Lorsque l'on considère les ordinateurs, il est d'usage de faire la distinction entre leur architecture et leur structure.

Quelles caractéristiques informatiques sont standardisées pour mettre en œuvre le principe d'architecture ouverte ?

Seule la description du principe de fonctionnement d'un ordinateur et sa configuration (un certain ensemble de matériel et les connexions entre eux) sont réglementées et normalisées. Ainsi, l'ordinateur peut être assemblé à partir de composants et de pièces individuels conçus et fabriqués par des fabricants indépendants. L'ordinateur est facilement extensible et évolutif avec des connecteurs d'extension internes dans lesquels l'utilisateur peut insérer une variété de périphériques et ainsi configurer sa machine en fonction de ses préférences personnelles.

Quels sont les traits distinctifs de l'architecture classique (« von Neumann ») ?

L'architecture de Von Neumann. Une unité logique arithmétique (ALU) à travers laquelle passe le flux de données et une unité de contrôle (CU) à travers laquelle passe le flux d'instructions - le programme. Il s'agit d'un ordinateur à processeur unique. L'architecture appartient à ce type d'architecture. ordinateur personnel avec un bus commun. Tous les blocs fonctionnels sont ici interconnectés par un bus commun, également appelé bus système.

Physiquement, le tronc est une ligne multifilaire avec des prises pour connecter circuits électroniques. L'ensemble des fils principaux est divisé en groupes distincts : bus d'adresse, bus de données et bus de commande.

Les périphériques (imprimante, etc.) sont connectés au matériel informatique via des contrôleurs spéciaux - des dispositifs de contrôle des périphériques.

Manette- un dispositif qui connecte des équipements périphériques ou des canaux de communication avec le processeur central, libérant le processeur du contrôle direct du fonctionnement de ces équipements.

Énumérez les avantages des architectures informatiques standard et non standard.

Les architectures standard sont axées sur la résolution d'un large éventail de tâches différentes. Dans le même temps, l'avantage de la vitesse des systèmes informatiques multiprocesseurs et multimachines par rapport aux systèmes à processeur unique est évident. Lors de la résolution de certaines tâches spécifiques, une architecture non standard vous permet d'obtenir plus de performances.

Quels sont les domaines d'application les plus caractéristiques des architectures informatiques standard et non standard

1. Architecture classique. Il s'agit d'un ordinateur à processeur unique. Ce type d'architecture comprend également l'architecture d'un ordinateur personnel avec un bus commun. Les périphériques (imprimante, etc.) sont connectés au matériel informatique via des contrôleurs spéciaux - des dispositifs de contrôle des périphériques.

2. Architecture multiprocesseur. La présence de plusieurs processeurs dans un ordinateur signifie que de nombreux flux de données et de nombreux flux d'instructions peuvent être organisés en parallèle. Ainsi, plusieurs fragments d'une même tâche peuvent être exécutés en parallèle.

3. Système informatique multimachine. Ici, plusieurs processeurs inclus dans le système informatique n'ont pas de point commun mémoire vive, mais chacun a le sien (local). Chaque ordinateur d'un système multimachine a une architecture classique, et un tel système est assez largement utilisé. L'effet de l'utilisation d'un tel système informatique ne peut être obtenu qu'en résolvant des problèmes qui ont une structure très particulière : il doit être divisé en autant de sous-tâches vaguement connectées qu'il y a d'ordinateurs dans le système. L'avantage de vitesse des systèmes informatiques multiprocesseurs et multimachines par rapport aux systèmes monoprocesseurs est évident.

4. Architecture avec processeurs parallèles. Ici, plusieurs ALU fonctionnent sous le contrôle d'une unité de contrôle. Cela signifie qu'un grand nombre de données peuvent être traitées par un seul programme, c'est-à-dire par un seul flux d'instructions. Les performances élevées d'une telle architecture ne peuvent être obtenues que sur des tâches dans lesquelles les mêmes opérations de calcul sont effectuées simultanément sur différents ensembles de données du même type. Les machines modernes contiennent souvent des éléments divers types solutions architecturales. Il existe également des solutions architecturales radicalement différentes de celles évoquées ci-dessus.

Énoncer les mérites des architectures informatiques ouvertes et fermées

Avantages de l'architecture ouverte :

La concurrence entre les fabricants a conduit à des composants informatiques moins chers, et donc aux ordinateurs eux-mêmes.

L'émergence d'un grand nombre d'équipements informatiques a permis aux acheteurs d'élargir leur choix, ce qui a également contribué à faire baisser les prix des composants et à améliorer leur qualité.

La structure modulaire de l'ordinateur et la facilité d'assemblage ont permis aux utilisateurs de choisir indépendamment les appareils dont ils ont besoin et de les installer facilement, il est également devenu possible d'assembler et de mettre à niveau leur ordinateur à la maison sans trop de difficulté.

La possibilité de mise à niveau signifiait que les utilisateurs pouvaient choisir un ordinateur en fonction de leurs besoins réels et de l'épaisseur de leur poche, ce qui a de nouveau contribué à la popularité croissante des ordinateurs personnels.

L'avantage d'une architecture fermée :

L'architecture fermée ne permet pas à d'autres fabricants de libérer des périphériques externes supplémentaires pour les ordinateurs, il n'y a donc pas de problème de compatibilité pour les périphériques de différents fabricants.

