Тема 10. Технические средства информатизации - раздел Информатика, Информатика
Автоматизация Работ С Данными, Информацией, Знаниями Имеет Св...
Автоматизация работ с данными, информацией, знаниями имеет свои особенности и отличия от автоматизации других типов работ. Для этого класса задач используют особые виды устройств, большинство из которых являются электронными приборами. Рассмотрим основные понятия и определения, с которыми мы будем сталкиваться дальше при изложении данного материала.
| Совокупность устройств, предназначенных для автоматической или автоматизированной обработки данных, называют вычислительной техникой.
|
| Конкретный набор взаимодействующих между собой устройств и программ, предназначенный для обслуживания одного рабочего участка, называют вычислительной системой. Центральным устройством большинства вычислительных систем является компьютер.
|
| Компьютер — это электронной прибор, предназначенный для автоматизации создания, хранения, обработки и транспортировки данных. Наиболее распространенным синонимом слова “компьютер” является термин “электронная вычислительная машина” (ЭВМ).
|
| ЭВМ - комплекс аппаратных (технических) средств, предназначенных для автоматической обработки информации в процессе решения вычислительных и информационных задач, посредством выполнения задаваемой соответствующей программой последовательности операций.
|
| Архитектура ЭВМ - это многоуровневая иерархия аппаратурно-программных средств, из которых строится ЭВМ. Каждый из уровней допускает многовариантное построение и применение. Конкретная реализация уровней определяет особенности структурного построения ЭВМ.
|
Простейшие устройства для облегчения счета появились в глубокой древности, несколько тысячелетий назад. По мере развития человеческой цивилизации они медленно эволюционировали, непрерывно совершенствуясь.
Первая демонстрация электронной вычислительной машины ENIAC состоялась в 1946 г. (рис. 2). Это первый ламповый компьютер разрабатывался первоначально для проведения расчетов атомной бомбы.
Она содержала около 18000 радиоламп, имела быстродействие 5000 операций сложения в сек., основную память на 20 чисел и работала под управлением программы, набранной штеккерами на коммутационной доске. Долгое время считалось, что ее создатели - американские инженеры Эккерт и Моучли - являлись изобретателями первой в мире ЭВМ.
Но 19 октября 1973г. федеральный судья США Ларсен объявил патент Эккерт-Моучли недействительным. Решение было вынесено в результате шестилетнего судебного разбирательства (1967 - 1973 г.г.), начатого по инициативе компании - патентовладельца «Сперри - Ренд», предъявившей претензии фирме «Ханауэлл» за нарушение патентных прав.
Суд установил, что подлинным изобретателем электронной вычислительной машины является Джон Винсент Атанасов, 1903г. рождения, профессор государственного университета в Айове. В 1937г. он вместе с молодым специалистом Клиффордом Берри начал разработку электронной вычислительной машины «АВС» (Atanasov and Berri Computer). Предполагалось, что эта ЭВМ будет способна решать системы алгебраических уравнений до 30 порядка. Для ввода и вывода десятичных чисел использовались перфокарты фирмы IBM. После ввода число переводилось в двоичную систему счисления. ЭВМ должна была обрабатывать числа длиной 50 бит, имела арифметический блок, регенеративное электростатическое запоминающее устройство в виде барабана и содержала около 300 электронных ламп.
Рис.2. Электронная вычислительная машина ENIAC
В 1939г. макет ЭВМ был построен. Дж.В.Атанасов сделал доклад о своей разработке с изложением основных принципов в Ассоциации по развитию науки (Флорида). В 1940г. появилась первая газетная публикация о его работе над электронной вычислительной машиной.
В 1942г. машина «АВС» была построена. Но ведущие специалисты различных фирм считали, что спроса на такие машины не будет. Университет штата Айова отказался от уплаты патентной пошлины. Атанасов обращался в «IBM» и «Rend corporation», но они так же не восприняли новую разработку.
После вступления США в 1942г. во Вторую мировую войну, Берри был мобилизован, Атанасов перешел в морскую артиллеристскую лабораторию и оставил работу над ЭВМ.
Профессор физики из штата Пенсильвания Джон Моучли слышал сообщение Атанасова во Флориде, позднее в письмах уточнял принципы построения «АВС». Его эта проблема заинтересовала, т.к. ранее он занимался аналоговыми машинами и не мог получить на них необходимой точности вычислений. Результатом работы Дж.Моучли и его коллеги Эккерта явилась ЭВМ «Eniac», которую им удалось реализовать в 1942-1944г.г. под покровительством Пентагона.
