicanje i pritisak prstiju. Pomicanje prsta po površini touchpad se pretvara u kretanje pokazivača na ekranu monitora. Pritisak na površinu dodirne podloge jednak je pritisku tipke miša.

5. Strukturna shema i PC uređaj

Glavni uređaj PC-a je matična ploča, koji definira njegovu konfiguraciju. Svi PC uređaji povezani su na ovu ploču pomoću konektora koji se nalaze na ovoj ploči. Povezivanje svih uređaja u jedinstveni sustav osigurano je okosnicom sustava (sabirnicom) koju čini podatkovna, adresna i upravljačka linija.

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

Povezivanje svih vanjskih uređaja: tipkovnice, monitora, vanjskih uređaja za pohranu podataka, miša, pisača itd. osiguran putem kontrolera, adaptera, kartica.

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

Mikroprocesor .

Središnji mikroprocesor (mali čip koji obavlja sve izračune i obradu informacija) jezgra je osobnog računala. Računala kao što je IBM PC koriste mikroprocesore tvrtke Intel i kompatibilne mikroprocesore drugih tvrtki.

Komponente mikroprocesora:

ALU izvodi logičke i aritmetičke operacije

· Kontrolni uređaj upravlja svim PC uređajima

Registri se koriste za pohranu podataka i adresa

· Upravljački krug sabirnice i porta - priprema uređaje za razmjenu podataka između mikroprocesora i ulazno/izlaznog porta, a također kontrolira adresnu i upravljačku sabirnicu.

· Glavne karakteristike procesora:

· Bitni kapacitet - broj binarnih bitova koji se istovremeno obrađuju prilikom izvođenja jedne naredbe. Većina modernih procesora su 32-bitni procesori, ali dostupni su i 64-bitni procesori.

· Frekvencija sata - broj ciklusa rada uređaja po jedinici vremena. Što je veća brzina takta, veća je izvedba.

· Dostupnost ugrađenog matematičkog koprocesora

· Dostupnost i veličina predmemorije.

· RADNA MEMORIJA

Memorija s izravnim pristupom (RAM ili RAM) je memorijsko područje namijenjeno pohranjivanju informacija tijekom jedne sesije rada s računalom. Strukturno, RAM je izrađen u obliku integriranih krugova.

Iz njega procesor čita programe i početne podatke za obradu u svoje registre, te u njega upisuje rezultate. Ova memorija je dobila naziv "RAM" jer radi vrlo brzo, kao rezultat toga procesor ne mora čekati kada čita ili upisuje podatke u memoriju.

Međutim, brzina RAM-a manja je od brzine registara procesora, pa prije izvršavanja naredbi procesor upisuje podatke iz RAM-a u registre. Na temelju principa rada razlikujemo dinamičku memoriju i statičku memoriju.

Dinamičke memorijske ćelije su mikrokondenzatori koji akumuliraju naboj na svojim pločama. Statičke memorijske ćelije su bistabili koji mogu biti u dva stabilna stanja.

Glavni parametri koji karakteriziraju RAM su kapacitet i vrijeme pristupa memoriji. Tip RAM-a DDR SDRAM (sinkrona memorija s dvostrukom brzinom prijenosa podataka) smatra se najperspektivnijim za računala.

Privremena memorija

Računalo mora biti osigurano brz pristup u RAM, inače će mikroprocesor biti u stanju mirovanja i performanse računala će se smanjiti. Stoga su moderna računala opremljena cache memorijom ili memorijom s izravnim pristupom.

Ako postoji Cache memorija, podaci iz RAM-a se prvo upisuju u nju, a zatim u registre procesora. Prilikom ponovnog pristupa memoriji, potrebni podaci se prvo pretražuju u Cache memoriji i potrebni podaci iz Cache memorije se prenose u registre, čime se performanse povećavaju.

