Лекция Введение в информатику Термин \"информатика\" (франц informatique) icon

Лекция Введение в информатику Термин "информатика" (франц informatique)



Смотрите также:
Лекция Введение в информатику  > Что такое инфоpматика...
План урока: Орг момент. Повторение > Изучение нового материала Закрепление > Итог урока и д з...
Дом задание 1 -2 Введение в информатику Термин «информатика»...
Введение Термин «экономика»...
Тематическое планирование по информатике в 8 классе...
Доклад 6 октября 2005 года. Введение. Термин «нанотехнология»...
Годэн Ж. Новый гипноз: глоссарий, принципы и метод...
«Бизнес-информатика»...
Тема «Введение в информатику»...
Лекция 3 (грамматика) Основные понятия и категории Термин «грамматика»...
Рабочая программа по предмету информатика и икт для 5-7...
Введение Термин «Паблик Рилейшнз»...



страницы:   1   2   3
скачать


Лекции по информатике

Лекция 1. Введение в информатику

Термин "информатика" (франц. informatique) происходит от французских слов information (информация) и automatique (автоматика) и дословно означает "информационная автоматика".

Широко распространён также англоязычный вариант этого термина — "Сomputer science", что означает буквально "компьютерная наука".

Информатика — это основанная на использовании компьютерной техники дисциплина, изучающая структуру и общие свойства информации, а также закономерности и методы её создания, хранения, поиска, преобразования, передачи и применения в различных сферах человеческой деятельности.

Информатика также многогранна, как и одна из древнейших наук математика. Математика объединяет в себе такие достаточно разнящиеся разделы, как: алгебра, геометрия, теория множеств, интегральное и дифференциальное исчисление и т.д. Структура современной информатики может быть схематично представлена так:



^ Рис. 1. Основные разделы информатики

В 1978 году международный научный конгресс официально закрепил за понятием "информатика" области, связанные с разработкой, созданием, использованием и материально-техническим обслуживанием систем обработки информации, включая компьютеры и их программное обеспечение, а также организационные, коммерческие, административные и социально-политические аспекты компьютеризации — массового внедрения компьютерной техники во все области жизни людей.

Таким образом, информатика базируется на компьютерной технике и немыслима без нее.

Информатика — комплексная научная дисциплина с широчайшим диапазоном применения. Её приоритетные направления:

  • pазpаботка вычислительных систем и пpогpаммного обеспечения;

  • теория информации, изучающая процессы, связанные с передачей, приёмом, преобразованием и хранением информации;

  • математическое моделирование, методы вычислительной и прикладной математики и их применение к фундаментальным и прикладным исследованиям в различных областях знаний;

  • методы искусственного интеллекта, моделирующие методы логического и аналитического мышления в интеллектуальной деятельности человека (логический вывод, обучение, понимание речи, визуальное восприятие, игры и др.);

  • системный анализ, изучающий методологические средства, используемые для подготовки и обоснования решений по сложным проблемам различного характера;

  • биоинформатика, изучающая информационные процессы в биологических системах;

  • социальная информатика, изучающая процессы информатизации общества;

  • методы машинной графики, анимации, средства мультимедиа;

  • телекоммуникационные системы и сети, в том числе, глобальные компьютерные сети, объединяющие всё человечество в единое информационное сообщество;

  • разнообразные приложения, охватывающие производство, науку, образование, медицину, торговлю, сельское хозяйство и все другие виды хозяйственной и общественной деятельности.

Российский академик А.А. Дородницин выделяет в информатике три неразрывно и существенно связанные части — технические средства, программные и алгоритмические.

Технические средства, или аппаратура компьютеров, в английском языке обозначаются словом Hardware, которое буквально переводится как "твердые изделия".

Для обозначения программных средств, под которыми понимается совокупность всех программ, используемых компьютерами, и область деятельности по их созданию и применению, используется слово Software (буквально — "мягкие изделия"), которое подчеркивает равнозначность самой машины и программного обеспечения, а также способность программного обеспечения модифицироваться, приспосабливаться и развиваться.

