2. Поколения ЭВМ icon

2. Поколения ЭВМ



Название2. Поколения ЭВМ
Дата конвертации10.09.2012
Размер246.36 Kb.
ТипДокументы
1. /inf-base/Контроль/Задачи (ОТВЕТЫ) к контрольной по базовой информатике.doc
2. /inf-base/Контроль/Задачи к контрольной по базовой информатике.doc
3. /inf-base/Контроль/Контрольная-2006 (ответы).doc
4. /inf-base/Контроль/Контрольная-2006.doc
5. /inf-base/Контроль/Тесты по алгоритмизации для 11 класса.doc
6. /inf-base/Контроль/Тесты по архитектуре ЭВМ.doc
7. /inf-base/Лабы/Lab01-DOS,Windows.doc
8. /inf-base/Лабы/Lab02-Word.doc
9. /inf-base/Лабы/Lab03-Excel.doc
10. /inf-base/Лабы/Lab04-Access.doc
11. /inf-base/Программа/Программа Информатика, часть 4.doc
12. /inf-base/Темы/Внутренние команды DOS.doc
13. /inf-base/Темы/Старые/Тема 4 (полностью из моего пособия).doc
14. /inf-base/Темы/Старые/Тема 9 - Сети.doc
15. /inf-base/Темы/Старые/Тема2.doc
16. /inf-base/Темы/Старые/Тема3.doc
17. /inf-base/Темы/Тема Архитектура ЭВМ - конспект.doc
18. /inf-base/Темы/Тема Основы информатики - набросок.doc
19. /inf-base/Темы/Тема Системное и прикладное ПО.doc
20. /inf-base/Темы/Тема Технология обработки табличной информации.doc
21. /inf-base/Темы/Тема Технология обработки текстовой и графической информации.doc
200 a^b больше в 2 раза
1. Перекодировать число 310 8 в 10-ичную систему счисления
200 a^b 250 байт
1. Перекодировать число 310 8 в 10-ичную систему счисления
Исполнитель
Расписание самолетов из аэропорта Внуково
Лабораторная работа. Тема: Операционные системы dos и Windows
Конспект материала: Документ Word
html">Конспект материала: Документ программы Excel
Цель работы: изучение основ работы с системой управления базами данных Microsoft Access
Рабочая программа курса "Информатика"
Внутренние команды dos
Программное обеспечение персонального компьютера
1 Общая характеристика и классификация компьютерных сетей
2. Поколения ЭВМ
5. Алгоритмические языки
Тема: Архитектура ЭВМ классическое построение цифровой ЭВМ (Машина фон Неймана) оп
Тема Основы информатики Основные понятия информатики Информатика
Тема "Системное и прикладное программное обеспечение" Файл
Технология обработки табличной информации
Тема "Технология обработки текстовой информации" Текстовые форматы и типы файлов




2. Поколения ЭВМ

Идея делить машины на поколения вызвана к жизни тем, что за время короткой истории своего развития компьютерная техника проделала большую эволюцию как в смысле элементной базы (лампы, транзисторы, микросхемы и др.), так и в смысле изменения её структуры, появления новых возможностей, расширения областей применения и характера использования.

К первому поколению обычно относят машины, созданные на рубеже 50-х годов. В их схемах использовались электронные лампы. Эти компьютеры были огромными, неудобными и слишком дорогими машинами, которые могли приобрести только крупные корпорации и правительства. Лампы потребляли огромное количество электроэнергии и выделяли много тепла.

Набор команд был небольшой, схема арифметико-логического устройства и устройства управления достаточно проста, программное обеспечение практически отсутствовало. Показатели объема оперативной памяти и быстродействия были низкими. Для ввода-вывода использовались перфоленты, перфокарты, магнитные ленты и печатающие устройства.

Быстродействие порядка 10-20 тысяч операций в секунду.

Второе поколение компьютерной техники — машины, сконструированные примерно в 1955-65 гг. Характеризуются использованием в них как электронных ламп, так и дискретных транзисторных логических элементов. Их оперативная память была построена на магнитных сердечниках. В это время стал расширяться диапазон применяемого оборудования ввода-вывода, появились высокопроизводительные устройства для работы с магнитными лентами, магнитные барабаны и первые магнитные диски.

Быстродействие — до сотен тысяч операций в секунду, ёмкость памяти — до нескольких десятков тысяч слов.

Машины третьего поколения созданы примерно после 60-x годов. Поскольку процесс создания компьютерной техники шел непрерывно, и в нём участвовало множество людей из разных стран, имеющих дело с решением различных проблем, трудно и бесполезно пытаться установить, когда "поколение" начиналось и заканчивалось. Возможно, наиболее важным критерием различия машин второго и третьего поколений является критерий, основанный на понятии архитектуры.

Машины третьего поколения — это семейства машин с единой архитектурой, т.е. программно совместимых. В качестве элементной базы в них используются интегральные схемы, которые также называются микросхемами.

Машины третьего поколения имеют развитые операционные системы. Они обладают возможностями мультипрограммирования, т.е. одновременного выполнения нескольких программ. Многие задачи управления памятью, устройствами и ресурсами стала брать на себя операционная система или же непосредственно сама машина.

Примеры машин третьего поколения — семейства IBM-360, IBM-370, ЕС ЭВМ (Единая система ЭВМ), СМ ЭВМ (Семейство малых ЭВМ) и др.

