ЛЕКЦИЯ № 8 Выполнил: Братчиков А. Группа: C 406
Внешние запоминающие устройства Устройства внешней памяти, или, иначе, внешние запоминающие устройства (ВЗУ), весьма разнообразны. Их можно классифицировать по целому ряду признаков: по виду носителя, по типу конструкции, по принципу записи и считывания ин формации, по методу доступа и т. д. При этом под носителем понимается матери альный объект, способный хранить информацию. Один из возможных вариантов классификации ВЗУ приведен на рис.
В зависимости от типа носителя все ВЗУ можно подразделить на накопители на магнитной ленте и дисковые накопители. Накопители на магнитной ленте, в свою очередь, бывают двух видов: накопители на бобинной ленте и накопители на кассетной ленте (стримеры). В ПК использу ются только стримеры. Накопители на дисках более разнообразны: накопители на гибких магнитных дисках (НГМД), иначе называемые накопителями на флоппи дисках или на дискетах; накопители на жестких магнитных дисках (НЖМД) типа «винчестер» ; накопители на сменных жестких магнитных дисках, использующие эффект Бернулли; накопители на флоптических дисках, иначе floptical-накопители; накопители сверх высокой плотности записи, иначе, VHD-накопители; накопители на оптических компакт дисках CD-ROM (Compact Disk ROM); накопители на оптических дисках типа СС WORM (Continuous Composite Write Once Read Many, однократная запись — многократное чтение); накопители на магнитооптических дисках (НМОД); накопители на цифровых видеодисках DVD (Digital Versatile Disk) и т. д.
Магнитные диски (МД) относятся к магнитным машинным носителям информа ции. В качестве запоминающей среды у них используются магнитные материалы со специальными свойствами (с прямоугольной петлей гистерезиса), позволяющими фиксировать два магнитных состояния — два направления намагниченно сти; . Каждому из этих состояний ставятся в соответствие двоичные цифры: 0 и 1. Накопители на МД (НМД) являются наиболее распространенными внешним и запоминающими устройствами в ПК. Они бывают жесткими и гибкими, сменны ми и встроенными в ПК. Все диски, и магнитные, и оптические, характеризуются споим диаметром, или, иначе, форм-фактором.
Программное обеспечение компьютера Решение задач на компьютере реализуется программным способом, то есть путем выполнения последовательно во времени отдельных операций над информацией, предусмотренных алгоритмом решения задачи. Алгоритм – это точно определенная последовательность действий, которые необходимо выполнить над исходной информацией, чтобы получить решение задачи. Языки, представляющие алгоритмы в виде последовательности читаемых программистом команд, называются алгоритмическими языками. Алгоритмические языки подразделяются на машинно ориентированные, процедурно ориентированные и проблемно– ориентированные.
Состав программного обеспечения ПК является важнейшей его функциональной характеристикой. Программное обеспечение (ПО) — это совокупность прoграмм регулярного применения, необходимых для решения задач пользовате ля, и программ, позволяющих наиболее эффективно использовать вычислитель ную технику, обеспечивая пользователям наибольшие удобства в работе и мини мум затрат труда на программирование задач и обработку информации. Программное обеспечение принято делить на два вида: системное (базовое) и прикладное: системное ПО предназначено для повышения эффективности создания программ обработки информации и их реализации на компьютере, а также для предостав ления пользователям определенных услуг по работе с ресурсами компьютера; прикладное программное обеспечение (ППО) предназначено для решения оп ределенной проблемной задачи пользователя или класса таких задач (ППО часто называют программным приложением или просто приложением).
Системное программное обеспечение. Состав системного программного обеспечения
Системное ПО включает в себя: операционную систему (ОС) – обязательная часть ПО , обеспечивающая эффективное функционирование ПК в различных режимах, организующая выполнение программ и взаимодействие пользователя и внешних устройств с ком пьютером; сервисные программы, расширяющие возможности ОС, предоставляя пользо вателю и его программам набор дополнительных услуг; инструментальные программные средства, которые предназначены для эффек тивной разработки и отладки ПО; систему технического обслуживания, облегчающую диагностику, тестирование оборудования и поиск неисправностей в ПК, тем самым способствуя более высокой надежности и достоверности выполнения процедур преобразования информации.
Операционные системы компьютеров С точки зрения пользователя ОС формирует удобный пользовательский интерфейс, программное окружение, на фоне которого выполняется разработка и осуществляется исполнение прикладной программы пользователя. С технической точки зрения ОС – комплекс программ, обеспечивающий управление ресурсами компьютера, процессами обработки информации, использующими эти ресурсы, и данными. Управление ресурсами сводится к процедурам упрощения доступа к ресурсам, динамического распределения ресурсов между конкурирующими процессами. Различают аппаратные и программные ресурсы. К аппаратным ресурсам относятся микропроцессор, дополнительные процессоры, основная память, внешняя память, принтер, видеоманитор и другие периферийные устройства. К программным ресурсам относятся все доступные пользователю программные средства управления вычислительными процессами и данными. Наибольшее распространение для ПК получили ОС семейств: MS DOS – для IBM PC; OS2 – для IBM PC PS2 ; UNIX – для 32 разрядных ПК IBM PS2; Windows – для ПК IBM.
Основные принципы построения компьютерных сетей Распределенная обработка данных – обработка данных, выполняемая на независимых, но связанных между собой компьютерах, представляющих территориально распределенную систему. Первыми представителями систем распределенной обработки данных были сис темы телеобработки данных и многомашинные вычислительные системы. Системы телеобработки данных — это информационно вычислительные систе мы, в которых выполняется дистанционная централизованная обработка данных, поступающих в центр обработки по каналам связи. Многомашинные вычислительные системы — это системы, содержащие несколь ко одинаковых или различных, относительно самостоятельных компьютеров, свя занных между собой через устройство обмена информацией, в частности по ка налам связи. В последнем случае речь идет об информационно вычислительных сетях.