Программированию задачи всегда предшествует разработка способа ее решения в виде последовательности действий, ведущих от исходных данных к искомому результату, иными словами, разработка алгоритма решения задачи. Для обозначения части информатики, связанной с разработкой алгоритмов и изучением методов и приемов их построения, применяют термин Brainware (англ. brain — интеллект).

Роль информатики в развитии общества чрезвычайно велика. С ней связано начало революции в области накопления, передачи и обработки информации. Эта революция, следующая за революциями в овладении веществом и энергией, затрагивает и коренным образом преобразует не только сферу материального производства, но и интеллектуальную, духовную сферы жизни.

Прогрессивное увеличение возможностей компьютерной техники, развитие информационных сетей, создание новых информационных технологий приводят к значительным изменениям во всех сферах общества: в производстве, науке, образовании, медицине и т.д.

1.2. Понятие информации

Термин  "информация"  происходит от латинского слова  "informatio",  что означает  сведения,  разъяснения,  изложение. Несмотря на широкое распространение этого термина, понятие информации является одним из самых дискуссионных в науке. В настоящее время наука пытается найти общие свойства и закономерности, присущие многогранному понятию информация, но пока это понятие во многом остается интуитивным и получает различные смысловые наполнения в различных отраслях человеческой деятельности:

в обиходе информацией называют любые данные или сведения, которые кого-либо интересуют. Например, сообщение о каких-либо событиях, о чьей-либо деятельности и т.п.   "Информировать" в этом смысле означает   "сообщить нечто, неизвестное раньше";

в технике под информацией понимают сообщения, передаваемые в форме знаков или сигналов;

в кибернетике под информацией понимает ту часть знаний, которая используется для ориентирования, активного действия, управления, т.е. в целях сохранения, совершенствования, развития системы (Н. Винер).

Клод Шеннон, американский учёный, заложивший основы теории информации — науки, изучающей процессы, связанные с передачей, приёмом, преобразованием и хранением информации, — рассматривает информацию как снятую неопределенность наших знаний о чем-то.

Приведем еще несколько определений:

Информация — это сведения об объектах и явлениях окружающей среды, их параметрах, свойствах и состоянии, которые уменьшают имеющуюся о них степень неопределенности, неполноты знаний (Н.В. Макарова);

Информация — это отрицание энтропии (Леон Бриллюэн);

Информация — это мера сложности структур (Моль);

Информация — это отраженное разнообразие (Урсул);

Информация — это содержание процесса отражения (Тузов);

Информация — это вероятность выбора (Яглом).

Современное научное представление об информации очень точно сформулировал   Норберт Винер, "отец" кибернетики. А именно:

Информация — это обозначение содержания, полученного из внешнего мира в процессе нашего приспособления к нему и приспособления к нему наших чувств.

Люди обмениваются информацией в форме сообщений. Сообщение — это форма представления информации в виде речи, текстов, жестов, взглядов, изображений, цифровых данных, графиков, таблиц и т.п.

Одно и то же информационное сообщение (статья в газете, объявление, письмо, телеграмма, справка, рассказ, чертёж, радиопередача и т.п.) может содержать разное количество информации для разных людей — в зависимости от их предшествующих знаний, от уровня понимания этого сообщения и интереса к нему.

Так, сообщение, составленное на японском языке, не несёт никакой новой информации человеку, не знающему этого языка, но может быть высокоинформативным для человека, владеющего японским. Никакой новой информации не содержит и сообщение, изложенное на знакомом языке, если его содержание непонятно или уже известно.

Информация есть характеристика не сообщения, а соотношения между сообщением и его потребителем. Без наличия потребителя, хотя бы потенциального, говорить об информации бессмысленно.

В случаях, когда говорят об автоматизированной работе с информацией посредством каких-либо технических устройств, обычно в первую очередь интересуются не содержанием сообщения, а тем, сколько символов это сообщение содержит.

Применительно к компьютерной обработке данных под информацией понимают некоторую последовательность символических обозначений (букв, цифр, закодированных графических образов и звуков и т.п.), несущую смысловую нагрузку и представленную в понятном компьютеру виде. Каждый новый символ в такой последовательности символов увеличивает информационный объём сообщения.