Дальнейшее развитие электронных вычислительных машин принято делить на поколения.
Все темы данного раздела:
Москва, 2005
УДК
ББК
К
Алехина Г.В., Годин И.М., Иванько А.Ф., Иванько М.А., Мастяев Ф.А., Петрик Е.А. Информатика. / Московская финансово-промышленная академия.
Тема 2. Предмет информатики
Предмет информатики составляют такие понятия, как:
- средства вычислительной техники,
- программное обеспечение средств вычислительной техники,
- средств
Тема 3. Понятие информатизации общества
Деятельность отдельных людей, групп, коллективов и организаций сейчас все в большей степени начинает зависеть от их информированности и способности эффективно использовать имеющуюся информацию. Пре
Тема 4. Понятия, виды и особенности информации
«Хорошо управлять бизнесом – значит, управлять его будущим; управлять его будущим – значит управлять информацией».
Мэрион Харпер
На п
Тема 6. Свойства информации
Можно привести немало разнообразных свойств информации. Каждая научная дисциплина рассматривает те свойства, которые ей наиболее важны. Систематизация существующих подходов к выделе
Основные требования, предъявляемые к качеству информации
Среди требований, предъявляемых к информации, можно выделить следующие:
- своевременность;
- достоверность (с определенной вероятностью);
Тема 9. Роль вычислительной техники в процессе информатизации
Компьютеры в информационном обществе стали естественной его составляющей и элементом повседневной жизни каждого человека, хотя часто мы их просто не замечаем. Трудно сегодня найти х
Поколение ЭВМ
Основным активным элементом первого поколения являлась электронная лампа. Остальные компоненты электронной аппаратуры - это обычные резисторы, конденсаторы, трансформаторы.
Поколение ЭВМ
На смену электронным лампам в машинах второго поколения (с 1953г.) пришли транзисторы. В отличии от ламповых машин, транзисторные машины обладали большим быстродействием, емкостью оперативной памят
Поколение ЭВМ
Третье поколение ЭВМ (с 1962г.) характеризовалось широким применением интегральных схем, заменивших большинство транзисторов и различных деталей. Интегральная схема представляла собой законченный л
Поколение ЭВМ
Четвертое поколение машин начало развиваться с 1970г. Для них характерно применение больших интегральных схем (БИС). Высокая степень интеграции способствовала увеличению плотности компоновки электр
Поколение ЭВМ
Программа разработки 5 поколения ЭВМ была принята в Японии в 1982 г. Предполагалось, что к 1991 г. будут созданы принципиально новые компьютеры, ориентированные на решение задач иск
Перспективы развития
Все современные ЭВМ строятся на микропроцессорных наборах, основу которых составляют большие и сверхбольшие интегральные схемы.
Такие высокие технологии порождают целый ряд проблем. Микрос
Молекулярные компьютеры
Во многих странах проводятся опыты по синтезу молекул на основе их стереохимического генетического кода, способных менять ориентацию и реагировать на воздействия током, светом и т.п. Например, учен
Биокомпьютеры или нейрокомпьютеры
Идея создания подобных компьютеров базируется на основе теории перцептрона – искусственной нейронной сети, способной обучаться. Автором этих идей был Розенблат. Он указал, что структуры, имеющие св
Квантовые компьютеры
Принцип работы элементов квантового компьютера основан на способности электрона в атоме иметь различные уровни энергии Е0, Е1,…,Е. Переход электрона с н
Оптические компьютеры
Идея построения оптического компьютера давно волнует исследователей. Многие устройства ЭВМ используют оптику в своем составе: сканеры, дисплеи, лазерные принтеры, оптические диски CD-ROM и DVD-ROM.
Тема 11. Пользователи технических средств информатизации
Пользователь ЭВМ - человек, в интересах которого проводится обработка данных на ЭВМ.
