Кафедра «Информационного обеспечения в правовой сфере» ЮИ МИИТ КОМПЬЮТЕРНЫЕ СИСТЕМЫ , ИНТЕРНЕТ и МУЛЬТИМЕДИА ТЕХНОЛОГИИ Заведующий кафедрой д. т. н. , проф. Лобачев Сергей Львович 1
О курсе «Компьютерные системы, интернет и мультимедиа технологии» Лекции – 12 Практические работы – 12 Тестирование – 1 Экзамен Основная литература 1. Олифер В. Г. Компьютерные сети. Принципы, тех-нологии, протоко-лы: учебник для вузов/ – 5 -е изд. - Санкт. Петербург: Питер, 2012. -944 с. : ил. Дополнительная литература 2. Бройдо В. Л. , Ильина О. П. 1. Гук М. Аппаратные средства Вычислительные системы, сети и локальных сетей. Энциклопедия - телекоммуникации: Учебник для вузов. – СПб. : Издательство «Питер» , 2010. – СПб. : Питер, 2011. 576 с. : ил. 3. КОМПЬЮТЕРНЫЕ СЕТИ, 2. Операционные системы: Учебник МУЛЬТИМЕДИАТЕХНОЛОГИИ для вузов. 2 -е изд. / А. В. Гордеев. – И ПРОГРАММИРОВАНИЕ, Методические СПб. : Питер, 2009 – 416 с. : ил. указания по выполнению практических 3. Глушаков С. В. , Сурядный А. С. , (лабораторных) работ Тесленко Н. С. Новейшая Дмитриев А. И. , Лобачев С. Л. , Малыгин Энциклопедия работы в Интернете / - О. А. - ЮИ МИИТ, 2013 г. М. : АСТ, 2008 2
Некоторые понятия курса «Компьютерные системы, интернет и мультимедиа технологии» Система (от греч. — целое, составленное из частей; соединение) — множество целое, составленное из частей; соединение) — элементов, находящихся в отношениях и связях друг с другом, которое образует определённую целостность, единство. Сложная система — система, состоящая из множества взаимодействующих составляющих (подсистем), вследствие чего сложная система приобретает новые свойства, которые отсутствуют на подсистемном уровне и не могут быть сведены к свойствам подсистемного уровня Компьютерные сети — это научная дисциплина, изучающая организацию и процессы передачи данных между компьютерами. Системы, позволяющие компьютерам взаимодействовать между собой называются компьютерными сетями. Компьютерная сеть (вычислительная сеть, сеть передачи данных) — система связи (взаимосвязи) компьютеров или компьютерного оборудования. Компьютерная сеть (Computer Network) – это множество компьютеров (элементов), соединенных линиями связи и работающих под управлением специального программного обеспечения. 3
Некоторые понятия курса «Компьютерные системы, интернет и мультимедиа технологии» Терминальные сети (или системы) представляют собой мощный компьютер, соединенный с терминальными клиентами — которые, как правило, представляют собой маломощные рабочие станции. Терминальные сети служит для удалённого обслуживания пользователя. Телекоммуникации (греч. tele - вдаль, далеко и лат. communicatio - общение) - это передача и прием любой информации (звука, изображения, данных, текста) на значительном расстоянии (кабельным и оптоволоконным каналам, радиоканалам и другим проводным и беспроводным каналам связи). Телекоммуникационная сеть - это система технических средств, посредством которой осуществляются телекоммуникации. К телекоммуникационным сетям относятся: 1. Компьютерные сети (для передачи данных) 2. Телефонные сети (передача голосовой информации) 3. Радиосети (передача голосовой информации - широковещательные услуги) 4
Некоторые понятия курса «Компьютерные системы, интернет и мультимедиа технологии» Мультимедиа — взаимодействие визуальных и аудио эффектов с использованием современных технических и программных средств, которые объединяют текст, звук, графику, фото, видео в одном цифровом представлении. Мультимедиа (multimedia, M-media; от лат. multum — много и media, medium — средоточие, средства) — компьютерная технология, обеспечивающие возможность создания, хранения и воспроизведения разнородной информации, включая текст, звук и графику (в том числе движущееся изображение и анимацию). Характеристикой мультимедийных систем является качество воспроизведения всех составляющих данных, а также возможность их взаимосвязанного или взаимодополняющего использования. Составными частями минимального комплекта системы мультимедиа помимо ПК являются дисководы CD-ROM или DVD, звуковая карта и стереофоническая система. Технологии мультимедиа нашли широкое применение в разработке Web-страниц и 5 Web-приложений.
