Föreläsning nr 3

Huvudfrågorna för föreläsningen:

1. Tekniska medel datavetenskap.

2. Konceptet för principerna för datordrift.

3. Huvudkomponenter personlig dator.

Tekniska medel för datavetenskap

En dator är det huvudsakliga tekniska medlet för informationsbehandling, klassificerat enligt ett antal egenskaper, särskilt: enligt syfte, funktionsprincip, metoder för att organisera beräkningsprocessen, storlekar och beräkningskraft, funktionalitet, möjlighet till parallellkörning av program och så vidare.

Förbi syfte Datorer kan delas in i tre grupper:

· universell (generell mening) - är utformade för att lösa en mängd olika tekniska och tekniska problem: ekonomiska, matematiska, informations- och andra problem, som kännetecknas av komplexiteten hos algoritmer och en stor mängd bearbetad data. De karakteristiska egenskaperna hos dessa datorer är hög prestanda, en mängd olika former av bearbetad data (binär, decimal, symbolisk), en mängd utförda operationer (aritmetiska, logiska, speciella), stor kapacitet random access minne, utvecklad organisation av information input-output;

· problemorienterad - utformad för att lösa ett snävare spektrum av problem, vanligtvis förknippade med tekniska objekt, registrering, ackumulering och bearbetning av små mängder data (kontrolldatorsystem);

· specialiserade - för att lösa ett snävt antal problem, för att minska komplexiteten och kostnaderna för dessa datorer, samtidigt som hög prestanda och tillförlitlighet bibehålls (programmerbara mikroprocessorer för speciella ändamål, styrenheter som utför kontrollfunktioner tekniska anordningar).

Förbi funktionsprincip(kriteriet för att dela upp datorer är formen för presentation av information som de arbetar med):

· analoga datorer (AVM) - kontinuerliga beräkningsmaskiner som arbetar med information som presenteras i kontinuerlig form, d.v.s. i form av en kontinuerlig serie av värden av vilken fysisk kvantitet som helst (oftast elektrisk spänning); i detta fall är spänningsvärdet en analog av värdet på någon uppmätt variabel. Till exempel, inmatning av siffran 19,42 med en skala på 0,1 motsvarar att applicera en spänning på 1,942 V till ingången;

· digitala datorer (DCM) - diskreta datorer som arbetar med information presenterad i diskret, eller snarare digital, form - i form av flera olika spänningar, motsvarande antalet enheter i variabelns representerade värde;

· hybriddatorer (HCM) - kombinerade datorer som arbetar med information presenterad i både digital och analog form.

AVM:er är enkla och lätta att använda; programmeringsproblem för att lösa dem är inte arbetskrävande, lösningshastigheten varierar på begäran av operatören (mer än för en digital dator), men lösningens noggrannhet är mycket låg (relativt fel 2-5%). AVM:er används för att lösa matematiska problem som innehåller differentialekvationer som inte innehåller komplex logik. Digitala datorer är de mest använda, de är vad som menas när man pratar om datorer. Det är tillrådligt att använda en GVM för att styra komplexa tekniska höghastighetssystem.

Förbi generationer Följande grupper kan särskiljas:

1:a generationen.År 1946 idén att använda den publicerades binär aritmetik(John von Neumann, A. Burns) och principen för lagrade program, som aktivt används i 1:a generationens datorer. Datorer kännetecknades av sina stora dimensioner, höga energiförbrukning, låga hastighet, låga tillförlitlighet och programmering i koder. Problemen löstes huvudsakligen beräkningskaraktär , som innehåller komplexa beräkningar som är nödvändiga för väderprognoser, lösa kärnenergiproblem, kontrollera flygplan och andra strategiska uppgifter.

2:a generationen. 1948 tillkännagav Bell Telefon Laboratory skapandet av den första transistorn. Jämfört med föregående generations datorer har allt förbättrats specifikationer. Algoritmiska språk används för programmering, och de första försöken med automatisk programmering har gjorts.

3:e generationen. En egenskap hos 3:e generationens datorer är användningen av integrerade kretsar i deras design och operativsystem för att styra driften av datorn. Nya möjligheter för multiprogrammering, minneshantering och in-/utgångsenheter. Operativsystemet tog över återställningen från fel. Från mitten av 60-talet till mitten av 70-talet blev databaser med olika typer av information inom olika kunskapsområden en viktig typ av informationstjänster. För första gången dyker informationsteknik för beslutsstöd upp. Detta är ett helt nytt sätt för människa-datorinteraktion.

4:e generationen. Huvuddragen i denna generation av datorer är närvaron av lagringsenheter, start av datorn med ett startsystem från ROM, en mängd olika arkitekturer, kraftfulla operativsystem och att ansluta datorer till nätverk. Sedan mitten av 70-talet, med skapandet av nationella och globala nätverk Dataöverföring Den ledande typen av informationstjänster har blivit interaktiv sökning efter information i databaser på avstånd från användaren.

5:e generationen. Datorer med många dussintals parallella arbetande processorer, som låter dig bygga effektiva kunskapsbearbetningssystem; Datorer baserade på mycket komplexa mikroprocessorer med en parallell vektorstruktur som samtidigt exekverar dussintals sekventiella programkommandon.

6:e generationen. Optoelektroniska datorer med massiv parallellism och neural struktur - med ett nätverk av ett stort antal (tiotusentals) enkla mikroprocessorer som modellerar strukturen hos neurala biologiska system.

Datorklassificering i storlek och funktionalitet.

Stordatorer. Historiskt sett var stora datorer de första som dök upp, vars elementära bas gick från vakuumrör till integrerade kretsar med en ultrahög grad av integration. Deras prestanda visade sig dock vara otillräcklig för att modellera ekologiska system, genteknikproblem, hantera komplexa försvarskomplex, etc.

Stordatorer kallas ofta MAINFRAME utomlands och ryktena om deras död är kraftigt överdrivna.

Vanligtvis har de:

· prestanda på minst 10 MIPS (miljontals flyttalsoperationer per sekund)

huvudminne från 64 till 10000 MB

· externt minne inte mindre än 50 GV

· driftläge för flera användare

Huvudsakliga användningsområden- det här är lösningen på vetenskapliga och tekniska problem, arbete med stora databaser, förvaltning dator nätverk och deras resurser som servrar.

Små datorer. Små (mini) datorer är pålitliga, billiga och lätta att använda, men har något lägre kapacitet jämfört med stora datorer.

Super-mini-datorer har:

huvudminneskapacitet - 4-512 MB

kapacitet diskminne- 2 - 100 GV

· antal användare som stöds - 16-512.

Minidatorer är avsedda att användas som styrdatorsystem, i enkla modelleringssystem, i automatiska styrsystem och för att styra tekniska processer.

Superdator. Det här är kraftfulla multiprocessordatorer med hastigheter på hundratals miljoner - tiotals miljarder operationer per sekund.

Det är omöjligt att uppnå sådan prestanda på en enda mikroprocessor med modern teknik, på grund av den ändliga utbredningshastigheten för elektromagnetiska vågor (300 000 km/sek), eftersom tiden det tar för en signal att fortplanta sig över ett avstånd på flera millimeter blir jämförbar till den tid det tar att slutföra en operation. Därför skapas superdatorer i form av mycket parallella multiprocessorberäkningssystem.

För närvarande finns det flera tusen superdatorer i världen, allt från enkla kontors Cray EL till kraftfulla Cray 3, SX-X från NEC, VP2000 från Fujitsu (Japan), VPP 500 från Siemens (Tyskland).

Mikrodator eller persondator. PC:n måste ha egenskaper som uppfyller kraven på allmän tillgänglighet och universalitet:

· låg kostnad

· autonomi för verksamheten

· Arkitekturens flexibilitet, som gör det möjligt att anpassa sig inom utbildning, vetenskap, förvaltning och i vardagen;

· användarvänlighet för operativsystemet;

· hög tillförlitlighet (mer än 5000 timmar mellan fel).

De flesta av dem är batteridrivna, men kan anslutas till nätverket.

Specialdatorer. Specialdatorer är fokuserade på att lösa speciella dator- eller kontrollproblem. Elektroniska mikroräknare kan också betraktas som en speciell dator. Programmet som processorn kör är i ROM eller i OP, och sedan Maskinen löser vanligtvis ett problem, sedan ändras bara data. Detta är bekvämt (programmet lagras i ROM), i det här fallet ökar datorns tillförlitlighet och hastighet. Detta tillvägagångssätt används ofta i omborddatorer, för att styra driftläget för en kamera, en filmkamera och i sportsimulatorer.

Begreppet principerna för datordrift

Arkitekturen hos moderna persondatorer är baserad på ryggradsmodulprincipen. Modulprincipen tillåter konsumenten att montera den datorkonfiguration han behöver och vid behov uppgradera den. Den modulära organisationen av en dator är baserad på ryggradsprincipen (buss) för informationsutbyte mellan enheter.

Stamnätet innehåller tre multi-bit bussar:

· databuss,

adressbuss

· och styrbuss.

Bussar är flertrådslinjer.

Databuss. Denna buss överför data mellan olika enheter. Till exempel kan data som läses från RAM skickas till processorn för bearbetning, och sedan kan mottagna data skickas tillbaka till RAM för lagring. Således kan data på databussen överföras från enhet till enhet i vilken riktning som helst.

Databussbredden bestäms av processorkapaciteten, dvs. antalet binära bitar som processorn bearbetar i en klockcykel. Processorernas kapacitet har ständigt ökat med utvecklingen av datateknik.

Adressbuss. Valet av enhet eller minnescell till vilken data skickas eller läses via databussen görs av processorn. Varje enhet eller RAM-cell har sin egen adress. Adressen sänds längs adressbussen, och signaler längs den sänds i en riktning från processorn till RAM och enheter (enriktad buss). Adress buss bredd definierar adressutrymmet för processorn, dvs. antalet RAM-celler som kan ha unika adresser. Adressbussens bredd har hela tiden ökat och i moderna persondatorer är den 32 bitar.

Styrbuss. Styrbussen sänder signaler som bestämmer typen av informationsutbyte längs motorvägen. Styrsignaler bestämmer vilken operation för att läsa eller skriva information från minnet som behöver utföras, synkronisera informationsutbytet mellan enheter, etc.

Konstruktionen av de allra flesta datorer är baserad på följande allmänna principer, formulerade 1945 av en amerikansk vetenskapsman John von Neumann.

1. Princip programstyrning. Programmet består av en uppsättning kommandon som exekveras automatiskt av processorn i en viss sekvens Programmet hämtas från minnet med hjälp av programräknare. Detta processorregister ökar sekventiellt adressen för nästa instruktion som är lagrad i det med instruktionslängden. Och eftersom programkommandona är placerade i minnet efter varandra, organiseras därigenom en kedja av kommandon från sekventiellt placerade minnesceller. Om du efter att ha utfört ett kommando behöver flytta inte till nästa utan till något annat, använd kommandona villkorlig eller ovillkorlig övergång, som anger numret på minnescellen som innehåller nästa kommando i programräknaren. Hämtning av kommandon från minnet avbryts efter att ha nått och utfört stoppkommandot. Således, processorn kör programmet automatiskt, utan mänsklig inblandning.

2. Principen om minneshomogenitet. Program och data lagras i samma minne, så datorn skiljer inte på vad som finns lagrat i en given minnescell – en siffra, text eller kommando. Du kan utföra samma åtgärder på kommandon som du kan på data, vilket öppnar upp en hel rad möjligheter. Till exempel, programmet kan också bli föremål för revidering under dess genomförande, som låter dig ställa in regler för att erhålla några av dess delar i själva programmet (detta är hur programmet organiserar exekveringen av loopar och subrutiner) Dessutom kan kommandon för ett program erhållas som resultat av exekveringen av ett annat program. Baserat på denna princip översättningsmetoder- översättning av programtext från ett högnivåprogrammeringsspråk till språket för en specifik maskin.