Pourquoi la configuration matérielle et logicielle de l'ordinateur est-elle considérée séparément ?

Position 13 Configuration matérielle de base d'un ordinateur personnel

Questions d'auto-explication

Décrire les fonctions du processeur. Spécifiez les principales caractéristiques du processeur et leurs valeurs typiques.

Les principales fonctions du processeur :

Sélection (lecture) des commandes exécutées ;

Entrée (lecture) de données à partir de la mémoire ou d'un périphérique d'entrée/sortie ;

Sortie (enregistrement) de données vers la mémoire ou les dispositifs d'entrée/sortie ;

Traitement de données (opérandes), y compris opérations arithmétiques au dessus d'eux;

L'adressage mémoire, c'est-à-dire la définition de l'adresse mémoire avec laquelle l'échange sera effectué ;

Gestion des interruptions et mode d'accès direct.

Spécifications du processeur :

Nombre de bits du bus de données

Le nombre de bits de son bus d'adresse

Le nombre de signaux de commande dans le bus de commande.

La largeur en bits du bus de données détermine la vitesse du système. La largeur du bus d'adresse détermine la complexité admissible du système. Le nombre de lignes de contrôle détermine la variété des modes d'échange et l'efficacité de l'échange du processeur avec les autres appareils du système.

En plus des broches pour les trois signaux de bus principaux, le processeur a toujours une broche (ou deux broches) pour connecter un signal d'horloge externe ou un cristal (CLK), puisque le processeur est toujours un appareil cadencé. Plus la fréquence d'horloge du processeur est élevée, plus il fonctionne vite, c'est-à-dire plus vite il exécute les commandes. Cependant, la vitesse du processeur est déterminée non seulement par la fréquence d'horloge, mais également par les caractéristiques de sa structure. Les processeurs modernes exécutent la plupart des instructions en un seul cycle d'horloge et ont les moyens d'exécuter plusieurs instructions en parallèle. La fréquence d'horloge du processeur n'est pas directement et rigidement liée à la vitesse d'échange sur l'autoroute, puisque la vitesse d'échange sur l'autoroute est limitée par les retards de propagation du signal et les distorsions du signal sur l'autoroute. C'est-à-dire que la fréquence d'horloge du processeur ne détermine que sa vitesse interne et non externe. Parfois, la vitesse d'horloge du processeur a une limite inférieure et une limite supérieure. Si la limite de fréquence supérieure est dépassée, le processeur peut surchauffer, ainsi que des plantages, et, le plus désagréable, ils ne se produisent pas toujours et de manière irrégulière.

Premier signal RÉINITIALISER. Lors de la mise sous tension, lors d'une urgence ou lorsque le processeur se bloque, la fourniture de ce signal entraîne l'initialisation du processeur, le fait démarrer l'exécution du programme de démarrage. Une situation d'urgence peut être causée par des interférences dans les circuits d'alimentation et de masse, des pannes de mémoire, des rayonnements ionisants externes et bien d'autres raisons. En conséquence, le processeur peut perdre le contrôle du programme en cours d'exécution et s'arrêter à une certaine adresse. Pour sortir de cet état, le signal initial de réinitialisation est utilisé. Cette même entrée de réinitialisation initiale peut être utilisée pour notifier au processeur que la tension d'alimentation est tombée en dessous d'une limite définie. Dans ce cas, le processeur procède à l'exécution du programme de sauvegarde des données importantes. En fait, cette entrée est un type spécial d'interruption radiale.

Parfois, la puce du processeur possède une ou deux entrées d'interruption radiales supplémentaires pour gérer des situations particulières (par exemple, pour une interruption d'un temporisateur externe).

Le bus d'alimentation d'un processeur moderne a généralement une tension d'alimentation (+5V ou +3,3V) et un fil commun ("masse"). Les premiers processeurs nécessitaient souvent plusieurs tensions d'alimentation. Certains processeurs ont un mode basse consommation. En général, les puces de processeur modernes, en particulier celles avec des vitesses d'horloge élevées, consomment beaucoup d'énergie. En conséquence, pour maintenir la température de fonctionnement normale du boîtier, ils doivent souvent installer des dissipateurs thermiques, des ventilateurs ou même des micro-réfrigérateurs spéciaux.

Pour connecter le processeur au bus, des microcircuits tampons sont utilisés, qui assurent, si nécessaire, le démultiplexage des signaux et la mise en mémoire tampon électrique des signaux du bus. Parfois les protocoles d'échange sur le bus système et sur les bus processeur ne coïncident pas, alors les microcircuits tampons coordonnent également ces protocoles entre eux. Parfois, un système à microprocesseur utilise plusieurs autoroutes (système et local), alors chacune des autoroutes a son propre nœud tampon. Une telle structure est typique, par exemple, pour les ordinateurs personnels.

Après la mise sous tension, le processeur saute à la première adresse du programme de démarrage et exécute ce programme. Ce programme est préenregistré en mémoire permanente (non volatile). Après l'achèvement du programme de démarrage, le processeur commence à exécuter le programme principal situé dans la mémoire vive ou permanente, pour lequel il sélectionne tour à tour toutes les commandes. A partir de ce programme, le processeur peut être distrait par des interruptions externes ou des demandes de DMA. Le processeur sélectionne les commandes de la mémoire en utilisant des cycles de lecture le long de l'autoroute. Si nécessaire, le processeur écrit des données dans la mémoire ou les dispositifs d'E/S à l'aide de cycles d'écriture, ou lit les données de la mémoire ou des dispositifs d'E/S à l'aide de cycles de lecture.

