5)Обработка информации

Обработка инфы – получение одних информационных объектов из других путем выполнения некоторых алгоритмов. В процессе обработки инфа может менять структуру или форму.

Средства обработки инфы – всевозможные устройства и системы, созданные

человечеством, в 1ю очередь компьютер как универсальная машина для обработки инфы.

Общая структура ИТ разбита на последовательность базовых процедур:

1.сбор и регистрация инфы (датчики, регистры, сканеры…)

2. передача и прием инфы (почта, телефон, телеграф…)

3. накопление и хранение (носители)

4. обраб.данных и выдача результатов (монитор, принтер)

5. тиражирование и распространение (множительно-препаровальная техника).

Т22) Типы архитектур ВС.

Архитектура компьютера – структура, характеристики, взаимосвязь его устройств, принципы функционирования и его машинный язык.

Вычислит. система – совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих процессоров или компьютерного периферийного оборудования и программного обеспечения, предназначенная для подготовки оборудования и решения задач пользователя.

Особенностью ВС является реализация пароля обработки.

Типы архитектур компьютеров:

1.Однопроцессорные ВС (архитектура фон Неймана):

- одно арифметически-логическое устройство, через которое пролегает поток данных;

-одно устройство управления, через которое пролегает поток команд.

2.Многопроцессорные ВС:

-несколько процессоровпараллельная обработка нескольких потоков данных и нескольких потоков команд.

3.Многомашинные:

-несколько процессоров, не имеющих общей память;

-каждый компьютер имеет собственную (локальную) память и классическую архитектуру.

Связь стоимости и производительности выражается квадратичной зависимостью «законом Грома» (стоимость ЭВМ прямо пропорциональна производительности).

С_эвм=К₁*П²_эвм

Построение ВС позволяет сократить затраты:

С_вс=К₂*

К₁ и К₂ – коэффициенты пропорциональности, зависящие от технологического уровня развития ВТ.

Многопроцессорные ВС:

(системы, которые управляют общей ОС, процессоры, имеющие общую оперативную память, ввод/вывод, запоминающие устройства)

Многомашинные ВС:

Кластер – 2 или более компьютеров (узлов, объединенных при помощи сетевых технологий на базе шинной архитектуры коммуникатора и предстающие перед пользователем в качестве единого информационно-вычислительного ресурса.

Узлы кластера: серверы, рабочие станции и ПК.

Целью создания кластеров является:

• повышение доступности данных и приложений

• повышение производительности, возможности использования всех узлов для обслуживания клиентов

• улучшение масштабируемости – новые узлы

Тема2:Техническое обеспечение кит

1)ЭВМ. ЭВМ – это взаимосвязанная совокупность устройств, основные функционирование элементов которых построены на электроприборах, предназначенная для обработки инфы в соответствии с заданным алгоритмом, в которой исходные данные преобразуются в результаты решения задач.

Обобщ.структура ЭВМ: устройство ввода/вывода, процессор (арифметико-логическое устройство АЛУ и управл.устройство УУ), память.

Логические принципы построения и функционирования ЭВМ придумал Джон фон Неймон в 1942 году.

ESCAS – 1й комп.1949, разработан по принципам: вся информация, поступающая в ЭВМ, кодируется с помощью двоичных сигналов; адресность; принцип однородности памяти; принцип программного управления (комп автоматически выполняет команды, что образуют программу).

Команда – инструкция на выполнение элементарной операции.

Программа – упорядоченная последовательность команд, подлежащих обработке;

Алгоритм – конечный набор предписаний, определяющий решение задачи посредством конечного к-ва операции.

Машинный язык – набор операции, к-й может выполнять компьютер, и правил их записей.

Классификация компьютеров.

По элементарной базе: Iпоколения (40-50е гг) – электролампы (невысокое быстродействие, небольшой объем памяти, отсутствие ОС, программирование на языках низкого уровня).

IIпоколения(до70х гг) – дискретные полупроводниковые элементы (изменяемый состав внешустройства, языки высокого уровня, 1ые ОС, библиотеки программ).