Системы телеобработки данных (СТОД), весьма популярные и распространенные в 70 х годах, являются прообразом вычислительных сетей и применяются: для дистанционного централизованного решения задач абонентов; для сбора данных, которые считываются на абонентских пунктах (АП) с про межуточного носителя или с дисплея и передаются в компьютер; при выдаче справок: компьютер обрабатывает запрос, полученный с АП; ответ отсылается на АП; для решения задач, связанных с коммутацией сообщений: данные вводятся с од ного АП и почти без обработки выводятся на другой АП; для управления компьютером, когда АП используется в качестве пульта оператора компьютера.
Под техническими средствами телеобработки понимается совокупность техни ческих средств системы, обеспечивающих ввод данных в систему, передачу дан ных по каналам связи, сопряжение каналов связи с компьютером, обработку дан ных и выдачу результатных данных абоненту. Наряду с техническими средствами для осуществления режима телеобработки у компьютера должно иметься и достаточно сложное программное обеспечение, выполняющее такие функции, как: обеспечение работы компьютера в различных режимах телеобработки; управление сетью телеобработки данных; управление очередями сообщений; редактирование сообщений и работу с ошибочными сообщениями и т. п.
Телеобработка информации является основным режимом обработки данных на вычислительных центрах коллективного пользования. Телеобработка данных может быть реализована в одном из двух режимов: в режиме пакетной обработки или режиме off line; в диалоговом режиме или режиме on line. Любая система телеобработки информации включает в себя как минимум четыре основные группы технических средств: электронную вычислительную машину (одну или несколько); аппаратуру передачи данных (АПД); устройство сопряжения (УС) компьютера с аппаратурой передачи данных (ли нейные адаптеры, мультиплексоры передачи данных, связные процессоры, осуществляющие электрическое и логическое согласование работы машины и АПД); абонентские пункты (АП), осуществляющие взаимодействие абонента с системой и обеспечивающие ввод и вывод данных в систему. Более разветвленные системы телеобработки информации могут включать также устройства удаленного согласования (УУС) — поочередного или одновременного подключения разных абонентов к одному каналу связи за счет использования различных способов уплотнения передачи информации: коммутаторы, концентраторы, удаленные мультиплексоры, периферийные связные процессоры.
Устройства сопряжения могут быть различными. Линейные адаптеры — это одноканальные устройства сопряжения, обеспечиваю щие согласование канала ввода вывода компьютера с одним каналом передачи данных. Они выполняют следующие функции: согласование формы и амплитуды электрических сигналов компьютера и АПД; последовательно параллельное и обратное ему преобразование данных; распознавание, введение и устранение служебных синхронизирующих сигналов, обнаружение ошибок в принимаемых сигналах — контроль достоверности их формы. Все указанные функции линейные адаптеры реализуют, как правило, схемным путем, поэтому их сложность с увеличением количества выполняемых функции сильно растет. Для каждого типа каналов связи (телефонных и телеграфных, ком мутируемых и некоммутируемых, широкополосных) выпускаются свои адаптеры.
Мультиплексоры передачи данных (МПД), или групповые адаптеры, — это много канальные устройства согласования. Помимо функций, выполняемых линейны ми адаптерами, они реализуют: поочередное подключение разных терминальных устройств и работу с ними; обмен информацией с компьютером по его командам; промежуточное накопление и хранение (буферизацию) данных; преобразование кодов данных, контроль достоверности данных с обнаружени ем, а иногда и с автоматическим исправлением ошибок; контроль работоспособности устройств согласования. МПД бывают непрограммируемые и программируемые. Непрограммируемые МПД (аппаратные) реализуют свои функции схемным путем, что обусловливает их спе циализацию по отношению к структуре информационной сети и протоколам ее работы — возможна лишь подстройка аппаратных МПД к различным типам АПД путем замены линейных адаптеров, входящих в состав мультиплексоров. Программируемые МПД адаптируются (подстраиваются) к разнообразным, и под час сложным, информационным сетям, отличающимся по скорости передачи дан ных, используемым кодам и форматам сообщений, режимам обслуживания або нентов, протоколами управления обменом данными и т. д. , программным путем. Развитые МПД этой группы имеют оперативную и постоянную память, устройство управления и арифметико логическое устройство, то есть их структура подобна структуре компьютера и они могут выполнять некоторые логические и ариф метические преобразования информации.
Связные процессоры, по сути, представляют собой микрокомпьютеры, оснащенные программными средствами и сменными линейными адаптерами, обеспечивающи ми сопряжение их с АПД, основным компьютером, а иногда и с ВЗУ большой ем кости. Возможные эффективные варианты использования связного про цессора связаны с выполнением следующих функций: сопряжения основного компьютера с АПД, управления процедурами обмена данных между компьютером и абонентами (связной процессор устанавливается в этом случае рядом с основным компьютером и часто называется входным процессором); накопления и уплотнения (сжатия) данных и увеличения скорости передачи по каналам связи данных, поступающих от низкоскоростных терминалов (связной процессор устанавливается на противоположной от компьютера сто роне системы передачи данных и его называют удаленным связным процес сором); выполнения тривиальных приложений непосредственно у абонента, а также предварительной первичной обработки и группировки данных и передачи промежуточных результатов на основной компьютер для их дальнейшей обработки по сложным алгоритмам (связной процессор входит в состав абонентского терминального комплекса и называется периферийным процессором); локального управления работой непосредственно к нему подключенных тер миналов (связной процессор устанавливается у абонента и называется управляющим периферийным процессором).