Тема Основные понятия теории информации. • Сигналы, данные, информация. • Свойства информации, формы представления информации • Общая характеристика процессов сбора, передачи, обработки и накопления информации. • Классификация информации. Меры и единицы количества и объема информации. Кодирование информации • История развития вычислительных систем и сетей • Классификация компьютерных систем 6
Тема Основные понятия теории информации. Из курса физики известно, что состояния абсолютного покоя не существует и физические объекты находятся в состоянии непрерывного движения и изменения, которое сопровождается обменом энергией и ее переходом из одной формы в другую. Все виды энергообмена сопровождаются появлением сигналов, то есть все сигналы имеют в своей основе материальную энергетическую природу. При взаимодействии сигналов с физическими телами в последних возникают определенные изменения свойств – это явление называется регистрацией сигналов. Такие изменения можно наблюдать, измерять или фиксировать иными способами –при этом возникают и регистрируются новые сигналы, то есть образуются данные. Данные — это зарегистрированные сигналы. 7
Тема. Основные понятия теории информации. Сигналы, данные, информация. Классическое определение К. Шеннона: информация – это то, что сокращает степень неопределённости (у Шеннона – энтропии) у её адресата о каком-либо объекте (в т. ч. явлении, передаваемом сигнале и т. п. ). Другими словами, по Шеннону информация это то, что увеличивает степень знания её адресатом интересующих его объектов окружающего мира. В указанном контексте количество информации можно даже рассчитать, например, по увеличению вероятности успешного решения поставленной задачи. Если на бытовом уровне смешение понятий "данные" и "информация" вполне допустимо, то для профессионалов это может привести и приводит к серьезным последствиям. Клод Э лвуд Ше ннон (1916 -2001, США) — американский инженер и математик. Является основателем теории информации, нашедшей применение в современных высокотехнологических системах связи. В 1948 году предложил использовать слово «бит» для обозначения наименьшей единицы информации (в статье «Математическая теория связи» ). 8
Тема. Основные понятия теории информации. Сигналы, данные, информация. 9
Тема. Основные понятия теории информации. Сигналы, данные, информация. Данные (data) - Сведения, факты, показатели, выраженные как в числовой, так и любой другой форме. Чтобы стать информацией, данные должны правильно отражать объекты описания, в противном случае мы будем иметь дело с "дезинформацией " (ее англоязычные эквиваленты: false information, misleading information). Чтобы стать информацией, данные должны представлять для субъекта информирования "определенный интерес" и "новизну". Последнее означает, что они должны быть для него связаны с необходимостью решения каких-либо практических или других задач и сокращать "степень неопределенности" об объекте "интереса" (согласно определению К. Шеннона). Сигнал (в теории информации и связи) — материальный носитель информации, используемый для передачи сообщений в системе связи. Сигнал может генерироваться, но его приём не обязателен, в отличие от сообщения, которое должно быть принято принимающей стороной, иначе оно не является сообщением. Сигналом может быть любой физический процесс, параметры которого изменяются в соответствии с передаваемым сообщением. 10
Тема. Основные понятия теории информации. Сигналы, данные, информация. Информационные процессы - действия, осуществляемые с информацией: • Сбор. • Получение. • Хранение. • Обработка. • Передача. Технология - происходит от латинского (techne): искусство, умение, мастерство. Технология, это определенная совокупность действий, направленная на достижение поставленной цели. Информационные технологии - совокупность программных, технических, документальных средств, для выполнения информационных процессов. Информационная система - упорядоченная совокупность документированной информации, отвечающая определенным принципам (достоверность, точность, структурированность). Типичным примером информационной системы является база данных. Также в состав информационной системы входят: локальные сети, базы данных, глобальные сети и т. д. Информационный ресурс - совокупность данных, организованных для эффективного получения достоверной информации. Типичным примером информационного ресурса 11 является веб-сайт.