IIIпоколения (70-до 80х гг) - полупроводниковые интегральные схемы как базовый элемент.

IVпоколения (80е) большие и сверхбольшие ИС (десятки тысяч - млн.транзисторов).

Vпок. – с десятками микропроцессоров.

VIпок. – оптоэлектронные ЭВМ нейронной структуры (10тыс. микропроцессоров).

По назначению

Специализированные, универсальные(шир. класс задач), выделенная (встроен. В устройство с целью управления/передачи данных), управляющая(для автомат управл. в реальном времени), бортовая, базовая, бытовая (ПК).

По режиму и месту работы.

Активная (в многомашинном комплексе ведет работу/готова к работе), дублирующая («ждущий режим»), подчиненная (под управлением центр.ЭВМ), псевдоведущая (для сбора статистики по функционированию сети), периферийная (управл.периф. оборудованием).

По габаритам и вычислит.мощности

суперЭВМ, большие ЭВМ, мини ЭВМ, супермини, микро ЭВМ (универсальные(ПК)), встроенные, специализированные).

По функциям в сети: серверы и рабочие станции.

По аппаратной совместимости: аппаратные платформы (IBM, Apple, Macintosh совмест.)

По формам представления информации:

цифровые (дискретные) – ЦВМ

аналоговые (непрерывные) – АВМ

гибридные (аналого-цифровые) – АЦВМ

В области ПК сегодня наиболее распространены две аппаратные платформы: IBM-совместимые и Apple Macintosh.

В области мэйнфреймов – IBM AS/400

ЭВМ – структура, характеристики и взаимосвязь устройств ЭВМ (структурная организация), принципы функционирования ЭВМ и ее машинный язык.

Наиболее существенные свойства архитектуры и характеристики ЭВМ общего назначения :

1) универсальность;

2) совместимость;

3) развитое программное обеспечение;

4) агрегатность технических средств и широкая номенклатура внешних (периферийных) устройств;

5)высокая технологичность;

6) соответствие мировым стандартам

Согласно фон Нейману, ЭВМ состоит из следующих основных блоков

• Устройства ввода/вывода информации

• Память компьютера

• Процессор, состоящий из устройства управления (УУ) и арифметико-логического устройства (АЛУ)

Обобщенная структура ЭВМ:

Принцип двоичного кодирования - вся информация, поступающая в ЭВМ, кодируется с помощью двоичных сигналов.

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

Принцип адресности: Структурно основная память состоит из пронумерованных ячеек; процессору в произвольный момент времени доступна любая ячейка.

Это позволяет давать имена областям памяти и обращаться к хранимым в них значениям или менять их в процессе выполнения программы с использованием присвоенных имен.

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.

Над командами можно выполнять такие же действия, как и над данными.

Т23) Процессоры

Процессор – специальное устройство, предназначенное для выполнения команд.

Характеризуется:

• набором выполняемых команд

• скоростью выполняемых команд в миллионах операций в секунду

• объемом адресуемой памяти

• размером обрабатываемых слов

• разрядностью шины

Компоненты процессоров:

1. Арифметически-логическое устройство (АЛУ)

• арифметические функции (сложение, умножение и т.д.)

• логические функции (сравнение, маскировка)

2. Устройство управления (УУ) – подача управленческих импульсов

3. Генератор тактовых импульсов – определяет время одного такта работы машины (время между импульсами)

4. Регистры – быстродействующие ячейки памяти для ускорения выполнения программ

5. КЭШ-память – сверхоперативная высокоскоростная память для копирования данных из ОП

6. Схема управления шиной для связи с другими устройствами компьютера через системную шину

7. Регистры общего назначения (РОН) содержат адреса и данные). Регистр – устройство временного хранения данных, используемое с целью облегчения выполнения арифметических, логических и пересылочных операций.

8. Сегментные регистры – содержат старшие разряды начального адреса сегмента ОП

9. Регистр флаговый – содержит признаки результата выполнения команд и некоторую управленческую информацию

Кэш-память – промежуточный буфер с быстрым доступом, содержит копию информации, которая хранится в ОП и с наибольшей вероятностью может быть оттуда запрошена.