3. Principen för inriktning. Strukturellt sett består huvudminnet av omnumrerade celler. Vilken cell som helst är tillgänglig för processorn när som helst. Detta innebär möjligheten att namnge minnesområden så att de värden som lagras i dem senare kan nås eller ändras under programkörning med de tilldelade namnen. Datorer byggda på ovanstående principer är av typen von Neumann. Men det finns datorer som skiljer sig fundamentalt från von Neumann. För dem kan till exempel principen för programstyrning inte följas, d.v.s. de kan fungera utan en programräknare som indikerar det programkommando som för närvarande körs. För att komma åt någon variabel lagrad i minnet behöver dessa datorer inte ge den ett namn. Sådana datorer kallas inte von Neumann.

Grundläggande komponenter i en persondator

Datorn har en modulär struktur som inkluderar:

Systemenhet

Metallhölje med strömförsörjning. För närvarande produceras systemenheter i ATX-standarden, storlek 21x42x40cm, strömförsörjning - 230W, driftspänning 210-240V, fack 3x5,25"" och 2x3,5"", automatisk avstängning efter avslutat arbete. Huset rymmer även en högtalare.

1.1. Systemkort (moderkort).(moderkort), på vilket de är placerade olika enheter ingår i systemenhet. Designen av moderkortet är gjord på principen om en modulär design, vilket gör att varje användare enkelt kan ersätta misslyckade eller föråldrade element systemenhet. Monterad på moderkortet:

A) CPU (CPU - Central Processing Unit) - en stor integrerad krets på ett chip. Utför logiska och aritmetiska operationer, kontrollerar datorns funktion. Processorn kännetecknas av tillverkaren och klockfrekvens. De mest kända tillverkarna är Intel och AMD. Processorer har sina egna namn: Athlon, Pentium 4, Celeron, etc. Klockfrekvensen bestämmer processorns hastighet och mäts i Hertz (1\s). Så, Pentium 4 2,2 GHz, har en klockhastighet på 2200000000 Hz (utför mer än 2 miljarder operationer per sekund). En annan egenskap hos processorn är närvaron cacheminne- ännu snabbare än RAM-minne, som lagrar de mest använda CPU-data. Cachen är en buffert mellan processorn och RAM-minnet. Cachen är helt transparent och kan inte upptäckas programmatiskt. Cachen minskar det totala antalet klockcykler som processorn väntar på när den får åtkomst till RAM.

b) Coprocessor (FPU - Floating Point Unit). Inbyggd i CPU. Utför flyttalsaritmetiska operationer.

V) Styrenheter - mikrokretsar som ansvarar för driften av olika datorenheter (tangentbord, hårddisk, FDD, mus, etc.). Detta inkluderar även ROM-chippet (Read Only Memory) i vilket ROM-BIOS är lagrat.

d) Fack(bussar) - kontakter (ISA, PCI, SCSI, AGP, etc.) för olika enheter (RAM, grafikkort, etc.).

En buss är faktiskt en uppsättning ledningar (linjer) som förbinder olika datorkomponenter för att förse dem med ström och utbyta data. Befintliga bussar: ISA (frekvens – 8 MHz, antal bitar – 16, dataöverföringshastighet – 16 Mb/s),

d) Random Access Memory (RAM, RAM - Random Access Memory (typer SIMM, DIMM (Dual Inline Memory Module), DRAM (Dynamic RAM), SDRAM (Synchronous DRAM), RDRAM)) - mikrokretsar som används för korttidslagring av mellanliggande kommandon, beräkningsvärden ​produceras av processorn, såväl som annan data. Körbara program lagras också där för att förbättra prestandan. RAM - höghastighetsminne med en regenereringstid på 7·10 -9 sek. Kapacitet upp till 1GB. Strömförsörjning 3,3V.

e) Grafikkort (videoaccelerator) - en enhet som utökar kapaciteten och påskyndar arbetet med grafik. Videokortet har ett eget videominne (16, 32, 64, 128 MB) för lagring grafisk information Och GPU(GPU - Graphic Processor Unit), som tar hand om beräkningar vid arbete med 3D-grafik och video. GPU:n arbetar på 350 MHz och innehåller 60 miljoner. transistorer. Stöder upplösning 2048x1536 60Hz med 32-bitars färg. Prestanda: 286 miljoner pixlar/sek. Kan ha TV-utgång och videoingång. Följande effekter stöds: transparens och genomskinlighet, skuggning (att få realistisk belysning), bländning, färgbelysning (ljuskällor i olika färger), oskärpa, tredimensionalitet, imma, reflektion, reflektion i en sned spegel, ytskakning, bildförvrängning orsakad av vatten och varm luft, omvandling av distorsioner med hjälp av brusalgoritmer, imitation av moln på himlen, etc.

och) Ljudkort - en enhet som utökar ljudkapaciteten hos en dator. Ljud genereras med hjälp av sampel av ljud av olika klangfärger inspelade i minnet (32MB). Upp till 1024 ljud spelas samtidigt. Olika effekter stöds. Kan ha linjeingång/utgång, hörlursutgång, mikrofoningång, joystickkontakt, telefonsvararingång, analog och digital CD-ljudingång.

h) LAN-kort - en enhet som ansvarar för att ansluta en dator till ett nätverk för att möjliggöra utbyte av information.

Förutom moderkortet innehåller systemenheten:

1.2. Hårddisk(hårddisk, HDD - Hard Disk Drive) - ett hermetiskt förseglat hölje med roterande magnetiska skivor och magnethuvuden. Serverar för långtidslagring av information i form av filer (program, texter, grafik, fotografi, musik, video). Kapacitet - 75 GB, buffertstorlek 1-2 MB, dataöverföringshastighet 66,6 MB/sek. Max spindelhastighet - 10 000, 15 000 rpm. IBM HDD har en kapacitet på 120GB och en spindelhastighet på 7200 rpm.

1.3. Diskettenhet(diskettenhet, diskett, FDD - Floppy Disk Drive) - en enhet som används för att skriva/läsa information från disketter som kan överföras från dator till dator. Diskettkapacitet: 1,22 MB (storlek 5,25" (1""=2,54 cm)), 1,44 MB (storlek 3,5"). 1,44MB motsvarar 620 sidor text.

1.4. cd-rom(Compact Disc Read Only Memory) - en enhet som endast tjänar till att läsa information från en CD. Binär information från CD-skivans yta läses av en laserstråle. CD-kapacitet - 640MB=74min. musik=150 000 sidor. text. Spindelhastighet 8560 rpm, buffertstorlek 128Kb, maximal dataöverföringshastighet 33,3Mb/sek. Hopp och avbrott under videouppspelning är orsaken till att bufferten inte fylls eller svämmar över, som används för mellanlagring av överförda data. Det finns en volymkontroll och en hörlursutgång (för att lyssna på musik-CD-skivor).

1.5. CD-R(Compact Disc Recorder) - en enhet som används för att läsa och skriva information på en CD en gång. Inspelning är baserad på en förändring i de reflekterande egenskaperna hos CD-substratsubstansen under inverkan av en laserstråle.

1.6. DVD-ROM skivor (digitala videoskivor) har en mycket större informationskapacitet (upp till 17 GB), eftersom information kan spelas in på två sidor, i två lager på ena sidan, och själva spåren är tunnare.

Den första generationens DVD-ROM-enheter gav informationsläshastigheter på cirka 1,3 MB/s. För närvarande uppnår 5-hastighets DVD-ROM läshastigheter på upp till 6,8 MB/s.

Existera DVD-R skivor (R - inspelningsbara, inspelningsbara), som är gyllene till färgen. Särskild DVD-R-enheter De har en ganska kraftfull laser, som under processen att spela in information ändrar reflektionsförmågan hos områden på ytan på den inspelade skivan. Information på sådana skivor kan bara skrivas en gång.

1.7. Det finns också CD-RW Och DVD-RW skivor (RW - Rewritable, rewritable), som har en "platina"-ton. Särskilda CD-RW- och DVD-RW-enheter ändrar också reflektionsförmågan hos enskilda områden på skivytan under inspelningsprocessen, men information på sådana skivor kan spelas in många gånger. Innan omskrivning "raderas" den inspelade informationen genom att värma upp ytor på skivans yta med en laser.

Förutom systemenheten består datorn av följande informationsinmatnings-/utmatningsenheter.

2. Övervaka(display) - en enhet för att visa grafisk information. Det finns digitala och flytande kristaller. Diagonala mått - 14"", 15"", 17"", 19"", 21"", 24"". Pixelstorlek - 0,2-0,3 mm. Bildhastighet - 77Hz vid en upplösning på 1920x1200 pixlar, 85Hz vid 1280x1024, 160Hz vid 800x600. Antalet färger bestäms av antalet bitar per pixel och kan vara 256 (2 8, där 8 är antalet bitar), 65536 (2 16, High Color-läge), 16 777 216 (2 24, True Color-läge, kanske 2 32). Det finns katodstråle och LCD-skärmar. Bildskärmar använder RGB-färgsystemet, d.v.s. färg erhålls genom att blanda 3 primära färger: röd (röd), grön (grön) och blå (blå).

3. Tangentbord(tangentbord) - en enhet för att mata in kommandon och symbolisk information (108 nycklar). Ansluts till seriellt gränssnitt (COM-port).

4. Manipulator av mustyp(mus) - kommandoinmatningsenhet. Standarden är en 3-knapps mus med ett rullhjul.

5. Utskriftsenhet(skrivare) - en anordning för att visa information på papper, film eller annan yta. Ansluts till parallellgränssnittet (LPT-port). USB (Universal Serial Bus) är en universell seriell buss som ersatte föråldrade COM- och LPT-portar.

A) Matris. Bilden bildas av nålar som genomborrar färgbandet.

b) Jet. Bilden bildas av mikrodroppar av färg som skjuts ut från munstyckena (upp till 256). Rörelsehastigheten för droppar är upp till 40m/s.

V) Laser. Bilden överförs till papper från en speciell trumma, elektrifierad av en laser, till vilken partiklar av bläck (toner) attraheras.

6. Skanner- en enhet för att mata in bilder i en dator. Det finns manual, surfplatta, trumma.

7. Modem(MODulator-DEMOdulator) - en enhet som låter dig utbyta information mellan datorer via analog eller digitala kanaler. Modem skiljer sig från varandra i den maximala dataöverföringshastigheten (2400, 9600, 14400, 19200, 28800, 33600, 56000 bitar per sekund) som stöds av kommunikationsprotokoll. Det finns interna och externa modem.

1 Databehandlingslägen

Vid design tekniska processer fokusera på sätten för deras genomförande. Teknikens implementeringsläge beror på rymd-tidsegenskaperna för de uppgifter som löses: frekvens och brådska, krav på hastigheten för meddelandebehandling, såväl som på de operativa kapaciteterna hos tekniska medel, och i första hand datorer. Det finns: batchläge; realtidsläge; tidsdelningsläge; regleringssystem; begäran; dialog; telebearbetning; interaktiv; enkelprogram; multi-program (multi-processing).