Тема. Основные понятия теории информации. Сигналы, данные, информация. База данных (БД) — представленная в стандартной форме совокупность данных, систематизированных таким образом, чтобы эти данные могли быть найдены и обработаны с помощью электронной вычислительной машины (ЭВМ). Для быстрого нахождения информации, на основе БД, создаются автоматизированные информационные системы (АИС). В промышленности получили широкое распространение автоматизированные системы управления производством (АСУП) и технологическими процессами (АСУ ТП). АИС, АСУП и АСУ ТП представляют собой человекомашинные системы. В них за человеком оставлена высшая функция - принятия решения, а техника через средства отображения информации снабжает его необходимыми данными. ТП - технологический процесс; Д- датчики; К коммутатор; АЦП - аналого-цифровой преобразователь; ПУ - передающее устройство; ЛС - линия связи; ИП - источник помех; ПР приемник; БЗУ - буферное запоминающее устройство; ЦАП - цифроаналоговый преобразователь; УОИ - устройство отображения информации; УУ - устройство управления 12 техпроцессом
Тема. Основные понятия теории информации. Сигналы, данные, информация. Любая классификация всегда относительна. Один и тот же объект может быть классифицирован по разным признакам или критериям. Информацию можно классифицировать по нескольким признакам. По способу получения и передачи информация классифицируется на: • визуальная (зрительная); • аудиальная (звуковая); • тактильная (ощущаемая); • органолептическая (вкусовая). По способу представления и обработки информация классифицируется на: • аналоговую (обычная телефонная линия); • дискретную (цифровая). По технологии обработки в компьютере информацию можно классифицироваться на: • символьную; • числовую; • мультимедийную. 13
Тема. Основные понятия теории информации. Информационные процессы - это процессы, связанные с получением, хранением, обработкой и передачей информации (т. е. действия, выполняемые с информацией). Процессы, в ходе которых изменяется содержание информации или форма её 14 представления.
Тема. Основные понятия теории информации. Сигналы, данные, информация. 15
Тема. Основные понятия теории информации. Единицы представления и измерения данных Представление (кодирование) чисел. Системы счисления. Виды систем счисления: • позиционные • непозиционные. Для записи информации о количестве объектов используются числа. Числа записываются с помощью набора специальных символов. Система счисления — способ записи чисел с помощью набора специальных знаков, называемых цифрами. В позиционных системах счисления величина, обозначаемая цифрой в записи числа, зависит от её положения в числе (позиции). В непозиционных системах счисления величина, которую обозначает цифра, не зависит от положения в числе. Непозиционные системы счисления. Каноническим примером непозиционной системы счисления является римская, в которой в качестве цифр используются латинские буквы: I обозначает 1, V - 5, X - 10, L - 50, C - 100, D - 500, M -1000. Числа записываются при помощи повторения этих цифр. При этом, если большая цифра стоит перед меньшей, то они складываются (принцип сложения), если же меньшая — перед большей, то меньшая вычитается из большей (принцип вычитания). Римские цифры появились около 500 до нашей эры у этрусков. Пример: число 1988. Одна тысяча M, девять сотен CM, восемьдесят LXXX, восемь VIII. Запишем их вместе: MCMLXXXVIII. 16 MCMXCVIII = 1000+(1000 -100)+(100 -10)+5+1+1+1 = 1998
Тема. Основные понятия теории информации. Единицы представления и измерения данных Позиционные системы счисления. В позиционных системах счисления величина, обозначаемая цифрой в записи числа, зависит от её положения в числе (позиции). Количество используемых цифр называется основанием системы счисления. В настоящее время наиболее распространены десятичная, двоичная, восьмеричная и шестнадцатеричная системы счисления. Двоичная, восьмеричная (в настоящее время вытесняется шестнадцатеричной) и шестнадцатеричная система часто используется в областях, связанных с цифровыми устройствами, программировании и вообще компьютерной документации. Современные компьютерные системы оперируют информацией представленной в цифровой форме. Числовые данные преобразуются в двоичную систему счисления. 17
Тема. Основные понятия теории информации. Единицы представления и измерения данных В компьютере при вводе данных, они, независимо от своей первоначальной формы представления, автоматически (аппаратно или программно) преобразуются в цепочки двоичных цифр, которые затем обрабатываются. Один двоичный разряд, называемый БИТ, может служить минимальной единицей представления данных и может иметь два различных значения: 0 и 1. Восемь бит образуют БАЙТ. Отдельные двоичные разряды в байте (биты) нумеруются справа налево, начиная с нулевого разряда. На практике используются более крупные единицы измерения информации: килобайт (КБ), мегабайт (МБ), гигабайт (ГБ) и терабайт (ТБ), причем: 1 КБ = 1024 байта 1 МБ = 1024 КБ 1 ГБ = 1024 МБ 1 ТБ = 1024 ГБ. 18
Тема. Основные понятия теории информации. Кодирование информации. Международная кодировка ASCII. Код — набор символов (условных обозначений) для представления информации. Кодирование текстовой информации. Присвоение символу определенного числового кода – это вопрос соглашения. В качестве международного стандарта принята кодовая таблица ASCII (American Standard Code for Information Interchange), кодирующая первую половину символов с числовыми кодами от 0 до 127 (коды от 0 до 32 отведены не символам, а функциональным клавишам). 19
Тема. Основные понятия теории информации. Кодирование информации. Шестнадцати разрядная система кодирования UNICODE 20
Тема. Основные понятия Виды мультимедиа информации Основные виды информации по ее форме представления, способам ее кодирования и хранения: • графическая или изобразительная —в виде картин, фотографий, схем и т. д. … изображающих картины реального мира; • звуковая — для этого вида был изобретен способ кодирования с использованием специальных символов, что делает возможным хранение ее аналогично графической информации; • текстовая — способ кодирования специальными символами — буквами, причем разные народы имеют разные языки и используют различные наборы букв для отображения речи; • числовая — количественная мера объектов и их свойств в окружающем мире; аналогично текстовой информации для ее отображения используется метод кодирования специальными символами — цифрами, причем системы кодирования (счисления) могут быть разными; • видеоинформация — способ сохранения «живых» картин окружающего мира, появившийся с изобретением кино; • компьютерная анимация — вид мультипликации, создаваемый при помощи компьютера. Является производной от компьютерной графики, анимация наследует те 21 же способы создания изображений.