Kontrolori

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

U osobnom računalu informacije s vanjskih uređaja (tipkovnice, tvrdi disk itd.) šalje se u RAM, a informacije (rezultati izvršavanja programa) iz RAM-a također se izlaze na vanjske uređaje (monitor, HDD, pisač itd.).

Dakle, računalo mora razmjenjivati ​​informacije (ulaz-izlaz) između RAM-a i vanjskih 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 specijalizirani procesor.

Kontroleri ili adapteri (sklopovi koji upravljaju vanjskim uređajima računala) nalaze se na zasebnim pločama koje se umeću u standardizirane konektore (utore) na matičnoj ploči

Autocesta sustava.

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

Za spajanje kontrolera ili adaptera, moderna računala opremljena su utorima kao što je PCI. PCI - E Express utori za spajanje novih uređaja na bržu podatkovnu sabirnicu. AGP utori su dizajnirani za povezivanje video adaptera

Za spajanje pogona ( tvrdi diskovi i CD-i) koriste se IDE i SCSI sučelja. Sučelje je skup sredstava za povezivanje i komunikaciju računalnih uređaja.

Povezivanje perifernih uređaja (pisači, miševi, skeneri itd.) provodi se preko posebnih sučelja koja se nazivaju portovi. Priključci su instalirani na stražnjoj stijenci sistemske jedinice.

Utori za proširenje konfiguracije računala (konektori) dizajnirani su za spajanje dodatnih uređaja na glavnu podatkovnu sabirnicu računala. Glavne kartice za proširenje dizajnirane za spajanje dodatnih uređaja na sabirnicu uključuju:

· Video adapteri (video kartice)

· Zvučne kartice

· Interni modemi

Mrežni adapteri (za povezivanje na lokalna mreža)

SCSI adapteri

Vanjska memorija. Klasifikacija pogona

Pogoni se koriste za pohranjivanje programa i podataka na računalu. različite vrste. Pogoni su uređaji za pisanje i čitanje informacija s raznih medija za pohranu. Postoje pogoni s izmjenjivim i ugrađenim medijima.

Ovisno o vrsti medija za pohranjivanje, pogoni se dijele na pogone magnetske trake i diskovne pogone. Pogoni magnetske trake uključuju pogone trake, itd. Šira klasa pogona sastoji se od pogona diska.

Po načinu zapisivanja i čitanja informacija na mediju diskovne pogone dijelimo na magnetske, optičke i magnetooptičke.

Diskovi uključuju:

· disketni pogoni;

· uređaji za pohranu na neizmjenjivim tvrdim diskovima (tvrdi diskovi);

· uređaji za pohranu na prijenosnim tvrdim diskovima;

Uređaji za magnetsko pohranjivanje optički diskovi;

· optički pogoni (CD-R CD-RW CD-ROM) s jednokratnim pisanjem i

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

Dodatni uređaji

Periferije su uređaji koji se spajaju na PC kontrolere i proširuju njegovu funkcionalnost.

Prema namjeni, dodatni uređaji se dijele na:

· uređaji za unos (kuglice, joystickovi, svjetleće olovke, skeneri, digitalne kamere, digitalizatori)

izlazni uređaji (ploteri ili crtači)
uređaji za pohranu (streameri, zip pogoni, magneto-optički pogoni, HiFD pogoni, itd.)

uređaji za razmjenu (modemi)

6. Prikaz informacija na računalu, mjerne jedinice informacija

Računalo koristi binarni brojevni sustav, tj. Svi brojevi u računalu predstavljeni su nulama i jedinicama, tako da računalo može obraditi samo informacije koje su predstavljene u digitalnom obliku.