1.3. Вид информации

Информация может существовать в виде:

  • текстов, рисунков, чертежей, фотографий;

  • световых или звуковых сигналов;

  • радиоволн;

  • электрических и нервных импульсов;

  • магнитных записей;

  • жестов и мимики;

  • запахов и вкусовых ощущений;

  • хромосом, посредством которых передаются по наследству признаки и свойства организмов и т.д.

Предметы, процессы, явления материального или нематериального свойства, рассматриваемые с точки зрения их информационных свойств, называются информационными объектами.

1.4. Передача информации

Информация передаётся в форме сообщений от некоторого источника информации к её приёмнику посредством канала связи между ними. Источник посылает передаваемое сообщение, которое кодируется в передаваемый сигнал. Этот сигнал посылается по каналу связи. В результате в приёмнике появляется принимаемый сигнал, который декодируется и становится принимаемым сообщением.



Примеры:

Сообщение, содержащее информацию о прогнозе погоды, передаётся приёмнику (телезрителю) от источника — специалиста-метеоролога посредством канала связи — телевизионной передающей аппаратуры и телевизора.

Живое существо своими органами чувств (глаз, ухо, кожа, язык и т.д.) воспринимает информацию из внешнего мира, перерабатывает её в определенную последовательность нервных импульсов, передает импульсы по нервным волокнам, хранит в памяти в виде состояния нейронных структур мозга, воспроизводит в виде звуковых сигналов, движений и т.п., использует в процессе своей жизнедеятельности.

Передача информации по каналам связи часто сопровождается воздействием помех, вызывающих искажение и потерю информации.

1.5. Измерение информации

Какое количество информации содержится, к примеру, в тексте романа "Война и мир", во фресках Рафаэля или в генетическом коде человека? Ответа на эти вопросы наука не даёт и, по всей вероятности, даст не скоро. А возможно ли объективно измерить количество информации? Важнейшим результатом теории информации является следующий вывод:

«В определенных, весьма широких условиях можно пренебречь качественными особенностями информации, выразить её количество числом, а также сравнить количество информации, содержащейся в различных группах данных».

В настоящее время получили распространение подходы к определению понятия "количество информации", основанные на том, что информацию, содержащуюся в сообщении, можно нестрого трактовать в смысле её новизны или, иначе, уменьшения неопределённости наших знаний об объекте.   Эти подходы используют математические понятия вероятности и логарифма.  

Подходы к определению количества информации,  Формулы Хартли и Шеннона

Американский инженер Р. Хартли в 1928 г. процесс получения информации рассматривал как выбор одного сообщения из конечного наперёд заданного множества из N равновероятных сообщений, а количество информации I, содержащееся в выбранном сообщении, определял как двоичный логарифм N.

Формула Хартли:   I = log2N

Допустим, нужно угадать одно число из набора чисел от единицы до ста. По формуле Хартли можно вычислить, какое количество 6,644. Таким образом,информации для этого требуется: I = log2100 сообщение о верно угаданном числе содержит количество информации, приблизительно равное 6,644 единицы информации. Приведем другие примеры равновероятных сообщений:

  • при бросании монеты: "выпала решка", "выпал орел";

  • на странице книги: "количество букв чётное", "количество букв нечётное".

Определим теперь, являются ли равновероятными сообщения "первой выйдет из дверей здания женщина" и "первым выйдет из дверей здания мужчина". Однозначно ответить на этот вопрос нельзя. Все зависит от того, о каком именно здании идет речь. Если это, например, станция метро, то вероятность выйти из дверей первым одинакова для мужчины и женщины, а если это военная казарма, то для мужчины эта вероятность значительно выше, чем для женщины.

Для задач такого рода американский учёный Клод Шеннон предложил в 1948 г. другую формулу определения количества информации, учитывающую возможную неодинаковую вероятность сообщений в наборе.

Формула Шеннона: I = — ( p1log2 p1 + p2 log2 p2 + . . . + pN log2 pN),
где pi — вероятность того, что именно i-е сообщение выделено в наборе из N сообщений.

Легко заметить, что если вероятности p1, ..., pN равны, то каждая из них равна 1 / N, и формула Шеннона превращается в формулу Хартли.