Тема. Основные понятия теории информации. Графическая информация отражается на мониторе через элементарные ячейки – пиксели. Пиксель (англ. pixel, pel — сокращение от pix element, ) - наименьший логический элемент двумерного цифрового изображения, а также [физический] элемент светочувствительной матрицы (иногда называемый сенсель — от sensor element) и элемент матрицы монитора, формирующих изображение. Пиксель представляет собой неделимый объект прямоугольной или круглой формы, характеризуемый определённым цветом. Растровое компьютерное изображение состоит из пикселей, расположенных по строкам и столбцам ( код цвета -16 или 32 бит) Размер экрана — это количество пикселей по горизонтали и вертикали матрицы экрана, заполняющей весь экран. Минимальный размер экрана в пикселях равен 640 × 480 точек. ( макс. – 1920 *1024). Глубина цвета — это количество цветов, приходящихся на один пиксель и определяется разной степенью яркости люминофоров трех цветов, составляющих пиксель. Для хранения информации о яркости каждого люминофора требуется дополнительная память. Существует два способа представления графической информации: растровый и векторный. Рисунок в растровом формате можно создать в программе на компьютере и получить путем сканирования картинки со сканера. Графика в векторном формате 22 создается только в векторных графических процессорах.
Тема. Основные понятия теории информации. Форматы графической информации. • BMP - растровый формат. Файлы имеют расширение. bmp. В этом формате хранится первоначальная графическая информация, полученная, например, путем сканирования; • GIF - растровый формат. Файлы имеют расширение. gif. Позволяет хранить сжатые данные без потери качества. GIF широко используется на сайтах в Интернет; • JPEG – растровый. Файлы имеют расширение. jpg. Позволяет при сжатии файлов задавать степень сжатия, т. е. процент потерь информации. Наибольшее распространение JPEG получил в цифровой фотографии и для хранения и передачи изображений с использованием сети Интернет; • TIFF - растровый. Файлы имеют расширение. tiff, . tif. Популярен при хранения изображений с большой глубиной цвета. Используется при сканировании, отправке факсов, распознавании текста, в полиграфии; • Adobe Illustrator – векторный. Файлы имеют расширение. ai. Формат видеоизображений. • PSD - растровый формат хранения графической информации, использующий сжатие без потерь, созданный специально для программы Adobe Photoshop и поддерживающий все его возможности; • WMF - универсальный формат векторных графических файлов для Windows приложений. Файлы имеют расширение. wmf. Используется для хранения изображений и т. д. 23
Тема. Основные понятия теории информации. Форматы графической информации. Преимущества векторного способа описания графики над растровой графикой • Размер, занимаемый описательной частью, не зависит от реальной величины объекта, что позволяет, используя минимальное количество информации. • Параметры и размеры объектов могут быть легко изменены. Также это означает что перемещение, масштабирование, вращение, заполнение и т. д. не ухудшает качества рисунка. • При увеличении или уменьшении объектов толщина линий может быть задана постоянной величиной, независимо от реального контура. 24
Тема. Основные понятия теории информации. Векторная и растровая графика n n n n Растровое изображение строится из множества пикселей. Растровые рисунки эффективно используются для представления реальных образов При масштабировании и вращении растровых картинок возникают искажения. Растровые рисунки могут быть легко напечатаны на принтерах. Векторное изображение описывается в виде последовательности команд. Векторная графика не позволяет получать изображения фотографического качества. Векторные изображения могут быть легко преобразованы без потери качества. Векторные рисунки иногда не печатаются или выглядят на бумаге не так, как хотелось бы. 25