Быстродействие машин внутри семейства изменяется от нескольких десятков тысяч до миллионов операций в секунду. Ёмкость оперативной памяти достигает нескольких сотен тысяч слов.

Четвёртое поколение — это теперешнее поколение компьютерной техники, разработанное после 1970 года.

Наиболее важный в концептуальном отношении критерий, по которому эти компьютеры можно отделить от машин третьего поколения, состоит в том, что машины четвёртого поколения проектировались в расчете на эффективное использование современных операционных систем и упрощение процесса программирования для конечного пользователя.

В аппаратурном отношении для них характерно широкое использование интегральных схем в качестве элементной базы, а также наличие быстродействующих запоминающих устройств с произвольной выборкой ёмкостью в десятки мегабайт.

C точки зрения структуры машины этого поколения представляют собой многопроцессорные и многомашинные комплексы, работающие на общую память и общее поле внешних устройств. Быстродействие составляет до нескольких десятков миллионов операций в секунду, ёмкость оперативной памяти порядка 1 - 64 Мбайт.

Для них характерны:

применение персональных компьютеров;

телекоммуникационная обработка данных;

компьютерные сети;

широкое применение систем управления базами данных;

элементы интеллектуального поведения систем обработки данных и устройств.


3. Классификация ЭВМ

Персональные IBM PC-совместимые компьютеры являются наи­более широко используемыми, их мощность постоянно увеличива­ется, а область применения растет. Однако их возможности все же ограничены, и не всегда их применение оправдано. Ниже перечис­лены наиболее распространенные типы других компьютеров:

мэйнфреймы, или большие ЭВМ, - компьютеры, созданные для обработки больших объемов информации. Отличаются исклю­чительной надежностью, высоким быстродействием, очень боль­шой пропускной способностью каналов ввода-вывода. Большин­ство крупных корпораций, банков, зарубежных правительственных учреждений обрабатывают свои данные именно на таких компью­терах;

супер-ЭВМ - компьютеры, предназначенные для решения задач, требующих объемных вычислений. В основном их использу­ют военные, метеорологи, геологи и другие ученые;

мини-ЭВМ - компьютеры, занимающие промежуточное по­ложение между персональными компьютерами и мэйнфреймами. За рубежом они используются в большинстве крупных фирм, в университетах, правительственных учреждениях, центрах обработ­ки данных и т.д. — как для тех задач, для которых производительно­сти персональных компьютеров недостаточно, так и для обеспече­ния централизованного хранения и обработки данных;

рабочие станции — как правило, это младшие модели мини-ЭВМ, предназначенные для работы с одним пользователем. Обыч­но они имеют производительность, как у самых мощных персо­нальных компьютеров или даже несколько выше;

компьютеры типа Macintosh — один из видов персональных ком­пьютеров, не совместимых с IBM PC. В середине и конце 80-х го­дов компьютеры Macintosh, разработанные и производимые фир­мой Apple, явились конкурентами IBM PC-совместимым компью­терам, так как обеспечивали наглядный графический интерфейс для работы с пользователем и были значительно проще в эксплуа­тации. Однако, когда в 90-х годах для IBM PC были разработаны операционные системы с графическим интерфейсом семейства Windows, а также многочислен­ные программы, рассчитанные на них, преимущества Macintosh в значительной мере исчезли. Тем не менее, компьютеры Macintosh остаются востребованными в издательском деле, образовании, со­здании мультимедиа-программ и во многих других областях;

переносные и карманные компьютеры (классов Notebook и Laptop) - небольшие компьютеры весом около 300—500 грамм. Некоторые из них имеют клавиатуру и графический манипулятор для ввода данных, но есть и модели без клавиату­ры — в них ввод данных осуществляется нажатиями или рисова­нием специальным пером по экрану.


4. Машина фон Неймана

Классическое построение цифровой ЭВМ сложилось в конце 40-х, начале 50-х гг. Существенное влияние на него оказали идеи математика Дж. фон Неймана.

Согласно модели фон Неймана, в состав ЭВМ входят три основных устройства:

  • арифметическое устройство (АУ);

  • запоминающее устройство (ЗУ);

  • устройство управления (УУ).

Кроме того, в состав машины входят внешние устройства, через которые в память вводится исходная информация для решения некоторой задачи и выводятся результаты вычислений, и пульт управления для первоначального запуска машины, контроля хода вычислений, остановки вычислений вручную при необходимости и т.д. Схематически машина фон Неймана показана на рис. 2.1

П
амять
машины состоит из ряда ячеек (регистров), в каждой из которых может храниться одно машинное слово: число, с которым должна оперировать машина, либо инструкция (команда) - указание о том, что должна делать машина. В процессоре 8086/88, на котором построены первые компьютеры IBM, размер машинного слова составлял 2 байта. Последовательность инструкций составляет программу работы машины. Все ячейки занумерованы, номер ячейки называется ее адресом.

При запуске программы в общем случае сначала с пульта управления в память вводятся исходные данные для решения задачи, а также программа вычислений. Затем оператор производит запуск устройства управления.

Устройство управления посылает запоминающему устройству сигнал для чтения инструкции по заданному адресу и принимает ее в свой регистр. Далее устройство управления расшифровывает инструкцию и вырабатывает управляющие сигналы:

  • запоминающему устройству для чтения чисел по указанным в инструкции адресам и передачи их в арифметическое устройство;

  • арифметическому устройству для приема чисел от запоминающего устройства, выполнения над ними действий в соответствии с кодом команды и передачи результата в запоминающее устройство;

  • запоминающему устройству для приема чисел.

