- •Тема 1. Понятие информации, общая характеристика процессов сбора, передачи, обработки и накопления информации Лекция 1. Понятие данные и информация
- •Свойства информации
- •Качества информации
- •Лекция 2. Представление информации в компьютере.
- •Кодирование графических данных
- •Кодирование звуковых данных
- •Формула Шеннона
- •Лекция 3. Информационно-логические основы построения пк
- •Законы логических операций
- •Логические элементы эвм
- •Cумматор (p0 – перенос разряда из предыдущей операции суммирования)
- •Тема 3. Технические средства реализации информационных процессов Лекция 4. Классификация эвм. Тенденции развития вычислительной техники. Архитектура эвм.
- •Типы компьютеров:
- •Типы компьютерных систем
- •Многопроцессорные системы
- •Архитектура пк
- •Лекция 5. Состав и назначение основных узлов персонального компьютера. Их характеристики
- •Микропроцессор
- •Лекция 6. Устройства передачи данных в пк. Виды памяти пк. Устройства ввода/вывода информации в пк
- •Виды памяти пк. Назначение и основные характеристики
- •Внутренняя память пк
- •Внешняя память пк
- •Устройства ввода информации в компьютер
- •Устройства вывода информации из компьютера
- •Файловые системы
- •Лекция 8. Текстовые редакторы и процессоры, интерфейс, типовые операции. Графические редакторы и демонстрационные программы
- •Лекция 9. Электронные таблицы. Специализированные программные средства и системы программирования.
- •Тема 4. Основы защиты информации и сведений, методы защиты информации Лекция 10. Защита информации. Компьютерные вирусы. Антивирусные программы. Архивация, методы сжатия. Методы шифрования.
- •Основные источники вирусов:
- •Основные ранние признаки заражения компьютера вирусом:
- •Антивирусные программы
- •Различают типы антивирусных программ:
- •Алгоритмы сжатия информации без потерь (обратимые методы)
- •Алгоритмы сжатия информации с потерями (необратимые методы)
- •Тема 5. Базы данных Лекция 11. Методы шифрования базы данных и субд. Реляционные базы данных.
- •Тема 6. Алгоритмизация и программирование Лекция 12. Алгоритмы. Свойства алгоритмов. Языки программирования.
- •Лекция 13. Объектно-ориентированный подход к программированию.
- •Тема 7. Программное обеспечение и технологии программирования Лекция 14. Технологии программирования и принципы разработки программного приложения
- •Тема 8. Языки программирования высокого уровня Лекция 15. Эволюция и классификация языков программирования
- •Языки программирования низкого уровня
- •Машинный язык
- •Assembler (Ассемблер)
- •Языки программирования высокого уровня
- •Basic (Бейсик)
- •Fortran (Фортран)
- •Cobol (Кобол)
- •Pascal (Паскаль)
- •Объектно-ориентированное и визуальное программирование
- •Лекция 16. Программирование на языке visual basic
- •Операции Visual Basic
- •Вызов функций и процедур
- •Область видимости переменной
- •Время жизни переменной
- •Лекция 17. Среда разработки приложений visual basic.
- •Интегрированная среда разработки приложений Visual Basic
- •Компоненты рабочей среды
- •Панель элементов управления
- •Лекция 18. Разработка программного приложения.
- •Лекция 19. Компиляция и выполнение проекта План лекции:
- •Тема 9. Модели решения функциональных и вычислительных задач Лекция 20. Моделирование объектов и систем
- •Тема 10. Локальные и глобальные сети эвм Лекция 21. Локальные сети эвм
- •Типы локальных сетей
- •Архитектура (Топология) лвс
- •Сетевой кабель
- •Сравнение кабелей
- •Назначение платы сетевого адаптера
- •Администрирование сети
- •Лекция 22. Глобальные сети эвм
- •Расширение локальных сетей
- •Передача данных по сети
- •Беспроводные сети
- •Семейство протоколов tcp/ip
Микропроцессор
Разрядность микропроцессора - число бит обрабатываемых за один такт работы микропроцессором.
Тактовая частота - скорость внутреннего таймера микропроцессора, задающая шаг, с которым проходят операции в процессоре; измеряется в мегагерцах (МГц), ГГц.
Удвоение частоты - функционирование с частотой, в N раз превосходящей системную. Процессор функционирует на материнской плате, имеющей системную частоту “K” МГц, и выполняет на той же материнской плате внутренние операции микропроцессора с частотой “N*K” МГц.
Генератор выдает частоту на которой работает микропроцессор.
Микропроцессоры обычно содержат четыре ключевые компоненты.
Устройство управления и арифметико-логический модуль
Регистры
Шины
Часы
Основные функции микропроцессора:
Выборка команд из ОЗУ.
Декодирование команд (т.е. определение назначения команды, способа ее исполнения и адресов операндов).
Выполнение операций, закодированных в командах.
Управление пересылкой информации между своими внутренними регистрами, оперативной памятью и внешними (периферийными) устройствами.
Обработка процессорных и программных прерываний.
Обработка сигналов от внешних устройств и реализация соответствующих прерываний.
Управление различными устройствами, входящими в состав компьютера.
Все современные микропроцессоры являются синхронными. Т.е. там есть счетчик, который регулярно посылает сигналы, представляющие собой чередование прямоугольных импульсов. При "падении" импульса выставляются затворы регистров (черные и синие стрелки), делается это для того, чтобы данные, поступающие из L1 кэша записались в верный регистр. |
Имеется три способа, чтобы увеличить частоту микропроцессора:
1) Сделать так, чтобы данные шли через процессор быстрее.