Помимо двух рассмотренных подходов к определению количества информации, существуют и другие. Важно помнить, что любые теоретические результаты применимы лишь к определённому кругу случаев, очерченному первоначальными допущениями.

В качестве единицы информации Клод Шеннон предложил принять  один  бит    (англ. bit — binary digit — двоичная цифра).

Бит в теории информации — количество информации, необходимое для различения двух равновероятных сообщений   (типа "орел"—"решка", "чет"—"нечет" и т.п.).
В вычислительной технике битом называют наименьшую "порцию" памяти компьютера, необходимую для хранения одного из двух знаков "0" и "1", используемых для внутримашинного представления данных и команд.

Бит — слишком мелкая единица измерения. На практике чаще применяется более крупная единица —  байт,  равная  восьми битам. Именно восемь битов требуется для того, чтобы закодировать любой из 256 символов алфавита клавиатуры компьютера (256=28).

Широко используются также ещё более крупные производные единицы информации:

1 Килобайт (Кбайт) = 1024 байт = 210 байт,

1 Мегабайт (Мбайт) = 1024 Кбайт = 220 байт,

1 Гигабайт (Гбайт) = 1024 Мбайт = 230 байт.

В последнее время в связи с увеличением объёмов обрабатываемой информации входят в употребление такие производные единицы, как:

1 Терабайт (Тбайт) = 1024 Гбайт = 240 байт,

1 Петабайт (Пбайт) = 1024 Тбайт = 250 байт.

За единицу информации можно было бы выбрать количество информации, необходимое для различения, например, десяти равновероятных сообщений. Это будет не двоичная (бит), а десятичная (дит) единица информации.

1.6. Преобразование информации

Информацию можно: создавать; передавать; воспринимать; использовать; запоминать; принимать; копировать; формализовать; распространять; преобразовывать; комбинировать; обрабатывать; делить на части; упрощать; собирать; хранить; искать; измерять; разрушать; и др.

Все эти процессы, связанные с определенными операциями над информацией, называются информационными процессами.

1.7. Свойства информации

Свойства информации: достоверность; полнота; ценность; своевременность; понятность; доступность; краткость; и др.

Информация достоверна, если она отражает истинное положение дел. Недостоверная информация может привести к неправильному пониманию или принятию неправильных решений. Достоверная информация со временем может стать недостоверной, так как она обладает свойством устаревать, то есть перестаёт отражать истинное положение дел.

Информация полна, если её достаточно для понимания и принятия решений. Как неполная, так и избыточная информация сдерживает принятие решений или может повлечь ошибки.

Точность информации определяется степенью ее близости к реальному состоянию объекта, процесса, явления и т.п.

Ценность информации зависит от того, насколько она важна для решения задачи, а также от того, насколько в дальнейшем она найдёт применение в каких-либо видах деятельности человека.

Только своевременно полученная информация может принести ожидаемую пользу. Одинаково нежелательны как преждевременная подача информации (когда она ещё не может быть усвоена), так и её задержка.

Если ценная и своевременная информация выражена непонятным образом, она может стать бесполезной.

Информация становится понятной, если она выражена языком, на котором говорят те, кому предназначена эта информация.

Информация должна преподноситься в доступной (по уровню восприятия) форме. Поэтому одни и те же вопросы по разному излагаются в школьных учебниках и научных изданиях.

Информацию по одному и тому же вопросу можно изложить кратко (сжато, без несущественных деталей) или пространно (подробно, многословно). Краткость информации необходима в справочниках, энциклопедиях, учебниках, всевозможных инструкциях.

1.8. Обработка информации

Обработка информации — получение одних информационных объектов из других информационных объектов путем выполнения некоторых алгоритмов.

Обработка является одной из основных операций, выполняемых над информацией, и главным средством увеличения объёма и разнообразия информации.

Средства обработки информации — это всевозможные устройства и системы, созданные человечеством, и в первую очередь, компьютер — универсальная машина для обработки информации.

Компьютеры обрабатывают информацию путем выполнения некоторых алгоритмов.

Живые организмы и растения обрабатывают информацию с помощью своих органов и систем.