Операции устройства управления состоят, главным образом, в изменении порядка следования инструкций (безусловная или условная передача управления).

Операции внешнего устройства состоят в передаче результатов вычислений из памяти внешним устройствам, например на печать, и получении от внешних устройств данных, записываемых в память по адресам, содержащимся в инструкциях (операции ввода-вывода).

Фон-Неймановское построение цифровой ЭВМ содержит фундаментальных идеи, которые сыграли выдающуюся роль в развитии вычислительной техники и не утратили своего значения по сей день.

Принцип двоичного кодирования. Согласно этому принципу, вся информация, поступающая в ЭВМ, кодируется в двоичной системе счисления.

Принцип программного управления. Из него следует, что программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определенной последовательности.

Принцип однородности памяти. Программы и данные хранятся в одной и той же памяти. Поэтому ЭВМ не различает, что хранится в данной ячейке памяти - число, текст или команда. Это обеспечивает оперативную перенастройку машины с одной задачи на другую без перекоммутаций и изменений в ее схеме, что делает машину универсальным вычислительным инструментом. Инструкции, составляющие программу вычислений, закодированы в виде чисел и ничем не отличаются от чисел, которыми оперирует машина. Это дает возможность прочесть инструкцию как число, переслать ее в арифметическое устройство, произвести с ней некоторые операции и вернуть ее в память. Таким образом, при выполнении программы может происходить ее модификация либо формирование новой программы.

Принцип адресности. Структурно основная память состоит из пронумерованных ячеек; процессору в произвольный момент времени доступна любая ячейка. Отсюда следует возможность давать имена областям памяти, так, чтобы к запомненным в них значениям можно было бы впоследствии обращаться или менять их в процессе выполнения программы с использованием присвоенных имен.


5. Архитектура совр. ПК

Архитектура компьютера - это его описание на некотором общем уровне, включающее описание пользовательских возможностей, системы команд, системы адресации, организации памяти и т.д. Архитектура определяет принципы действия, информационные связи и взаимное соединение основных логических узлов компьютера. Общность архитектуры разных компьютеров обеспечивает их совместимость с точки зрения пользователя.

Различают внешнюю архитектуру ЭВМ – это то, что видит пользователь, и внутреннюю – это то, из чего состоит машина и на чем основано накопление, обработка и передача информации внутри ЭВМ и между компьютерами.

Структура компьютера — это совокупность его функциональных элементов и связей между ними. Элементами могут быть самые различные устройства — от основных логических узлов компьютера до простейших схем. Структура компьютера графически представляется в виде структурных схем, с помощью которых можно дать описание компьютера на любом уровне детализации.

Системный блок — это центральная часть компьютера. Он не является единым целым, но в нем находится целый ряд взаимосвязанных устройств. Те из них, которые необходимы для функционирования компьютера и составляют его ядро, называются комплектующими. Классическая схема устройства системного блока приведена на рис. 2.1

╔═══════════════════════════════════════════════════════════════════╗

║ С И С Т Е М Н Ы Й Б Л О К К О М П Ь Ю Т Е Р А ║

║╔═══════════════════════════════════════════════════╗ ║

║║ Системная (материнская) плата ║ ║

║║ ┌───────────╖ ┌────────────╖ ┌───────────╖ ║ ║

║║ │Сопроцессор╟─┤ ║ │Контроллер ╟───────╫──────────────╫─┐

║║ ╘════╤══════╝ │Оперативная ║ │клавиатуры ║ ║ ║ │

║║ ┌────┴──────╖ │ память ║ ╘════╤══════╝ ║ ║ │

║║ │ Процессор ╟─┤ ║ │ ║ ┌───────────╖║ │

║║ ╘════╤══════╝ ╘════╤═══════╝ │ ║ │ Жесткий ║║ │

║║ ┌────┴─────────────┴───────────────┴──────╖ ┌─────╫─┤ диск ║║ │

║║ │ Системная магистраль данных (шина) ║ │ ║ │(винчестер)║║ │

║║ ╘═╤══════════╤═════════════╤═════════╤════╝ │ ║ ╘═══════════╝║ │

║║ │ │ │ │ │ ║ ║ │

║║ │ │ │ │ │ ║ ┌───────────╖║ │

║║ ┌─┴──────╖ ┌─┴─────────╖ ┌─┴─────╖ ┌─┴──────┴─╖ ║ │ Дисководы ║║ │

║║ │Адаптер ║ │Контроллеры║ │Адаптер║ │Контроллер║───╫─┤для гибких ║║ │

║║ │монитора║ │ устройств ║ │портов ║ │ дисков ║ ║ │ дисков ║║ │

║║ ╘═╤══════╝ ╘═╤═════════╝ ╘═════╤═╝ ╘══════════╝ ║ ╘═══════════╝║ │

║╚═══╪══════════╪═════════════════╪══════════════════╝ ║ │

╚════╪══════════╪═════════════════╪═════════════════════════════════╝ │

┌─┴──────╖ ┌─┴────────────╖┌───┴───────────────────╖ ┌──────────╖ │

│Монитор ║ │Доп.устройства║│Устройства,подключаемые║ │Клавиатура╟──┘

│ ║ │ (сканер, ║│ через порты (мышь, ║ ╘══════════╝

╘════════╝ │ модем и т.п.)║│ принтер,джойстик) ║

╘══════════════╝╘═══════════════════════╝

Основным элементом системного блока является системная (материнская) плата, на которой смонтированы все важнейшие микросхемы. На нее устанавливаются процессор, оперативная память, а также платы (карты) расширения, служащие для подключения всех ос­тальных устройств. Материнские платы различаются по типу про­цессоров, которые могут на них устанавливаться, и по имени фир­мы, их выпускающей. Обычно материнские платы рассчитаны на большое разнообразие процессоров. Они содержат на себе специ­альные перемычки — джамперы, позволяющие подстроить мате­ринскую плату под тип процессора и других устанавливаемых на ней устройств.