Za pretvorbu numeričkih, tekstualnih, grafičkih i audio informacija u digitalne informacije potrebno je primijeniti kodiranje. Kodiranje je transformacija podataka jedne vrste kroz podatke druge vrste. Računalo koristi binarni sustav kodiranja koji se temelji na predstavljanju podataka kao niza od dva znaka: 1 i 0, koji se nazivaju binarne znamenke (skraćeno bit).
Dakle, jedinica informacije u računalu je jedan bit, tj. binarna znamenka 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 8). Veća jedinica informacija je kilobajt (KB), koji je jednak 1024 bajta (1024 = 2 na potenciju 10). Još veće podatkovne jedinice: megabajt, gigabajt, terabajt (1 MB = 1024 KB; 1 GB = 1024 MB; 1 TB = 1024 GB).

Cijeli brojevi se binarno kodiraju vrlo jednostavno (dijeljenjem broja s dva). Za kodiranje nenumeričkih informacija koristi se sljedeći algoritam: sve moguće vrijednosti kodiranih informacija su numerirane i ti su brojevi 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 znamenki može kodirati 256 razni likovi.

Postojeći ASCII standard (8-bitni sustav kodiranja) sadrži dvije tablice kodiranja - osnovnu i proširenu. Prva tablica sadrži 128 osnovnih znakova, sadrži kodove znakova 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 znakovnih kodova zamijenjeno je znakovima iz nacionalne abecede. 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 računala koja pokreću Windows. Drugo kodiranje za ruski jezik je KOI - 8, koje se također široko koristi u računalnim mrežama i ruskom internetskom sektoru.

Trenutno postoji univerzalni UNICODE sustav koji se temelji na 16-bitnom kodiranju znakova. Ovaj 16-bitni sustav pruža univerzalne kodove za 65 536 različitih znakova, 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 točaka i njihova svojstva opisuju se pomoću cijelih brojeva, koji su kodirani pomoću binarnog koda. Tako crno-bijelo grafički objekti može se opisati kombinacijom točaka s 256 nijansi sive, tj. Za kodiranje svjetline bilo koje točke dovoljan je 8-bitni binarni broj.

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

zaključke

Povijest razvoja računala sastoji se od 5 faza:

· Prva generacija računala (1948.-1958.)

· Druga generacija računala (1959.-1967.)

· Treća generacija računala (1968.-1973.)

· Četvrta generacija računala (1974.-1982.)

· Peta generacija računala

Svaka sljedeća generacija računala ima značajno bolje karakteristike u odnosu na prethodne. Stoga se performanse računala i kapacitet svih uređaja za pohranu u pravilu povećavaju za više od reda veličine.

Razvoj računala doveo je do bržeg i višeg jednostavan način obrada informacija. Računala su postala dostupna svakom čovjeku, a ne samo određenom krugu ljudi. Olakšan je rad svih slojeva društva.

PC uređaji:

· Jedinica sustava

· Tipkovnica

· Monitor

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

Popis korištene literature

1. Ugrinovich N. D. Radionica o računarstvu i informacijskoj tehnologiji. - Binom Laboratorij znanja, 2004. - 106 str.

2. Tsvetkova A.V. Računalstvo i informacijske tehnologije, 2008. - 228 str.

Objavljeno na Allbest.ur

Slični dokumenti

Područja primjene osobnog računala (PC). Osnovni blokovi osobnog računala, metode računalne obrade informacija. Ulazni i izlazni uređaji, pohrana informacija: sistemska jedinica, tipkovnica, monitor, miš, skener, digitalizator, pisač, disk jedinica.

prezentacija, dodano 25.02.2011


Obrada informacija pomoću računala. Sredstva za pretvaranje informacija u digitalni oblik i natrag. Glavni uređaji računala: sistemska jedinica, tvrdi disk, matična ploča. Ulazni i izlazni uređaji: tipkovnica i miš.

kolegij, dodan 25.11.2010


Analiza značajki rada specijalnih uređaja za unos podataka u memoriju računala. Tipkovnica je uređaj koji vam omogućuje unos brojeva i tekstualne informacije. Vrste manipulatora: miš, trackball, joystick. Uređaji za unos digitalnih podataka.