Spécifiez ce qui sous-tend la division de la mémoire de l'ordinateur en interne et externe. Indiquez ce qui est inclus dans la mémoire interne ?

La mémoire interne d'un ordinateur est conçue pour stocker des programmes et des données avec lesquels le processeur travaille directement lorsque l'ordinateur est allumé. Dans les ordinateurs modernes, les éléments de mémoire interne sont fabriqués sur des microcircuits. La mémoire externe d'un ordinateur est conçue pour le stockage à long terme de grandes quantités d'informations. La mise hors tension de l'ordinateur n'entraîne pas de perte de données dans la mémoire externe. La mémoire interne se compose de RAM, de mémoire cache et de mémoire spéciale.

Décrire les fonctions de la RAM. Indiquez les principales caractéristiques de la RAM et leurs valeurs typiques.

RAM - (RAM, RAM en anglais, Random Access Memory - mémoire à accès aléatoire) est un périphérique de stockage rapide de faible capacité, directement connecté au processeur et conçu pour écrire, lire et stocker des programmes exécutables et des données traitées par ces programmes.

La RAM n'est utilisée que pour le stockage temporaire de données et de programmes, car lorsque la machine est éteinte, tout ce qui était dans la RAM est perdu. L'accès aux éléments de la RAM est direct - cela signifie que chaque octet de mémoire a sa propre adresse individuelle.

La quantité de RAM est généralement comprise entre 32 et 512 Mo. Pour les tâches administratives simples, 32 Mo de RAM suffisent, mais les tâches de conception informatique complexes peuvent nécessiter 512 Mo à 2 Go de RAM.

Typiquement, la RAM est exécutée à partir de circuits intégrés de mémoire SDRAM (RAM dynamique synchrone). Chaque bit d'information dans la SDRAM est stocké sous forme de charge électrique sur un minuscule condensateur formé dans la structure d'un cristal semi-conducteur. En raison des courants de fuite, ces condensateurs se déchargent rapidement et sont périodiquement (environ toutes les 2 millisecondes) rechargés par des dispositifs spéciaux. Ce processus s'appelle Rafraîchir la mémoire. Les puces SDRAM ont une capacité de 16 à 256 Mbps ou plus. Ils sont installés dans des boîtiers et assemblés en modules de mémoire.

A quoi sert la mémoire externe ? Répertorier les types de périphériques de stockage externes.

La mémoire externe (VSD) est conçue pour le stockage à long terme de programmes et de données, et l'intégrité de son contenu ne dépend pas de la mise sous tension ou hors tension de l'ordinateur. Contrairement à la RAM, la mémoire externe n'est pas directement connectée au processeur.

La composition de la mémoire externe de l'ordinateur comprend :

Disques durs;

lecteurs de disquettes;

lecteurs de CD;

Lecteurs sur CD magnéto-optiques;

Lecteurs de bandes magnétiques (streamers), etc.

Décrivez comment cela fonctionne disque dur. Spécifiez les principales caractéristiques du disque dur et leurs valeurs typiques.

Disque dur - (disque dur anglais - disque dur) ou disque dur- il s'agit du périphérique de stockage de masse le plus de grande capacité, dans lequel les supports d'informations sont des plaques rondes en aluminium - plateaux, dont les deux surfaces sont recouvertes d'une couche de matériau magnétique. Il est utilisé pour le stockage permanent d'informations - programmes et données.

Comme une disquette, les surfaces de travail des traceurs sont divisées en pistes concentriques circulaires, et les pistes sont divisées en secteurs. Les têtes de lecture-écriture, ainsi que leur structure de support et leurs disques, sont enfermées dans un boîtier hermétiquement fermé appelé module de données. Lorsqu'un module de données est installé sur un disque, il se connecte automatiquement à un système qui pompe de l'air refroidi et purifié. La surface du traceur a un revêtement magnétique de seulement 1,1 micron d'épaisseur, ainsi qu'une couche de lubrifiant pour protéger la tête des dommages lors de l'abaissement et du relèvement lors de vos déplacements. Lorsque le traceur tourne, une couche d'air se forme au-dessus de lui, ce qui fournit un coussin d'air pour que la tête pende à une hauteur de 0,5 micron au-dessus de la surface du disque.

Les disques Winchester ont une très grande capacité : de 10 à 100 Go. Dans les modèles modernes, la vitesse de la broche (arbre rotatif) est généralement de 7200 tr/min, le temps de recherche moyen des données est de 9 ms, le taux de transfert moyen des données peut atteindre 60 Mo/s. Contrairement à une disquette, un disque dur tourne en continu. Tous les disques durs modernes sont équipés d'un cache intégré (généralement 2 Mo), ce qui améliore considérablement leurs performances. Le disque dur est connecté au processeur via le contrôleur de disque dur.

Que sont les ports de périphérique ? Décrire les principaux types de ports.

Il existe de nombreux systèmes de classification pour les ordinateurs. Nous n'en examinerons que quelques-uns, en nous concentrant sur ceux qui sont le plus souvent mentionnés dans la littérature technique disponible et dans les médias.