1.9. Информационные ресурсы и информационные технологии

Информационные ресурсы — это идеи человечества и указания по их реализации, накопленные в форме, позволяющей их воспроизводство.

Это книги, статьи, патенты, диссертации, научно-исследовательская и опытно-конструкторская документация, технические переводы, данные о передовом производственном опыте и др.

Информационные ресурсы (в отличие от всех других видов ресурсов — трудовых, энергетических, минеральных и т.д.) тем быстрее растут, чем больше их расходуют.

Информационные технологии — это совокупность методов и устройств, используемых людьми для обработки информации.

Человечество занималось обработкой информации тысячи лет. Первые информационные технологии основывались на использовании счётов и письменности. Около пятидесяти лет назад началось исключительно быстрое развитие этих технологий, что в первую очередь связано с появлением компьютеров.

В настоящее время термин "информационная технология" употребляется в связи с использованием компьютеров для обработки информации. Информационные технологии охватывают всю вычислительную технику и технику связи и, отчасти, — бытовую электронику, телевидение и радиовещание.

Они находят применение в промышленности, торговле, управлении, банковской системе, образовании, здравоохранении, медицине и науке, транспорте и связи, сельском хозяйстве, системе социального обеспечения, служат подспорьем людям различных профессий и домохозяйкам.

Народы развитых стран осознают, что совершенствование информационных технологий представляет самую важную, хотя дорогостоящую и трудную задачу.

В настоящее время создание крупномасштабных информационно-технологических систем является экономически возможным, и это обусловливает появление национальных исследовательских и образовательных программ, призванных стимулировать их разработку.

1.10. Понятие  информатизация общества

Информатизация общества — организованный социально-экономический и научно-технический процесс создания оптимальных условий для удовлетворения информационных потребностей и реализации прав граждан, органов государственной власти, органов местного самоуправления организаций, общественных объединений на основе формирования и использования информационных ресурсов.

Цель информатизации — улучшение качества жизни людей за счет увеличения производительности и облегчения условий их труда.

Информатизация — это сложный социальный процесс, связанный со значительными изменениями в образе жизни населения. Он требует серьёзных усилий на многих направлениях, включая ликвидацию компьютерной неграмотности, формирование культуры использования новых информационных технологий и др.

Лекция 2. Аппаратное обеспечение персонального компьютера

2.1. Понятие ПК и его достоинства

Персональная ЭВМ или персональный компьютер - это микро-ЭВМ универсального назначения, рассчитанная на одного пользователя.

В настоящее время стандартом персонального компьютера является персональный компьютер фирмы IBM - IBM PC (IBM - имя фирмы, PC - первые буквы английских слов Personal Computer).

К основным достоинствам ПК относят:

  • автономность эксплуатации и отсутствие специальных требований к помещению, где размещается ПК,

  • гибкость архитектуры, обеспечивающую возможность наращивания ее дополнительными устройствами и адаптивность к различным применениям (задачам);

  • "дружественность" программного обеспечения (ПО), и в первую очередь операционной системы (ОС), позволяющей работать с ней пользователю без специальной профессиональной подготовки

  • высокую надежность работы (более 5 тыс. часов наработки на отказ);

  • малую стоимость, что позволяет приобретать ее индивидуальному покупателю;

  • малое энергопотребление;

  • небольшие габариты.

2.2. Понятие IBM PC-совместимых компьютеров, история их создания; принцип "открытой архитектуры" ПК

Большинство (более 90%) современных компьютеров является IBM PC-совместимыми персональными компьютерами. Эти компьютеры называются IBM PC-совместимыми, поскольку они совместимы с компьютером IBM PC, разработанном в 1981 г. крупнейшей в мире компьютерной фирмой IBM. Слово “совместимость” здесь означает:

  • программную совместимость — все программы, разработанные для IBM PC, будут работать и на всех IBM PC-совместимых компьютерах;

  • в значительной степени — и аппаратную совместимость: подавляющее большинство устройств для компьютеров IBM PC и более новых версий (IBM PC XT, IBM PC AT и т.д.) годятся и для современных компьютеров. Правда, обычно древние устройства (пяти- или десятилетней давности) в современных компьютерах не применяются, так как они давно уже морально устарели.