Batch-läge. När du använder detta läge har användaren inte direkt kommunikation med datorn. Insamling och registrering av information, inmatning och bearbetning sammanfaller inte i tid. Först samlar användaren information och formar den till paket i enlighet med typen av uppgift eller någon annan egenskap. (Det är i regel uppgifter av icke-operativ karaktär, med en långsiktig giltighet av lösningsresultaten). Efter att mottagandet av information är slutfört, matas den in och bearbetas, det vill säga det finns en bearbetningsfördröjning. Detta läge används som regel med en centraliserad metod för informationsbehandling.

Dialogläge (frågeläge) där användaren har möjlighet att direkt interagera med datorsystemet medan användaren arbetar. Databehandlingsprogram finns permanent i datorns minne om datorn är tillgänglig när som helst, eller under en viss tid när datorn är tillgänglig för användaren. Användarinteraktion med ett datorsystem i form av en dialog kan vara flerdimensionell och bestäms av olika faktorer: kommunikationsspråk, aktiv eller passiv roll för användaren; vem är initiativtagaren till dialogen - användaren eller datorn; respons tid; dialogstruktur m.m. Om initiativtagaren till dialogen är användaren måste han ha kunskap om att arbeta med procedurer, dataformat etc. Om initiativtagaren är en dator, så berättar maskinen själv vid varje steg vad som behöver göras med en mängd olika val. Denna funktionsmetod kallas "menyval". Den ger stöd för användaråtgärder och föreskriver deras sekvens. Samtidigt krävs mindre förberedelser från användaren.

Dialogläget kräver en viss nivå av teknisk utrustning av användaren, dvs. närvaron av en terminal eller PC ansluten till det centrala datorsystemet via kommunikationskanaler. Detta läge används för att komma åt information, datorer eller programvaruresurser. Möjligheten att arbeta i interaktivt läge kan vara begränsad i start- och sluttiderna för arbetet, eller så kan den vara obegränsad.

Ibland görs en skillnad mellan interaktiva och frågelägen, då betyder fråga ett engångsanrop till systemet, varefter det avger ett svar och stängs av, och dialog betyder ett läge där systemet, efter en förfrågan, ger ett svar och väntar. ytterligare åtgärder användare.

Realtidsläge. Syftar på förmågan hos ett datorsystem att interagera med kontrollerade eller hanterade processer i takt med dessa processer. Datorns reaktionstid måste uppfylla takten i den kontrollerade processen eller användarkraven och ha en minimal fördröjning. Vanligtvis används detta läge för decentraliserad och distribuerad databehandling.

Telebehandlingsläget tillåter en fjärranvändare att interagera med datorsystemet.

Det interaktiva läget förutsätter möjligheten till tvåvägsinteraktion mellan användaren och systemet, d.v.s. användaren har möjlighet att påverka databehandlingsprocessen.

Tidsdelningsläget antar systemets förmåga att allokera sina resurser till en grupp användare en efter en. Datorsystemet betjänar varje användare så snabbt att det verkar som om flera användare arbetar samtidigt. Denna möjlighet uppnås genom lämpliga programvara.

Enkelprograms- och multiprogramlägen kännetecknar systemets förmåga att arbeta samtidigt med ett eller flera program.

Det schemalagda läget kännetecknas av tidssäkerhet för individuella användaruppgifter. Till exempel att ta emot resultatsammanställningar i slutet av månaden, beräkna lönebesked för vissa datum osv. Tidsfristerna för beslutet är fastställda i förväg enligt föreskrifter, till skillnad från godtyckliga framställningar.

2 Databehandlingsmetoder

Variera följande metoder databehandling: centraliserad, decentraliserad, distribuerad och integrerad.

Centraliserad förutsätter tillgänglighet. Med denna metod levererar användaren initial information till datorcentralen och får bearbetningsresultat i form av resultatdokument. Det speciella med denna bearbetningsmetod är komplexiteten och arbetsintensiviteten i att etablera snabb, oavbruten kommunikation, datorns stora belastning med information (eftersom dess volym är stor), regleringen av tidpunkten för operationer och organisationen av systemsäkerhet. från eventuell obehörig åtkomst.

Decentraliserad bearbetning. Denna metod är förknippad med tillkomsten av persondatorer, som gör det möjligt att automatisera en specifik arbetsplats.

Den distribuerade metoden för databehandling bygger på fördelningen av bearbetningsfunktioner mellan olika datorer som ingår i nätverket. Denna metod kan implementeras på två sätt: det första innebär att en dator installeras i varje nätverksnod (eller på varje nivå i systemet), med databehandling som utförs av en eller flera datorer beroende på systemets faktiska kapacitet och dess behov vid den aktuella tiden. Det andra sättet är att placera ett stort antal olika processorer inom ett system. Denna väg används i bank- och finansiell informationsbehandlingssystem, där ett databearbetningsnätverk behövs (filialer, avdelningar, etc.). Fördelar med den distribuerade metoden: förmågan att bearbeta vilken mängd data som helst inom en given tidsram; hög grad av tillförlitlighet, eftersom om ett tekniskt medel misslyckas, är det möjligt att omedelbart ersätta det med ett annat; minskning av tid och kostnader för dataöverföring; öka systemflexibiliteten, förenkla mjukvaruutveckling och drift, etc. Den distribuerade metoden bygger på ett komplex av specialiserade processorer, d.v.s. varje dator är designad för att lösa vissa uppgifter, eller uppgifter på din nivå.

Integrerad metod för informationsbehandling. Det sörjer för skapandet informationsmodell hanterade objekt, det vill säga skapa fördelad bas data. Denna metod ger maximal bekvämlighet för användaren. Å ena sidan ger databaser möjlighet till delad användning och centraliserad hantering. Å andra sidan kräver mängden information och mångfalden av uppgifter som ska lösas distribution av databasen. Integrerad informationsbearbetningsteknik gör att du kan förbättra kvaliteten, tillförlitligheten och bearbetningshastigheten, eftersom Bearbetningen utförs på basis av en enda informationsmatris, som matas in en gång i datorn. En egenskap hos denna metod är den tekniska och tidsmässiga separationen av bearbetningsförfarandet från förfarandena för insamling, förberedelse och inmatning av data.

3 Komplex av tekniska medel för informationsbehandling

En uppsättning tekniska medel för informationsbehandling är en uppsättning autonoma enheter för insamling, ackumulering, överföring, bearbetning och presentation av information, såväl som kontorsutrustning, hantering, reparation och underhåll och andra. Det finns ett antal krav för uppsättningen av tekniska medel:

Säkerställer problemlösning med minimala kostnader, erforderlig noggrannhet och tillförlitlighet

Möjlighet till teknisk kompatibilitet för enheter, deras aggregerbarhet

Säkerställer hög tillförlitlighet

Minsta kostnader för förvärv

Inhemsk och utländsk industri producerar ett brett utbud av tekniska metoder för informationsbearbetning, som skiljer sig i elementbas, design, användning av olika informationsmedier, operativa egenskaper, etc.

4 Klassificering av tekniska metoder för informationsbehandling

Tekniska medel för informationsbehandling är indelade i två stora grupper. Dessa är de viktigaste och extra bearbetningsverktygen.

Hjälputrustning är utrustning som säkerställer anläggningstillgångarnas funktionalitet samt utrustning som underlättar och gör ledningsarbetet bekvämare. Hjälpmedel för informationsbehandling inkluderar kontorsutrustning och reparations- och underhållsutrustning. Kontorsutrustning representeras av ett mycket brett utbud av verktyg, från kontorsmaterial till leveranssätt, reproduktion, lagring, sökning och förstörelse av grundläggande data, medel för administrativ och produktionskommunikation, och så vidare, vilket gör en chefs arbete bekvämt. och bekväma.

Anläggningstillgångar är verktyg för automatiserad informationsbehandling. Det är känt att för att hantera vissa processer behövs viss ledningsinformation som kännetecknar tillstånden och parametrarna för tekniska processer, kvantitativa, kostnads- och arbetsindikatorer för produktion, utbud, försäljning, finansiella aktiviteter etc. De huvudsakliga metoderna för teknisk bearbetning inkluderar: metoder för att registrera och samla in information, metoder för att ta emot och överföra data, metoder för att förbereda data, metoder för inmatning, metoder för att behandla information och metoder för att visa information. Nedan diskuteras alla dessa medel i detalj.

Att få primär information och registrering är en av de arbetskrävande processerna. Därför används anordningar för mekaniserad och automatiserad mätning, insamling och registrering av data i stor utsträckning. Utbudet av dessa fonder är mycket omfattande. Dessa inkluderar: elektroniska vågar, olika räknare, displayer, flödesmätare, kassaapparater, sedelräknare, bankomater och mycket mer. Hit hör även olika produktionsregistratorer avsedda att bearbeta och registrera information om affärstransaktioner på datamedia.

Medel för att ta emot och överföra information. Informationsöverföring avser processen att skicka data (meddelanden) från en enhet till en annan. En interagerande uppsättning objekt, bildad av dataöverförings- och bearbetningsenheter, kallas ett nätverk. De kombinerar enheter utformade för att överföra och ta emot information. De säkerställer utbyte av information mellan platsen för dess ursprung och platsen för dess behandling. Strukturen för medel och metoder för dataöverföring bestäms av platsen för informationskällor och databehandlingsanläggningar, volymer och tid för dataöverföring, typer av kommunikationslinjer och andra faktorer. Dataöverföringsmedel representeras av abonnentpunkter (AP), överföringsutrustning, modem, multiplexorer.

Databeredningsverktyg representeras av enheter för att förbereda information på datormedia, enheter för överföring av information från dokument till media, inklusive datorenheter. Dessa enheter kan utföra sortering och justering.

Inmatningsverktyg används för att uppfatta data från datormedia och mata in information i datorsystem

Informationsbearbetningsverktyg spelar en avgörande roll i komplexet av tekniska informationsbearbetningsverktyg. Bearbetningsmedel inkluderar datorer, som i sin tur är indelade i fyra klasser: mikro, liten (mini); stora datorer och superdatorer. Det finns två typer av mikrodatorer: universella och specialiserade.

Både universella och specialiserade kan vara antingen fleranvändare - kraftfulla datorer utrustade med flera terminaler och som arbetar i tidsdelningsläge (servrar), eller enanvändare (arbetsstationer), som är specialiserade på att utföra en typ av arbete.

Små datorer fungerar i tidsdelnings- och multitasking-läge. Deras positiva sida är tillförlitlighet och användarvänlighet.

Stora datorer (storgårdar) kännetecknas av en stor mängd minne, hög feltolerans och prestanda. Det kännetecknas också av hög tillförlitlighet och dataskydd; förmågan att ansluta ett stort antal användare.

Superdatorer är kraftfulla multiprocessordatorer med en hastighet på 40 miljarder operationer per sekund.

Server är en dator dedikerad till att behandla förfrågningar från alla stationer i nätverket och ge dessa stationer tillgång till systemresurser och distribuera dessa resurser. En universell server kallas en applikationsserver. Kraftfulla servrar kan klassificeras som små och stora datorer. Nu är ledaren Marshall-servrar, och det finns även Cray-servrar (64 processorer).

Informationsvisningsverktyg används för att visa beräkningsresultat, referensdata och program på datormedia, utskrift, skärm och så vidare. Utdataenheter inkluderar bildskärmar, skrivare och plottrar.

En bildskärm är en enhet utformad för att visa information som användaren matat in från tangentbordet eller utdata från datorn.

En skrivare är en enhet för att mata ut text och grafisk information på papper.

En plotter är en anordning för att skriva ut storformatsritningar och diagram på papper.