Тема. История и эволюция ВТ и компьютерных сетей. Аба к — счётная доска, применявшаяся для арифметических вычислений приблизительно с V века до н. э. в Древней Греции, Древнем Риме. Первый в мире эскизный рисунок тринадцатиразрядного десятичного суммирующего устройства на основе колес с десятью зубцами ~ 1492 г. Первым реально осуществленным и ставшим известным механическим цифровым вычислительным устройством стала «паскалина» великого французского ученого Блеза Паскаля 1642 г. арифметический прибор Готфрида Вильгельма Лейбница двенадцатиразрядное десятичное устройство для выполнения арифметических операций, включая умножение и деление 1673 г. 26
Тема. История и эволюция ВТ и компьютерных сетей. Логарифмическая линейка - аналоговое вычислительное устройство, позволяющее выполнять несколько математических операций, в том числе, умножение и деление чисел, возведение в степень (чаще всего в квадрат и куб), вычисление логарифмов, Механические счетные машины - АРИФМОМЕТРЫ - тригонометрических с видоизмененными "колесами функций и другие Лейбница" использовались до операции середины XX столетия, пока не были вытеснены электрическими цифровыми вычислителями, а в последствии современными электронными калькуляторами. 27
Тема. История и эволюция ВТ и компьютерных сетей. Первая счетная машина (табулятор), использующая электрическое реле, была сконструирована в 1888 г. американцем немецкого происхождения Германом Холлеритом и уже в 1890 г. применялась при переписи населения. В качестве носителя информации применялись перфокарты. Имеет патенты на перфокарты. В 1938 г. Конрад Цузе создал свой первый компьютер Z 1 c механическими модулями памяти. Несмотря на то что Z 1 работал через два раза на третий, Конрад получает государственную поддержку, и уже следующую модель, Z 2, он делает через год на деньги Третьего рейха. Демобилизовавшись в 1941 г. , К. Цузе заканчивает Z 3, который считается самой передовой разработкой того времени. 28
Тема. История и эволюция ВТ и компьютерных сетей. Вычислительная машина фон Неймана В 1946 году Джон фон Нейман и его коллеги Г. Голдстайн и А. Беркс сформулировали требования к структуре вычислительной машины: · машины на электронных элементах должны работать не в десятичной, а в двоичной системе счисления; · программа, как и исходные данные, должна размещаться в памяти машины; · программа, как и числа, должна записываться в двоичном коде; · трудности физической реализации запоминающего устройства, быстродействие которого соответствует скорости работы логических схем, требуют иерархической организации памяти (то есть выделения оперативной, промежуточной и долговременной памяти); · арифметическое устройство (процессор) конструируется на основе схем, выполняющих операцию сложения, создание специальных устройств для выполнения других арифметических и иных операций нецелесообразно; · в машине используется параллельный принцип организации вычислительного процесса (операции над числами производятся одновременно по всем разрядам). 29
Тема. История и эволюция ВТ и компьютерных сетей. Поколения ЭВМ: I – ламповые элементы. До 1960 г. II – транзисторные элементы. До 1970 г. III – интегральные схемы. До 1980 г. IV – большие интегральные схемы (БИС). До настоящего времени. V – проект, Япония. Отличия не столько в элементной базе, а в обрабатываемой и получаемой информации. ПРОЕКТ до конца не реализован.
Тема. История и эволюция ВТ и компьютерных сетей. I 1945 -60 -e II 1955 -70 -e III 1965 -80 -e IV 1975 -… V ? Элементная база Электронные лампы Транзисторы ИС и БИС СБИС и микропроцессоры Оптоэлектроника, криоэлектроника Максимальное быстродействие процессора (опер/сек) 10 – 20 тыс 100 тыс – 1 млн 109 + многопроцессорность 1012 + многопроцессорность Максимальная емкость ОЗУ (Кбайт) 1000 10 000 000 100 000 Периферийные устройства Магнитная лента, перфокарты и перфоленты, цифровая печать Магнитная лента, перфоносители, алфавитноцифровая печать Консоли, магнитные ленты, дисплеи, графопостроители Цветной графический дисплей, клавиатура, принтеры, модемы Примеры моделей ЭВМ МЭСМ, БЭСМ 1, ЭСМ-2, М 20, Минск М-220, БЭСМ-3, Урал--14, БЭСМ-6 Минск-32 IBM 360/370, ЕС ЭВМ, СМ ЭВМ ПК: IBM PC, Macintosh, Супер. ЭВМ: Cray, Cyber, Эльбрус + устройства ввода с голоса, устройства чтения рукописного текста и пр.