Важнейшая часть материнской платы — это центральный процессор — микросхема, в которой происходит соб­ственно исполнение программ компьютером. Процессор находится внутри системного блока и установлен на материнской плате.

В старых процессорах (до 386) для выполнения операций с вещественными числами устанавливалась дополнительная микросхема – сопроцессор. В современные процессоры возможности сопроцессора встроены.

Операции, производимые процессором, не являются непрерыв­ными. Они разделены на элементы — такты. Количество тактов, производимых процессором за секунду, определяет тактовую частоту про­цессора, которая измеряется в мегагерцах (МГц) Таким образом, основной характеристикой процессора является его тактовая частота

Кроме процессора, на материнской плате устанавливаются гнезда для дополнительных устройств. Они называются слотами расширения или просто слотами. Виды слотов различаются по типу шины — схемы, обеспечивающей передачу данных между процессо­ром и картами расширения. Данные могут передаваться между вне­шними устройствами и процессором, оперативной памятью и про­цессором, внешними устройствами и оперативной памятью или между устройствами ввода-вывода. Максимальное количество од­новременно передаваемых бит информации определяет разрядность шины. На сегодняшний день существуют 16-, 32- и 64-разрядные шины. Естественно, чем выше разрядность шины, тем больше информации она может передавать в единицу времени. Информация передается по шине в виде импульсов электрического тока. Шина работает не непрерывно, а циклами. Количество циклов срабатывания шины в единицу времени называется ее частотой. Частота шины измеряется в гер­цах (Гц). При обслуживании оперативной памяти перед шиной встает две задачи: поиск нужного участка памяти и обмен информацией с найденным участком. Эти задачи решают две части системной шины: адресная шина и шина данных.

Кратко опишем распространенные типы шинной архитектуры.

Шина ISA (8- и 16-разрядная) — стандарт со времен появления компьютеров PC AT — есть на всех материнских платах, но она устарела и для большин­ства современных целей недостаточна. Эта шина имеет частоту, близкую к 8 МГц. Такая частота не позволяет получить удовлетво­рительное качество графических изображений. Поэтому дополни­тельно к системной были созданы локальные шины, которые пер­воначально предназначались только для обслуживания монитора. В дальнейшем им поручили обслуживать и некоторые другие уст­ройства. Наиболее популярной в настоящее время является ло­кальная шина PCI. Она имеет 32- или 64-битовую разрядность и обеспечивает частоту до 66 МГц.

Разъемы, через которые компьютер обменивается данными с внешними устройствами (принтер, "мышь" и т.д.) называют портами. Порты находятся на задней панели системного блока. Порты общего назначения бывают двух видов: параллельные (обозначаемые LPT1, LPT2 и т.д.) и последовательные обозначаемые (COM1, COM2 и т.д.). Параллельные порты выполняют ввод и вывод с большей скоростью, чем последовательные. Через параллельный порт LPT1 к системе обычно подключен принтер, через последовательные порты COM1, COM2 – «мышь» и модем.

Карта расширения, обеспечивающая работу какого-либо уст­ройства, называется контроллером (адаптером). Контроллер предназначен для независимого от процессора управления отдельными процессами в работе ПК. В современные материнские платы некоторые контроллеры, как правило, встроены (в частности, контроллеры дисководов и коммуникационных портов). Для IBM-совместимых персональных компьютеров важнейшим яв­ляется DMА-контроллер (Direct Memory Access), обеспечивающий прямой доступ к опе­ративной памяти. Когда требуется переписать информацию с диска в память или наоборот, то это мог бы сделать процессор. Для этого он должен запустить шину, выбрать несколько байт информации, по­местить в свою внутреннюю память, снова запустить шину, и затем эту информацию поместить в устройство, обслуживающее диск. За счет потери этого времени будет замедлен процесс исполнения программ. DMA-контроллер может выполнить все эти операции, не загружая процессор и системную шину. Выполнение программы и пересылка информации будут идти одновременно.


6. Память компьютера предназначена для хранения в ней данных и исполняемых программ. Основными характеристи­ками памяти являются объем и время доступа. Кроме того, важной характеристикой памяти служит плотность записи информации. Объем машинной памяти (в байтах) определяется максимальным количеством информации, которая может быть помещена в эту память. Время доступа к памяти (в секундах) представляет собой минимальное время, достаточное для размещения в памяти едини­цы информации. Плотность записи информации (бит/см2) пред­ставляет собой количество информации, записанной на единице поверхности носителя.

Оперативная память (RAM — random access memory, ОЗУ — оперативное запоминающее устройство) содержит команды и дан­ные, с которыми в данный момент работает процессор. От размера оперативной памяти существенно зависит скорость компьютера, особенно если он работает под управлением современного программ­ного обеспечения. Типичный современный компьютер имеет 32, 64, 128, 256 или 512 мегабайт оперативной памяти. От количества оперативной памяти на­прямую зависит, с какими программами может работать данный ПК. При недостаточном количестве оперативной памяти многие программы либо совсем не будут работать, либо станут работать крайне медленно.