Teknik är ett komplex av vetenskaplig och ingenjörskunskap implementerad i arbetsteknik, materialuppsättningar, tekniska, energi, arbetsfaktorer för produktion, metoder för att kombinera dem för att skapa en produkt eller tjänst som uppfyller vissa krav. Därför är tekniken oupplösligt kopplad till mekaniseringen av produktionen eller icke-produktionen, i första hand förvaltningsprocessen. Managementteknologier är baserade på användningen av datorer och telekommunikationsteknik.

Enligt den definition som antagits av UNESCO är informationsteknologi en uppsättning sammanhängande vetenskapliga, tekniska och ingenjörsvetenskapliga discipliner som studerar metoder för att effektivt organisera arbetet för personer som är involverade i att bearbeta och lagra information; datorteknik och metoder för att organisera och interagera med människor och produktionsutrustning. Deras praktiska tillämpningar, liksom de sociala, ekonomiska och kulturella problem som är förknippade med allt detta. Informationstekniken i sig kräver komplex utbildning, stora initiala kostnader och högteknologisk teknik. Deras introduktion bör börja med skapandet av matematisk programvara och bildandet av informationsflöden i specialistutbildningssystem.

Systemenhet består av ett fodral med strömförsörjning och ett moderkort (moderkort). Strömförsörjningen konverterar växelström till lågspänningslikström. Strömförsörjningens ström avgör hur många ytterligare enheter som inte har egen strömförsörjning som kan anslutas till systemenheten.

Moderkort - huvuddelen av datorn, med hjälp av vilken andra element kombineras. Det här är en stor tryckt kretskort, på vilken systemet och lokala bussar, mikroprocessor, RAM, ytterligare chips och platser för anslutning av ytterligare enheter finns. Moderkort är förenade av standardstorlek (för närvarande är de vanligaste AT, ATX, LPX, NLX).

Systembuss utformad för att överföra information mellan den centrala processorn och andra datorkomponenter. Moderna datorer använder EISA-, PCI-, PCMCIA- och AGP-bussar. Bussar är indelade i synkron, där data överförs enligt klockfrekvensen (RSI), och asynkron, där data överförs vid godtyckliga tidpunkter (EISA).

CPU (Central Processing Unit - CPU) är en stor integrerad krets implementerad på ett enda halvledarchip, som är designat för mjukvarustyrd informationsbehandling. Beroende på vilken typ av instruktioner som exekveras, särskiljs mikroprocessorer mellan CISC (Complex Instruction Set Computer) och RISC (Reduce Instruction Set Computer). De första mikroprocessorerna var CISC-processorer. RISC-processorer använder instruktioner av samma längd, som är enklare och snabbare att utföra.

Mikroprocessorns bitkapacitet avgör hur många bitar av information den bearbetar i en klockcykel. Den första mikroprocessorn Intel 4004, som dök upp 1971, var multiurladdning och hade en klockfrekvens på 750 KHz. Med utvecklingen av processorer klockfrekvens, ökar bredden på registren och den externa databussen, och kommandoavkodningen förbättras. Moderna Pentium III-datorer har en klockhastighet på 450 MHz och högre.

Bagge kan vara dynamisk eller statisk. Dynamic Random Access Memory (DRAM) är ett direktminne (DRAM). Varje bit av sådant minne representeras som närvaron eller frånvaron av laddning på en kondensator som är bildad i strukturen av halvledarkristallen. Statiskt minne (Static RAM - SRAM) använder en statisk trigger som består av flera transistorer som en elementär cell. Detta minne har hög prestanda, men det är dyrare.

Baserat på metoden för dataåtkomst är minnet uppdelat i synkront och asynkront. Dynamiska minneskretsar tillverkas i olika förpackningar: SIMM (Single In line Memory Module), DIMM (Dual In line Memory Module). SDRAM är synkroniserat med systemtimern, som styr CPU:n. SDRAM II (DDR - Double Data Rate) använder mer exakt intern timing, vilket fördubblar åtkomsthastigheten.

Videominnet använder dynamiskt direktminne, som har ett antal funktioner: åtkomst utförs i ganska stora block, data skrivs om utan att avbryta läsproceduren.

BIOS (Basic Input/Output System) - ett speciellt chip som innehåller en uppsättning in-/utdataprogram med vilka operativsystemet och applikationsprogrammen kan interagera med datorenheter på fysisk nivå; ett program för att testa datorn och dess enheter, som startar när datorn slås på; installationsprogram för att ändra parametrar som bestämmer datorkonfigurationen.

Lagringsenheter

Informationslagringsenheter är designade för långtidslagring av stora mängder information. Denna typ av minne är, till skillnad från RAM, energioberoende, d.v.s. information går inte förlorad efter att datorn stängts av. Driften av informationslagringsenheter baseras på olika principer (magnetiska, optiska, etc.). Kostnaden för att lagra en enhet av information på dem är betydligt lägre jämfört med RAM, och volymen media som används i dessa enheter är mycket större, men tiden för att få tillgång till information i dem är ännu längre. Det finns enheter med flyttbara och permanenta media. Tillförlitligheten för att lagra information på icke-flyttbara media är mycket större och åtkomsttiden är kortare.

För att integrera informationslagringsenheter i en dator har speciella gränssnitt tagits fram, varav de mest populära idag är IDE (Integrated Drive Electronics) och SCSI (Small Computer System Interface).

SCSI-gränssnittet utvecklades 1970 sid. Upp till åtta enheter kan anslutas till bussen, inklusive SCSI-huvudstyrenheten. SCSI-styrenheten har sin egen BIOS som hanterar åttabitars SCSI-bussen, vilket frigör CPU.

IDE-gränssnittet föreslogs 1988. Styrenhetens funktioner är implementerade i den elektroniska delen av enheten. Datautbyte kan utföras både via den centrala processorn (RIO - Programmerad ingång/utgång) och direkt (DMA - Direct Memory Access).

Streamers - magnetiska bandenheter. De används vanligtvis för att skapa säkerhetskopior av stora volymer och har inbyggda datakomprimeringsmöjligheter.

Kör på hårddiskar - det här är enheter med konstant slitage. de kallas ofta hårddiskar. De innehåller en mekanisk enhet, läshuvuden för att skriva till flera medier och en styrenhet som säkerställer driften av enheten och dataöverföring. För att registrera information används de magnetiska egenskaperna hos mediaskivornas yta.

Hårddiskar skiljer sig från varandra främst i sin kapacitet och driftshastighet. Diskhastighet kännetecknas av två indikatorer: tiden för att komma åt data på disken och hastigheten för att läsa och skriva data till disken.

När du läser eller skriver korta datablock som finns i olika delar av disken bestäms drifthastigheten av dataåtkomsttiden, och när du läser eller skriver stora datablock är genomströmningen av utbytesvägen med disken mycket mer Viktig.

Flyttbara diskenheter: enheter för disketter storlek "och 5,25" - FDD (Floppy Disk Drive), magneto-optiska diskar - MOD (Magneto-Optical Disk), CD-ROM, CD-RW, DVD (Digital Versatile Disk). De låter dig överföra information från en dator till en annan och göra arkivkopior av information som finns på din hårddisk.

Det bör noteras att åtkomsttid och läs- och skrivhastighet beror inte bara på själva enheten utan också på parametrarna för hela kommunikationsvägen med disken: på hastigheten på diskkontrollern, systembussen och datorns centralprocessor.

Tangentbord är huvudenheten för att mata in information i en dator. Detta är en uppsättning mekaniska sensorer som känner av knapptryckningar och stänger en viss elektrisk krets. Många typer av tangentbord har utvecklats, som främst skiljer sig åt i ergonomiska egenskaper. Ytterligare enheter, som en mikrofon, kan byggas in i tangentbordet. De vanligaste typerna av tangentbord är de med mekaniska och membranomkopplare. Teknik baserad på membranomkopplare anses dock vara mer avancerad särskilda fördelar har inte.

Möss Och styrkula - dessa är koordinatenheter för att mata in information i en dator. De har två eller tre kontrollknappar, men den tredje knappen används praktiskt taget inte. Dessutom kan en dubbelknappsmus ha ett speciellt hjul för att snabbt visa flersidig information. Både mekaniska och optiska möss är vanliga, vilket möjliggör större precision. Det finns tre sätt att ansluta en mus: via en seriell COM-port, en PS/2-port och USB uttag. I styrkula Det är inte kroppen som rör sig, utan bara dess boll, vilket gör att du kan öka noggrannheten i markörkontrollen och inte kräver ytterligare utrymme för arbete. Styrkulor används ofta i bärbara datorer.

Scanner är en enhet med vilken information från pappersmedia matas in i en dator. Den optiska upplösningen hos en skanner bestämmer storleken på element som skannern kan överföra utan förvrängning. Upplösningen beror på antalet element som används per längdenhet i raden av fotokänsliga element och på avsökningsanordningens rörelsesteg. Det mäts i dpi - antalet punkter per tum.

Alla skannermodeller kan delas in i handhållen, flatbädd, rulle och trummor Handhållna skannrar ska flyttas för hand över materialet som ska skannas. I flatbäddsskannrar flyttas skannerhuvudet över bilden med hjälp av en stegmotor. Rullskanner drar bilder genom en skannerenhet. Trumskannrar använder en fotomultiplikator som ett ljuskänsligt element.

Dessutom är skannrar indelade i monotrema, att de använder tre linjaler för att samtidigt få information om tre primärfärger, och stativ, att de i ett pass får information om en färg. Skannerns färgdjup bestäms av antalet bitar som används för att lagra färginformation. Moderna skannrar använder minst 24 bitar (8 bitar per färg).

För att kommunicera med en dator använder skannrar seriella och parallella portar, samt SCSI- och USB-gränssnitt.

Elektronisk surfplatta - koordinatomvandlare, används främst för CAD-uppgifter.

Joystick - Analog spakanordning för inmatning av koordinatinformation. Den används nästan uteslutande i spel och simulatorer.

Skicka ditt goda arbete i kunskapsbasen är enkelt. Använd formuläret nedan

Studenter, doktorander, unga forskare som använder kunskapsbasen i sina studier och arbete kommer att vara er mycket tacksamma.

Postat på http://www.allbest.ru/

UKRAINA MINISTERIE FÖR UTBILDNING OCH VETENSKAP

NATIONELLA TEKNISKA UNIVERSITET

"KHARKIV POLYTECHNIC INSTITUTE"

AVDELNING FÖR "INFORMATIONSSYSTEM"

på ämnet: "Tekniska medel för informationsbehandling"

i kursen "Informatik"

Genomförs av: 1:a årsstudent, grupp: Ek50A

Gorbachenko Alena Dmitrievna

Kontrolleras av: Docent vid Institutionen för SI

Tkachenko V.A.

Kharkov 2010

Introduktion

För datavetenskap är en dator inte bara ett verktyg för att arbeta med information, utan också ett studieobjekt. Du får lära dig hur en dator fungerar, vilket arbete som kan utföras med den och vilka mjukvaruverktyg som finns för detta.

Sedan urminnes tider har människor försökt göra sitt arbete lättare. För detta ändamål skapades olika maskiner och mekanismer för att förbättra människans fysiska förmågor. Datorn uppfanns i mitten av 1900-talet för att förbättra förmågan hos mänskligt mentalt arbete, det vill säga att arbeta med information.

Enligt sitt syfte är en dator ett universellt tekniskt verktyg för en person att arbeta med information. Enligt principerna för dess design är en dator en modell av en person som arbetar med information.