Classement par objectif
La classification par objectif est l'une des premières méthodes de classification. Cela a à voir avec la façon dont l'ordinateur est utilisé. Selon ce principe, il existe des ordinateurs principaux (ordinateurs électroniques), des mini-ordinateurs, des micro-ordinateurs et des ordinateurs personnels, qui, à leur tour, sont divisés en masse, entreprise, portable, divertissement et postes de travail.

La composition d'un système informatique s'appelle une configuration. Le matériel informatique et les logiciels sont considérés séparément. En conséquence, la configuration matérielle des systèmes informatiques et leur configuration logicielle sont considérées séparément. Ce principe de séparation est d'une importance particulière pour l'informatique, car très souvent la solution des mêmes problèmes peut être fournie à la fois par le matériel et le logiciel. Les critères de choix d'une solution matérielle ou logicielle sont la performance et l'efficacité.

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La composition du système informatique. La composition du système informatique Considérez la configuration matérielle et logicielle M. Les interfaces de tout système informatique peuvent être divisées en série et en parallèle. Le niveau système est transitoire, ce qui assure l'interaction d'autres programmes d'un système informatique, à la fois avec les programmes du niveau de base et directement avec le matériel, notamment avec le processeur central.

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Conférence 4. L'histoire du développement de la technologie informatique. Classement des ordinateurs. La composition du système informatique. Matériel et logiciel. Classification des logiciels de service et d'application

Histoire du développement de la technologie informatique

Les premiers appareils de comptage étaient des appareils mécaniques. En 1642, un mécanicien français Blaise Pascal développé un totalisateur compact calculateur mécanique.

En 1673, mathématicien et philosophe allemand Leibniz amélioré en ajoutantopérations de multiplication et de division. Tout au long du XVIIIe siècle, des dispositifs informatiques de plus en plus avancés, mais toujours mécaniques, basés sur des engrenages, des crémaillères, des leviers et d'autres mécanismes ont été développés.

L'idée de programmer des opérations de calcul est venue de toutes les heures industrie. Une telle programmation était rigide : la même opération était effectuée en même temps (exemple fonctionnement de la machine sur le copieur).

L'idée de souplesse la programmationles opérations de calcul ont été exprimées par un mathématicien anglaisCharles Babbage en 1836-1848 Une caractéristique de son moteur d'analyse était le principe de la division de l'information encommandes et données. Cependant, le projet n'a pas été mis en œuvre.

Programmes de calcul sur la machine de Babbage, compilés par la fille du poète Byron Ada Lovelace (1815-1852) sont très similaires aux programmes compilés par la suite pour les premiers ordinateurs. Cette merveilleuse femme s'appelaitle premier programmeur au monde.

Lors du passage du mode d'enregistrement des provisions dispositif mécanique en mode inscription états des éléments de l'appareil électroniquele système décimal est devenugênant, car les états des éléments ne sont que deux : allumé et éteint.

Possibilité de présenter n'importenombres sous forme binairea été exprimée pour la première fois par Leibniz en 1666.

L'idée d'encoder des énoncés logiques dans des expressions mathématiques :

• vrai (Vrai) ou faux (Faux);
• en binaire 0 ou 1,

a été réalisé par le mathématicien anglais George Boole (1815-1864) dans la première moitié XIXème siècle.

Cependant, l'algèbre booléenne de la logique développée par lui n'a trouvé d'application qu'au siècle suivant, lorsqu'un appareil mathématique était nécessaire pour concevoir des circuits informatiques utilisant le système de nombres binaires. Le scientifique américain Claude Shannon a "connecté" la logique mathématique avec le système de nombres binaires et les circuits électriques dans sa célèbre thèse (1936).

En algèbre logique, lors de la création d'ordinateurs, ils sont utilisés dans Principalement 4 opérations :

• ET (intersection ou conjonction - A^b);
• OU (union ou disjonction - AVB);
• NON (inversion - |A) ;
• OU EXCLUSIF ( A*| B+| UN B).

En 1936, le mathématicien anglais A. Turing et, indépendamment de lui, E. Post, proposent et développent le conceptordinateur abstrait. Ils ont prouvé la possibilité fondamentale de résoudre n'importe quel problème par des automates, à condition qu'il puisse être algorithmisé.

En 1946, John von Neumann, Goldstein et Burks (Princeton Institute for Advanced Study) ont rédigé un rapport contenant une description détailléeprincipes de construction d'ordinateurs numériquesqui sont encore en usage aujourd'hui.

1. L'architecture informatique de John von Neumann comprend :
   1. CPU, composé d'une unité de commande (CU) et d'une unité arithmétique et logique (ALU) ;
   2. mémoire : opérationnel (RAM) et externe ;
   3. Des dispositifs d'entrée;
   4. des dispositifs de sortie.
2. Les principes de fonctionnement de l'ordinateur proposés par von Neumann :
   1. homogénéité de la mémoire;
   2. contrôle du programme;
   3. ciblage.
3. On peut distinguer les principales générations d'ordinateurs et leurs caractéristiques :

années applications	1955 60	196065	1965 70	1970 90	De 1990 à le présent temps
Basique élément	Électronique lampe	Transistor	IP (1400 éléments)	Grand IP (des dizaines de milliers éléments)	Grand IP (des millions éléments)
Exemple d'ordinateur	IBM 701 (1952)	IBM 360-40 (1964)	IBM 370- 145 (1970)	IBM 370-168 (1972)	Serveur IBM z990 2003
Rapide- action, op./s	8 000	246 000	1 230 000	7 700 000	9*10 9
capacité de mémoire vive, octet	20 480	256 000	512 000	8 200 000	256*10 9
Note	Shannon, arrière-plan Neuman, norbert Vienne	Langues FORTRAN, COBOL, ALGOL	minicom- étain, OS MS-DOS, OS Unix, filet	PC, graphique ciel OS, l'Internet	Artificiel- New York intelligence, reconnaître- discours, laser