Оперативная память энергозависима. Это означает, что при вык­лючении электропитания информация, помещенная в оператив­ную память, исчезает безвозвратно (за некоторыми исключениями, о которых говорится ниже).

Подробнее о структуре и распределении оперативной памяти будет рассказано в разделах 3 и 4.

Для ускорения доступа к оперативной памяти на быстродей­ствующих компьютерах используется специальная сверхбыстродей­ствующая кэш-память, которая располагается как бы «между» мик­ропроцессором и оперативной памятью и хранит копии наиболее часто используемых участков оперативной памяти. При обращении микропроцессора к памяти сначала производится поиск нужных данных в кэш-памяти. Так как время доступа к кэш-памяти в не­сколько раз меньше, чем к обычной памяти, а в большинстве слу­чаев необходимые микропроцессору данные уже содержатся в кэш­-памяти, среднее время доступа к памяти уменьшается.

В персональном компьютере имеется также и постоянная память, в которую данные занесены при ее изготовлении. Как правило, эти данные не могут быть изменены, выполняемые на компьютере программы могут только их считывать. Такой вид памяти обычно называется ROM (read only memory - память только для чтения), или ПЗУ (по­стоянное запоминающее устройство). В постоянной памяти хра­нятся программы для проверки оборудования компьютера, ини­циирования загрузки операционной системы и выполнения базо­вых функций по обслуживанию устройств компьютера. Поскольку большая часть этих программ связана с обслуживанием ввода-вы­вода, часто содержимое постоянной памяти называется BIOS (Basic Input-Output System, или базовая система ввода-вывода). В BIOS содержится также программа настройки конфигурации компью­тера (Setup). Она позволяет установить некоторые характеристи­ки устройств компьютера – например, подключенных к системе жестких дисков. Эту программу можно вызвать на начальном этапе загрузки непосредственно после включения питания (обычно нажатием клавиши Delete).

Кроме обычной оперативной памяти и постоянной памяти в компьютере имеется также небольшой участок полупостоянной па­мяти для хранения параметров конфигурации компьютера. Его ча­сто называют CMOS-памятью, так эта память обычно выполняется по технологии, называемой CMOS (complementary metal-oxide semiconductor), обладающей низким энергопотреблением. Содержимое этой памя­ти не изменяется при выключении электропитания компьютера, так как для него используется специальный аккумулятор.

Еще один вид памяти ПК — это видеопамять, т.е. память, ис­пользуемая для хранения изображения, выводимого на экран мо­нитора. О ней будет рассказано ниже.

7 Дисковая подсистема. Устройства, используемые для поповседневного хранения и счи­тывания данных, называют дисковой подсистемой компьютера. Тра­диционно к ним относят флоппи-дисководы и жесткие диски.

Флоппи-дисководы предназначены для работы с гиб­кими дисками - дискетами. Они являются «ветеранами» среди дисковых устройств, так как ими комплектовались первые модели IBM PC. С тех пор дисководы существенно изменились и, несмотря на увеличив­шуюся емкость, перестали быть основным средством хранения дан­ных и программ. По сравнению с другими средствами хранения они обладают весьма малой емкостью и надежностью, поэтому используются в основном для переноса данных с жесткого диска одного компьютера на жесткий диск другого. Дискеты бывают трехдюймо­вые (5,25" или 131 мм) и пятидюймовые (3,5" или 89 мм), причем для каждого из этих типов необхо­дим особый дисковод. Все современные дискеты и дисководы явля­ются двусторонними, высокой плотности (маркировка - Double Sided High Density, DS/HD). Около 10 лет назад была распространена двойная плот­ность (Double Density, DD), но она уже устарела. Емкость современных пятидюймовых дискет — 1,2 мегабайта, трехдюймо­вых — 1,44 мегабайта. Пятидюймовые дискеты более надежны. Од­нако они уже практически не используются, так как трехдюймо­вые существенно удобнее в транспортировке — они компактнее и их труднее механически повредить из-за жесткого корпуса. Стан­дартом для современного компьютера является наличие одного трех­дюймового дисковода.

Жесткий диск или винчестер, — основное средство постоян­ного хранения данных и программ в компьютере. Главной его ха­рактеристикой является емкость, т.е. количество данных, которые на него можно записать. Однако объем винчестера далеко не пол­ностью характеризует его работу. Не менее важна его скорость. Она является решающей для скорости работы всего компьютера, и не только в моменты работы с файлами. Дело в том, что все современ­ные операционные системы, если не хватает оперативной памяти, высвобождают ее, сбрасывая наименее часто используемую инфор­мацию из памяти на винчестер в файл (называемый своп-файлом, swap) и затем по мере необходимости «перегоняют» данные между ОЗУ и свопом. Этот процесс называется своппингом (swapping). Иногда компьютер тратит довольно значительную часть времени на своппинг, поэто­му его скорость весьма критична. Именно своппингом объясняются довольно частые «холостые» обращения к диску при работе на соверменном компьютере.

Структура физического диска. Жесткий диск состоит из нескольких магнитных дисков, вращающихся вокруг своей оси с большой скоростью. С обеих сторон каждого магнитного диска расположены магнитные головки. С помощью специального двигателя эти головки могут перемещаться вдоль радиуса диска. Контроллер диска может устанавливать их неподвижно на различном расстоянии от центра диска. Так как диски вращаются, то магнитные головки могут считывать и записывать информацию, расположенную на различных концентрических окружностях магнитных дисков, называемых цилиндрами или треками.