Тема. История и эволюция ВТ и компьютерных сетей. Первой работающей машиной с архитектурой фон Неймана стал манчестерский «Baby» — Small-Scale Experimental Machine (Малая экспериментальная машина), созданный в Манчестерском университете в 1948 году ЭНИАК (ENIAC, сокр. от Electronic Numerical Integrator and Computer — Электронный числовой интегратор и вычислитель) — первый широкомасштабный электронный цифровой компьютер, который можно было перепрограммировать для решения полного диапазона задач. Построен в 1946 году по заказу Армии США в Лаборатории баллистических исследований для расчётов таблиц стрельбы. Запущен 14 февраля 1946 года. МЭСМ (Малая электронная счётная машина) — советская ЭВМ, первая в СССР и континентальной Европе. Разрабатывалась лабораторией С. А. Лебедева (на базе киевского Института электротехники АН УССР) с конца 1948 года. В 1950 г. машина была смонтирована в двухэтажном здании бывшего монастыря в Феофании (под Киевом). 32
Тема. История и эволюция ВТ и компьютерных сетей. Отечественные ЭВМ 1 -го поколения МЭСМ , БЭCМ-1, М-2, М-З, «Стрела» , “Минск-1”, “Урал-2”, “Урал-3” , M 20, "Сетунь" , БЭСМ-2, "Раздан" БЭСМ-1 (большая электронно-счетная машина ) БЭСМ-2, БЭСМ-4, БЭСМ-6 М – 20 • 1958 – 1964 г. быстродействие до 20 тыс. операций/с. • разработка была закончена в 1952 г. , Элементная база: 1600 ламп и • содержала 5 тыс. ламп, Тактовая частота: 666, 7 к. Гц • работала без сбоев в течение 10 часов ВУ- три магнитных барабана по 4096 слов • Быстродействие достигало 10 тыс. операций в каждый и магнитные ленты (4 блока), секунду. • перфокарты "Стрела" • Устройство вывода: печатающее устройство • 1953 - 1956 г. • Занимаемая площадь: 170— 200 кв. м. • Всего выпущено 7 шт. «Урал» — семейство советских цифровых • Быстродействие машины — 2000 оп/с ЭВМ общего назначения • Элементная база — 6200 электровакуумных • 1955 -1975 ламп, 60 000 диодов • выпущено почти 700 шт. • 400 кв. метров • Быстродействие — 100 оп/с. • клавиатура весила 60 кг. 33 • •
Тема. История и эволюция ВТ и компьютерных сетей. Отечественные ЭВМ 2 -го поколения М-40, -50, Урал -11, -14, -16, Минск -2, -14 Минск-22 , БЭСМ-3 -4, -6, М-220, -222 , МИР-1 «Наири» , Рута-110 Начиная со второго поколения, ЭВМ стали делиться на • большие • средние • малые БЭСМ-6________ • • Быстродействие ~1000000 ОЗУ ……………. 32 К-128 К Средние М 220, 222, Минск 2 Малые ЭВМ “Наири”, “Мир” • • Быстродействие до 30 000 ОЗУ ……………. 16 К, 32 К Быстродействие ~ 3 -10 000 ОЗУ …………. 4 -16 К 34
Тема. История и эволюция ВТ и компьютерных сетей. Отечественные ЭВМ 3 -го поколения "Днепр-2", ЕС-1010, ЕС-1020, ЕС-1030, ЕС-1040, ЕС-1050, ЕС 1060, МИР-2, "Наири-2" В компьютерах третьего поколения, одна интегральная схема могла заменить до тысячи транзисторов и других базовых элементов. ЭВМ ЕС (Единая Серия). ЭВМ ЕС-1010, ЕС-1020, ЕС-1030, ЕС-1040, ЕС-1060. Аналог IBM/360 Быстродействие ЕС-1010 – 10 000 оп/сек ЕС-1020 – 20 000 оп/сек …………… ЕС-1060 ~ 1 000 оп/сек ОЗУ – 64 - 512 Кб ВЗУ – ленты и диски Настольные мини-ЭВМ на интегральных микросхемах М-180, "Электроника -79, -100, -125, -200", "Электроника ДЗ-28", "Электроника НЦ-60" и др. Электроника-60: Быстродействие ~ 250 000 оп/сек ОЗУ – 32 Кб Электроника НЦ 80 -01 Д Быстродействие – 200 000 оп/сек ОЗУ – 56 Кб 35
Тема. История и эволюция ВТ и компьютерных сетей. Характеристики отечественных ЭВМ 4 -го поколения ЕС-1015, -1025, -1035, -1045, -1055, -1065, СМ-1420, -1600, -1700, Эльбрус 1, 2, ПЭВМ “Электроника-85”, “Искра-226”, ЕС-1840, -1841, -1842 и др. С появление универсального процессора на одном кристалле (микропроцессор Intel-4004, 1971 г) началась эра ПК. Сегодня ПК имеют • Быстродействие …… более 1 000 • ОЗУ …………………. от 1 Мб • Разрядность …………. 16, 32, 64 36
Тема. История и эволюция ВТ и компьютерных сетей. 37
Тема. История и эволюция ВТ и компьютерных сетей. Носители данных в компьютерах 60 -80 -х годов 38
Тема. История и эволюция ВТ и компьютерных сетей. Носители данных в компьютерах 70 -80 -х годов 39
