Лекция 4 АН Асанова 1 технические основы информационных
Inf_4-5.ppt
- Количество слайдов: 29
Лекция 4 АН Асанова 1 технические основы информационных технологий комплекс технических средств обеспечения ИТ: средства компьютерной техники средства коммуникационной техники средства организационной техники
Лекция 4 АН Асанова 2 Средства компьютерной техники составляют базис всего комплекса технических средств информационных технологий и предназначены прежде всего для обработки и преобразования различных видов информации, используемой в управленческой деятельности.
Лекция 4 АН Асанова 3 Средства коммуникационной техники обеспечивают передачу информации в рамках системы управления и обмен данными с внешней средой, предполагают использование разнообразных методов и технологий, в т. ч. с применением компьютерной техники.
Лекция 4 АН Асанова 4 Кодирование – преобразование сообщения в форму, удобную для передачи по данному каналу Декодирование – операция восстановления принятого сообщения Максимальную скорость передачи информации по каналу связи называют пропускной способностью канала связи (байт/с, Кбайт/с и т.д).
Лекция 4 АН Асанова 5 Средства организационной техники Средства механизации и автоматизации управленческого и инженерно-технического труда называются организационной техникой (оргтехникой). К ней можно отнести персональные компьютеры и их периферийные устройства, копировальную технику индивидуального использования, телефакс и т. д
Лекция 4 АН Асанова 6 Архитектура компьютера Вычислительная система совокупность структурных и функциональных свойств, возможностей компьютера, существенных для пользователя. Основные функции определяют назначение ЭВМ: обработка и хранение информации, обмен информацией с внешними объектами. Дополнительные функции повышают эффективность выполнения основных функций. Эти функции ЭВМ реализуются с помощью ее компонентов: аппаратных и программных средств
Лекция 4 АН Асанова 7 Структура компьютера –это некоторая модель (чаще, графическая), устанавливающая состав, порядок и принципы взаимодействия входящих в нее компонентов. Персональный компьютер – это настольная или переносная ЭВМ, удовлетворяющая требованиям общедоступности и универсальности применения. Достоинствами ПК являются: малая стоимость; автономность эксплуатации без специальных требований к условиям окружающей среды; гибкость архитектуры, обеспечивающая ее адаптивность к разнообразным применениям в сфере управления, науки, образования, в быту; «дружественность» операционной системы и прочего программного обеспечения, обусловливающая возможность работы с ней пользователя без специальной профессиональной подготовки; высокая надежность работы (более 5 тыс. час наработки на отказ).
Лекция 4 АН Асанова 8 Структура персонального компьютера
Лекция 4 АН Асанова 9 Базовая конфигурация ПК системный блок - основной узел, внутри которого установлены наиболее важные компоненты (системный модуль и системная шина). Монитор - устройство визуального представления данных (размер экрана, частота кадров) Клавиатура - клавишное устройство управления персональным компьютером Мышь - устройство управления манипуляторного типа
Лекция 4 АН Асанова 10 Системный модуль представляет собой плату («материнская плата»), на которой располагаются различные электронные компоненты компьютера. Все они подключены к системной шине. Материнская плата : процессор — основная микросхема микропроцессорный комплект (чипсет) - набор микросхем, управляющих работой внутренних устройств компьютера оперативная память (ОЗУ) постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) разъемы для подключения дополнительных устройств (слоты)
Лекция 4 АН Асанова 11 Микропроцессор (МП) Это центральный блок ПК, предназначенный для управления работой всех частей машины и для выполнения арифметических и логических операций над информацией. Состав МП: устройство управления (УУ), арифметико-логическое устройство (АЛУ), микропроцессорная память (МПП), интерфейсная система микропроцессора
Лекция 4 АН Асанова 12 Микроконтроллеры Процессор взаимодействует с внешними устройствами через переходные устройства — микроконтроллеры. Для процессора все устройства, за исключением его оперативной памяти, являются внешними. Это никак не связано с тем, как физически располагается устройство: внутри системного блока или снаружи Программы, предназначенные для обслуживания устройств, называются драйверами устройств. Во время работы компьютера они хранятся в его оперативной памяти и ждут, когда в них возникнет необходимость.