Система прерываний

Прерывание – приостановление работы одной программы и передача управления другим при возникновении какого0либо события.

Сохраняется возможность возврата управления прерванной программе, без потери ее работоспособности.

Система прерывания ЭВМ – набор прерываний, на которые реагирует ЭВМ.

Прерывания:

• внутренние (программные/аппаратурные)

• внешние

Характеристики процессоров:

• конструкция: БИС, СБИС

• тактовая частота МГц: … 120, 133, … , 1600

• разрядность, бит: 8, 16, 32, 64… разрядные

• размер кэш-памяти, кб

Архитектура процессоров:

1. CISC (Complex Instruction Set Computing) – архитектура, основанная на усложненном наборе команд

• небольшое число РОН

• большое число команд, выполняемых за много тактов

• множество методов адресации

• много форм команд различной длины

• длительное время обработки команд

• большое количество операций типа «регистр-память»

Реализация:

• МП Intel: 80386 Pentium (РБ)

• МП AMD: 486DX-40, 486DX 2-50, 486DX 2-66

• МП Cyrix: М6, М7Ж DX 2-50” DX 2-66

2. RISC-пост-CISC – архитектура, построенная на основе упрощенного набора команд.

3. VLIW – архитектура со сверхбольшим количеством процессоров.

Модели выполнения команд процессором:

1. Последовательная: выполнение следующей команды начинается после окончания выполнения предыдущей команды

2. Конвейерная (параллельная)

3. Суперскалярная (параллельная от уровня команд)

• несколько операций за 1 такт

• распознавание зависимых и независимых команд

• зависимые команды выполняются по последней модели

• независимые команды выполняются по конвейерной модели

Семейства микропроцессоров:

Intel

80486, Pentium…, Pentium Pro, Celeron, Xeon Merced, Itanium

Т2.8)Производительность ПК

Произв-ть ПК явл-ся важнейш.его характеристикой. Все факторы и параметры, влияющ на произв-ть ПК можно разделить на программные и аппаратные. Влияние программных факторов на произв-ть ПК опр-ся правильным выбором и настройкой, как операционной системы, так и конкретных программных приложений. Среди множества аппаратных параметров, влияющих на производительность ПК, наиболее важными явл-ся:1) быстродействие микропроцессора – опред-ся тактовой частотой ГТИ; 2) пропускная способность системной шины – опред-ся скоростью обмена с внешними устройствами ПК; 3)время обращения, как к внутренним, так и внешним ЗУ; 4)емкость памяти, как к внутренних, так и внешних ЗУ; 5) быстродействие внешних устройств, подключаемых к ПК. Следует также отметить, что на произв-ть ПК большое влияние оказывает подготовленность и компетентность пользователя.

Т2.4)ПК.Пк-универсальную однопользовательскую микроЭВМ.

Основные характеристики ПК

• относительно небольшую стоимость

• отсутствие требований к условиям окружающей среды;

• гибкость архитектуры, делающей возможным ее перестройку для разнообразных применений в сфере управления, науки, образования, в быту;

• операционная система и программное обеспечение должно быть достаточно простым, чтобы с ПК мог работать пользователь без профессиональной специальной подготовки;

• высокая надежность работы (более 5000 ч наработки на отказ).

• общее по выс уровня

• малогабаритные,ЗУ большой ёмкости

• энергопотребление

по назначению: 1. массовый ПК (Consumer); 2. деловой ПК (Office PC); 3. портативный ПК (Mobile PC); 4. рабочая станция (Workstation PC); 5. развлекательный ПК (Entertainment PC).

1. Настольные

2. Носимые (переносные, блокнотные, карманные, электронные секретари, органайзеры)

Структурная схема ПК

1 – подсистема обработки

2 – подсистема памяти

3 – подсистема ввода-вывода

4 – подсистема телеобработки

Уровень специализации компов:

- универсальные

- специальизированные

- графические станции

- файловые серверы

- сетевые серверы

По совместимости:

- IBM Pc

- Apple Macintosh

Совместимость:

+ на уровне ОП

+ программная совместимость

+ совместимость данных

Т2.9)Тенденции развития технических средств КИТ.