Запись и считывание информации основано на принципах, которые используются в обычных бытовых магнитофонах. Однако в отличии от магнитофонной записи на магнитной ленте, запись на жестком (и гибком) диске производится отдельными блоками в отдельные сектора. Каждый сектор, кроме данных, содержит различную служебную информацию, необходимую для правильного функционирования контроллера дисковода (см. ниже). В частности эта служебная информация включает такие данные, как номер дорожки, номер сектора и контрольную сумму данных, записанных в секторе.

Процедура форматирования как раз и включает в себя разметку диска на отдельные дорожки и сектора. Этот тип форматирования называется низкоуровневым форматированием. Многие диски, в частности, все диски IDE, поступают с заводов уже отформатированными на низком уровне.

После форматирования на низком уровне диск еще не готов к использованию операционной системой для записи файлов. Его надо специально подготовить к хранению файлов в формате используемой операционной системы, для чего требуется выполнить операцию форматирования на высоком уровне.

Так, для подготовки диска к использованию операционной системой MS-DOS необходимо создать на диске разделы и логические диски, а затем выполнить форматирование на высоком уровне каждого логического диска.

Форматирование на высоком уровне формирует на логическом диске загрузочный сектор, таблицу распределения файлов и корневой каталог.

После проведения форматирования на высоком уровне диск полностью подготовлен для использования операционной системой. На него можно установить операционную систему и другие программные продукты. Процедуру разметки и высокоуровневого форматирования диска можно выполнить при установке операционной системы MS-DOS. Для этого дистрибутив MS-DOS содержит специальные программы - FDISK и FORMAT.

Характеристики жестких дисков. Помимо объема критичным для работы жесткого диска параметром является его быстродействие. Скорость винчестера описывается тремя параметрами. Скорость передачи данных (transfer rate, кратко — transfer) показывает, насколько быстро с диска считываются данные, записанные стро­го последовательно (измеряется в мегабайтах в секунду). Среднее время поиска (average seek time, кратко — seek) — это усреднен­ное время, за которое будет найден нужный блок данных, если винчестеру указано его физическое расположение. Несколько реже упоминается третий параметр — время поиска соседней дорожки (track to track seek). Это время, за которое винчестер переходит от одного блока данных (дорожки) к соседнему. То, какой из этих параметров важнее для скорости работы в целом, зависит от кон­кретной задачи. Для своппинга обычно определяющим является transfer, как и для работы с длинными последовательными фай­лами (например, видеоклипами). Однако для большинства задач важны все параметры и желательно, чтобы винчестер был «сба­лансирован», а не имел один выдающийся параметр при отстаю­щих других.

Скорость работы винчестера (transfer и seek) существенно зави­сит от частоты его вращения, которая измеряется в оборотах в минуту (об/мин).

В последнее время стал важен еще один параметр — плотность записи. Появились винчестеры с так называемой «двойной плотно­стью». Они отличаются высоким transfer, поскольку при той же ско­рости вращения диска с него больше считывается за один оборот. Как правило, плотность таких дисков свыше 1 Гбайт на один диск пакета внутри винчестера (т.е. в диске емкостью 1.7 Гбайт внутри всего один диск, в диске 3,6 Гбайт — два и т.д.).

Последние несколько лет стало возможным относить к дисковой си­стеме и устройства чтения компакт-дисков CD-ROM (Compact Disk Read Only Memory). Сегодня практически только на CD про­изводится легальная поставка программных продуктов и т.д. Ем­кость одного CD достигает 640-700 Мбайт. CD-ROM предназна­чен только для чтения информации с компакт-дисков. Устройства для записи таких дисков называются CD-RW.


8 Видеоподсистема компьютера представляет собой устройства, предназначенные для оперативного вывода визуальной информации.

Видеоподсистема включает в себя монитор и видеоадаптер. Мо­нитор предназначен для непосредственного представления видеоинфор­мации пользователю. Видеоадаптер преобразует информацию, пред­назначенную для вывода на экран, из внутреннего машинного пред­ставления во внутреннее представление монитора.

Основная проблема, стоящая перед видеоподсистемой, заклю­чается в преобразовании временной последовательности сигналов в изображение на плоскости. Для этого используется развертка изоб­ражения.

Развертка базируется на инерционности человеческого зрения. Благодаря этой инерционности человек не замечает события, для­щиеся меньше 1/16 секунды.

Развертываемое изображение строится на экране последовательно. Сначала видеоподсистема строит в левом верхнем углу экрана точ­ку. Такую точку называют пиксел (pixel). Пос­ле того как пиксел построен, видеоподсистема строит следующий пиксел справа от предыдущего. В результате на экране формирует­ся горизонтальная строка, состоящая из пикселов. Из строк посте­пенно формируется изображение, занимающее весь экран. Максимально возможное количе­ство пикселов на экране определяет разрешающую способность мо­нитора. Обычно разрешающую способность указывают в виде произведения количества пикселов, укладывающихся по горизонтали и по вертикали монитора. Чаще всего в современных мониторах используют разрешения 640*480, 800*600, 1024*768 пикселов.