kolegij, dodan 14.04.2013


Funkcije glavnih komponenti računala: sistemska jedinica, tipkovnica, miš, monitor. Svrha sadržaja sistemske jedinice, svojstva izvornih materijala. Karakteristike i principi rada monitora s tekućim kristalima i plazma.

test, dodan 10.10.2009


Trendovi u razvoju računalne tehnologije. Glavne značajke radno mjesto i sanitarno-higijenski standardi. Sigurnosne mjere pri radu na osobnom računalu, njegovom uređaju i softveru. Budućnost skladištenja.

prezentacija, dodano 12.07.2011


Obilježja informacije. Pretvaranje brojeva iz binarnih u decimalne, heksadecimalne i oktalne. Metode procjene količine informacija. Tehnička sredstva obrade informacija. Princip rada, povijest izuma inkjet pisača.

test, dodan 22.10.2012


Klasifikacija osobnih računala (PC) prema stupnju specijalizacije, arhitekturi procesora itd. Glavni strukturni elementi osobnog računala: sistemska jedinica, monitor, miš, tipkovnica, vanjski uređaji. Dodatni uređaji spojeni na računala.

prezentacija, dodano 11.07.2017


Vrste informacija s kojima rade moderna računala. Pojam “informacija”: u fizici, biologiji, kibernetici. Prezentacija informacija. Kodiranje i kanali prijenosa informacija. Lokalni računalne mreže. Pohranjivanje informacija u datoteke.

test, dodan 13.01.2008


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

diplomski rad, dodan 19.02.2017


Komponente osobnog računala: napajanje, matična ploča, procesorski uređaj, RAM, video i zvučna kartica, mrežni adapter i tvrdi disk. Izmjenjivi medij informacija. Monitor, tipkovnica i miš. Periferije.

Pri projektiranju tehnoloških procesa rukovode se načinima njihove provedbe. Način implementacije tehnologije ovisi o prostorno-vremenskim značajkama zadataka koji se rješavaju: učestalosti i hitnosti, zahtjevima za brzinom obrade poruka, kao i o operativnim mogućnostima tehničkih sredstava, prvenstveno računala. Postoje: skupni način rada; način rada u stvarnom vremenu; način dijeljenja vremena; regulatorni režim; zahtjev; dijalog; daljinska obrada; interaktivni; jednoprogramski; višeprogramski (višeprocesni).

Skupni način rada. Prilikom korištenja ovog načina rada korisnik nema izravnu komunikaciju s računalom. Prikupljanje i evidentiranje informacija, unos i obrada vremenski se ne podudaraju. Korisnik najprije prikuplja informacije, formirajući ih u pakete prema vrsti zadatka ili nekom drugom obilježju. (U pravilu se radi o zadacima neoperativne naravi, s dugoročnom valjanošću rezultata rješenja). Nakon što je zaprimanje završeno, podaci se unose i obrađuju, odnosno dolazi do odgode obrade. Ovaj se način rada u pravilu koristi s centraliziranom metodom obrade informacija.

Način razgovora(upit) način rada u kojem korisnik ima mogućnost izravne interakcije s računalnim sustavom dok korisnik radi. Programi za obradu podataka nalaze se trajno u memoriji računala ako je računalo dostupno u bilo kojem trenutku, odnosno određeno vrijeme dok je računalo dostupno korisniku. Interakcija korisnika s računalnim sustavom u obliku dijaloga može biti višedimenzionalna i određena različitim čimbenicima: jezikom komunikacije, aktivnom ili pasivnom ulogom korisnika; tko je pokretač dijaloga - korisnik ili računalo; vrijeme odziva; struktura dijaloga itd. Ako je inicijator dijaloga korisnik, onda on mora imati znanje rada s procedurama, formatima podataka itd. Ako je inicijator računalo, tada sam stroj govori u svakom koraku što treba učiniti s nizom izbora. Ovaj način rada naziva se "izbor izbornika". Pruža podršku radnjama korisnika i propisuje njihov redoslijed. U isto vrijeme, od korisnika se zahtijeva manje pripreme.