Одной из главн.характеристик аппаратного обесп-я компа явл-ся технология изготовления элементной базы, которая определяет основн.технико-экономич.характеристики компа(быстродействие,стоимость,надежность и т.п.) Различные виды элементной базы будут реализовыв-ся в компах будущего: 1)оптических (носитель инф-ции – световой поток); 2)биокомпьютерах (гибриды ИТ и биохимии, днк-компы, клеточные компы и т.д.) 3)квантовых (осн.на принципах квантовой механики) и др. Также будет внедряться графический (рукописным текстом) и голосовой ввод данных(автоматич.оцифровка речи). Развитие ЭВМ будет идти по пути создания оптоэлектронных ЭВМ с массовым параллелизмом и нейронной структурой, представляющих собой распределенную сеть большого числа (десятки тысяч) несложных микропроцессоров, моделирующих архитектуру нейронных биологических систем.Дальнейшее развитие получат переносные ПК с беспроводным подключением к глобальной сети Интернет.

Закон мура – число транзистеров на кристаллическом микропроцессоре удваивается каждые 2 года. Оптические компы – носитель инф световой поток. Направления: аналог. оптическ. вычисл., оптические соединения, комп, состоящие их оптических устройств.

Биокомпы- гибрид инф тех и биохим. Типы: нейтронные сети, эволюц. программирование, генные алгоритмы, днк-компы, клеточные компы, квантовые компы.

Т3.9)Почтовые программы

Данная прога позволяет работать с сообщениями, с адресной книгой, хранить, передавать и получать различного рода информацию, работать с электронной почтой.

Сперва нужно настроить ее на работу с Web-сервером:

Загрузив программу, выбрать Сервис-Учетные записи(вкладка Почта). Далее ввести Имя, адрес электронной почты, настроить серверы входящих, исходящих сообщений, указать свой Логин и пароль, установить флажок Проверки подлинности пользователя.

Создавать, отправлять, получать сообщение по аналогии с электронной почты (См. Электронную почту)

Процедура отправления сообщения (письма) представляет собой последовательность шагов:

1. Установление связи с компьютером, сетью или системой электронной почты, а также указание фамилии, имени, инициалов или уникального идентификатора пользователя, по которому система опознает его, при этом требуется задать пароль.

2. Указание адреса получателя письма.

3. Подготовка письма.

4. Отправление письма.

В зависимости от системы электронной почты и местонахождения получателя сообщение может быть получено немедленно (если система работает в режиме непосредственного подключения – online), но в большинстве случаев оно будет доставлено в течение суток (автономный режим или режим отложенной передачи – offline). Режим offline дешевле, так как позволяет оптимально организовать процесс использования линии связи, к примеру, отсылая сообщения ночью.

Получение почты включает в себя следующие шаги:

1.Подключение к системе;

2.Просмотр перечня поступивших сообщений;

3.Выбор сообщения из перечня и его просмотр;

4.Удаление, сохранение, печать, переадресовка текущего сообщения или подготовка ответа.

Сообщение в электронной почте состоит из заголовка и тела.

Заголовок обычно включает:

- уникальный идентификационный номер сообщения;

- адрес отправителя сообщения;

- адрес получателя сообщения (может быть несколько получателей);

- тему сообщения;

- время и дату отправления сообщения.

Тело представляет собой содержательную часть сообщения. Иногда в конец каждого сообщения автоматически добавляется информация (сигнатура), например адрес, электронная подпись, удостоверяющая отправителя и т.д.

При работе с адресной книгой программа позволяет хранить сведения : адресов, номеров, факсов и т. д.

Нужно нажать Сервис-Адресная книга-Файл-Создать контакт.

Т2.5) Структурная схема ПК

1 – подсистема обработки (процессор)

2 – подсистема памяти (осн память)

3 – подсистема ввода-вывода (контроллеры)

4 – подсистема телеобработки(модем)

Пр-п откр.архитектуры:

1. регламентируется и стандартизируется описанием принципа действия компьютера и его конфигурацией (совокупность аппаратных средств и соединений между ними). Т.о. комп. можно собирать из отдельных узлов и деталей.

