Шпаргалки по информатике

СОСТАВ  КОМПОНЕНТОВ ПК И  ИХ НАЗНАЧЕНИЕ.

Компьютер – это многофункциональное электронное устройство, предназначенное для накопления, обработки и передачи информации. Под архитектурой ПК понимается его логическая организация, структура и ресурсы, т.е. средства вычислительной системы, которые могут быть выделены процессу обработки данных на определенный интервал времени.

В основу построения большинства компов положены принципы, сформулированные Джоном фон Нейманом.

1. Принцип программного управления – программа состоит из набора команд, которые выполняются процессом автоматически друг за другом в определенной последовательности.
2. Принцип однородности памяти – программы и данные хранятся в одной и той же памяти; над командами можно выполнять те же действия, что и над данными.
3. Принцип адресности – основная память структурно состоит из пронумерованных ячеек.

Компы, построены на этих принципах, имеют классическую архитектуру.

Архитектура компа  определяет принцип действия, информационные связи и взаимное соединение основных логических узлов компа, к которым относятся:

• Центральный процессор;
• Основная память;
• Внешняя память;
• Периферийные устройства.

Конструктивно ПК выполнены в виде центрального системного блока, к которому через специальные разъемы присоединяются другие устройства. В состав системного блока входят все основные узлы компьютера:

• Системная плата;
• Блок питания;

Накопитель на жестком  магнитном диске;

• Накопитель на гибком магнитном диске;
• Накопитель на оптическом диске;
• Разъемы для дополнительных устройств.

На системной (материнской) плате в свою очередь размещаются:

• Микропроцессор;
• Математический  сопроцессор;
• Генератор тактовых импульсов;
• Микросхемы памяти;
• Контроллеры внешних устройств;
• Звуковая и видеокарты;
• Таймер.

Архитектура современных  ПК основана на магистрально – модульном принципе. Модульный принцип позволяет пользователю самому контролировать нужную ему конфигурацию компа и производить при необходимости ее модернизацию. Модульная организация системы опирается на магистральный принцип обмена информацией. Все контроллеры устройств взаимодействуют с микропроцессором и оперативной памятью через системную магистраль передачи данных, называемую системной шиной. Системная шина выполняется в виде печатного мостика на материнской плате.

Микропроцессор –  это центральный блок ПК , предназначенный для управления работой всех блоков машины и для выполнения арифметических и логических операций над информацией.

Системная шина является основной интерфейсной системой компа, обеспечивающей сопряжение и связь всех его устройств между собой. Системная шина обеспечивает три направления передачи информации:

• Между микропроцессором и основной памятью;
• Между микропроцессором и портами ввода – вывода внешних устройств;
• Между основной памятью и портами ввода – вывода внешних устройств.

Порты ввода –  вывода всех устройств через соответствующие  разъемы (слоты) подключиться к шине либо непосредственно, либо через специальные  контроллеры (адаптеры).

Основная память предназначена для хранения и  оперативного обмена информацией с  прочими блоками компа.

Внешняя память используется для долговременного хранения информации, которая может быть в дальнейшем использована для решения задач.

Генератор тактовых импульсов генерирует последовательность электрических символов, частота  которых задает тактовую частоту компа. Промежуток времени между соседними импульсами определяет такт работы машины.

Источник питания  – это блок, содержащий системы  автономного и сетевого питания  компа.

Таймер – это  внутримашинные электронные часы, обеспечивающие автоматический съем текущего момента времени. Таймер подключается к автономному источнику питания и при отключении компа от сети продолжает работать.

Внешние устройства компа обеспечивают взаимодействие машины с окружающей средой: пользователями, объектами управления и другими компами.

Основными функциональными  характеристиками персонального компа  являются:

1. Производительность, быстродействие, тактовая частота. Производительность современных ЭВМ измеряют в млн операций в сек;
2. Разрядность микропроцессора и кодовых шин интерфейса. Разрядность – это макс кол-во разрядов двоичного числа, над которым одновременно может выполняться машинная операция, в том числе и операция передачи информации; чем больше разрядность, тем, при прочих равных условиях, будет больше и производительность ПК;
3. Типы системного и локальных интерфейсов. Разные типы интерфейсов обеспечивают разные скорости передачи информации между узлами машины, позволяют подключать разное количество внешних устройств и различные их виды;
4. Емкость оперативной памяти. Емкость оперативной памяти измеряется в Мб. Многие современные прикладные программы с оперативной памятью, имеющей емкость меньше 16Мб, просто не работают либо работают очень медленно;
5. Емкость накопителя на жестких магнитных дисках (винчестера);. Емкость винчестера измеряется в Гб;
6. Тип и емкость накопителей на гибких дисках. Сейчас применяются накопители на гибких магнитных дисках, использующие дискеты диаметром 3,5дюйма, имеющие стандартную емкость 1,44Мб;
7. Наличие, виды и емкость кэш-памяти. Кэш-память – это буферная, недоступная для пользователя быстродействующая память, автоматически используемая компом для ускорения операций с информацией, хранящейся в более медленно действующих запоминающих устройствах. Наличие кэш-памяти емкостью 256Кб увеличивает производительность ПК примерно на 20%;
8. Тип видеомонитора и видеоадаптера;
9. Наличие и тип принтера;
10. Наличие и тип накопителя на компакт дисках CD-ROM;
11. Наличие и тип модема;
12. Наличие и виды мультимедийных аудиовидеосредств;
13. Имеющееся программное обеспечение и вид операционной системы;
14. Аппаратная и программная совместимость с другими типами ЭВМ означает возможность использования на компе тех же технических элементов и программного обеспечения, что и на других типах машин;
15. Возможность работы в вычислительной сети; возможность работы в многозадачном режиме. Многозадачный режим позволяет выполнять вычисления одновременно по нескольким программам (многопрограммный режим) или для нескольких пользователей (многопользовательских режим);
16. Надежность. Это способность системы выполнять полностью и правильно все заданные ей функции;
17. Стоимость;
18. Габариты и вес.