Dijaloški način rada zahtijeva određenu razinu tehničke opremljenosti korisnika, tj. prisutnost terminala ili osobnog računala povezanog sa središnjim računalnim sustavom komunikacijskim kanalima. Ovaj način se koristi za pristup informacijama, računalnim ili softverskim resursima. Sposobnost rada u interaktivnom načinu rada može biti ograničena u vremenu početka i završetka rada ili može biti neograničena.

Ponekad se pravi razlika između razgovornog i zahtjev načinima rada, zatim pod upitom podrazumijevamo jednokratni poziv sustavu, nakon čega on daje odgovor i gasi se, a pod dijalogom podrazumijevamo način rada u kojem sustav nakon zahtjeva daje odgovor i čeka daljnjeg korisnika akcije.

Način rada u stvarnom vremenu. Odnosi se na sposobnost računalnog sustava za interakciju s kontroliranim ili upravljanim procesima tempom tih procesa. Vrijeme reakcije računala mora zadovoljiti tempo kontroliranog procesa ili zahtjeve korisnika i imati minimalno kašnjenje. Obično se ovaj način rada koristi za decentraliziranu i distribuiranu obradu podataka.

Način teleprocesiranja omogućuje udaljenom korisniku interakciju s računalnim sustavom.

Interaktivni način rada pretpostavlja mogućnost dvosmjerne interakcije između korisnika i sustava, tj. korisnik ima mogućnost utjecati na proces obrade podataka.

Način dijeljenja vremena pretpostavlja sposobnost sustava da svoje resurse dodjeljuje grupi korisnika jednog po jednog. Računalni sustav opslužuje svakog korisnika tako brzo da se čini kao da više korisnika radi istovremeno. Ta se mogućnost ostvaruje odgovarajućim softverom.

Jednoprogramski i višeprogramski način rada karakteriziraju sposobnost sustava da radi istovremeno pod jednim ili više programa.

Regulatorni režim karakterizira vremenska izvjesnost pojedinih korisničkih zadataka. Na primjer, primanje sažetaka rezultata na kraju mjeseca, izračun obračuna plaća za određene datume itd. Rokovi za donošenje odluke su unaprijed određeni prema propisima, za razliku od proizvoljnih zahtjeva.

Razlikuju se sljedeći načini obrade podataka: centralizirani, decentralizirani, distribuirani i integrirani.

Centralizirano preuzima prisutnost. Ovom metodom korisnik dostavlja inicijalne informacije u računalni centar i prima rezultate obrade u obliku rezultata dokumenata. Osobitost ove metode obrade je složenost i zahtjevnost rada za uspostavljanje brze, neprekinute komunikacije, veliko opterećenje računala informacijama (budući da je njegov volumen velik), regulacija vremena operacija i organizacija sigurnosti sustava. od mogućeg neovlaštenog pristupa.

Decentralizirano liječenje. Ova metoda povezana je s pojavom osobnih računala, koja omogućuju automatizaciju određenog radnog mjesta.

Distribuirana metoda obrada podataka temelji se na raspodjeli funkcija obrade između različitih računala uključenih u mrežu. Ova se metoda može implementirati na dva načina: prvi uključuje instaliranje računala u svaki mrežni čvor (ili na svaku razinu sustava), pri čemu obradu podataka provodi jedno ili više računala, ovisno o stvarnim mogućnostima sustava i njegovim potrebama. u trenutnom vremenu. Drugi način je postavljanje velikog broja različitih procesora unutar jednog sustava. Ovaj se put koristi u sustavima za obradu bankarskih i financijskih informacija, gdje je potrebna mreža za obradu podataka (podružnice, odjeli itd.). Prednosti distribuirane metode: mogućnost obrade bilo koje količine podataka unutar zadanog vremenskog okvira; visok stupanj pouzdanosti, jer ako jedno tehničko sredstvo ne uspije, moguće ga je odmah zamijeniti drugim; smanjenje vremena i troškova za prijenos podataka; povećanje fleksibilnosti sustava, pojednostavljenje razvoja softvera i rada itd. Distribuirana metoda temelji se na kompleksu specijaliziranih procesora, tj. Svako računalo je dizajnirano za rješavanje specifičnih problema, odnosno zadataka svoje razine.