В качестве пользователей ЭВМ могут выступать заказчики вычислительных
Принцип
Иерархическое построение памяти ЭВМ: память состоит из нескольких запоминающих устройств (ЗУ), различающихся емкостью и быстродействием. Самое быстрое ЗУ - сверхоперативное (СОЗУ),
Принцип
Для внутреннего хранения и преобразования числовой информации должна использоваться двоичная система счисления. Для характеристики объема информации при этом используется двоичный с
Принцип
Принцип программного управления:
a) работой ЭВМ управляет программа, состоящая из отдельных команд;
b) программа размещается вместе с данными в осн
Тема 14. Внутреннее устройство персонального компьютера
Персональный компьютер - универсальная техническая система. Его конфигурацию (состав оборудования) можно гибко изменять по мере необходимости. Тем не менее,
Системный блок
Системный блок представляет собой основной узел, внутри которого установлены наиболее важные компоненты. Устройства, находящиеся внутри системного блока, называют внутре
Корпус системного блока
По внешнему виду системные блоки различаются формой корпуса. Корпуса персональных компьютеров выпускают в горизонтальном (desktop) и вертикальном (tower) исполнении. Корпуса, имеющие
Материнская плата (mainboard, matherboard, systemboard)
Материнскую плату еще часто называют системной платой. Это основа компьютера. Именно эта плата определяет, какого типа процессор можно использовать, какой максимальный размер опера
Процессор
Процессор - это устройство, которое занимается обработкой и вычислением данных. Современные процессоры очень сложны. Основой любого процессора является ядро, которое состоит из мил
Группы микропроцессоров
Чем шире набор системных команд процессора, тем сложнее его архитектура, тем длиннее формальная запись команды (в байтах), тем выше средняя продолжительность исполнения одной команды, измеренная в
VLB (VESA Local Bus)
Название интерфейса переводится как локальная шина стандарта VESA ( VESA Local Bus). Понятие «локальной шины» впервые появилось в конце 80-х годов. Оно связано тем, что при в
FSB - (front Side Bus)
Шина PCI, появившаяся в компьютерах на базе процессоров Intel Pentium как локальная шина, предназначенная для связи процессора с оперативной памятью, недолго оставалась в это
USB - (Universal Serial Bus —универсальная последовательная магистраль)
Этот стандарт определяет способ взаимодействия компьютера с периферийным оборудованием. Он позволяет подключать до 256 различных устройств, имеющих последовательный интерфейс. Устро
Оперативная память
Оперативная память (RAM — RandomAccess Memory) — это массив кристаллических ячеек, способных хранить данные. Существует много различных типов оперативной памяти, но с
Логическая структура оперативной памяти
Делится логическая структура оперативной памяти на несколько областей (зон, разделов):
1. Conventional memory – основная память;
2. UMA (Upper Memory Area) – верхняя память;
Основная память
Основная память (Conventional memory) начинается с адреса 00000 (0000:0000) и до 90000 (9000:0000). Это занимает 640 Кбайт. В эту область грузится в первую очередь
Верхняя память (UMA)
Верхняя память (UMA) - начинается с адреса А0000 и до FFFFF. Занимает она 384 Кбайт. Сюда грузится информация, связанная с аппаратной частью компьютера. UMA можно р
Сверхоперативная память
Обмен данными внутри процессора происходит в несколько раз быстрее, чем обмен с другими устройствами, например с оперативной памятью. Для того чтобы уменьшить количество обращений к
Энергонезависимая память CMOS
Работа таких стандартных устройств, как клавиатура, может обслуживаться программами, входящими в BIOS, но такими средствами нельзя обеспечить работу со всеми возможными устро
Жесткий диск
Основное устройство для долговременного хранения больших объемов данных и программ. На самом деле это не один диск, а группа дисков, имеющих магнитное покрытие и вращающихся с высок
Дисковод гибких дисков
Дисковод, предназначенный для работы с дискетами. До сих пор не придумано устройство, позволяющее так же легко и быстро записывать на какой-либо носитель. Гибкие диски (дискеты) поз
Дисковод компакт-дисков CD-ROM
В период 1994-1995 годах в базовую конфигурацию персональных компьютеров перестали включать дисководы гибких дисков диаметром 5,25 дюйма, но вместо них стандартной стала считаться у
Видеокарта (видеоадаптер)
За время существования персональных компьютеров сменилось несколько стандартов видеоадаптеров: МОЛ (монохромный); CGA (4 цвета); EGA (16 цветов); VGA (256 цв
Звуковая карта
Звуковая карта явилась одним из наиболее поздних усовершенствований персонального компьютера. Она подключается к одному из слотов материнской платы в виде дочерней карты и выполняет
Параллельный порт
!