Тема. История и эволюция ВТ и компьютерных сетей. Структура ЭВМ с непосредственными связями (1 и 2 поколение ЭВМ) Структура ЭВМ с магистральной организацией по типу «общая шина (Unibus)» . Структура ЭВМ с канальной организацией (в основном 3 -е поколение) 40 Структура ЭВМ с шинной организацией
Тема. История и эволюция ВТ и компьютерных сетей. 41
Тема. История и эволюция ВТ и компьютерных сетей. 42
Тема. История и эволюция компьютерных сетей. Этап Дата/период * Первые электронные вычислительные машины (ЭВМ) , в 1946 году в США (ENIAC – Electronic Numeral Integrator and Computer) и в 1950 году в СССР (МЭСМ – Малая Электронная Счётная Машина). 1946 -1950 * Начало передач по телефонным сетям голоса в цифровой форме …………………. . Конец 60 -х 1969 1973 конец 70 -х * Разработана и развернута сеть ARPANET по заказу Агентства передовых исследовательских проектов (ARPA) министерства обороны США ……………………………. . * К сети ARPANET подключены первые иностранные организации из Великобритании и Норвегии * Появление больших интегральных схем, первые мини-компьютеры, первые нестандартные локальные сети ………………………………………………… Hразработана первая программа для отправки электронной почты. Рэй Томлисон, программист из фирмы "Bolt Beranek and Newman", предлагает использовать значок @ ("собака"). 1971 * Появление персональных компьютеров, создание Интернета в современном виде, установка на всех узлах стека TCP/IP Начало 80 -х *Появление стандартных технологий локальных сетей (Ethernet — 1980 г. , Token Ring, FDDI — 1985 г. ) ………………………………………………… Середина 80 -х * Начало коммерческого использования Интернета …………………………. . *Сеть ARPANET прекратила свое существование …………………………… Конец 80 -х 1989 • • • 1991 1993 2005 2008 2009 Создание Web ………………………………………………… Создан первый браузер Mosaic ………………………………………. Создан You. Tube. com ……………………………………………. Аудитория Интернет превысила 1, 5 млрд. чел. (четверть населения Земли) …………… 40 лет Интернет ………………………………………………. 43
Тема. История и эволюция ВТ и компьютерных сетей. Развитие сети ARPANET 1969 1971 ARPANET (от англ. Advanced Research Projects Agency Network) — компьютерная сеть, созданная в 1969 году в США Агентством Министерства обороны США по перспективным исследованиям (ARPA) и явившаяся прототипом сети Интернет. 1980 44
Тема. История и эволюция ВТ и компьютерных сетей. 1945 1980 годы Уровень систем 45
Тема. История и эволюция ВТ и компьютерных сетей. Постепенно различия между локальными и глобальными типами сетевых технологий стали сглаживаться. Изолированные ранее локальные сети начали объединяться друг с другом. Девизом фирмы Sun Microsystems еще в 1982 г. , при ее создании, стал афоризм "The network is the computer" (Сеть – это компьютер). 46
Тема. История и эволюция ВТ и компьютерных сетей. Эволюция вычислительной техники привела к : • росту мощи рабочих мест, оснащаемых все более дружественными человекомашинными интерфейсами ; • появлению процессоров, предназначенных для специальных видов обработки данных (изображения, текста и т. п. ); • расширению возможностей в области хранения информации; • появлению средств, облегчающих доступ к ресурсам, распределенным по сети. Появление сетей, предназначенных для взаимной связи различных компьютеров, привело к разработке средств, а затем и операционных систем, позволяющих осуществлять управление, так называемой, мультимашинной архитектурой , то есть совокупности компьютеров , связанных в сеть. В этом случае речь идет о распределенных вычислительных системах. 47
Тема. История и эволюция ВТ и компьютерных сетей. Централизованная и распределенная обработка данных Пример мультимашинной организации вычислительной системы 48
Тема. История и эволюция ВТ и компьютерных сетей. Централизованная и распределенная обработка данных Централизованная обработка данных (ЦОД) предполагает обработку и хранение данных в одном месте на одной ЭВМ. Распределенная обработка данных (РОД) имеет различные варианты своей реализации: • хранение и обработка данных производится на рабочих местах пользователей; • данные хранятся в одном месте на сервере, обрабатываются на клиентских местах; • данные и обработка производится на сервере (клиент-серверная архитектура). Все виды сетевой обработки данных являются РАСПРЕДЕЛЕННОЙ ОБРАБОТКОЙ ДАННЫХ. 49
