Аппаратное обеспечение информационных технологий

Аппаратное  обеспечение информационных технологий 

1. Классификация средств компьютерной техники

 

     Современные средства компьютерной техники можно  классифицировать. Персональные компьютеры - это вычислительные системы с  ресурсами, полностью направленными  на обеспечение деятельности одного управленческого работника. Это  наиболее многочисленный класс вычислительной техники, в составе которого можно  выделить персональные компьютеры IBM PC и совместимые с ними компьютеры, а также персональные компьютеры Macintosh. Интенсивное развитие современных информационных технологий обусловлено как раз широким распространением с начала 1980-х гг. персональных компьютеров, сочетающих в себе такие качества, как относительная дешевизна и достаточно широкие для непрофессионального пользователя функциональные возможности.

     Корпоративные компьютеры (иногда называемые мини-ЭВМ  или main frame) представляют собой вычислительные системы, обеспечивающие совместную деятельность большого количества интеллектуальных работников в какой-либо организации, проекте при использовании единых информационно-вычислительных ресурсов. Это многопользовательские вычислительные системы, имеющие центральный блок большой вычислительной мощности и со значительными информационными ресурсами, к которому подсоединено большое количество рабочих мест с минимальной оснащенностью (обычно это клавиатура, устройства позиционирования типа «мышь» и, возможно, устройство печати). В качестве рабочих мест, подсоединяемых к центральному блоку корпоративного компьютера, могут выступать и персональные компьютеры. Сфера использования корпоративных компьютеров - обеспечение управленческой деятельности в крупных финансовых и производственных организациях. Организация различных информационных систем для обслуживания большого количества пользователей в рамках одной функции (биржевые и банковские системы, бронирование и продажа билетов населению и т.п.).

     Суперкомпьютеры представляют собой вычислительные системы с предельными характеристиками вычислительной мощности и информационных ресурсов и используются в военной  и космической областях, и фундаментальных  научных исследованиях, глобальном прогнозировании погоды. Данная классификация довольно условленна, так как интенсивное развитие технологий электронных компонентов и совершенствование архитектуры компьютеров, а также наиболее важных их элементов приводят к размыванию границ между средствами вычислительной техники.

     Интеллектуальные  обучающие системы - это качественно  новая технология, особенностями  которой являются моделирование  процесса обучения, использование динамически  развивающейся базы знаний; автоматический подбор рациональной стратегии обучения для каждого обучаемого, автоматизированный учет новой информации, поступающей в базу данных.

     Технологии  мультимедиа (от англ. multimedia - многокомпонентная среда), которая позволяет использовать текст, графику, видео и мультипликацию в интерактивном режиме и том самым расширяет рамки применения компьютера в учебном процессе.

     Виртуальная реальность (от англ. virtual reality -возможная реальность) - это новая технология неконтактного информационного взаимодействия, создающая с помощью мультимедийной среды иллюзию присутствия в реальном времени в стереоскопически представленном «экранном мире». В таких системах непрерывно поддерживается иллюзия места нахождения пользователя среди объектов виртуального мира. Вместо обычного дисплея используются очки телемониторы, в которых воспроизводятся непрерывно изменяющиеся события виртуального мира. Управление осуществляется с помощью реализованного в виде «информационной перчатки» специального устройства, определяющего направление перемещения пользователя относительно объектов виртуального мира. Кроме этого в распоряжении пользователя есть устройство создания и передачи звуковых сигналов.

     Автоматизированная  обучающая система на основе гипертекстовой технологии позволяет повысить усвояемость  не только благодаря наглядности  представляемой информации. Использование  динамического, т.е. изменяющегося, гипертекста  дает возможность провести диагностику  обучаемого, а затем автоматически  выбрать один из оптимальных уровней  изучения одной и той же темы. Гипертекстовые обучающие системы  дают информацию таким образом, что  и сам обучающийся, следуя графическим  или текстовым ссылкам, может  применять различные схемы работы с материалом. Все это позволяет  реализовать дифференцированный подход к обучению.

     Специфика технологий Интернет - WWW (от англ. World Wide Web - всемирная паутина) заключается в том, что они предоставляют пользователям громадные возможности выбора источников информации: базовая "информация на серверах сети; оперативная информация, пересылаемая по электронной почте; разнообразные базы данных ведущих библиотек, научных и учебных центров, музеев; информация о гибких дисках, компакт-дисках, видео- и аудиокассетах, книгах и журналах, распространяемых через Интернет-магазины, и другие. 

2. Персональный  компьютер: структура  ПК, базовая конфигурация ПК, основные характеристики ПК

 

2.1 Структура персонального компьютера 

Обычно  персональный компьютер состоит  из трех частей:

·        системного блока;

·        клавиатуры, позволяющей вводить  символы в компьютер;

·        монитора (или дисплея) – для изображения  текстовой или графической информации.

Компьютеры  выпускаются и в портативном  варианте (как дипломат) или блокнотном (ноутбук) исполнении. Здесь системный  блок, монитор и клавиатура заключены  в один корпус: системный блок "спрятан" под клавиатурой, а монитор сделан как крышка к клавиатуре.