Мониторы характеризуются цветностью, размером экрана, раз­решающей способностью и частотой обновления информации. Цвет­ность определяется конструктивными характеристиками монитора. Различают монохромные и цветные мониторы. Монохромные мо­ниторы дают черно-белое или окрашенное в единственный цвет изображение. Вид и качество цветного изображения определяется как конструкцией монитора, так и возможностями видеоадаптера. Разрешающая способность современного монитора зависит от его размеров и размеров зерна. Под размером зерна подразумевают ми­нимальный размер пиксела, который может быть получен в дан­ном мониторе (измеряется в мм).

Видеоадаптеры включают в себя специальную, весьма быстро­действующую видеопамять, видеоконтроллер и еще несколько мик­росхем специального назначения. Разработка мультимедийных при­ложений потребовала увеличения скорости работы видеоподсисте­мы, поэтому современные видеоадаптеры снабжаются специаль­ными видеопроцессорами и графическими ускорителями. Современ­ные мониторы, рассчитаны на работу с видеоадаптером SVGA (Super VGA). Этот видеоадаптер допускает работу в режиме 16 миллионов цветов при разрешении 1024*768 пикселей. Качество воспроиз­ведения сильно зависит от объема видеопамяти.

Современные видеоадаптеры снабжаются графическим ускори­телем построения изображения, позволяющим воспроизводить не только статические, но и динамические изображения, например, показывать мультфильмы.

Ниже приведены стандарты видеоадаптеров в порядке их усложнения, причем видеоадаптер каждого последующего стандарта способен поддерживать режимы работы мониторов, обеспечиваемые всеми предыдущими: MDA, CGA, EGA, VGA, Super VGA (SVGA). Подробнее характеристики этих типов видеоадаптеров приведены в таблице 2.11

Таблица 2.11 Типы и характеристики видеоадаптеров

Тип

Характерное графическое разрешение и цветность

MDA

Текстовый, 2 цвета

CGA

640*200, 2 цвета; 320*200, 4 цвета

EGA

640*350, 16 цветов

VGA

640*480, 16 цветов; 320*200, 256 цветов

SVGA

Минимальный - 640*480, 256 цветов

Существует два режима функционирования монитора: текстовый и графический, которые поддерживают видеоадаптеры всех существующих стандартов, кроме MDA. Все видеоадаптеры, как и другие устройства, совместимы «сверху вниз», то есть, более новые модели поддерживают все возможности предшествующих.

Характеристики некоторых стандартных видеорежимов приведены в таблице 2.12.

Таблица 2.12 Стандартные видеорежимы

Номер

Описание

1

Цветной, текстовый, 40*25 символов

3

Цветной, текстовый, 80*25 символов (стандарт.)

4

Цветной, графика, 320*200 пикселов, 4 цвета

7

Монохромный, текстовый, 80*25 символов

15 (0Fh)

Цветной, графика, 640*350 пикселов, 16 цветов

16 (10h)

Цветной, графика, 640*480 пикселов, 16 цветов

19 (13h)

Цветной, графика, 320*200 пикселов, 256 цветов

В зависимости от количества поддерживаемых цветов различают следующие режимы работы видеоадаптеров Super VGA: HiColor, RealColor и TrueColor – в них используется 16, 24 и 32 бита на пиксел соответственно. Таким образом, в этих режимах поддерживается 216, 224 и 232 цветов соответственно. Для сравнения, максимальный по цветности режим видеоадаптера VGA использует 8 бит на пискел (28=256 цветов) при разрешении 320*200 пикселов.

Для поддержания видеоадаптерами при высоком разрешении цветового режима TrueColor требуется использование элементов памяти типа VRAM или WRAM. Общий объем видеопамяти при этом достигает 8 Мбайт.

В режимах высокого разрешения немаловажным фактором является тип развертки. Различают два типа развертки: построчная (Non-Interlaced) и чересстрочная (Interlaced). При использовании построчной развертки все строки кадра выводятся в течение одного периода кадровой развертки, при чересстрочной - за один период кадровой развертки выводятся четные строки изображения, а за следующий - нечетные. В случае чересстрочной развертки частота кадров снижается вдвое. Это позволяет достаточно легко увеличивать разрешающую способность монитора, хотя и в ущерб качеству изображения.


9 Устройства вывода различаются по конструкции и быстродействию. Чтобы уменьшить загруженность компьютера, под управлением которого они работают, устройства печати снабжаются собственным узко специализированным процессором и оперативной памятью (буфе­ром), в которую помещается полностью или частично информа­ция, выводимая на печать.

Среди устройств вывода информации на печать различают соб­ственно устройства печати — принтеры и устройства для чертеж­ных и графических работ — графопостроители, или плоттеры. Ос­новное отличие между этими устройствами состоит в том, что современные принтеры строят изображение из отдельных точек, тог­да как плоттеры рисуют его при помощи специальных инструмен­тов, способных проводить непрерывные линии. Плоттеры обычно изготовляются для вывода изображения на большие листы (форма­та А1 и больше). Современные принтеры, как правило, поддержи­вают форматы, не превышающие A3 (297* 420 мм).

Наибольшее распространение сегодня получили матричные, струйные и лазерные принтеры. В матричных принтерах изобра­жение на бумаге создается при помощи специальных игл, ударя­ющих по ленте, смазанной типографской краской. В струйных принтерах изображение на бумаге создается мелкими капелька­ми специальных чернил, выбрасываемых через микроскопичес­кие сопла. Струйные принтеры позволяют вести цветную печать, работают бесшумно, по производительности превосходят мат­ричные в полтора-два раза. Лазерные принтеры представляют со­бой разновидность множительного аппарата (ксерокс), в кото­ром изображение на промежуточном носителе создается лазер­ным лучом. Лазерные принтеры имеют самую высокую скорость печати (до 12 страниц в минуту). Отличаются очень высоким ка­чеством печати.