Le développement rapide des systèmes informatiques a commencé dans les années 60 du 20ème siècle avec le rejet detubes électroniques et développement semi-conducteur, et puis technologie laser.

Efficacité Les ordinateurs (ordinateurs) se sont considérablement développés dans les années 70 du 20e siècle avec le développement de processeurs basés surcircuits intégrés.

Un saut qualitatif dans le développement des ordinateurs s'est produit dans les années 80 XX siècle avec l'invention ordinateur personnel et développement du monde réseau d'information - l'Internet.

Classement informatique

1. Sur rendez-vous:
   • superordinateurs;
   • les serveurs;
   • ordinateurs embarqués (microprocesseurs);
   • ordinateurs personnels (PC).

Supercalculateurs - centres de calcul - créés pour résoudre des problèmes de calcul extrêmement complexes (modéliser des phénomènes complexes, traiter de très grandes quantités d'informations, faire des prévisions, etc.).

Serveurs (du mot anglais servir pour servir, gérer) - ordinateurs qui assurent le fonctionnement d'un réseau local ou mondial, spécialisés dans la fourniture de services d'information et l'entretien des ordinateurs des grandes entreprises, des banques, des établissements d'enseignement, etc.

Les ordinateurs embarqués (microprocesseurs) se sont généralisés dans l'industrie manufacturière et l'électroménager, où le contrôle peut se réduire à l'exécution d'une séquence limitée de commandes (robots sur convoyeur, embarqués, intégrés à l'électroménager, etc.)

Ordinateur personnel ( PC ) sont conçus pour le travail d'une seule personne, ils sont donc utilisés partout. Leur naissance est considérée comme le 12 août 1981, date à laquelle IBM a présenté son premier modèle. Le PC a révolutionné l'informatique dans la vie de millions de personnes et a eu un impact énorme sur le développement de la société humaine.

PC sont divisés en masse, entreprise, portable, divertissement, ainsi que postes de travail.

Normes PC :

• PC grand public (de masse);
  • PC de bureau (professionnel);
  • PC de divertissement (divertissement);
  • PC de poste de travail (poste de travail);
  • PC portable (portable).

La plupart des PC sont massifs.

Bureau) PC contiennent des programmes professionnels, mais ils minimisent les exigences en matière de moyens graphiques et de moyens de reproduction sonore.

Dans le divertissement PC les fonds sont largement disponibles multimédia.

Les postes de travail ont des exigences accrues en matière de stockage de données.

Pour les appareils portables, il est obligatoire d'avoir accès à un réseau informatique.

1. Par niveau de spécialisation :
   • universel;
   • spécialisé (exemples : serveur de fichiers, la toile serveur, serveur d'impression, etc.).
2. Par tailles :
   • bureau (bureau);
   • portable (ordinateur portable, iPad);
   • poche (paume);
   • appareils informatiques mobiles (PDA - a ssist numérique personnel a nt) qui combinent les fonctions d'un ordinateur de poche et d'un téléphone portable.
3. Pour la compatibilité matérielle :
   • PC IBM ;
   • Macintosh d'Apple.
4. Par type de processeur :
   • Intel (dans les ordinateurs personnels d'IBM);
   • Motorola (dans les ordinateurs personnels Macintosh).

La composition du système informatique

Considérez la configuration matérielle et logicielle, car souvent la solution des mêmes tâches peut être fournie à la fois par le matériel et le logiciel. Le critère dans chaque cas est l'efficacité du travail.

On pense que l'augmentation de l'efficacité du travail due au développement du matériel s'avère en moyenne plus coûteuse, mais la mise en œuvre de solutions par logiciel nécessite un personnel hautement qualifié.

Matériel

au matériel les systèmes informatiques comprennentappareils et appareils(en utilisant une conception modulaire en blocs).

Selon la façon dont les dispositifs sont placés par rapport à l'unité centrale, on distingue les dispositifs internes et externes. Les périphériques externes sont les périphériques d'E/S (périphériques) et appareils supplémentaires conçu pour le stockage de données à long terme.

La coordination entre les blocs et les nœuds individuels est effectuée à l'aide de dispositifs logiques matériels de transition - des interfaces matérielles qui fonctionnent conformément aux normes approuvées.

Les interfaces de tout système informatique peuvent être conditionnellement divisées ensérie et parallèle.

Les interfaces parallèles sont plus complexes, nécessitent une synchronisation entre l'émetteur et le récepteur, mais ont des performances plus élevées, qui se mesurentoctets par seconde(octets/s, Ko/s, Mo/s). Ils sont utilisés (rarement maintenant) lors de la connexion d'une imprimante.