Хотя  из этих частей компьютера системный  блок выглядит наименее эффектно, именно он является в компьютере "главным". В нем располагаются все основные узлы компьютера:

·        электронные схемы, управляющие  работой компьютера (микропроцессоры, оперативная память, контроллеры  устройств);

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

·        накопители (или дисководы) для гибких магнитных дисков, используемые для  чтения и записи на гибкие магнитные  диски (дискеты);

·        накопитель на жестких магнитных  дисках, предназначенные для чтения и записи на несъемные жесткие  магнитные диски (винчестер).

Микропроцессор  – важнейший элемент компьютера, так как им определяется скорость выполнения машиной программ пользователя. Со времени появления персональных компьютеров (ПК) сменилось несколько  поколений процессоров, что составляет следующий ряд в порядке увеличения скорости: 8088, 286, 386SX, 386DX, 486SX, 486DX, 486DX2, Pentium, Pentium Pro и другие.

Параметры процессора:

·        разрядность – ширина "такта", по которому передается компьютерная информация: 8, 16, 32 или 64 бита;

·        тактовая частота, характеризующая  число команд, выполняемых процессором  за одну секунду (измеряется в мегагерцах (МГц)). Обычно тактовая частота соответствует 160…200МГц.

Микропроцессор  включает в себя:

·        арифметико-логическое устройство (АЛУ), которое выполняет операции (микрооперации), необходимые для выполнения команд микропроцессора;

·        устройство управления (УУ) – управляет  всеми частями компьютера посредством  принципов программного управления;

·        микропроцессорная память (МПП). В  микропроцессоре есть несколько  ячеек собственной памяти, они  называются регистрами. Некоторые из них предназначены для хранения операндов – величин, участвующих  в текущей операции. Такие регистры называются регистрами общего назначения (RON).

  Регистр  команд (RK) предназначен для хранения  текущей команды. В регистре  – счетчике команд (СК) хранится  текущий адрес. Перед выполнением  программы необходимо задать  ее начальный адрес – записать  его в счетчик команд.

Через интерфейсную систему, основу которой  составляет системная шина персонального  компьютера, микропроцессор соединяется  с:

а)  Основной памятью компьютера:

-                 оперативное запоминающее устройство (RAM) хранит работающую программу  и данные;

-                 постоянное запоминающее устройство (ROM)  - хранит информацию, которая  необходима для постоянной работы.

RAM и  ROM разбиты на ячейки, каждой из  которых присвоен порядковый  номер (адрес).

б)  Внешней  памятью:

-                 накопители на жестких магнитных  дисках – устройства с несъемными  носителями (винчестеры). Жесткие диски  служат для постоянного хранения  в компьютере программ и данных.

    Выполнение многих современных  прикладных программ без них  невозможно. Большинство жестких  дисков, в отличие от имеющих  меньшую емкость дискет, нельзя  снять, поэтому их иногда называют  несъемными дисками. Можно, однако приобрести и съемные жесткие диски. Они ценны, когда нужно сохранять конфиденциальность информации и как средство переноса больших объемов данных между компьютерами. Емкость современных накопителей на жестких магнитных дисках может достигать нескольких Гбайт.

    Более популярны становятся накопители на оптических дисках благодаря большой емкости и надежности.

    Неперезаписываемые лазерно-оптические диски обычно называют компакт-дисками ПЗУ – Compact disc (CD) ROM. Они имеют емкость до 1,5Гбайт, время доступа – от 30 до 300мс.

-                 накопители на гибких магнитных  дисках. Для данных накопителей  носителями являются дискеты  (флоппи-диски).

в)  С  монитором через видеоадаптер.

г)  С  принтером через адаптер принтера.

д)  С источником питания.

ж)  С  каналом связи через сетевой  адаптер.

    Сетевой адаптер дает возможность  подключить компьютер в локальную  сеть. При этом пользователь может  получать доступ к данным, находящимся  на других компьютерах.

з)  С таймером (таймер – внутренние электронные часы, которые подключены к автономному источнику питания (аккумулятору), продолжающий работать даже после отключения машины от питающей сети).

и)  Микропроцессор через интерфейс связан с клавиатурой, а также имеет генератор тактовых импульсов, который генерирует последовательность электрических импульсов, а частота  этих импульсов определяет тактовую частоту машины (ее быстродействие).

к)  С  математическим сопроцессором.

        Обычно универсальные микропроцессоры  относительно медленно выполняют  арифметические операции над  числами с плавающей запятой.  Это объясняется тем, что они  работают с целыми числами,  и при использовании чисел,  представленных в другой форме,  им требуются дополнительные  команды преобразования.

        Для ускорения выполнения арифметических  операций часто используется  отдельный процессор, называемый  математическим сопроцессором. Он  выполняет арифметические операции  над числами с плавающей запятой  самостоятельно, без дополнительных  программных средств. Благодаря  этому в несколько раз возрастает  скорость вычислительного процесса. 

2. Базовая конфигурация ПК

 

Персональный  компьютер — универсальная техническая  система. Его конфигурацию (состав оборудования) можно гибко изменять по мере необходимости. Тем не менее, существует понятие базовой конфигурации, которую считают типовой. В таком комплекте компьютер обычно поставляется. Понятие базовой конфигурации может меняться. В настоящее время в базовой конфигурации рассматривают четыре устройства:

• системный блок;
• монитор;
• клавиатуру;
• мышь.

Системный блок