Лекция 4 АН Асанова 13 Генератор тактовых импульсов генерирует последовательность электрических импульсов; частота генерируемых импульсов определяет тактовую частоту машины. Промежуток времени между соседними импульсами определяет время одного такта работы машины ( такт работы машины). Частота генератора тактовых импульсов является одной из основных характеристик персонального компьютера и во многом определяет скорость его работы, ибо каждая операция в машине выполняется за определенное количество тактов.
Лекция 4 АН Асанова 14 Виды памяти Внутренняя память ПЗУ служит для хранения постоянной программной и справочной информации, автозапуск ПК ОЗУ предназначено для оперативной записи, хранения и считывания информации (программ и данных), непосредственно участвующей в работе, выполняемом ПК в текущий период времени Внешняя память относится к внешним устройствам ПК и используется для долговременного хранения любой информации: НЖМД (винчестер), CD, flash и т.д. Во внешней памяти хранится все программное обеспечение компьютера.
Лекция 4 АН Асанова 15 Оперативная память Оперативная память представляет обширное поле 8-разрядных числовых ячеек. Каждая ячейка имеет уникальный адрес и способна хранить один байт данных. Оперативная память — единственное устройство, с которым процессор работает напрямую (прямой доступ).
Лекция 4 АН Асанова 16 Системная шина Электронные компоненты персонального компьютера связаны между собой группами проводников. Эти группы называются шинами. Самая главная шина компьютера называется системной шиной. Часть ее, связывающая микропроцессор и оперативную память, называется шиной памяти. С помощью адресной шины процессор выбирает ячейки памяти для подключения. По шине управления из оперативной памяти в процессор поступают команды, по шине данных — данные. У каждой шины есть разрядность. Она определяется количеством проводников в шине. Если адресная шина – 32-разрядная (Pentium), процессор способен различить 232 (более 4 млрд.) ячеек памяти и может произвольно подключиться к любой из них.
Лекция 4 АН Асанова 17 Расширение персонального компьютера Графическая шина - самая перегруженная ветвь шинной архитектуры — та, по которой передаются видеоданные. Воспроизведение графики и видео сопровождается огромными потоками данных. В архитектуре компьютера этим потокам выделяют отдельную шину.
Лекция 4 АН Асанова 18 шина PCI (Peripheral Component Interconnect — стандарт подключения внешних устройств) Это самая короткая и самая производительная шина компьютера, врезаться в нее – почти то же самое, что напрямую подключиться к процессору. Однако нельзя подключать к системной шине все без разбору. Так можно подорвать эффективность работы и процессора, и памяти, и всего компьютера в целом.
Лекция 4 АН Асанова 19 Шина накопителей данных Универсальная последовательная шина шина IDE (Integrated Drive Electronics — шина устройств со встроенным контроллером) Через неё подключаются стандартные магнитные и оптические накопители данных шина USB (Universal Serial Bus — универсальная последовательная шина), к ее разъемам можно подключить до 128 устройств. это можно делать, не выключая компьютер, при этом не обязательно устанавливать специальные программы Самое удобное средство подключения внешнего оборудования.
Лекция 4 АН Асанова 20 Внешние устройства (ВУ) ВУ ПК обеспечивают взаимодействие машины с окружающей средой: пользователями, объектами управления и другими ЭВМ. От состава и характеристик ВУ во многом зависят эффективность применения ПК в системах управления Классификация по назначению: • внешние запоминающие устройства (ВЗУ) или внешняя память ПК; • диалоговые средства пользователя; • устройства ввода информации; • устройства вывода информации; • средства связи и телекоммуникации.
