Технические средства реализации информационных...

11

Технические средства Технические средства реализации реализации

информационных информационных процессовпроцессов

ИнформатикаИнформатика

22

КомпьютерКомпьютер

КомпьютерКомпьютер - это программируемая электронная система, предназначенная для приема, передачи, хранения и обработки информации.

КомпьютерКомпьютер - это программируемая электронная система, предназначенная для приема, передачи, хранения и обработки информации.

Компьютер

HardWareАппаратное

обеспечение

SoftWareПрограммн

ое обеспечени

е

33

Архитектура компьютераАрхитектура компьютера

Включает описание пользовательских возможностей системы команд системы адресации организации памяти и пр.

Архитектурой компьютераАрхитектурой компьютера (в широком смысле) называется его описание на некотором общем уровне.

44

Архитектура Архитектура компьютеракомпьютера

Определяет принципы действия; информационные связи; взаимное соединение

основных логических узлов компьютера

55

Классическая Классическая (неймановская) (неймановская)

архитектура компьютера архитектура компьютера Джон фон Нейман (США) 1945 г.

66

Принципы классической Принципы классической (неймановской) архитектуры (неймановской) архитектуры

ЭВМЭВМ

1. Основные компоненты ЭВМ1. Основные компоненты ЭВМ

Устройствоввода(УВв)

Устройство вывода(УВыв)

Арифметико-логическоеустройство

(АЛУ)

Запоминающее устройство

(ЗУ)Устройствоуправления

(УУ)

77

Принципы классической Принципы классической (неймановской) архитектуры (неймановской) архитектуры

ЭВМЭВМ

2. Хранение данных и команд в памяти2. Хранение данных и команд в памяти(реализован наличием ЗУ)(реализован наличием ЗУ)

Адресность памяти – память состоит из пронумерованных ячеек, каждая из которых имеет уникальный адрес;

Для чтения и записи данных в память надо указать адрес;

Однородность памяти – данные и команды хранятся в памяти на равноправных началах.

88

Принципы классической Принципы классической (неймановской) архитектуры (неймановской) архитектуры

ЭВМЭВМ3. Принцип программного управления3. Принцип программного управления

Программа - совокупность команд определяющих последовательность действий компьютера

Программа - совокупность команд определяющих последовательность действий компьютера

КОМАНДА

А1КОП А2 А3

Команда (машинная) – элементарная инструкция, выполняемая автоматически

Команда (машинная) – элементарная инструкция, выполняемая автоматически

99

Принципы классической Принципы классической (не(нейймановской) архитектуры мановской) архитектуры

ЭВМЭВМФункция устройства управления –

• прочесть очередную команду,

• расшифровать ее

• подключить необходимые цепи и устройства для ее выполнения.

формирование адреса

очередной команды

чтение очередной

команды из памяти и расшифровка ее содержания;

выполнение команды

адрес первой

команды

1010

Принципы классической Принципы классической (неймановской) архитектуры (неймановской) архитектуры

ЭВМЭВМ

Управляющие сигналы и потоки информации

Устройствоуправления

Устройствоввода

Устройство вывода

Арифметико-логическоеустройство

Запоминающее устройство

1111

Принципы классической Принципы классической (неймановской) архитектуры (неймановской) архитектуры

ЭВМЭВМ

4. 4. Последовательное выполнение Последовательное выполнение операцийопераций

5. 5. Двоичное кодированиеДвоичное кодирование

6. 6. Использование электронных Использование электронных элементов и электрических схемэлементов и электрических схем

1212

Структура Структура компьютеракомпьютера

Структура компьютера — это некоторая модель, устанавливающая состав, порядок и принципы взаимодействия входящих в нее компонентов.

Структура компьютера — это некоторая модель, устанавливающая состав, порядок и принципы взаимодействия входящих в нее компонентов.

Структура компьютера — это техническая реализация основных принципов классической архитектуры на конкретном историческом этапе развития информационно-коммуникационных технологий.

Структура компьютера — это техническая реализация основных принципов классической архитектуры на конкретном историческом этапе развития информационно-коммуникационных технологий.

1313

Структура современного Структура современного ПКПК

Периферийная часть

Устройстваввода-вывода

Внешняя память

Центральная часть

Процессор

АЛУ УУ

Внутренняя память

ПЗУКЭШ

ОЗУ

СИСТЕМНАЯ ШИНА

1414

Структура системной Структура системной платыплаты

Тактовый генератор

Центральный

процессор(CPU)

ОЗУ(RAM)

Слоты

КЭШ-памят

ь

Сопроцессор

ПЗУ(ROM)

Контроллеры ПУ

Central Processing

Unit

Random Access

Memory

Read-Only Memory

Назад

1515

Основные отличия современного Основные отличия современного ПК ПК

от классической архитектурыот классической архитектуры

1. Выделение центральной и периферийной частей

2. Объединение в одном функционально законченном модуле (процессоре) двух устройств: устройства управления и арифметико-логического устройства.