Séquentiel - plus facile et plus lent, on les appelleinterfaces asynchrones. En raison du manque de synchronisation des packages, les données de charge utile sont précédées et complétées par des packages de données de service (1-3 bits de service par 1 octet), les performances sont mesuréesbits par seconde(bps, kbps, Mbps).

Ils sont utilisés pour connecter des périphériques d'entrée, de sortie et de stockage de souris, clavier, mémoire flash, capteurs, enregistreurs vocaux, caméras vidéo, appareils de communication, imprimantes, etc.

Normes sur les interfaces matérielles dans VT sont appelés protocoles. Le protocole est un ensemble de conditions techniques qui doivent être fournies par les développeurs de technologies informatiques pour une coordination réussie du fonctionnement de l'appareil.

Logiciel

Le logiciel (logiciel) ou la configuration logicielle sont des programmes (séquences ordonnées de commandes). Il y a une relation entre les programmes : certains travaillent à partir d'autres (de niveau inférieur), c'est-à-dire qu'il faut parler d'interface inter-programmes.

1. Niveau de base (BIOS) - le niveau le plus bas. Le logiciel sous-jacent est responsable de l'interaction avec le matériel sous-jacent. Le logiciel de base est stocké sur la puce permanent périphérique de stockage - ROM (mémoire morte (ROM)).

Si les paramètres des installations de base doivent être modifiés pendant le fonctionnement, appliquerreprogrammable Mémoire morte effaçable et programmable (EPROM) ). L'implémentation de la PROM est réalisée à l'aide d'une puce "mémoire non volatile" ou CMOS , qui fonctionne également au démarrage de l'ordinateur.

1. Niveau système- transitoire, assurant l'interaction d'autres programmes du système informatique, à la fois avec les programmes du niveau de base, et directement avec le matériel, en particulier avec le processeur central.

La prise en charge du système comprend :

• pilotes de périphérique- des programmes qui assurent l'interaction d'un ordinateur avec des appareils spécifiques ;
• outils d'installation programmes;
• signifie standard interface utilisateur,fournir une interaction efficace avec l'utilisateur, entrer des données dans le système et obtenir un résultat.

L'ensemble des formulaires de programmes au niveau du systèmecœur système opérateur PC.

Si l'ordinateur est équipé d'un logiciel au niveau du système, il est déjà préparé :

• à l'interaction du logiciel avec le matériel ;
• installer des programmes de niveaux supérieurs ;
• et surtout, à l'interaction de l'utilisateur.

obligatoire et généralement suffisant condition d'assurer travail personne sur l'ordinateur.

1. niveau de serviceLe logiciel vous permet de travailler avec des programmes de base et des programmes de niveau système. L'objectif principal des programmes utilitaires (utilitaires) est d'automatiser le travail de vérification, d'installation et de configuration d'un PC. De plus, ils sont utilisés pour améliorer et améliorer les fonctions des programmes système. Certains des programmes de niveau de service sont initialement inclus dans le système d'exploitation en standard.

Il existe deux directions alternatives pour le développement et l'exploitation des utilitaires : l'intégration avec le système d'exploitation et le fonctionnement autonome.

Dans le second cas, ils offrent à l'utilisateur plus d'options pour personnaliser son interaction avec le matériel et les logiciels.

1. Couche d'applicationest un ensemble de programmes d'application à l'aide desquels des tâches spécifiques sont effectuées sur un lieu de travail donné. Leur gamme est très large (de l'industriel au divertissant).

Disponibilité des logiciels d'application et étendue des fonctionnalités PC dépend directement du système d'exploitation utilisé, c'est-à-dire des outils système contenus dans son noyau et, par conséquent, de la manière dont il assure l'interaction : une personne programme un équipement.

Classification des logiciels utilitaires

1. Gestionnaires de fichiers (gestionnaires de fichiers). Ils copient, déplacent et renomment des fichiers, créent des répertoires, suppriment des fichiers et des répertoires, recherchent des fichiers et parcourent la structure des fichiers (par exemple, Explorer ( Windows Explorer).
2. Archiveurs outils de compression de fichiers
3. Outils de visualisation et de lecture. Des visualiseurs simples et polyvalents qui ne fournissent pas d'édition, mais vous permettent de visualiser (lire) des documents de différents types.
4. Outils de diagnosticpour automatiser les processus de diagnostics logiciels et matériels. Ils sont utilisés non seulement pour le dépannage, mais également pour optimiser les performances de l'ordinateur.
5. Moyens de contrôle (suivi) ou des moniteurs - vous permettent de surveiller les processus se produisant dans l'ordinateur. Deux modes sont utilisés : surveillance et contrôle en temps réel avec enregistrement des résultats dans un fichier protocole (utilisé lorsque la surveillance doit être assurée automatiquement et à distance).
6. Moniteurs d'installation- fournir un contrôle de l'installation du logiciel, surveiller l'état de l'environnement, vous permettre de restaurer les liens perdus à la suite de la suppression des programmes précédemment installés.

Les moniteurs les plus simples font généralement partie du système d'exploitation et sont placés au niveau du système.

1. Médias de communication(programmes de communication) - liens avec ordinateurs distants, servir la transmission de messages électroniques, etc.
2. Outils de sécurité informatique(actif et passif). La protection passive signifie qu'il s'agit de programmes Réserver une copie. Un logiciel antivirus est utilisé comme moyen de protection active.
3. Moyens d'électronique signature numérique (EDS).