 

ВНЕШНИЕ УСТРОЙСТВА ПК. ИХ НАЗНАЧЕНИЕ И ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ.

Внешние (периферийные) устройства ПК составляют важнейшую  часть любого вычислительного комплекса. Стоимость внешних устройств в среднем составляет около 80-85% стоим. всего комплекса. Внешние устройства обеспечивают взаимодействие компа с окружающей средой – пользователями, объектами управления и другими компами.

Внешние устройства подключаются к компу через специальные разъемы – порты ввода-вывода. Порты ввода-вывода бывают следующих типов:

• Параллельные (обозначаемые LPT 1- LPT4) – обычно используются для подключения принтеров;
• Последовательные (обозначаемые COM1- COM4) – обычно к ним подключается мышь, модем и другие устройства.

К внешним устройствам относятся:

• Устройства ввода информации;
• Устройства вывода информации;
• Диалоговые средства пользователя;
• Средства связи и телекоммуникации.

К устройствам ввода информации относятся:

• Клавиатура – устройство для ручного ввода в комп числовой, текстовой и управляющей информации;
• Графические планшеты (дигитайзеры) – для ручного ввода графической информации, изображений путем перемещения по планшету специального пера; при перемещении пера автоматически выполняется считывание координат его местоположения и ввод этих координат в комп;
• Сканеры (читающие автоматы) – для автоматического считывания с бумажных носителей и ввода в кмп машинописных текстов, графиков, рисунков, чертежей;
• Устройства указания (графические манипуляторы) – для ввода графической информации на экран монитора путем управления движением курсора по экрану с последующим кодированием координат курсора и вводом их в комп;
• Сенсорные экраны – для ввода отдельных элементов изображения, программ или команд с полиэкрана дисплея в комп.

К устройствам вывода информации относятся:

• Графопостроители (плоттеры) – для вывода графической информации на бумажный носитель;
• Принтеры – печатающие устройства для вывода информации на бумажный носитель.

Основные виды принтеров:

• Матричный – изображение формируется из точек, печать которых осуществляются тонкими иглами, ударяющими бумагу через красящую ленту. Знаки в строке печатаются последовательно. Количество иголок в печатающей головке определяет качество печати. Недорогие принтеры имеют 9иголок. Более совершенные матричные принтеры имеют 18 и 24 иглы;
• Струйные – в печатающей головке имеются тонкие трубочки – сопла, через которые на бумагу выбрасываются мельчайшие капельки чернил. Матрица печатающей головки обычно содержит от 12 до 64сопел. В настоящее время струйные принтеры обеспечивают разрешающую способность до 50точек на мл и скорость печати до 500знаков в сек при отличном качестве печати, приближающемся к качеству лазерной печати. Струйные принтеры выполняют цветную печать, но разрешающая способность при этом уменьшается примерно вдвое;
• Лазерные – применяется электрографический способ формирования изображений. Лазер служит для создания сверхтонкого светового луча, вычерчивающего на поверхности предварительно заряженного светочувствительного барабана контуры невидимого точечного электронного изображения. После проявления электронного изображения порошком красителя (тонера), налипающего на разряженные участки, выполняется печать – перенос тонера с барабана на бумагу и закрепление изображения на бумаге разогревом тонера до его расплавления. Лазерные принтеры обеспечивают  наиболее высококачественную печать с высоким быстродействием. Широко используются цветные лазерные принтеры.

К диалоговым средствам  пользователя относятся:

• Видеотерминалы (мониторы) – устройства для отображения вводимой и выводимой информации. Видеотерминал состоит из видеомонитора (дисплей) и видеоконтроллера (видеоадаптера). Видеоконтроллеры входят в состав системного блока компа (находятся на видеокарте, устанавливаемой в разъем материнской платы). Видеомониторы относятся к внешним устройствам компа. Основной характеристикой монитора является разрешающая способность, которая определяется максимальным количеством точек, размещающихся по горизонтали и по вертикали на экране монитора. Современные мониторы имеют стандартные значения разрешающей способности от 640x480 до 1600x1200, но реально могут быть и другие значения. Могут использоваться как цветные так и монохромные мониторы;
• Устройства речевого ввода-вывода информации. К ним относятся различные микрофонные акустические системы, а также различные синтезаторы звука, выполняющие преобразование цифровых кодов в буквы и слова, воспроизводимые через динамики или звуковые колонки, подсоединенные к компу.