Lite mer än 50 år har gått sedan den första elektroniska datorn dök upp. Under denna korta samhällsutvecklingsperiod har flera generationer av datorer förändrats, och de första datorerna idag är en museal raritet. Själva utvecklingens historia datateknikär av stort intresse och visar det nära sambandet mellan matematik och fysik (främst fasta tillståndets fysik, halvledare, elektronik) och modern teknik, vars utvecklingsnivå till stor del bestäms av framstegen i produktionen av datorutrustning.

1. Datorutvecklingens historia

1.1 Första generationens datorer (1948–1958)

Den elementära basen för maskiner från denna generation var elektroniska rör - dioder och trioder. Maskinerna var avsedda att lösa relativt enkla vetenskapliga och tekniska problem. Denna generation av datorer inkluderar: MESM, BESM-1, M-1, M-2, M-Z, "Strela", "Minsk-1", "Ural-1", "Ural-2", "Ural-3", M-20, "Setun", BESM-2, "Hrazdan". De var av betydande storlek, förbrukade mycket ström, hade låg tillförlitlighet och svag mjukvara. Deras hastighet översteg inte 2-3 tusen operationer per sekund, RAM-kapaciteten var 2K eller 2048 maskinord (1K=1024) med en längd på 48 binära tecken. 1958 dök M-20-maskinen upp med 4K-minne och en hastighet på cirka 20 tusen operationer per sekund. I den första generationens maskiner implementerades de grundläggande logiska principerna för att konstruera elektroniska datorer och John von Neumanns begrepp angående driften av en dator med hjälp av ett program inmatat i minnet och initiala data (siffror).

datortangentbord skärm mus

1.2 Andra generationens datorer (1959-1967)

Den elementära basen för maskiner av denna generation var halvledarenheter. Maskinerna var avsedda att lösa olika arbetskrävande vetenskapliga och tekniska problem, samt styra tekniska processer i produktionen. Utseendet på halvledarelement i elektroniska kretsar avsevärt ökade kapaciteten på RAM, tillförlitlighet och hastighet på datorn. Mått, vikt och strömförbrukning har minskat. Med tillkomsten av andra generationens maskiner har användningsområdet för elektronisk datorteknik utökats avsevärt, främst på grund av utvecklingen av mjukvara.

Specialiserade maskiner dök också upp, till exempel datorer för att lösa ekonomiska problem, för att hantera produktionsprocesser, informationsöverföringssystem, etc.

1.3 Tredje generationens datorer (1968-13-973)

En dators elementära bas är små integrerade kretsar (SIC). Maskinerna var avsedda för bred användning inom olika vetenskaps- och teknikområden (beräkningar, produktionsledning, rörliga föremål, etc.). Tack vare integrerade kretsar var det möjligt att avsevärt förbättra datorernas tekniska och operativa egenskaper. Till exempel har tredje generationens maskiner, jämfört med andra generationens maskiner, en större mängd RAM, ökad prestanda, ökad tillförlitlighet och minskad strömförbrukning, fotavtryck och vikt.

1.4 Fjärde generationens datorer (1974-1982)

En dators elementära bas är stora integrerade kretsar (LSI). Maskinerna var avsedda att dramatiskt öka arbetsproduktiviteten inom vetenskap, produktion, ledning, sjukvård, service och vardagsliv. En hög grad av integration hjälper till att öka förpackningstätheten hos elektronisk utrustning och förbättra dess tillförlitlighet, vilket leder till en ökning av datorns prestanda och en minskning av dess kostnad. Allt detta har en betydande inverkan på logisk struktur(arkitektur) för en dator och dess programvara.

1.5 Femte generationen

90-tal; Datorer med många dussintals parallella mikroprocessorer, som möjliggör konstruktion av effektiva kunskapsbearbetningssystem; Datorer på ultrakomplexa mikroprocessorer med en parallellvektorstruktur, som samtidigt kör dussintals sekventiella programkommandon;

Sjätte och efterföljande generationer; optoelektroniska datorer med massiv parallellism och neutronstruktur - med ett distribuerat nätverk av ett stort antal (tiotusentals) enkla mikroprocessorer som modellerar arkitekturen för neutronbiologiska system.

2. Klassificering av datorer

Beroende på deras syfte kan datorer delas in i tre grupper: universella (allmänna ändamål), problemorienterade och specialiserade.

Universella datorer är designade för att lösa en mängd olika tekniska och tekniska problem: ekonomiska, matematiska, informations- och andra problem som kännetecknas av komplexiteten hos algoritmer och en stor mängd bearbetad data. De används ofta i delade datorcenter och andra kraftfulla datorsystem.

De karakteristiska egenskaperna hos datorer för allmänna ändamål är:

hög prestanda;

en mängd olika former av bearbetade data: binär, decimal, symbolisk, med ett stort utbud av deras förändringar och en hög grad av deras representation;

ett omfattande utbud av utförda operationer, både aritmetiska, logiska och speciella;

stor kapacitet av RAM;

välutvecklad organisation av informationsinmatnings-utgångssystemet, vilket säkerställer anslutningen av olika typer av externa enheter.

Problemorienterade datorer används för att lösa ett snävare spektrum av problem som i regel är förknippade med hanteringen av tekniska objekt; registrering, ackumulering och bearbetning av relativt små mängder data; utföra beräkningar med hjälp av relativt enkla algoritmer; de har begränsade hård- och mjukvaruresurser jämfört med stordatorer.

Problemorienterade datorer inkluderar i synnerhet alla typer av styrdatorsystem.

Specialiserade datorer används för att lösa ett snävt antal problem eller implementera en strikt definierad grupp av funktioner. En sådan snäv orientering av datorer gör det möjligt att tydligt specialisera deras struktur, avsevärt minska deras komplexitet och kostnad samtidigt som de bibehålls hög prestanda och tillförlitligheten i deras arbete.

Specialiserade datorer inkluderar till exempel programmerbara mikroprocessorer för speciella ändamål; adaptrar och kontroller som utför logiska styrfunktioner för enskilda enkla tekniska enheter för att koordinera och gränssnitta driften av datorsystemnoder. Sådana datorer inkluderar också till exempel omborddatorer på bilar, fartyg, flygplan och rymdfarkoster. Omborddatorer styr orienterings- och navigeringshjälpmedel, övervakar tillståndet för ombordsystem och utför vissa funktioner automatisk kontroll och kommunikation, såväl som de flesta funktioner för att optimera ett objekts driftsparametrar (till exempel optimering av ett objekts bränsleförbrukning beroende på specifika körförhållanden). Specialiserade minidatorer inriktade på att arbeta med grafik kallas för grafikstationer. Specialiserade datorer som ansluter företagsdatorer till ett nätverk kallas filservrar. Datorer som säkerställer överföring av information mellan olika deltagare i det världsomspännande datornätverket kallas nätverksservrar.

I många fall kan vanliga datorer för allmänt bruk hantera uppgifterna för specialiserade datorsystem, men man tror att användningen av specialiserade system fortfarande är effektivare. Kriteriet för att bedöma effektiviteten är förhållandet mellan utrustningens produktivitet och dess kostnad.

Baserat på storlek och funktionalitet kan datorer delas in i ultrastora, stora, små och ultrasmå (mikrodatorer).

Funktionaliteten hos en dator bestämmer de viktigaste tekniska och operativa egenskaperna:

prestanda, mätt som det genomsnittliga antalet operationer som utförs av maskinen per tidsenhet;

bitdjup och former för representation av tal som datorn arbetar med;

nomenklatur, kapacitet och hastighet för alla lagringsenheter;

nomenklatur och tekniska och ekonomiska egenskaper för externa enheter för lagring, utbyte och inmatning/utmatning av information;

typer och kapacitet för kommunikationsanordningar och gränssnitt av datornoder med varandra (intra-maskingränssnitt);

en dators förmåga att samtidigt arbeta med flera användare och köra flera program samtidigt (multiprogrammering);

typer och tekniska och operativa egenskaper hos operativsystem som används i maskinen;

tillgänglighet och funktionalitet programvara;

förmåga att köra program skrivna för andra typer av datorer ( programvarukompatibilitet med andra typer av datorer);

system och struktur för maskininstruktioner;

förmågan att ansluta till kommunikationskanaler och ett datornätverk;

Datorns driftsäkerhet;

koefficient för användbar användning av en dator i tid, bestäms av förhållandet mellan tid nyttigt arbete och tid för förebyggande.

Figur Schema för klassificering av datorer baserat på deras datorkraft och dimensioner

Historiskt sett var stora datorer de första som dök upp, vars elementära bas gick från vakuumrör till integrerade kretsar med en ultrahög grad av integration. Den första stordatorn, ENIAC, skapades 1946. Denna maskin hade en massa på mer än 50 ton, hastighet på flera hundra operationer per sekund, RAM med en kapacitet på 20 nummer; ockuperade en enorm hall med en yta på 100 kvm.

Prestandan hos stora datorer visade sig vara otillräcklig för en rad uppgifter: väderprognoser, styrning av komplexa försvarssystem, modellering av miljösystem etc. Detta var en förutsättning för utveckling och skapande av superdatorer, de mest kraftfulla datorsystem som utvecklas intensivt för närvarande.

Uppkomsten av små datorer på 70-talet berodde å ena sidan på framsteg inom området för elektroniska komponenter, å andra sidan på överflöd av stora datorresurser för ett antal tillämpningar. Små datorer används oftast för att styra tekniska processer. De är mer kompakta och mycket billigare än stora datorer.

Ytterligare framsteg inom området elementbas och arkitektoniska lösningar ledde till uppkomsten av en superminidator - en dator som tillhör klassen av små datorer i arkitektur, storlek och kostnad, men är jämförbar i prestanda med en stor dator.

Uppfinningen av mikroprocessorn 1969 ledde till uppkomsten på 70-talet av en annan klass av datorer - mikrodatorn. Det var närvaron av en mikroprocessor som ursprungligen fungerade som den definierande egenskapen hos en mikrodator. Nu används mikroprocessorer i alla klasser av datorer utan undantag.

Superdatorer är de mest kraftfulla datorerna när det gäller hastighet och prestanda. Superdatorer inkluderar "Cray" och "IBM SP2" (USA). De används för att lösa storskaliga beräkningsproblem och modellering, för komplexa beräkningar inom aerodynamik, meteorologi, högenergifysik, och används även inom finanssektorn.

Stora maskiner eller stordatorer. Stordatorer används inom finanssektorn, försvarskomplexet, och används för att bemanna avdelningar, territoriella och regionala datorcentra.

Generella medelstora datorer används för att styra komplexa tekniska produktionsprocesser.

Minidatorer är designade för användning som kontrolldatorsystem och som nätverksservrar.

Mikrodatorer är datorer som använder en mikroprocessor som centralenhet. Dessa inkluderar inbyggda mikrodatorer (inbyggda i olika utrustning, utrustning eller instrument) och persondatorer (PC).

Moderna persondatorer har nästan samma egenskaper som åttiotalets minidatorer. På basis av denna klass av datorer byggs automatiserade arbetsstationer (AWS) för specialister på olika nivåer och används som ett sätt att bearbeta information i informationssystem.

Persondatorer inkluderar stationära och bärbara datorer.

Bärbara datorer inkluderar Notebook (notebook eller notebook) och fickdatorer (Personal Computers Handheld - Handheld PC, Personal Digital Assistants - PDA och Palmtop).