2) Сократить время вычислений.
3) Делать как можно меньше операций в течении одного цикла.
Суперконвейеризация, или разбиение конвейера на число стадий >5, позволяет делать в каждом устройстве за один цикл меньше, выполняя инструкции параллельно.
Производительность ПК (быстрота решения определенного набора тестовых задач) зависит от
тактовой частоты процессора (2-3 ГГц)
количества ядер процессора (1-4)
разрядности процессора (32, 64 бит)
частоты, на которой работает системная шина (600, 800 МГц)
объема оперативной памяти (2 - 4 Гб)
типа ОЗУ - ( DDR III SDRAM – 4*528 Мбит/с )
скорости считывания данных с винчестера (10 Мбит/с)
объема КЭШ-памяти (L1-64Kб, L2 -256 Кб, L3 1-24 Mб)
наличия графического ускорителя.
Вопросы по данной лекции:
Что понимается под аппаратным обеспечением?
Что входит в состав базовой конфигурации ПК?
Перечислите основные параметры микропроцессора.
Литература по теме:
Жукова, Е.Л. Информатика. - 2-е изд. - М.: Дашков и К, 2010. - 272 с.
Информатика. Общий курс / Под ред. В.И. Колесникова. - 2-е изд. - М.: Дашков и К; Наука-Пресс, 2008. - 400 с.
Лекция 6. Устройства передачи данных в пк. Виды памяти пк. Устройства ввода/вывода информации в пк
План лекции:
Шины. Оперативная память - RAM. Принцип работы. Производительность и объем памяти. Базовая система ввода-вывода – BIOS. Адаптер. Слоты расширения. Модемы. Виды, назначение, схемы.
Устройства ввода данных: клавиатуры, мышь, сканеры. Типы, принципы работы. Соединения с компьютером.
Устройства вывода: монитор, принтеры, плоттеры, звук и т.д. Видео адаптер. Аудио-адаптер. Внешняя память. Магнитные диски и их дисководы: емкость, дорожки, цилиндры. Создание разделов, форматирование. Оптические, лазерные диски и их приводы. Магнитооптические диски. Магнитные ленты. Флэш –карты. Принципы работы. Скорость. Достоинства и недостатки.
Краткий конспект лекции
Шина (Bus) - совокупность линий для передачи сигналов одного типа (например, данных, адреса или управления), с помощью которых устройства компьютера обмениваются информацией.
В персональном компьютере имеется два типа шин: системная шина и шина расширения.
Системная шина (шина процессора) – это шина, с помощью которой процессор обменивается информацией с оперативной и внешней кэш-памятью. Продолжением системной шины являются шины расширения, связывающие системную шину с внешними устройствами.
Шина расширения предназначенная для подключения периферийных устройств, что позволяет расширить функциональные возможности компьютера. Посредством шины расширения периферийные устройства обменивается информацией друг с другом, с процессором и оперативной памятью. Для связи различных видов шин компьютера между собой используются мосты.
Мост – это устройство, обеспечивающее передачу данных между шинами, несовместимыми между собой по своим характеристикам. Любая системная шина или шина расширения включает в себя следующие компоненты:
Шина данных, состоящая из линий данных. По этой шине передаются данные между устройствами.
Шина адреса, состоящая из линий адреса. По этой шине передаются адреса ячеек памяти или портов ввода-вывода, содержимое которых считывается или записывается. 32-разрядная шина адреса позволяет адресовать более 4 Гбайт (232) памяти.
Шина управления, предназначенная для обмена управляющими сигналами.
Контроллер шины, управляющий всем процессом обмена данными, адресами и управляющими сигналами.
Слот расширения - разъем на шине расширения, обеспечивающий дополнительным адаптерам доступ к системной шине. В компьютер можно установить столько дополнительных адаптеров, сколько в нем имеется слотов расширения.
Адаптер - печатная плата, подключаемая к шине расширения компьютера с целью обеспечения дополнительных возможностей. Наиболее распространенными адаптерами являются видеоадаптер, адаптер ввода/вывода, а также такие устройства, как внутренние модемы, звуковые и сетевые платы.
Используются шины различных типов.
Локальная последовательная шина IEEE 1394 способна передавать данные со скоростью до 1600Мбит/с.
Скорость обмена информацией по шине USB 2.0 составляет 480Мбит/с.
Шина |
Разрядность, бит |
Тактовая частота, МГц |
Пропускная способность, Мб/с |
PCI 2.1 |
64 |
66 |
533,3 |
AGP (x4) |
32 |
66х4 |
1066,6 |
Базовое программное обеспечение
В любом IBM-совместимом компьютере обязательно имеется набор программ базовой системы ввода-вывода (BIOS – Basic Input-Output System), в число которых входят:
Программа настройки параметров BIOS (CMOS Setup).
Программа тестирования устройств компьютера (процедура POST), которое производится автоматически сразу же после его включения.
Программа начальной загрузки операционной системы с дисковых накопителей.
Сервисные подпрограммы для работы с основными устройствами компьютера (клавиатурой, экраном, принтером, коммуникационными портами – COM1, COM2 и LPT, дисководами и винчестерами).
Модемы
Модем. Сокращение от МОДулятор-ДЕМодулятор. Устройство, преобразующее цифровые сигналы, генерируемые последовательным портом, в модулированные аналоговые сигналы, пригодные для передачи по телефонным линиям и, соответственно, образующее входной аналоговый сигнал в его цифровой эквивалент.