Лекция 4 АН Асанова 21 Диалоговые средства видеомониторы (дисплеи) - устройство для отображения вводимой и выводимой из ПК информации. устройства речевого ввода-вывода информации - различные микрофонные акустические системы и синтезаторы звука пультовые пишущие машинки (принтеры с клавиатурой)
Лекция 4 АН Асанова 22 Устройства ввода информации клавиатура графические планшеты (диджитайзеры) для ручного ввода графической информации (с помощью пера) сканеры манипуляторы (джойстик, мышь, световое перо ) сенсорные экраны
Лекция 4 АН Асанова 23 Устройства вывода информации принтеры графопостроители (плоттеры) Устройства связи и телекоммуникации (сетевые интерфейсные платы мультиплексоры передачи данных, модемы и т.д.)
Лекция 4 АН Асанова 24 Средства мультимедиа это комплекс аппаратных и программных средств, позволяющих человеку общаться с компьютером, используя самые разные, естественные для себя среды: звук, видео, графику, тексты, анимацию и др. К средствам мультимедиа относятся устройства речевого ввода и вывода информации; сканеры высококачественные видео- и звуковые платы, платы видеозахвата (videograbber), снимающие изображение с видеомагнитофона или видеокамеры и вводящие его в ПК; высококачественные акустические и видеовоспроизводящие системы с усилителями, - звуковыми колонками, большими видеоэкранами. С большим основанием к средствам мультимедиа относят внешние запоминающие устройства большой емкости на оптических дисках, часто используемые для записи звуковой и видеоинформации.
Лекция 4 АН Асанова 25 Принципы организации информационных процессов в вычислительных устройствах Принципы фон-Неймана (1945 г ) Информация кодируется в двоичной форме и разделяется на единицы, называемые словами. Основными блоками вычислительной машины являются блок управления, арифметико- логическое устройство, память и устройство ввода-вывода.
Лекция 4 АН Асанова 26 Принципы фон-Неймана Алгоритм представляется в форме последовательности управляющих слов, которые определяют смысл операции. Эти управляющие слова называются командами. Совокупность команд, представляющая алгоритм, называется программой Программы и данные хранятся в одной и той же памяти. Разнотипные слова различаются по способу использования, но не по способу кодирования Устройство управления и арифметическое устройство обычно объединяются в одно, называемое центральным процессором. Обработка информации, предписанная алгоритмом, сводится к последовательному выполнению команд в порядке, однозначно определяемом программой
Лекция 4 АН Асанова 27 Структура и виды команд Алгоритм — это точно определенная последовательность действий, которые необходимо выполнить над исходной информацией, чтобы получить решение задачи. Машинная программа - алгоритм решения задачи, заданный в виде последовательности команд на языке вычислительной машины (в кодах машины. Команда машинной программы (иначе, машинная команда) — это элементарная инструкция машине, выполняемая автоматически без каких-либо дополнительных указаний и пояснений. Команда — совокупность инструкций, необходимых процессору для выполнения определенного действия при выполнении программы.
Лекция 4 АН Асанова 28 Состав машинных команд операции пересылки информации внутри ЭВМ; арифметические операции над информацией; логические операции над информацией; операции обращения к внешним устройствам ЭВМ; операции передачи управления; обслуживающие и вспомогательные операции.
Лекция 4 АН Асанова 29 Классификация ЭВМ по этапам создания 1-е поколение, 50-е гг.: ЭВМ на электронных вакуумных лампах; 2-е поколение, 60-е гг.: ЭВМ на дискретных полупроводниковых приборах (транзисторах); 3-е поколение, 70-е гг.: ЭВМ на полупроводниковых интегральных схемах с малой и средней степенью интеграции 4-е поколение, 80-е гг.: ЭВМ на больших и сверхбольших интегральных схемах – микропроцессорах 5-е поколение, 90-е гг.: ЭВМ со многими десятками параллельно работающих микропроцессоров 6-е и последующие поколения: оптоэлектронные ЭВМ с массовым параллелизмом и нейронной структурой