Параллельный порт -это скоростной порт, через который сигнал передается в двух направлениях по 8 параллельным линиям.
Последовательный порт
!
Последовательный порт (Serial port или COM-port: Communications port) -это порт, через который данные передаются только в одном направлении в каждый момент времени.
USB порт
!
USB (Universal Serial Bus) -универсальный последовательный порт. Это порт, который позволяет подключать практически любые периферийные устройства.
Порт FireWire
!
FireWire -дословно - огненный провод (произносится "файр вайр") - это последовательный порт, поддерживающий скорость передачи данных в 400 Мбит/сек.
Тема 15. Внешние устройства, подключаемые к персональному компьютеру
Периферийные (внешние) устройства персонального компьютера подключаются к его интерфейсам и предназначены для выполнения вспомогательных операций. Благодаря этим ус
Состав клавиатуры
Стандартная клавиатура имеет более 100 клавиш, функционально распределенных по нескольким группам.
Принцип действия клавиатуры
Клавиатура относится к стандартным средствам персонального компьютера. Ее основные функции не нуждаются в поддержке специальными системными программами (драйверами). Необходимое программное обеспеч
Специальные клавиатуры
Клавиатура является основным устройством ввода данных. Специальные клавиатуры предназначены для повышения эффективности процесса ввода данных. Это достигается путем изменения формы клавиатуры, раск
Сканеры
!
Сканер (Scanner)— устройство для копирования графической и текстовой информации и ввода ее в компьютер.
Дигитайзеры
!
Дигитайзер (Digitizer) —устройство для оцифровки чертежей и других изображений. Дигитайзер позволяет преобразовать изображения в цифровую форм
Цифровые фотокамеры
!
Цифровой фотоаппарат —это фотоаппарат, который записывает изображение не на фотопленку, а на приемный экран - иконоскоп.
Световой карандаш
!
Световой карандаш— это устройство, напоминающее обычную авторучку с проводом. На конце ручки находится светоприемник, который может регистрировать изменение я
Монитор
Монитор — устройство визуального представления данных. Это не единственно возможное, но главное устройство вывода. Его основными потребительскими параметрами являются: размер и шаг
Принтеры
В качестве устройств вывода данных также используют печатающие устройства (принтеры), позволяющие получать копии документов на бумаге или прозрачном носителе.
Плоттер
!
Плоттер (Plotter) или графопостроитель — устройство для вывода различных чертежей, географических карт, плакатов и других изображений на бумагу большого форма
Функциональность
Простейшие мыши имеют всего две кнопки, но могут встречаться модели и с пятью кнопками или двумя колесиками прокрутки.
Дополнительные кнопки требуют специальной поддержки со стороны драйве
Эргономика
Мышь обязана быть удобной. Манипуляторы эргономичной формы приспособлены для человеческой кисти лучше, чем симметричные, но они в основном предназначены для правшей. Удобно положить на нее левую ру
Интерфейс
Мышь подключается к персональному компьютеру при помощи интерфейсов RS-232 (COM), PS/2 и USB. Первый есть в каждом компьютере, второй — в любом, произведенном за последние 4–5 лет, третий — почти в
ZIP-накопители
ZIP-накопителивыпускаются компанией Iomega, специализирующейся на создании внешних устройств для хранения данных. Устройство работает с дисковыми носителями, по раз
Стримеры
!
Стриммер (stream — длинная лента) — устройство для записи информации на магнитную ленту.
Стриммер используется для архивирования инф
Понятие вычислительной системы
В связи с кризисом классической структуры ЭВМ дальнейшее поступательное развитие вычислительной техники напрямую связано с переходом к параллельным вычислениям, с идеями построения
Суперкомпьютеры и особенности их архитектуры
К суперкомпьютерам относятся мощные многопроцессорные вычислительные машины с быстродействием сотни миллионов — десятки миллиардов операций в секунду. Создать такие высокопроизводительные компьютер
Кластерные суперкомпьютеры и особенности их архитектуры
Существует технология построения больших компьютеров и суперкомпьютеров на базе кластерных решений. По мнению многих специалистов, на смену отдельным, независимым суперкомпьютерам должны прийти гру
Новости и инфо для студентов