А слово “персональный” означает, что этот компьютер рассчитан на одновременную работу с одним пользователем (большие компьютеры, как правило, поддерживают одновременную работу многих пользователей).

 Открытость архитектуры. Важнейшую роль в развитии IBM PC-совместимых компьютеров сыграл заложенный в них фирмой IBM принцип открытой архитектуры. Фирма IBM сделала компьютер не единым неразъемным устройством, а обеспечила возможность его сборки из независимо изготовленных частей аналогично детскому конструктору. При этом методы сопряжения различных частей компьютера IBM PC и подсоединения к нему внешних устройств не только не держались в секрете, но были доступны всем желающим. Поэтому производить комплектующие и внешние устройства для IBM PC смогли не только отобранные IBM фирмы, а все желающие, а скоро сотни фирм стали осуществлять сборку и самих компьютеров (то есть IBM РС-совместимых компьютеров). Через пару лет IBM стала не монополистом в выпуске разработанных ею компьютеров, а одной из тысяч конкурирующих между собой фирм. Причем многие сборщики стали не только перенимать Достижения фирмы IBM, но и внедрять многие технические новинки раньше IBM. И даже термин “IBM PC” обычно используется в смысле “IBM PC-совместимый компьютер”, а не как название компьютера, произведенного самой фирмой IBM.

Но то, что пошло во вред фирме IBM, самым благоприятным образом сказалось на рынке IBM PC-совместимых компьютеров. Конкуренция тысяч сборщиков компьютеров, производителей комплектующих и программного обеспечения привели к стремительному росту возможностей компьютеров,  предназначенных для них устройств и программного обеспечения и снижению  цен на них.

Развитие компьютеров типа IBM PC осуществляется многими конкурирующими фирмами. К числу весьма популярных и известных фирм-производителей ПК относятся американские: Compaq Computer, Apple, Dell, DEC, Hewlett Packard, английские -Spectrum, Amstrad, японские - Toshiba, Panasonic и др.

В результате поглощения в январе 1998 г. фирмой Compaq фирмы Diqital Equipment Corporation (DEC) за 9, 6 млрд. дол. фирма Compaq вышла на второе место в мире по производству "железа", т. е. компьютеров.

Специалисты утверждают, что сейчас наибольшее влияние на развитие компьютеров типа IBM PC оказывают не сама эта фирма, а фирма Intel - производитель микропроцессоров и фирма Microsoft, как разработчик операционной системы MS DOS, графической операционной системы Windows и многих прикладных программ.

По сообщению прессы, за 1997 г. во всем мире было продано около 80 млн. ПК, что на 15% превышает аналогичный показатель 1996 г., при этом 70% проданных во всем мире ПК пришлось на долю таких фирм, как Compaq Computer, Dell, IBM и Hewlett Packard.

2.3. Устройство Персонального компьютера

Структура Персонального компьютера

На рис.33. приведена структурная схема ПК Структура компьютера – это некоторая модель, устанавливающая состав, порядок и принципы взаимодействия входящих в него компонентов.


Рис. 33. Структурная схема ПК

Основные устройства ПК



1. Монитор
2. Материнская плата
3. Процессор
4. IDE-слот
5. Оперативная память
6. Платы расширения (видео, звуковая, и др.)
7. Блок питания
8. Привод для дисков (CD/ DVD)
9. Винчестер
10. Клавиатура
11. Мышь

Рис. 34. Расположение основных устройств, входящих в состав ПК.

В ПК входят следующие основные устройства.

 Микропроцессор

Центральная часть ПК, предназначенная для управления работой всех блоков машины и реализации арифметических и логических операций над информацией, носит название микропроцессора (точнее было бы сказать центрального процессора или основного микропроцессора  (МП).

Конструктивно МП представляет собой небольшую (в несколько сантиметров) электронную микросхему.