3 Datorarkitektur

De klassiska principerna för datorarkitektur föreslogs i verk av J. von Neumann, G. Goldsteig och A. Burks 1946 och är kända som "von Neumann-principerna". Författarna visade på ett övertygande sätt fördelarna med det binära systemet för teknisk implementering av bekvämligheter och lättheten att utföra aritmetik och logiska operationer. Datorer började behandla icke-numeriska typer av information - text, grafik, ljud och andra, men binär datakodning är fortfarande informationsunderlag vilken modern dator som helst

3.1 Princip för lagrat program

Ursprungligen sattes programmet genom att installera byglar på en speciell patchpanel. Detta var en mycket arbetskrävande uppgift. Neumann var den första som insåg att ett program också kunde lagras i form av nollor och ettor, och i samma minne som siffrorna det bearbetade. Frånvaron av en grundläggande skillnad mellan programmet och data gjorde det möjligt för datorn att bilda ett program för sig själv i enlighet med resultaten av beräkningarna

Von Neumann lade inte bara fram de grundläggande principerna för en dators logiska struktur, utan föreslog också dess struktur (se fig. 1), som reproducerades under de två första generationerna av datorer.

Styrenheten (CU) och den aritmetisk-logiska enheten (ALU) i moderna datorer är kombinerade till en enhet - processorn, som är en omvandlare av information som kommer från minne och externa enheter.

Minnet (minnet) lagrar information (data) och program. Lagringsenheten i moderna datorer är "multi-tiered" och inkluderar random access memory (RAM) och externa lagringsenheter (ESD).

RAM är en enhet som lagrar informationen som datorn arbetar med direkt vid en given tidpunkt (ett körbart program, del av den data som behövs för det, vissa kontrollprogram). RAM-enheter har mycket större kapacitet än RAM, men är betydligt långsammare.

3.2 Principen för sekventiellt utförande av operationer

Strukturellt sett består huvudminnet av numrerade celler. Vilken cell som helst är tillgänglig för processorn när som helst. Därav följer att det är möjligt att namnge minnesområden så att de värden som är lagrade i dem senare kan nås eller ändras under programkörning med de tilldelade namnen.

4. PC-enhet och deras egenskaper

Persondatorer är sådana som endast kan användas av en användare åt gången. Persondatorer har bara en arbetsstation.

Termen "konfiguration" av en dator hänvisar till listan över enheter som ingår i dess sammansättning.

I enlighet med principen om öppen arkitektur kan datorhårdvara vara väldigt olika. Men vilken persondator som helst har en obligatorisk och ytterligare uppsättning enheter.

Nödvändig uppsättning enheter:

Monitor är en enhet för att mata ut text och grafisk information.

Tangentbord är en enhet för att mata in textinformation.

En systemenhet är en kombination av ett stort antal olika datorenheter.

4.1 Systemenhet

Systemenheten är den viktigaste enheten i datorn. Alla andra enheter, så kallade externa eller kringutrustning, är anslutna till den. Systemenheten innehåller de viktigaste elektroniska komponenterna i datorn. PC:n är byggd på basis av VLSI (ultra-storskaliga integrerade kretsar), och nästan alla av dem är placerade inuti systemenheten, på speciella kort (ett kort är en plastplatta på vilken elektroniska komponenter är fixerade och sammankopplade - VLSI, mikrokretsar, etc.). Det viktigaste kortet i en dator är moderkort. Den innehåller den centrala processorn, samprocessorn, RAM (Random Access Memory) och kontakter för anslutning av styrkort för externa enheter.

Systemenheten innehåller:

· strömförsörjning - en enhet som omvandlar växelspänning till likspänning av olika polaritet och storlek, nödvändig för att driva moderkortet och interna enheter. Strömförsörjningen innehåller en fläkt som skapar cirkulerande luftflöden för att kyla systemenheten.

· moderkort (moderkort);

· motorväg (systembuss);

· processor;

· Ljudkort;

· grafikkort (grafikkort);

· hårddiskar;

· diskettenheter;

· optiska, magnetoptiska och andra lagringsenheter;

· CD-ROM, DVD-ROM-enhet;

4.2 Övervaka

En bildskärm är ett av de viktigaste universella sätten att visa information, som visar vad datorn gör för tillfället. Bildskärmen är ansluten till grafikkortet som är installerat i datorn.

Bildskärmar finns med olika rör - från 14 till 21 tum. Röret mäts diagonalt från hörn till hörn - detta gäller inte den horisontella bredden. Eftersom de yttre kanterna på röret är delvis dolda av monitorns kropp, är skärmens synliga diagonal alltid mindre än dess specificerade storlek.

Om du ska förbereda böcker eller tidskrifter för publicering, eller skapa storskaliga ritningar och diagram, behöver du i det här fallet en 21-tums bildskärm. Men om du är en vanlig användare räcker det med en 15- eller 17-tumsskärm för dig.

Monitorns kontrollpanel kan innehålla kontroller, knappar eller en kombination av båda. Alla utom de billigaste bildskärmarna har installationsinstruktioner som visas på skärmen. Inställningarna låter dig ändra ljusstyrka, kontrast och position för bilden på skärmen.

Vissa monitorer (de flesta av den föråldrade typen) har inbyggda högtalare och mikrofon, och ibland en inbyggd videokamera för videokonferenser.

4.3 Tangentbord

Tangentbordet rankas först i hierarkin av inmatningsenheter. Förutom en komplett uppsättning alfabet, siffror och matematiska symboler har tangentbordet kontrolltangenter som tabb och vagnretur. Dessutom finns det nycklar som uteslutande är kopplade till kommandon - till exempel att flytta markören runt skärmen, flytta till början eller slutet av dokumentet och radera fel. Tangentbordets huvudfunktion är att ange numerisk information och textinformation. Tangentbordet finns i olika färger och former, men oavsett utseende genererar en standarduppsättning digitala koder som känns igen av en dator. Tangentbordet består av en mikroprocessor, samt 104 tangenter och 3 indikatorlampor i det övre högra hörnet som informerar om driftlägen. Kabeln tar ström från datorn och leder den till tangentbordet. Kontakterna under varje nyckel är anslutna till mikroprocessorn så att varje nyckel lätt kan identifieras. När en tangent trycks in uppstår en avböjning i det elektriska flödet. Mikroprocessorn skickar en kod till datorn som kallas tangentbordsavfrågningskod. Den känner också av när två tangenter har tryckts ned samtidigt, vilket är fallet när du använder Shift för att skriva versaler. I billiga tangentbord liknar kontakterna under tangenterna smörgåsar på ett flexibelt membran. De går sönder snabbare än dyra modeller som använder mekaniska brytare för varje nyckel. Skillnaden ligger också i kvaliteten på arbetet och det ljud som produceras.

Standardtangentbord har en QWERTY-layout (namnet kommer från de första sex engelska bokstäverna i den översta raden) och finns i följande typer: fläckbeständig och vattenavvisande; ergonomiska, barntangentbord och infraröda som inte kräver kabelanslutning.

4.4 Hamnar

Perifera in-/utgångsenheter är anslutna till portarna. Portkontakter installeras vanligtvis direkt på moderkortet och placeras på datorns bakvägg. Portarna samverkar med chipsets södra brygga; det är också möjligt att vissa portar betjänas av ett specialiserat SuperlO-chip, som i sin tur interagerar med södra bron. Portar kallas också för gränssnitt. På baksidan av datorn kan du hitta kontakter för följande portar (gränssnitt).

Seriell port (COM). Har funnits i datorer i mer än två decennier, men i Nyligen används inte särskilt ofta. Från början hade datorer två seriella portar COMI och COM2, men många moderna kort har en kontakt endast för COMI, och vissa nya kort har ingen serieport, eftersom den är föråldrad.

Parallellport (LPT). Vissa modeller av skrivare, skannrar och andra enheter är anslutna till den. Den vanliga parallellporten är inte särskilt snabb, så dess accelererade ECP- eller EPP-driftlägen används. Denna port är också föråldrad och kanske inte är tillgänglig på vissa nya kort.

Spelport. Joysticks, rattar och andra spelkontroller är anslutna till den. Nya datorer har inte denna port, och moderna spelenheter ansluts med USB.

PS/2-port. De flesta datorer har två av dessa specialiserade portar: den första för att ansluta ett tangentbord, den andra för en mus. Om de inte finns där ska tangentbordet och musen anslutas till USB-kontakten.

USB. Det mest populära gränssnittet för en mängd olika kringutrustning. På bakpanelen finns det vanligtvis från 2 till 8 USB-kontakter Dessutom kan flera kontakter finnas på datorns frontpanel

IEEE 1394 (FireWire). Höghastighets seriell port för digitala videoenheter. Inte alla moderkort stöder IEEE 1394, så du måste vanligtvis köpa en extra kontroller för att fungera med digital video.

Ljudadapterkontakter. Varje moderkort kommer med en inbyggd ljudadapter, och bakpanelen har vanligtvis flera kontakter för att ansluta högtalare, en mikrofon och andra ljudenheter. På senare tid kan du i allt högre grad hitta högkvalitativa flerkanalsljudadaptrar (HD Audio), såväl som nya typer av kontakter: optiska och koaxiala.

VGA. Används för att ansluta en bildskärm. Om du har en integrerad videoadapter kommer denna kontakt att finnas på moderkortets bakre vägg.

4.5 Mus

Datormusen ser inte ut som sin namne, men detta namn är fast fäst vid den. Musens huvuduppgift är att styra markörens rörelse över skärmen.

Alla möss fungerar nästan likadant. Bollen inuti musen skaver mot rullarna. I änden av varje rulle finns en skiva och en sensor för att upptäcka rörelse. Kulans rotation överförs också till två plastaxlar, vars position läses med stor noggrannhet av infraröda optokopplare (det vill säga par av ljussändare och fotodetektor). En rulle roterar när du flyttar musen från vänster till höger, och den andra rullen roterar när du flyttar musen fram och tillbaka. Dessa rörelser registreras i pekarinstruktionerna på skärmen.

De flesta möss är optiskt-mekaniska. Men det finns helt mekaniska och optiska alternativ. De mekaniska delarna av musen är en gummibelagd stålkula och två (eller flera) rullar. Rullarna arbetar med optiska detektorer som känner av horisontella och vertikala rörelser. Ytterligare rullar behövs för att stabilisera bollen och göra dess rörelser smidigare. När musen rör sig registrerar rullarna grad, hastighet och riktning. Dessa data skickas till datorn. Användaren trycker på en av musknapparna. signalen skickas till operativ system och talar om för programvaran vilken tangent som trycktes ned. Programvaran slutför sedan uppgiften.

Det finns tre sätt att ansluta en mus till din dator. De flesta möss ansluter till PS/2-porten, som är standard på alla möss. moderna datorer. På äldre datorer är mössen anslutna till en seriell port. Vissa möss är anslutna via en USB-port (så ansluts lasermöss till datorn). Endast nya datorer har denna port.

Upplösningen hos möss är vanligtvis cirka 600 dpi (punkter per tum). Det betyder att när du flyttar musen 1 tum (2,54 cm), flyttar muspekaren på skärmen 600 punkter.

Möss har vanligtvis två kontrollknappar, som används när man arbetar med grafiska gränssnittsprogram. För närvarande har möss dykt upp med ett extra hjul, som är placerat mellan knapparna. Den är utformad för att scrolla upp eller ner i bilder, texter eller webbsidor som inte får plats helt på skärmen.

Moderna musmodeller är ofta trådlösa - de ansluter till datorn utan kabel, med vanliga batterier.

I bärbara datorer används istället för en mus en pekplatta (från det engelska ordet TouchPad), som är en rektangulär panel som är känslig för fingerrörelser och fingertryck. Flytta fingret över en yta pekplatta omvandlas till markörrörelse på skärmen. Att trycka på pekplattans yta motsvarar att trycka på en musknapp.