Тема. История и эволюция ВТ и компьютерных сетей. Централизованная и распределенная обработка данных. Модель "КЛИЕНТ-СЕРВЕР" Клиентом называется объект, запрашивающий доступ к службе или ресурсу. Сервер - это объект несущий службу или обладающий ресурсом. Клиент и сервер могут находиться на одной и той же машине (использование локальных механизмов коммуникации) или на двух разных машинах (использование сетевых средств). 50
Тема. История и эволюция ВТ и компьютерных сетей. Централизованная и распределенная обработка данных. Преимущества и недостатки РОД 1. РОД имеет большие возможности по наращиванию производительности систем, за счет включения в сеть дополнительных компьютеров, модернизации существующих компьютеров и коммуникационного оборудования; 2. Структура распределенной системы больше соответствует организации работы между многими пользователями, каждый из которых выполняет локальную (самостоятельную) работу 3. РОД обеспечивает лучшие условия коллективного использования различных технических устройств (общих ресурсов); 4. РОД обеспечивает возможность создания архивных копий баз данных при территориально-распределенной организации работ; 5. В системах ЦОД проще обеспечить высокий уровень безопасности данных и программ, предотвратить утечку информации, в связи с чем уровень безопасности работы в ЦОД выше, чем в системах с РОД. 51
Тема. Классификация компьютерных систем Общая структура компьютерной системы 52
Тема. Классификация компьютерных систем Основные категории Суперкомпьютеры (super-computers) – мощные многопроцессорные компьютеры, наиболее современные из которых имеют производительность до нескольких petaflops (аббревиатура flops расшифровывается как floating-point operations per second ). Многоцелевые компьютеры, или компьютеры общего назначения (mainframes) – традиционное историческое название для компьютеров, распространенных в 1950 -х – 1970 х гг. , Кластеры компьютеров (computer clusters) – группы компьютеров, физически расположенные рядом и соединенные друг с другом высокоскоростными шинами и линиями связи Настольные компьютеры (desktops) – это наиболее распространенные в настоящее время компьютеры Распределенные системы (distributed systems) – это системы, состоящие из нескольких компьютеров, объединенных в проводную или беспроводную сеть. Системы реального времени (real-time systems) – вычислительные системы, предназначенные для управления различными техническими, военными и другими объектами в режиме реального времени 53
Тема. Классификация компьютерных систем Категории мобильных систем Портативные компьютеры (laptops, notebooks – дословно "компьютеры, помещающиеся на коленях"; "компьютеры-тетрадки") – это миниатюрные компьютеры, по своим параметрам не уступающие настольным, но по своим размерам свободно помещающиеся в небольшую сумку или рюкзак или, например, на коленях пользователя, летящего в самолете в командировку и не желающего терять времени даром. Карманные портативные компьютеры и органайзеры (КПК, handhelds, personal digital assistants – PDA) – это "игрушки для взрослых" в виде миниатюрного компьютера, помещающегося на ладони или в кармане, но по своему быстродействию иногда не уступающие ноутбуку. Мобильные устройства (mobile intelligent devices – мобильные телефоны, коммуникаторы, смартфоны) – это устройства, которыми каждый из нас пользуется постоянно для голосовой связи, реже – для записи или обработки какой-либо информации или для выхода в Интернет. 54
Тема. Классификация компьютерных систем Динамика изменения соотношения стоимостей аппаратных и программных средств информационных систем за 50 лет 55
Тема. История и эволюция ВТ и компьютерных систем и сетей. Дополнительная информация по истории ВТ, компьютерных систем и сетей http: //computerhistory. narod. ru/index. htm http: //moscowwalks. ru/2009/12/24/elec tronics-museum/ http: //informat 444. narod. ru/museum/ 56
Скачать презентацию Кафедра Информационного обеспечения в правовой сфере ЮИ МИИТ
Тема1-2 История-Классификация-2.ppt