Classification des programmes d'application

1. Éditeurs de texte(Bloc-notes, WordPad , Lexique, éditeur Norton Commander, etc.).
2. Traitement de texte(permettent non seulement de saisir et d'éditer des textes, mais aussi de formater, c'est-à-dire de les formater). Ainsi, les moyens des traitements de texte comportent des moyens d'interaction texte, graphiques , des tableaux, ainsi qu'un moyen d'automatiser le processus de formatage (Word).
3. Éditeur graphique. Ce sont raster (point), vecteur éditeurs et outils de création tridimensionnel graphiques (éditeurs 3D).

Dans les éditeurs raster ( Peindre ) un objet graphique est représenté comme une combinaison de points, chacun ayant les propriétés de luminosité et de couleur. Cette option est efficace dans les cas où l'image comporte de nombreux demi-teintes et où les informations sur la couleur des éléments de l'objet sont plus importantes que les informations sur leur forme. Les éditeurs raster sont largement utilisés pour retoucher des images, créer des effets photo, mais ils ne sont pas toujours pratiques pour créer de nouvelles images et ne sont pas économiques, car les images ont beaucoup de redondance.

Dans les éditeurs vectoriels ( CorelDrawComment ) l'objet élémentaire de l'image n'est pas un point, mais une ligne. Cette approche est typique pour le dessin et le travail graphique, lorsque la forme des lignes est plus importante que les informations sur la couleur des points individuels qui la composent. Cette représentation est beaucoup plus compacte que la représentation bitmap. Les éditeurs vectoriels sont pratiques pour créer des images, mais ne sont pratiquement pas utilisés pour traiter les dessins finis.

Les éditeurs graphiques 3D vous permettent de contrôler de manière flexible l'interaction des propriétés de la surface de l'objet avec les propriétés des sources lumineuses, ainsi que de créer une animation 3D, c'est pourquoi ils sont également appelés éditeurs graphiques 3D. D-animateurs.

1. Systèmes de gestion de bases de données(SGBD). Leurs fonctions principales sont :

• créer une base de données vide ;
• fournir les moyens de le remplir et d'importer des données à partir de tables dans une autre base de données ;
• fourniture d'outils d'accès aux données, de recherche et de filtrage.

1. Feuilles de calcul. Ce sont des outils complexes de stockage et de traitement des données ( exceller ). Fournir un large éventail de méthodes pour travailler avec des données numériques.
2. Systèmes de conception assistée par ordinateur(systèmes CAO). Conçu pour automatiser le travail de conception, il peut également effectuer des calculs élémentaires et sélectionner des éléments structurels à partir de bases de données.
3. Systèmes de PAO. Conçu pour automatiser le processus d'imposition des publications imprimées. Ils occupent une position intermédiaire entre les traitements de texte et les systèmes de conception automatique. Un cas d'utilisation typique est l'application à des documents qui ont été prétraités dans des traitements de texte et des éditeurs graphiques.
4. Systèmes experts(analyse des données contenues dans les bases de connaissances). Leur caractéristique est la capacité d'auto-développement (si nécessaire, il génère un ensemble suffisant de questions pour un expert et améliore automatiquement sa qualité).
5. Éditeurs WEB . Combinent les propriétés des éditeurs de texte et graphiques et sont destinés à la création et à l'édition Documents WEB.
6. Navigateurs (les spectateurs Documents WEB).
7. Systèmes d'entreprise intégrés.Principales fonctions édition et mise en forme des documents les plus simples, centralisation des communications par courrier électronique, télécopie et téléphone, envoi et suivi des documents de l'entreprise.
8. Comptabilité Les systèmes combinent les fonctions d'éditeurs de texte et de tableurs, automatisent la préparation et la comptabilisation des documents primaires, la tenue des comptes du plan comptable et la préparation de rapports réguliers.
9. Analyse financièresystèmes. Utilisé dans les structures bancaires et d'échange. Ils vous permettent de contrôler et de prévoir la situation sur les marchés financiers, boursiers et des matières premières, d'analyser, de préparer des rapports.
10. géoinformationsystèmes (SIG). Sont destinés à l'automatisation des travaux cartographiques et géodésiques.
11. Systèmes de montage vidéotraitement vidéo.
12. Éducatif, évolutif, de référence et divertissantprogrammes. Leur particularité réside dans les besoins accrus en outils multimédias (compositions musicales, animation graphique et vidéos).

En plus du matériel et des logiciels, il existeAide à l'information(correcteur orthographique, dictionnaires, thésaurus, etc.)

Dans les systèmes informatiques spécialisés (embarqués), un ensemble de logiciels et de supports d'informations est appelé logiciel mathématique.

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Le concept de système informatique

Un ensemble spécifique d'appareils et de programmes interactifs conçus pour servir une zone de travail est appelé système informatique.

Un ensemble de dispositifs destinés au traitement automatique ou automatisé des données est appelé la technologie informatique ou matériel. La composition du système informatique est appelée configuration. Le matériel et les logiciels d'un système informatique sont considérés séparément.

Les critères de choix d'une solution matérielle et logicielle sont performance Et efficacité.