3. Разделение памяти на внутреннюю и внешнюю.

4. Реализация принципа открытой архитектуры.

Внешняя память• Предназначена для

долговременного хранения информации независимо от того, работает ЭВМ или нет.

• Характеризуется она более низким быстродействием,

• Но позволяет хранить существенно больший объем информации по сравнению с оперативной памятью.

1616

Принцип открытой Принцип открытой архитектурыархитектуры

КонфигурацияКонфигурация - набор модулей, из которых состоит конкретный компьютер.

КонфигурацияКонфигурация - набор модулей, из которых состоит конкретный компьютер.

МодульностьМодульность - это построение компьютера на основе набора модулей. МодульностьМодульность - это построение компьютера на основе набора модулей.

МодульМодуль представляет собой конструктивно и функционально законченный электронный блок в стандартном исполнении. Это означает, что с помощью модуля может быть реализована какая-то функция либо самостоятельно, либо совместно с другими модулями.

МодульМодуль представляет собой конструктивно и функционально законченный электронный блок в стандартном исполнении. Это означает, что с помощью модуля может быть реализована какая-то функция либо самостоятельно, либо совместно с другими модулями.

1717

Принцип открытой Принцип открытой архитектурыархитектуры

Регламентируются и стандартизируются Регламентируются и стандартизируются только описание принципа действия только описание принципа действия компьютера и его конфигурация;компьютера и его конфигурация;

Компьютер легко расширяется и Компьютер легко расширяется и модернизируется за счет возможности модернизируется за счет возможности подключения через слоты разнообразных подключения через слоты разнообразных устройств, удовлетворяющие заданному устройств, удовлетворяющие заданному стандарту, и тем самым устанавливать стандарту, и тем самым устанавливать конфигурацию ПК в соответствии конфигурацию ПК в соответствии потребностями конкретного потребностями конкретного пользователя.пользователя.

1818

Интерфейс устройстваИнтерфейс устройства

УстройствоКонтроллер

илиАдаптер

ШинаПорт

Назад

1919

Периферийные Периферийные устройстваустройства

2020

Периферийные Периферийные устройстваустройства

Периферийные Периферийные устройстваустройства

Внешняя память

Устройства ввода

Устройства вывода

Устройства обмена (между компьютерами)

2121

ВНЕШНЯЯ ПАМЯТЬВНЕШНЯЯ ПАМЯТЬ

2222

Поток информации Поток информации от ВЗУ к процессору и обратноот ВЗУ к процессору и обратно

ВЗУ

ОЗУ

Кэш

Процессор

2323

Внешняя память (ВЗУ)Внешняя память (ВЗУ)

Устройство для чтения (записи). В Устройство для чтения (записи). В основном, расположено внутри основном, расположено внутри системного блока;системного блока;

Драйвер устройства – программа, Драйвер устройства – программа, управляющая работой устройства;управляющая работой устройства;

Носитель информации (гибкий Носитель информации (гибкий диск, жесткий диск, компакт диск).диск, жесткий диск, компакт диск).

2424

Внешняя Внешняя памятьпамять

Внешняя Внешняя памятьпамять

НГМД(FFD)

НЖМД(HDD)

CD-ROMDrive

Стример

CD-RDrive

CD-RWDrive

DVDDrive

Flash-память

2525

НГМДНГМД

Основные достоинства и недостатки

+ Возможность переносить информацию с компьютера на компьютер;

+ Небольшая стоимость;

– Малая емкость;

– Подверженность механическим и магнитным повреждениям.

Накопитель на Гибких Магнитных Дисках FFD – Floppy Flexible Drive

2626

НЖМДНЖМДНакопитель на Жестком Магнитном Диске HDD – Hard Disk Drive

Основное устройство долговременного хранения

информацииХарактеристикиЕмкостьВремя доступаСкорость вращенияСкорость передачи данныхУровень шума

2727

Устройства для чтения Устройства для чтения (записи) на компакт дисках(записи) на компакт дисках

CD-ROM Drive – Compact Disk Drive (Read Only Memory – Только для чтения)

CD-R (Recordable – Для однократной записи)

CD-RW (ReWritable – Перезаписываемый)

DVD (Digital Video Disk) – новая технология, позволившая существенно увеличить емкость компакт-дисков (DVD-ROM, DVD-R, DVD-RW)

2828

Характеристики ВЗУХарактеристики ВЗУ

Устрой-Устрой-ствоство

Скорость Скорость вращения вращения обоб//минмин

Скорость Скорость передачи передачи данныхданных

Емкость Емкость накопителянакопителя

НГМДНГМД 360360 150 150 КбКб//сс 11, 44 Мб, 44 Мб

НЖМДНЖМД До 15 000До 15 0007 2007 2005 4005 400

41 Мб41 Мб//сс31 Мб31 Мб//сс

40-60 Гб 40-60 Гб (1990 г. – (1990 г. – 20 Мб)20 Мб)

CDCD До 50хДо 50х 50x150Кб/50x150Кб/c=7500Кб/cc=7500Кб/c

650 Мб650 Мб

DVDDVD 4,7 – 17 Гб4,7 – 17 Гб

СтримерСтример 120 Мб120 Мб

2929

Устройства Устройства вводаввода

Преобразуют информацию, поступающую от пользователя, в двоичный код.