Графопостроители (плоттеры) рисуют изображение на бумаге при помощи одного или нескольких цветных перьев.

Звуковые карты предназначены для записи, хранения и воспро­изведения звуковой информации. Они обычно выполняются в виде устройства, поме­щаемого в один из слотов расширения материнской платы, и снаб­жаются специальными акустическими колонками для звуковос­произведения. Различаются по объему и скорости обработки звуко­вой информации.

Сканер — это устройство, позволяющее считывать графические изображения с листа бумаги. Бывают ручными, роликовыми и план­шетными.

Ручные сканеры напоминают большой манипулятор мышь. Чи­тающее устройство перемещают по странице вручную. При этом не­избежны искажения информации, связанные с отклонением на­правления движения сканера от прямой. Изготавливаются с шири­ной читающего элемента около 150 мм. Удобны для считывания текста из книг.

Роликовые сканеры протягивают лист со считываемой инфор­мацией под читающими головками. Как правило, рассчитаны на работу с листами формата А4. Удобны для работы с разрозненными листами.

На сегодняшний день лучшими заслуженно считаются планшетные сканеры. Основу их конструкции составляет стеклянный план­шет, на который укладывают считываемый лист или раскрытую книгу. Читающие головки перемещаются над планшетом, последо­вательно считывая информацию с листа, лежащего на планшете. Планшетные сканеры в большинстве своем рассчитаны на работу с форматом А4.

Модемы и факс-модемы — устройства, позволяющие переда­вать текстовую и графическую информацию с одной ЭВМ на дру­гую при помощи телефонной сети. Например, таким образом реализуется доступ клиента к Интернет и электронной почте.

Современные модемы объединяют в себе функции связного ус­тройства и факсимильного аппарата. Поэтому их называют факс-­модемами. Модемы без факсимильных возможностей в настоящее время не выпускаются.

Модем объединяет две ЭВМ и телефонную сеть в один инфор­мационный канал. Основной характеристикой модема является ско­рость передачи данных. Измеряется, как и пропускная способность информационного канала, в бодах (бит/с). Современные модемы работают на скоростях от 14400 до 57600 бод. Конструктивно моде­мы изготавливаются во внутреннем и внешнем исполнении. Модем во внутреннем исполнении представляет собой плату, которая встав­ляется в слот расширения материнской платы. Внешний модем при­соединяется к машине через один из портов.



Похожие:

2. Поколения ЭВМ iconБилет 1 Поколения ЭВМ. Хар-ка ЭВМ различных поколений. Виды ЭВМ и области их применения. Поколения ЭВМ
Одна из них состояла в том, что они могли выполнять определенную последовательность операций по заранее заданной программе или последовательно...
2. Поколения ЭВМ iconУрока по теме: "История докомпьютерной эпохи. Поколения эвм"
Называть в хронологическом порядке основные вычислительные средства и их изобретателей
2. Поколения ЭВМ icon№ п/п Термин
Операция передачи данных между ЭВМ или ЭВМ и человеком вместе с преобразованиями, необходимыми для «понимания» информации другой...
2. Поколения ЭВМ iconРеферат «Истоия вычислительной техники» тема Вычисления в доэлектронную эпоху
Эвм первого поколения; eniak, мэсм, "Стрела", электронные лампы; перфоленты; Джон фон Нейман; С. А. Лебедев
2. Поколения ЭВМ iconДокументы
1. /Курс_Сети ЭВМ/Лекции/ЛЕКЦИЯ11.DOC
2. /Курс_Сети...

2. Поколения ЭВМ iconДокументы
1. /Косарев Ю.А. - Естественная форма диалога с ЭВМ. Л. Машиностроение.1989. 143 с. (ЭВМ в...
2. Поколения ЭВМ iconДокументы
1. /Курс_Сети ЭВМ/Вопросы к КР/В один семестр/Вопросы к контрольной работе1.doc
2....

2. Поколения ЭВМ iconДокументы
1. /Курс лекций Сети/Курс лекций Сети ЭВМ и ТК/Лекц 6.1 ....doc
2. /Курс...

2. Поколения ЭВМ iconПутеводитель по сайту Федерального Государственного Образовательного стандарта второго поколения: главная страница
Ности получения информации о ходе реализации фгос второго поколения, о законодательной базе, об имеющихся разработках, проблемах...
2. Поколения ЭВМ icon«согласовано» «утверждено»
К работам с персональными ЭВМ и внешними устройствами ЭВМ допускаются лица, прошедшие медицинское освидетельствование, вводный инструктаж,...
2. Поколения ЭВМ iconПриказ №53 13 От 01. 09. 2010 г. «О создании и полномочиях Совета по введению фгос нового поколения». В целях обеспечения эффективного введения обучения в соответствии с фгос нового поколения
В рабочую группу по введению фгос нового поколения на начальной ступени общеобразовательного учреждения включить
Разместите кнопку на своём сайте:
Документы


База данных защищена авторским правом ©podelise.ru 2000-2014
При копировании материала обязательно указание активной ссылки открытой для индексации.
обратиться к администрации
Документы

Разработка сайта — Веб студия Адаманов