Integriran način obrade informacija. Radi se o izradi informacijskog modela upravljanog objekta, odnosno o izradi distribuirane baze podataka. Ova metoda pruža maksimalnu pogodnost za korisnika. S jedne strane, baze podataka omogućuju zajedničko korištenje i centralizirano upravljanje. S druge strane, količina informacija i raznolikost zadataka koje treba riješiti zahtijevaju distribuciju baze podataka. Integrirana tehnologija obrade informacija omogućuje vam poboljšanje kvalitete, pouzdanosti i brzine obrade, jer obrada se provodi na temelju jedinstvenog niza informacija, jednom unesenog u računalo. Značajka ove metode je tehnološka i vremenska odvojenost postupka obrade od postupaka prikupljanja, pripreme i unosa podataka.

Skup tehničkih sredstava za obradu informacija je skup autonomnih uređaja za prikupljanje, akumulaciju, prijenos, obradu i prezentiranje informacija, kao i uredska oprema, upravljanje, popravak i održavanje i drugo. Postoji niz zahtjeva za set tehničkih sredstava:

Osiguravanje rješavanja problema uz minimalne troškove, potrebnu točnost i pouzdanost

Mogućnost tehničke kompatibilnosti uređaja, njihova agregabilnost

Osiguravanje visoke pouzdanosti

Minimalni troškovi nabave

Domaća i inozemna industrija proizvodi široku paletu tehničkih sredstava za obradu informacija, koja se razlikuju po bazi elemenata, dizajnu, korištenju različitih medija informacija, radnim karakteristikama itd.

Tehnička sredstva obrade informacija dijele se u dvije velike skupine. Ovaj Osnovni, temeljni I pomoćni sredstva za obradu.

Pomoćna oprema je oprema koja osigurava funkcionalnost dugotrajne imovine, kao i oprema koja olakšava i čini udobnijim rad uprave. Pomoćna sredstva obrade informacija uključuju uredsku opremu i opremu za popravak i održavanje. Uredska oprema predstavljena je vrlo širokim rasponom alata, od uredskog materijala do sredstava za dostavu, reprodukciju, pohranu, pretragu i uništavanje osnovnih podataka, sredstava administrativne i proizvodne komunikacije i tako dalje, što rad menadžera čini ugodnim i udobno.

Dugotrajna imovina je alat za automatiziranu obradu informacija. Poznato je da su za upravljanje određenim procesima potrebne određene upravljačke informacije koje karakteriziraju stanja i parametre tehnoloških procesa, kvantitativne, troškovne i radne pokazatelje proizvodnje, opskrbe, prodaje, financijskih aktivnosti itd. Glavna sredstva tehničke obrade uključuju: sredstva za snimanje i prikupljanje informacija, sredstva za primanje i prijenos podataka, sredstva za pripremu podataka, sredstva za unos, sredstva za obradu informacija i sredstva za prikazivanje informacija. U nastavku su sva ta sredstva detaljno razmotrena.

Dobivanje primarnih informacija i registracija jedan je od radno intenzivnih procesa. Stoga su široko korišteni uređaji za mehanizirano i automatizirano mjerenje, prikupljanje i snimanje podataka. Raspon ovih sredstava je vrlo opsežan. Tu spadaju: elektroničke vage, razni brojači, displeji, mjerači protoka, registar blagajne, strojevi za brojanje novčanica, bankomati i još mnogo toga. Tu spadaju i različiti proizvodni registratori namijenjeni obradi i bilježenju podataka o poslovnim transakcijama na računalne medije.