5. Strukturplan och PC-enhet

Datorns huvudenhet är moderkort, som definierar dess konfiguration. Alla PC-enheter är anslutna till detta kort med kontakter som finns på detta kort. Anslutningen av alla enheter till ett enda system säkerställs med hjälp av ett systemstamnät (bus), som är en data-, adress- och kontrolllinje.

PC-kärnan består av en processor (central mikroprocessor) och huvudminne, bestående av RAM och läsminne (ROM) eller omprogrammerbart läsminne (PROM). ROM är utformad för att registrera och permanent lagra data.

Ansluta alla externa enheter: tangentbord, bildskärm, externa lagringsenheter, mus, skrivare, etc. tillhandahålls genom kontroller, adaptrar, kort.

Styrenheter, adaptrar eller kort har sin egen processor och minne, d.v.s. är en specialiserad processor.

Mikroprocessor .

Den centrala mikroprocessorn (ett litet chip som utför alla beräkningar och informationsbehandling) är kärnan i PC:n. Datorer som IBM PC använder mikroprocessorer från Intel och kompatibla mikroprocessorer från andra företag.

Mikroprocessorkomponenter:

ALU utför logiska och aritmetiska operationer

· Styrenheten styr alla PC-enheter

Register används för att lagra data och adresser

· Buss- och portstyrkrets - förbereder enheter för datautbyte mellan mikroprocessorn och in-/utgångsporten, och styr även adress- och styrbussen.

· Huvudegenskaper hos processorn:

· Bitkapacitet - antalet binära bitar som behandlas samtidigt när ett kommando utförs. De flesta moderna processorer är 32-bitars processorer, men 64-bitars processorer finns också tillgängliga.

· Klockfrekvens - antalet enhetsdriftcykler per tidsenhet. Ju högre klockhastighet, desto högre prestanda.

· Tillgänglighet för inbyggd matematisk coprocessor

· Tillgänglighet och storlek på cacheminne.

· BAGGE

Random access memory (RAM eller RAM) är ett minnesområde som är utformat för att lagra information under en session av arbete med en dator. Strukturellt är RAM-minnet gjort i form av integrerade kretsar.

Från den läser processorn program och initialdata för bearbetning i sina register och skriver in resultaten i den. Detta minne fick namnet "RAM" eftersom det fungerar mycket snabbt, som ett resultat av att processorn inte behöver vänta när man läser eller skriver data till minnet.

Men hastigheten på RAM är lägre än hastigheten för processorns register, så innan kommandon utförs, skriver processorn data från RAM till register. Utifrån driftsprincipen skiljer man mellan dynamiskt minne och statiskt minne.

Dynamiska minnesceller är mikrokondensatorer som ackumulerar laddning på sina plattor. Statiska minnesceller är flip-flops som kan vara i två stabila tillstånd.

Huvudparametrarna som kännetecknar RAM är kapacitet och minnesåtkomsttid. RAM-typ DDR SDRAM (synkront minne med dubbel dataöverföringshastighet) anses vara det mest lovande för datorer.

Cacheminne

Datorn måste tillhandahållas snabb åtkomst till RAM, annars kommer mikroprocessorn att vara inaktiv och datorns prestanda minskar. Därför är moderna datorer utrustade med cacheminne eller random access memory.

Om det finns ett cacheminne skrivs data från RAM först till det och sedan till processorregistren. Vid återåtkomst av minne söks först nödvändig data i cacheminnet och nödvändig data från cacheminnet överförs till registren, därför ökar prestandan.

Styrenheter

Endast informationen lagrad i RAM är tillgänglig för processorn för bearbetning. Därför är det nödvändigt att programmet och data lagras i dess RAM.

På datorn, information från externa enheter (tangentbord, hårddisk etc.) skickas till RAM, och information (resultat av programkörning) från RAM matas också ut till externa enheter (monitor, HDD, skrivare, etc.).

Datorn måste alltså utbyta information (input-output) mellan RAM och externa enheter. Enheter som utbyter information mellan RAM och externa enheter kallas kontroller eller adaptrar, ibland kort. Styrenheter, adaptrar eller kort har sin egen processor och minne, d.v.s. är en specialiserad processor.

Styrenheter eller adaptrar (kretsar som styr externa enheter på datorn) finns på separata kort som sätts in i standardiserade kontakter (kortplatser) på moderkortet

System motorväg.

Systemets stamnät (bussen) är en samling ledningar och kontakter som säkerställer integrationen av alla PC-enheter i ett enda system och deras interaktion.

För att ansluta kontroller eller adaptrar är moderna datorer utrustade med platser som PCI. PCI - E Express-platser för anslutning av nya enheter till en snabbare databuss. AGP-platser är utformade för att ansluta en videoadapter

För att ansluta enheter ( hårddiskar och CD-skivor) IDE- och SCSI-gränssnitt används. Ett gränssnitt är en uppsättning medel för att ansluta och kommunicera datorenheter.

Anslutning av kringutrustning (skrivare, möss, skannrar, etc.) görs genom speciella gränssnitt som kallas portar. Portar är installerade på systemenhetens bakvägg.

Expansionsplatser för PC-konfiguration (kontakter) är utformade för att ansluta ytterligare enheter till huvuddatorns databuss. De huvudsakliga expansionskorten som är utformade för att ansluta ytterligare enheter till bussen inkluderar:

· Videoadaptrar (videokort)

· Ljudkort

· Interna modem

Nätverksadaptrar (för anslutning till lokalt nätverk)

SCSI-adaptrar

Externt minne. Körklassificering

Enheter används för att lagra program och data på en PC. olika typer. Enheter är enheter för att skriva och läsa information från olika lagringsmedier. Det finns enheter med flyttbara och inbyggda media.

Baserat på typen av lagringsmedium delas enheter in i magnetiska bandenheter och diskenheter. Magnetbandenheter inkluderar bandenheter etc. En bredare klass av enheter består av diskenheter.

Baserat på metoden att skriva och läsa information på media delas diskenheter in i magnetiska, optiska och magnetoptiska.

Diskenheter inkluderar:

· diskettenheter;

· lagringsenheter på icke-flyttbara hårddiskar (hårddiskar);

· lagringsenheter på flyttbara hårddiskar;

Magnetiska lagringsenheter optiska skivor;

· optiska enheter (CD-R CD-RW CD-ROM) med engångsskrivning och

· optiska DVD-enheter (DVD-R DVD-RW DVD-ROM, etc.)

Ytterligare enheter

Kringutrustning är enheter som ansluter till PC-kontroller och utökar dess funktionalitet.

Enligt deras syfte är ytterligare enheter indelade i:

· inmatningsenheter (styrkulor, joysticks, ljuspennor, skannrar, digitalkameror, digitaliserare)

utgångsenheter (plotters eller plottrar)
lagringsenheter (streamers, zip-enheter, magneto-optiska enheter, HiFD-enheter, etc.)

utbytesenheter (modem)

6. Presentation av information på en dator, måttenheter för information

Datorn använder det binära talsystemet, d.v.s. Alla tal i en dator representeras med hjälp av nollor och ettor, så datorn kan bara bearbeta information som representeras i digital form.

För att konvertera numerisk, text-, grafik- och ljudinformation till digital information är det nödvändigt att använda kodning. Kodning är omvandlingen av data av en typ genom data av en annan typ. En dator använder ett binärt kodningssystem baserat på att representera data som en sekvens av två tecken: 1 och 0, som kallas binära siffror (förkortas bit).
Alltså är informationsenheten i en dator en bit, dvs. en binär siffra som kan ha värdet 0 eller 1. Åtta på varandra följande bitar utgör en byte. En byte kan koda värdet av ett tecken av 256 möjliga (256 = 2 i potensen 8). Den större informationsenheten är kilobyte (KB), som är lika med 1024 byte (1024 = 2 i potensen 10). Ännu större dataenheter: megabyte, gigabyte, terabyte (1 MB = 1024 KB; 1 GB = 1024 MB; 1 TB = 1024 GB).

Heltal kodas i binärt helt enkelt (genom att dividera talet med två). För att koda icke-numerisk information används följande algoritm: alla möjliga värden för den kodade informationen är numrerade och dessa siffror kodas med en binär kod.

Till exempel, för att representera textinformation, används en teckennumreringstabell eller en teckenkodningstabell, där varje tecken motsvarar ett heltal (ordningstal). Åtta binära siffror kan koda 256 olika karaktärer.

Den befintliga ASCII-standarden (8-bitars kodningssystem) innehåller två kodningstabeller - grundläggande och utökade. Den första tabellen innehåller 128 grundläggande tecken, den innehåller teckenkoder i det engelska alfabetet och den andra kodningstabellen innehåller 128 utökade tecken.

Eftersom denna standard inte inkluderar tecken från andra länders nationella alfabet, ersätts i varje land de 128 utökade teckenkoderna med tecken från det nationella alfabetet. Det finns nu många teckenkodningstabeller där de 128 utökade teckenkoderna ersätts med tecken från det nationella alfabetet.

Till exempel används teckenkodningen för det ryska språket Widows - 1251 för datorer som kör Windows. En annan kodning för det ryska språket är KOI - 8, som också används flitigt i datornätverk och den ryska internetsektorn.

För närvarande finns det ett universellt UNICODE-system baserat på 16-bitars teckenkodning. Detta 16-bitarssystem tillhandahåller universella koder för 65 536 olika tecken, d.v.s. Denna tabell kan rymma tecken på språken i de flesta länder i världen.

För att koda grafiska data, till exempel, används en kodningsmetod som raster. Koordinaterna för punkter och deras egenskaper beskrivs med hjälp av heltal, som kodas med binär kod. Så svart och vitt grafiska objekt kan beskrivas med en kombination av punkter med 256 nyanser av grått, d.v.s. För att koda ljusstyrkan för en punkt räcker det med ett 8-bitars binärt tal.

Läget för att representera färggrafik i RGB-systemet med 24 bitar (8 bitar för var och en av de tre primärfärgerna) kallas fullfärg. För fullfärgsläge i CMYK-systemet måste du ha 32 bitar (fyra färger på 8 bitar vardera).

Slutsatser

Historien om PC-utveckling består av 5 steg:

· Första generationens datorer (1948-1958)

· Andra generationens datorer (1959-1967)

· Tredje generationens datorer (1968-1973)

· Fjärde generationens datorer (1974-1982)

· Femte generationens datorer

Varje efterföljande generation av datorer har betydligt bättre egenskaper jämfört med de tidigare. Datorprestanda och kapaciteten hos alla lagringsenheter ökar alltså som regel med mer än en storleksordning.

Utvecklingen av PC:n har lett till snabbare och mer det enkla sättet informationsbearbetning. Datorer har blivit tillgängliga för varje person, och inte bara för en viss krets av människor. Arbetet i alla delar av samhället har blivit lättare.

PC-enheter:

· Systemenhet

· Tangentbord

· Övervaka

Nuförtiden inkluderar PC-enheter även högtalare (för ljuduppspelning), skrivare, skanner, webbkameror och mer.