2. комп.легко расширяется и модернизируется за счет наличия внутренних расширительных гнезд, в кот. пользователь может вставлять разнообразн.устройства.

Откр. арх. позволяет:

• производителям: собирать комп., производить комплектующие и внешние устройства.

• пользователям: выбирать конфигурацию комп., расширить систему, подключив к ней новые устройства, модернизировать.

ПЭВМ – микропроцессорная система обработки данных с дружественным пользовательским интерфейсом.

Системный блок (базовый блок) реализует все основные процессы по переработке И., осуществляя хранение программ и данных, управляет работой всех блоков, обеспечивая их системное взаимодействие. Он содержит микропроцессор, оперативное запоминающее устройство, дисковую память и пр. Корпусы системного блока могут отличаться габаритными размерами и характеристикой. Лицевая панель не монолитна. На ней выделяются панели дисководов, индикаторные лампочки, кнопки. Задняя панель имеет разъемы для подключения питания блока и монитора. Выходы устройств служат для включения клавиатуры, дисплея, принтера, колонок. Эти устройства реализуют различные интерфейсы: последовательный, обеспечивающий передачу данных последовательно бит за битом; параллельный – передачу нескольких бит одновременно. Стандартный последовательный и параллельный интерфейсы называются портами ввода-вывода (это разъемы).

Дисплей предназначен для отображения И., вводимой с клавиатуры или выводимой из памяти машины. Системный блок и дисплей могут быть совмещены. Дисплей – это только часть монитора.

Известны «плоские» дисплеи: жидкокристаллические, плазменные и люминесцентные. В ПЭВМ наиболее распространены дисплеи на базе электронно-лучевой трубки. В них сложились 2 метода формирования изображений: векторный и растровый. Основными техническими характеристиками дисплеев являются: разрешающая способность, размер точки, яркость и контрастность, размер экрана по диагонали, масса, габариты, потребляемая энергия и стоимость.

Клавиатура предоставляет пользователю возможность вводить И. в память ПЭВМ и управлять работой машины. Клавиатура является одним из основных устройств ввода И. в ПЭВМ. Принцип действия: совокупность датчиков воспринимает давление на клавиши и замыкает определенную электрическую цепь. Распространены 2 типа клавиатур: с механическими и мембранными переключателями. Подключается к системному блоку с помощью разъема PS/2 или USB, инфракрасного луча или ультразвуковой связи.

Манипулятор «мышь» обеспечивает быстрое перемещение световой (цветовой) метки по экрану, определяя реализуемую функцию. Мышь обусловлено схожестью манипулятора с грызуном. Мыши с 2 или 3-мя клавишами. Различают механические, оптические (принцип действия основан на отражении света от поверхности) и беспроводные (для управления используются инфракрасный или радиосигналы) мыши. Подключение – разъемы PS/2 или USB.

Дополнительные устройства: модем, сканер, принтер, блок питания.

Микропроцессор:

• разрядность- кол-во байтов в шине данных – определяет скорость обработки данных, т.е. быстродействие компа

• максимальное адресное пространство-максимальный объем ОЗУ, с кот.может работать микропроцессор.

• тактовая частота – влияет на кол-во операций, производимых комп. за секунду, т.е. на быстродействие комп.

• размер кэш-памяти-обеспечивает сокращение времени доступа к памяти.

Материнская (системная) плата-служит для размешения микропроцессора ПЗУ, ОЗУ и сист.шины.

Базовый набор микросхем-чипсет.

Шина объединяет составляющие ПК в единую систему и решает 3 базовые задачи: передача адресов памяти, данных, управляющих сигналов.

Шины: ситемные, локальные(быстрее системных)

Сист. шина включает в себя: шину данных, шину адреса, шину управл.сигналом и шину питания.

Примеры шин: AGP(accelerated graphies part), PCI, USB(universal serial bus)

USB-универсальная последовательная шина для передачи данных, для среднескоростных и низкоскоростных периферийных устройств.