  Средства связи  и телекоммуникации используются для подключения компа к каналам связи, другим компам  и комп сетям. К этой группе прежде всего относятся сетевые адаптеры. В качестве сетевого адаптера чаще всего используются модемы (модулятор – демодулятор).

Многие из названных выше устройств относятся к условно выделенной группе – средствам мультимедиа. Средства мультимедиа – это комплекс аппаратных и программных средств, позволяющих человеку общаться с компом, используя самые разные естественные для себя среды: звук, видео, графику, тексты, анимацию и др. К средствам мультимедиа относятся:

• Устройства речевого ввода и вывода информации;
• Микрофоны и видеокамеры, акустические и видеовоспроизводящие системы с усилителями, звуковыми колонками, большими видеоэкранами;
• Звуковые и видеоплаты, платы видеозахвата, снимающие изображение с видеомагнитофона или видеокамеры и вводящие его в комп;
• Сканеры;
• Внешние запоминающие устройства большой емкости на оптических дисках, часто используемые для записи звуковой и видео информации.

 

ЛОКАЛЬНЫЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ СЕТИ.

Локальная  вычислительная сеть объединяет абонентов находящихся на небольшом расстоянии друг от друга (в пределах 10-15км). Обычно такие сети строятся в пределах одного предприятия или организации.

Информационные системы, построенные на базе локальных вычислительных сетей, обеспечивают решение следующих задач:

- хранение данных;

- обработка данных;

- организация доступа  пользователей к данным;

- передача данных  и результатов их обработки  пользователям.

Компьютерные сети реализуют распределенную обработку данных. Здесь обработка данных распределяется между двумя объектами: клиентом и сервером. В процессе обработки данных клиент формирует запрос к серверу на выполнение сложных процедур. Сервер выполняет запрос и результаты выполнения передает клиенту. Сервер обеспечивает хранение данных общего пользования, организует доступ к этим данным и передает данные клиенту. Подобная модель вычислительной сети получила название архитектуры клиент –сервер. По признаку распределения функций локальные комп сети делятся на одноранговые и двухранговые (иерархические сети или сети с выделенным сервером).

В одноранговой сети компы равноправны по отношению  друг к другу. Каждый пользователь в сети решает сам, какие ресурсы своего компа он предоставит в общее пользование. Таким образом, комп выступает в роли клиента, и в роли сервера. Одноранговое разделение ресурсов является вполне приемлемым для малых офисов с 5-10 пользователями, объединяя их в рабочую группу.

Двухранговая сеть организуется на основе сервера, на котором регистрируются пользователи сети.

Для современных  комп сетей типичной является смешанная  сеть, объединяющая рабочие станции  и серверы, причем часть рабочих  станций образует одноранговые сети, а другая часть принадлежит двухранговым сетям.

Геометрическая схема соединения (конфигурация физического подключения) узлов сети называется топологией сети. Существует большое количество вариантов сетевых топологий, базовыми из которых являются шина, кольцо, звезда.

1. Шина. Канал связи, объединяющий узлы в сеть, образует ломанную линию – шину. Любой узел может принимать информацию в любое время, а передавать – только тогда, когда шина свободна. Данные (сигналы) передаются компом на шину. Каждый комп проверяет их, определяя, кому адресована информация, и либо принимает данные, если они посланы ему, либо игнорирует. Если компы расположены близко друг к другу, то организация КС с шинной топологией недорога и проста – необходимо просто проложить кабель от одного компа к другому. Затухание сигнала с увеличением расстояния ограничивает длину шины и, следовательно, число компов, подключенных к ней. Проблемы шинной топологии возникает, когда происходит разрыв (нарушение контактов) в любой точке шины; необходимо подключить к КС новый комп.
2. Кольцо. Узлы объединены в сеть замкнутой кривой. Передача данных осуществляется только в одном направлении. Каждый узел помимо всего прочего реализует функции ретранслятора. Он принимает и передает все сообщения, а воспринимает только обращенные к нему. Используя кольцевую топологию, можно присоединить к сети большое количество узлов, решив проблему помех и затухания сигнала средствами сетевой платы каждого узла. Недостатки кольцевой организации: разрыв в любом месте кольца прекращает работу всей сети; время передачи сообщения определяется временем последовательного срабатывания каждого узла, находящегося между отправителем и получателем  сообщения; из-за прохождения данных через каждый узел существует возможность непреднамеренного искажения информации.
3. Звезда. Узлы сети объединены с центром лучами. Вся информация передается через центр, что позволяет  относительно просто выполнять поиск неисправностей и добавлять новые узлы без прерывания работы сети. Однако расходы на организацию каналов связи здесь обычно выше, чем у шины и кольца.