Lista över begagnad litteratur

1. Ugrinovich N. D. Workshop om datavetenskap och informationsteknologi. - Binom Kunskapslaboratoriet, 2004 - 106 sidor.

2. Tsvetkova A.V. Datavetenskap och informationsteknik, 2008 - 228 s.

Postat på Allbest.ur

Liknande dokument

Användningsområden för en persondator (PC). Grundläggande block av en PC, metoder för datorbehandling av information. In- och utenheter, informationslagring: systemenhet, tangentbord, bildskärm, mus, skanner, digitaliserare, skrivare, diskenhet.

presentation, tillagd 2011-02-25


Informationsbehandling av datorer. Medel för att omvandla information till digital form och tillbaka. Huvuddatorenheter: systemenhet, hårddisk, moderkort. In- och utdataenheter: tangentbord och mus.

kursarbete, tillagd 2010-11-25


Analys av funktionsegenskaperna hos speciella enheter för att mata in information i datorns minne. Tangentbord är en enhet som låter dig ange numeriska och textinformation. Typer av manipulatorer: mus, styrkula, joystick. Enheter för inmatning av digital information.

kursarbete, tillagt 2013-04-14


Funktioner hos huvudkomponenterna i en dator: systemenhet, tangentbord, mus, bildskärm. Syfte med innehållet i systemenheten, egenskaper hos källmaterial. Egenskaper och funktionsprinciper för monitorer med flytande kristaller och plasma.

test, tillagt 2009-10-10


Trender i utvecklingen av datorteknik. Nyckelfunktioner arbetsplats och sanitära och hygieniska standarder. Säkerhetsföreskrifter vid arbete på en persondator, dess enhet och programvara. Framtiden för lagring.

presentation, tillagd 2011-12-07


Kännetecken för information. Konvertera tal från binära till decimala, hexadecimala och oktala. Metoder för att bedöma mängden information. Tekniska medel för informationsbehandling. Funktionsprincip, historien om uppfinningen av bläckstråleskrivaren.

test, tillagt 2012-10-22


Klassificering av persondatorer (PC) efter specialiseringsgrad, processorarkitektur etc. De viktigaste strukturella delarna av en PC: systemenhet, bildskärm, mus, tangentbord, externa enheter. Ytterligare enheter anslutna till datorer.

presentation, tillagd 2017-11-07


Typer av information som moderna datorer arbetar med. Begreppet "information": i fysik, biologi, cybernetik. Presentation av information. Kodning och informationsöverföringskanaler. Lokal dator nätverk. Lagra information i filer.

test, tillagt 2008-01-13


Informationssäkerhet, dess mål och mål. Informationsläckagekanaler. Program- och hårdvarumetoder och metoder för att skydda information från obehörig åtkomst. Modell av säkerhetshot mot information som behandlas på en datoranläggning.

avhandling, tillagd 2017-02-19


Komponenter i en persondator: strömförsörjning, moderkort, processorenhet, RAM, video och Ljudkort, nätverksadapter och hårddisk. Avtagbart media information. Bildskärm, tangentbord och mus. Kringutrustning.

När de utformar tekniska processer styrs de av sätten för deras implementering. Teknikens implementeringsläge beror på rymd-tidsegenskaperna för de uppgifter som löses: frekvens och brådska, krav på hastigheten för meddelandebehandling, såväl som på de operativa kapaciteterna hos tekniska medel, och i första hand datorer. Det finns: batchläge; realtidsläge; tidsdelningsläge; regleringssystem; begäran; dialog; telebearbetning; interaktiv; enkelprogram; multi-program (multi-processing).

Batch-läge. När du använder detta läge har användaren inte direkt kommunikation med datorn. Insamling och registrering av information, inmatning och bearbetning sammanfaller inte i tid. Först samlar användaren information och formar den till paket i enlighet med typen av uppgift eller någon annan egenskap. (Det är i regel uppgifter av icke-operativ karaktär, med en långsiktig giltighet av lösningsresultaten). Efter att mottagandet av information är slutfört, matas den in och bearbetas, det vill säga det finns en bearbetningsfördröjning. Detta läge används som regel med en centraliserad metod för informationsbehandling.

Konversationsläge(frågeläge) där användaren har möjlighet att direkt interagera med datorsystemet medan användaren arbetar. Databehandlingsprogram finns permanent i datorns minne om datorn är tillgänglig när som helst, eller under en viss tid när datorn är tillgänglig för användaren. Användarinteraktion med ett datorsystem i form av en dialog kan vara flerdimensionell och bestäms av olika faktorer: kommunikationsspråk, aktiv eller passiv roll för användaren; vem är initiativtagaren till dialogen - användaren eller datorn; respons tid; dialogstruktur m.m. Om initiativtagaren till dialogen är användaren måste han ha kunskap om att arbeta med procedurer, dataformat etc. Om initiativtagaren är en dator, så berättar maskinen själv vid varje steg vad som behöver göras med en mängd olika val. Denna funktionsmetod kallas "menyval". Den ger stöd för användaråtgärder och föreskriver deras sekvens. Samtidigt krävs mindre förberedelser från användaren.

Dialogläget kräver en viss nivå av teknisk utrustning av användaren, dvs. närvaron av en terminal eller PC ansluten till det centrala datorsystemet via kommunikationskanaler. Detta läge används för att komma åt information, datorer eller programvaruresurser. Möjligheten att arbeta i interaktivt läge kan vara begränsad i start- och sluttiderna för arbetet, eller så kan den vara obegränsad.

Ibland skiljer man på konversation och begäran lägen, då menar vi med fråga ett engångsanrop till systemet, varefter det ger ett svar och stängs av, och med dialog menar vi ett läge där systemet, efter en förfrågan, ger ett svar och väntar på ytterligare användare handlingar.

Realtidsläge. Syftar på förmågan hos ett datorsystem att interagera med kontrollerade eller hanterade processer i takt med dessa processer. Datorns reaktionstid måste uppfylla takten i den kontrollerade processen eller användarkraven och ha en minimal fördröjning. Vanligtvis används detta läge för decentraliserad och distribuerad databehandling.

Telebearbetningsläge tillåter en fjärranvändare att interagera med ett datorsystem.

Interaktivt läge förutsätter möjligheten till tvåvägsinteraktion mellan användaren och systemet, d.v.s. användaren har möjlighet att påverka databehandlingsprocessen.

Tidsdelningsläge antar systemets förmåga att allokera sina resurser till en grupp användare en efter en. Datorsystemet betjänar varje användare så snabbt att det verkar som om flera användare arbetar samtidigt. Denna möjlighet uppnås genom lämplig programvara.

Enkelprograms- och multiprogramlägen karakterisera systemets förmåga att arbeta samtidigt under ett eller flera program.

Regleringssystem kännetecknas av tidssäkerheten för enskilda användaruppgifter. Till exempel att ta emot resultatsammanställningar i slutet av månaden, beräkna lönebesked för vissa datum osv. Tidsfristerna för beslutet är fastställda i förväg enligt föreskrifter, till skillnad från godtyckliga framställningar.

Följande metoder för databehandling särskiljs: centraliserad, decentraliserad, distribuerad och integrerad.

Centraliserad antar närvaro. Med denna metod levererar användaren initial information till datorcentralen och får bearbetningsresultat i form av resultatdokument. Det speciella med denna bearbetningsmetod är komplexiteten och arbetsintensiviteten i att etablera snabb, oavbruten kommunikation, datorns stora belastning med information (eftersom dess volym är stor), regleringen av tidpunkten för operationer och organisationen av systemsäkerhet. från eventuell obehörig åtkomst.

Decentraliserat behandling. Denna metod är förknippad med tillkomsten av persondatorer, som gör det möjligt att automatisera en specifik arbetsplats.

Distribuerad metod databehandling bygger på fördelningen av bearbetningsfunktioner mellan olika datorer som ingår i nätverket. Denna metod kan implementeras på två sätt: det första innebär att en dator installeras i varje nätverksnod (eller på varje nivå i systemet), med databehandling som utförs av en eller flera datorer beroende på systemets faktiska kapacitet och dess behov vid den aktuella tiden. Det andra sättet är att placera ett stort antal olika processorer inom ett system. Denna väg används i bank- och finansiell informationsbehandlingssystem, där ett databearbetningsnätverk behövs (filialer, avdelningar, etc.). Fördelar med den distribuerade metoden: förmågan att bearbeta vilken mängd data som helst inom en given tidsram; hög grad av tillförlitlighet, eftersom om ett tekniskt medel misslyckas, är det möjligt att omedelbart ersätta det med ett annat; minskning av tid och kostnader för dataöverföring; öka systemflexibiliteten, förenkla mjukvaruutveckling och drift, etc. Den distribuerade metoden bygger på ett komplex av specialiserade processorer, d.v.s. Varje dator är designad för att lösa specifika problem eller uppgifter på sin egen nivå.

Integrerad sätt att behandla information. Det innebär skapandet av en informationsmodell för ett hanterat objekt, det vill säga skapandet av en distribuerad databas. Denna metod ger maximal bekvämlighet för användaren. Å ena sidan ger databaser möjlighet till delad användning och centraliserad hantering. Å andra sidan kräver mängden information och mångfalden av uppgifter som ska lösas distribution av databasen. Integrerad informationsbearbetningsteknik gör att du kan förbättra kvaliteten, tillförlitligheten och bearbetningshastigheten, eftersom Bearbetningen utförs på basis av en enda informationsmatris, som matas in en gång i datorn. En egenskap hos denna metod är den tekniska och tidsmässiga separationen av bearbetningsförfarandet från förfarandena för insamling, förberedelse och inmatning av data.

En uppsättning tekniska medel för informationsbehandling är en uppsättning autonoma enheter för insamling, ackumulering, överföring, bearbetning och presentation av information, såväl som kontorsutrustning, hantering, reparation och underhåll och andra. Det finns ett antal krav för uppsättningen av tekniska medel:

Säkerställer problemlösning med minimala kostnader, erforderlig noggrannhet och tillförlitlighet

Möjlighet till teknisk kompatibilitet för enheter, deras aggregerbarhet

Säkerställer hög tillförlitlighet

Minsta anskaffningskostnader

Inhemsk och utländsk industri producerar ett brett utbud av tekniska metoder för informationsbearbetning, som skiljer sig i elementbas, design, användning av olika informationsmedier, operativa egenskaper, etc.

Tekniska medel för informationsbehandling är indelade i två stora grupper. Detta grundläggande Och extra behandlingsmedel.

Hjälputrustning är utrustning som säkerställer anläggningstillgångarnas funktionalitet samt utrustning som underlättar och gör ledningsarbetet bekvämare. Hjälpmedel för informationsbehandling inkluderar kontorsutrustning och reparations- och underhållsutrustning. Kontorsutrustning representeras av ett mycket brett utbud av verktyg, från kontorsmaterial till leveranssätt, reproduktion, lagring, sökning och förstörelse av grundläggande data, medel för administrativ och produktionskommunikation, och så vidare, vilket gör en chefs arbete bekvämt. och bekväma.

Anläggningstillgångar är verktyg för automatiserad informationsbehandling. Det är känt att för att hantera vissa processer behövs viss ledningsinformation som kännetecknar tillstånden och parametrarna för tekniska processer, kvantitativa, kostnads- och arbetsindikatorer för produktion, utbud, försäljning, finansiella aktiviteter etc. De huvudsakliga metoderna för teknisk bearbetning inkluderar: metoder för att registrera och samla in information, metoder för att ta emot och överföra data, metoder för att förbereda data, metoder för inmatning, metoder för att behandla information och metoder för att visa information. Nedan diskuteras alla dessa medel i detalj.

Att få primär information och registrering är en av de arbetskrävande processerna. Därför används de i stor utsträckning anordningar för mekaniserad och automatiserad mätning, insamling och dataregistrering. Utbudet av dessa fonder är mycket omfattande. Dessa inkluderar: elektroniska vågar, olika räknare, displayer, flödesmätare, kassaapparater, sedelräknare, bankomater och mycket mer. Hit hör även olika produktionsregistratorer avsedda att bearbeta och registrera information om affärstransaktioner på datamedia.