Интерфейс- средство сопряжения 2 устройств, в кот.все физические и логические параметры согласуются между собой.

Т4.9) Файловые менеджеры

Функции:

-открытие

-копирование

-перемещение

-изменение атрибутов и cв –в

-удаление

-поиск ср-в и назначение прав

-навигация в ор. структуре

Типы файловых менеджеров:

-Навигационные и пространственные

(Windows : проводник; D.-ectory Opus)

-Двухпанельные

(-DOS – Norton Commander, Volkov Comm.

-Windows- Total Comm, Frigate

-Крессилатформенный- Double Comm.)

Комп. Безопастность- совокупность технологических и административных мер , которые обеспечивают доступность, целостность и конфиденциальность ресурсов данного компа.

Т2.6) Память ПК

Внутренняя память: оперативная, постоянная, полупостоянная, кэш-память. Внешняя память: виды носителей информации и их характеристики. Логическая структура диска. Физическая организация данных на машинных носителях.

ОЗУ-энергозависимая память-при выключении питания, информация, хранящаяся в ОЗУ, теряется безвозвратно.

Осн.характеристики ОЗУ:

1. объем

2. время доступа-показывает сколько времени необходимо для обращении к ячейкам памяти: чем оно меньше, тем лучше.

3. физическая релизация:

   • SDRAM

   • DIMM

   • RIMM

   • DDR DRAM

КЭШ-память-используется для увеличения производительности компа, согласования работы устройств с различным быстродействием.

Кэш 1 уровня размещается в микропроцессоре.Более медленный кэш 2 уровня расположен на отдельной микросхеме. Кэш 1 уровня кэширует кэш2, а тот в свою очередь более медленную оперативную память.

ПЗУ-энергозависимая память, используется для хранения данных, кот.никогда не требуют изменения.

Реализация ПЗУ:

• полупостоянное зу с электрической записью и ультрафиолетовым стиранием.

• полупостоянное зу с электрическими записями и стираниями.

BIOS(Basic Input/output System) – базовая система ввода/вывода-совокупность программ, предназначенных для автоматического тестирования устройств после выключ.питания компа и передаче управления программе первоначальной загрузки, которая загружает ОС в оперативную память.

Видеопамять:

• разновидность оперативного зу

• хранит закодированные изображения

• организовано так, что его содержимое доступно сразу 2 устройствам:процессору и дисплею.

ВЗУ-предназначена для длит.хранения программ данных и целостность ее содержимого энергонезависима.

Длит.хранение информации:

• накопители на гибких магнитных дисках

• на жестких магнитных дисках

• на магнитно-оптич.дисках

• на оптич.дисках

• DVD-накопители

• накопители на магнитных лентах

• флеш-память

Информация от ВЗУ к процессору и наоборот циркулирует по след.цепочке:

ВЗУ-ОЗУ-КЭШ-Процессор

Память ПК- это совокупность отдельных устройств, кот запоминают, хранят и выдают информацию.

1. ОЗУ, ПЗУ

2. HDD(hard disk drive), FDD( floppy disk drive), НОД( CD-ROM...)

3. съемные: дискеты, диски, флэшки...

Т3.3)Локальные комп сети

Локальная сеть имеет замкнутую структуру до выхода на поставщиков услуг 10 км в радиусе; использование высокоскоростных каналов связи; один маршрут передачи; наличие топологии. Сервер сети – комп подключенный к сети и предоставляющий пользователям сети набор некоторых услуг по использованию и распределению ресурсов сети, например, одновременный доступ пользователей к общим данным, печать заданий, прием и обработка запросов к базам данных

Lan - компы, распредел. на небольшом расстоянии.

По уровню иерархии:

Одноранговые и Иерархические

• высокая скорость, пропускная способность

• _{устойчивость к помехам}

• легко управляема

• ограничена на кол-во компов.

Топология – физ. расположение компов в сети и сп-бы их там соед. линиями связи.

Тип топологии определяет:

т ребов. к оборуд., тип кабеля, возм. расшир., методы управления