Клавиатура

Мышь

Микрофон

Сканер

3030

Устройства выводаУстройства вывода

Преобразуют двоичный код к виду, удобному для восприятия пользователем.

Монитор

Принтер

Динамики

3131

Видеосистема компьютераВидеосистема компьютера

Состоит из монитор; видеоадаптер; программное

обеспечение (драйверы).

Принцип формирования изображения

Построчное высвечивание точек экрана лучом, представляющим пучок электронов.

3232

Характеристики Характеристики мониторамонитора

НазваниеНазвание ВеличинВеличинаа

Размер экранаРазмер экрана по диагонали по диагонали (Отношение ширины к высоте (Отношение ширины к высоте стандартное 4 : 3)стандартное 4 : 3)

15 дюймов15 дюймов17 дюймов17 дюймов

Разрешающая способностьРазрешающая способность – – количество точек по вертикали и количество точек по вертикали и горизонталигоризонтали

600х800600х800768х1024768х1024

Кадровая частотаКадровая частота – частота – частота обновления экранаобновления экрана

85 Гц85 Гц100 Гц100 Гц

ЦветностьЦветность 256 цветов256 цветовHigh ColorHigh Color

3333

ПринтерПринтерыы

Контактного действия – нанесение изображения

при помощи ударов через красящую ленту

Неконтактного действия – нанесение изображения без контакта с бумагой

Матричные

Струйные

Лазерные

3434

Матричные принтерыМатричные принтеры

111100100010100010111100100100100010100010000000000000

Достоинства и недостатки

+ Одновременная печать нескольких копий документа

+ Достаточная низкая цена

+ Низкая стоимость расходных материалов

+ Нетребовательность к качеству бумаги

+ Возможна рулонная подача бумаги

– Шумность

– Низкая надежность из-за большой доли механических элементов

– Невысокая скорость печати

Матрица формировани

ясимвола R

3535

Струйные принтерыСтруйные принтеры

Достоинства и недостатки+ Большой набор "бумажных" носителей:

бумага, пленка, фотобумага

+ Самая низкая цена

+ Самая дешевая цветная печать

+ Бесшумность

– Невысокая скорость печати

– Требовательность к качеству бумаги

– Печать только 1 копии документа

– Высокая стоимость расходных материалов

– Невысокая скорость печати

– Высыхание чернил и засорение сопел

3636

Лазерные принтерыЛазерные принтеры

печатающего барабана (3) и со специальным порошком, (4). нейтральным участкам (5). отрицательно заряженная бумага(6) и позитивное изображение (7), термопресс (8). (9),

Миниатюрный лазер

6-угольное зеркало

Печатающий барабан

Контейнер с порошком

Негативное изображениеБумага Позитивное

изображение

Термопресс

Готовое изображени

е

3737

Лазерные принтерыЛазерные принтеры

Достоинства и недостатки+ Дешевая себестоимость печати

+ Бесшумность

+ Высокое качество печати

+ Высокая скорость печати

+ Высокая надежность

– Высокая цена

– Требовательность к качеству бумаги

– Печать только 1 копии документа

– Высокая стоимость расходных материалов

– Повсеместно используется только печать на формате А4, и черно-белая

3838

Характеристики Характеристики принтеровпринтеров

качество печати (dpi); объем внутренней памяти; скорость печати; формат бумаги (А4, А3); цветность печати; возможность

автоматической подачи бумаги;

надежность; стоимость.

3939

Основные Основные характеристики характеристики

компьютеракомпьютераОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЧАСТИЦЕНТРАЛЬНОЙ ЧАСТИ

1. Быстродействие, производительность, тактовая частота.

2. Разрядность процессора и шины.

3. Емкость оперативной памяти.

4. Виды и емкость КЭШ-памяти.

4040

Основные Основные характеристики характеристики

компьютеракомпьютераОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

ПЕРИФЕРИЙНЫХ УСТРОЙСТВПЕРИФЕРИЙНЫХ УСТРОЙСТВ

1. Емкость накопителя на жестких магнитных дисках.

2. Параметры видеосистем.

3. Наличие и тип различных дополнительных устройств ввода-вывода.

4. Состав и характеристики программного обеспечения, вид операционной системы.