В состав МП, в свою очередь, входят следующие устройства:

  • устройство управления (УУ) - формирует и подает во все блоки машины в нужные моменты времени определенные сигналы управления (управляющие импульсы), обусловленные спецификой выполняемой операции и результатами предыдущих операций; формирует адреса ячеек памяти, используемых выполняемой операцией, и передает эти адреса в соответствующие блоки ПК;

  • арифметико-логическое устройство (АЛУ) - выполняет арифметические и логические операции над числовой и символьной информацией (в некоторых моделях ПК для ускорения выполнения операций к АЛУ подключается –дополнительный математический сопроцессор);

  • микропроцессорная память (МПП) - обеспечивает кратковременное хранение, запись и выдачу информации, непосредственно используемой в вычислениях в ближайшие такты работы компьютера. Состоит из регистров высокого быстродействия. Регистры – быстродействующие ячейки памяти различной длины (в отличие от ячеек ОП, имеющих стандартную длину 1 байт и более низкое быстродействие);

  • интерфейсная система микпроцессора - обеспечивает сопряжение и связь с другими устройствами ПК. Включает в себя внутренний интерфейс МП, буферное запоминающее устройство (регистры); схемы управления портами ввода/вывода и системной шиной.

Интерфейс (interface) – совокупность средств сопряжения и связи устройств компьютера, обеспечивающая их эффективное взаимодействие.

Порт ввода-вывода (I/O – Input/Output port) – аппаратура сопряжения, позволяющая подключить к микропроцессору другое устройство ПК.

Микропроцессор умеет выполнять сотни различных операций и делает это со скоростью в несколько десятков и даже сотен миллионов операций в секунду.

В ПК используются МП фирмы Intel, а также фирм AMD, Cyrix, IBM и др.

МП фирмы Intel, применяемые в ПК, таковы: Intel-8088, 80286, 80386 (модификации SX и DX, 80486 (модификации SX, SX2, DX, DX2, DX4), Pentium и Pentium Pro (приведены в порядке возрастания производительности.).

Разница в производительности этих микропроцессоров очень велика. Так, МП Pentium Pro быстрее МП Intel-8088 (на котором был основан исходный вариант компьютера IBM-PC и модель IBM-PC XT) в несколько тысяч раз.

Одинаковые модели микропроцессоров могут иметь разную тактовую частоту – чем выше тактовая частота, тем выше производительность и цена МП. Тактовая частота измеряется в МГц.

Тактовая частота указывает скорость выполнения элементарных операций внутри МП. Однако, разные модели МП выполняют одни и те же команды (например, сложение) за разное число тактов. Чем более современная модель МП, тем, как правило, меньше тактов требуется МП для выполнения одних и тех же команд.

Генератор тактовых импульсов создает последовательность электрических импульсов, частота которых определяет тактовую частоту машины.

Промежуток времени между соседними импульсами определяет время одного такта работы машины Частота генератора тактовых импульсов - важная характеристика ПК, т.к. от нее зависит скорость работы ПК, поскольку каждая операция в машине выполняется за определенное количество тактов.

Системная шина – это основная интерфейсная система компьютера, обеспечивает сопряжение и связь всех устройств ПК между собой. Она включает:

  • кодовую шину данных - провода и схемы сопряжения для параллельной передачи всех разрядов числового кода операнда;

  • кодовую шину адреса - провода для передачи всех разрядов кода адреса ячейки оперативной памяти или порта ввода/вывода;

  • кодовую шину команд - для их передачи во все блоки машины;

  • шину питания - провода и схемы сопряжения для подключения блоков ПК к системе энергопитания.

Все блоки (а точнее их порты ввода/вывода) подключаются к шине через унифицированные разъемы непосредственно или через специальные устройства - адаптеры (контроллеры).

Управление системной шиной осуществляется микропроцессором непосредственно или через контроллер шины. Обмен информацией между системной шиной и внешними устройствами выполняется с использованием ASCII-кодов.

В современных компьютерах обычно используются две шины:

  • шина ISI для контроллеров низкоскоростных устройств (то есть для обмена данными с клавиатурой, мышью, дисководами для дискет, модемом, звуковой картой и т.д.);

  • шина PCI для обмена данными с высокоскоростными устройствами – (жесткими дисками, видеоадаптером и т.д.).

