Лекция 4 АН Асанова 1 технические основы

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 99 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 1010 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 1111 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 1212 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 1313 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 1414 Виды памяти Внутренняя память ПЗУПЗУ 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), CDCD , , flash и т. д. Во внешней памяти хранится все программное обеспечение компьютера.

Лекция 4 АН Асанова 1515 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 1616 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 2 32 (более 4 млрд. ) ячеек памяти и может произвольно подключиться к любой из них.

Лекция 4 АН Асанова 1717 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 1818 шина PCIPCI ( ( 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 1919 Шина накопителей данных Универсальная последовательная 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 2020 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 ) 1. Информация кодируется в двоичной форме и разделяется на единицы, называемые словами. 2. Основными блоками вычислительной машины являются блок управления, арифметико- логическое устройство, память и устройство ввода-вывода. Ввод Вывод. Память УУАЛУ

Лекция 4 АН Асанова 26 Принципы фон-Неймана 3. Алгоритм представляется в форме последовательности управляющих слов, которые определяют смысл операции. Эти управляющие слова называются командами. Совокупность команд, представляющая алгоритм, называется программой 4. Программы и данные хранятся в одной и той же памяти. Разнотипные слова различаются по способу использования, но не по способу кодирования 5. Устройство управления и арифметическое устройство обычно объединяются в одно, называемое центральным процессором. 6. 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 2929 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