Le dispositif central d'un système informatique est un ordinateur. Ordinateur est un appareil électronique conçu pour automatiser la création, le stockage, le traitement et le transport de données. Bien que le matériel et le logiciel soient considérés séparément, il convient de noter que ces moyens d'un système informatique fonctionnent en étroite connexion et en interaction continue.

L'histoire du développement de la technologie informatique. générations d'ordinateurs.

(Offert aux étudiants pour l'auto-apprentissage).

Classement informatique

L'utilisation massive des PC ne doit pas occulter le fait qu'en plus des PC il existe d'autres systèmes informatiques beaucoup plus puissants :

superordinateurs;

gros ordinateurs (ordinateurs centraux);

· mini-ordinateurs ;

micro-ordinateurs (y compris les PC personnels).

Ces ordinateurs sont :

performance;

tailles;

finalité fonctionnelle.

Architecture et structure informatique

Lorsque l'on considère les dispositifs informatiques, il est d'usage de faire la distinction entre leur architecture et leur structure.

architecture une description d'un ordinateur est appelée sa description à un certain niveau général, y compris une description des capacités de programmation de l'utilisateur, des systèmes de commande, des systèmes d'adressage, de l'organisation de la mémoire, etc. L'architecture détermine les principes de fonctionnement, les liaisons d'information et l'interconnexion des principaux nœuds logiques d'un ordinateur : processeur, mémoire vive, mémoire externe et périphériques. L'architecture commune des différents ordinateurs assure leur compatibilité du point de vue de l'utilisateur.

Structure ordinateur est un ensemble de ses éléments fonctionnels et des connexions entre eux. Les éléments peuvent être divers appareils- des nœuds logiques principaux d'un ordinateur aux circuits les plus simples. La structure d'un ordinateur est représentée graphiquement sous la forme de schémas fonctionnels, qui peuvent être utilisés pour décrire l'ordinateur à n'importe quel niveau de détail.

architecture classique(architecture von Neumann) - une unité logique arithmétique (ALU) à travers laquelle passe le flux de données et une unité de contrôle (CU) à travers laquelle passe le flux de commandes - le programme. Ce ordinateur monoprocesseur. Ce type d'architecture comprend également l'architecture d'un ordinateur personnel avec bus commun. Tous les blocs fonctionnels sont ici interconnectés par un bus commun, également appelé autoroute du système. Physiquement, le tronc est une ligne multifilaire avec des prises pour connecter des circuits électroniques. L'ensemble des fils principaux est divisé en groupes distincts : bus d'adresse, bus de données et bus de commande.

Pour une étude efficace des technologies informatiques appliquées, il est extrêmement important d'avoir une compréhension claire du matériel et des logiciels de la technologie informatique. La composition de la technologie informatique s'appelle configuration . Le matériel informatique et les logiciels sont considérés séparément. En conséquence, nous considérons séparément configuration matérielle et eux programme configuration. Ce principe de séparation est d'une importance particulière pour l'informatique, car très souvent la solution des mêmes problèmes peut être fournie à la fois par le matériel et le logiciel. Les critères de choix d'une solution matérielle ou logicielle sont la performance et l'efficacité. Par exemple, saisissez du texte dans un éditeur de texte ou utilisez un scanner.

Configuration matérielle de base d'un ordinateur personnel

L'ordinateur personnel est un système technique universel. Son configuration (composition de l'équipement) peut être modifié de manière flexible selon les besoins. Cependant, il existe une notion configuration de base , ce qui est considéré comme typique, c'est-à-dire équipement minimum. Dans un tel kit, l'ordinateur est généralement fourni. Le concept de configuration de base peut changer. Actuellement, les appareils suivants sont pris en compte dans la configuration de base (Fig. 2.1.):

Jetons un coup d'œil à ses parties.

Les principaux moyens techniques d'un ordinateur personnel comprennent:

- unité système;

- moniteur (affichage);

- clavier.

De plus, vous pouvez vous connecter à un ordinateur, par exemple :

- Imprimante;

- souris;

- numériseur;

- modem (modulateur-démodulateur);

- traceur;

- manette, etc...

Unité système

L'unité centrale est le nœud principal à l'intérieur duquel les composants les plus importants sont installés. Unité système (voir fig. 2.2., 2.3.) - il s'agit d'un cas dans lequel se trouve presque tout le matériel de l'ordinateur.

Appareils à l'intérieur bloc système appelé interne, et les appareils qui y sont connectés de l'extérieur sont appelés externe. Options externes, également appelées périphérique.

Organisation interne bloc système :

· carte mère ;

· Disque dur :

lecteur de disquette;

Lecteur CD ROM;

carte vidéo (adaptateur vidéo);

· carte son;

· Unité de puissance.

Les systèmes situés sur carte mère :

· RAM;

processeur;

Puce ROM et système BIOS ;

interfaces de bus, etc.

Les disques magnétiques, contrairement à la RAM, sont conçus pour le stockage permanent d'informations.

Il existe deux types de disques magnétiques utilisés dans un PC :

disque dur (disque dur);

Disquettes amovibles (disquettes).

Disque dur est destiné au stockage permanent des informations plus ou moins souvent utilisées dans le travail: programmes du système d'exploitation, compilateurs de langages de programmation, programmes de service (service), programmes d'application utilisateur, document texte, fichiers de base de données, etc. Winchester est de loin supérieur aux disquettes en termes de vitesse d'accès, de capacité et de fiabilité.