Важнейшими  характеристиками системной шины являются:

  • количество обслуживаемых устройств;

  • пропускная способность, которая, в свою очередь, зависит от разрядности шины (8, 16, 32, 64) и тактовой частоты, на которой она работает.

Контроллеры или адаптеры - это электронные схемы,  управляющие различными устройствами  компьютера. Некоторые контроллеры (например, контроллер  дисков) могут управлять сразу несколькими устройствами. Во всех ПК имеются контроллеры для управления клавиатурой, монитором, дисководами для дискет, жестким диском и т.д.

Основная память служит для хранения и оперативного обмена информацией МП с прочими блоками Она включает постоянное 3У (ПЗУ) и оперативное 3У (ОЗУ)

Постоянное запоминающее устройство хранит неизменяемую информацию, заносимую в него в процессе изготовления ПК. Оперативное ЗУ энергозависимое, то есть данные в нем стираются при отключении питания

Кэш-память – Для ускорения доступа к оперативной памяти на быстродействующих компьютерах используется специальная сверхбыстродействующая кэш-память. Она является буфером между ОП и МП и хранит копии наиболее часто используемых участков оперативной памяти. При обращении МП к памяти сначала производится поиск нужных данных в кэш-памяти. Поскольку время доступа к кэш-памяти в несколько раз меньше, чем к ОП, а в большинстве случаев необходимые МП данные уже содержатся в кэш-памяти, среднее время доступа к памяти уменьшается.

Регистры КЭШ-памяти недоступны для пользователя, отсюда и название КЭШ (Cache), что в переводе с английского означает “тайник”.

Внешняя память - это устройства ПК для долговременного хранения любого вида информации (программ и данных). Чаще всего она выступает в виде накопителей на жестких и гибких магнитных дисках (ЖМД, ГМД); накопителей на кассетной магнитной ленте (стримеры) накопителей на компакт-дисках (CD-ROM),

Источник питания - это блок, преобразующий электропитание сети в постоянный ток низкого напряжения, подаваемый на электронные схемы компьютера;

Таймер - внутримашинные электронные часы с аккумуляторным питанием, работающие независимо от наличия электропитания сети,

Внешние устройства - набор различных устройств, от состава и характеристик которых во многом зависят возможности и эффективность работы ПК

По назначению внешние устройства подразделяются на:

  • устройства внешней памяти;

  • диалоговые средства пользователя (дисплей, устройство речевого ввода/вывода информации и др.).

  • устройства ввода (клавиатура, графический планшет, сканер, манипуляторы "мышь", джойстик /рычаг/, трекбол /шар в оправе/, световое перо и др.); сенсорные экраны.

  • устройства вывода (принтеры и плоттеры);

  • устройства связи и телекоммуникации (сетевые платы, модемы, факс-модемы, мультиплексоры передачи данных и др.).

Дополнительные устройства

К системной шине и к микропроцессору могут также подключаться и дополнительные устройства в виде математического сопроцессора, сопроцессора ввода/вывода и др.

Математические сопроцессоры

Математические сопроцессоры (МС) являются специализированными модулями, работающими совместно с центральным процессором и выполняющими математические операции. Наличие МС в компьютере позволяет ускорить исполнение прикладных программ.

Приобретая МС, необходимо убедиться, что применяемая прикладная программа может распознавать и использовать МС. Такие компоненты, как видео, графические и дисковые контроллеры, графические приложения, пакеты иллюстративной графики требуют использования МС.

Особенно интенсивно МС устанавливались на модели ПК с процессорами 80286 и 80386. Компьютеры с МП 486 и Pentium настолько мощные, что установка на МС не дает ощутимого эффекта при реализации многих задач "прямого счета".

Однако в будущем МС найдут свое применение в высокопроизводительных суперкомпьютерах с векторной, матричной и иными типами организации вычислительных процессов





оставить комментарий
страница1/3
Дата25.04.2012
Размер0,61 Mb.
ТипЛекция, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт

страницы:   1   2   3
плохо
  1
Ваша оценка:
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rudocs.exdat.com

Загрузка...
База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2017
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Анализ
Справочники
Сценарии
Рефераты
Курсовые работы
Авторефераты
Программы
Методички
Документы
Понятия

опубликовать
Документы

наверх