При розгляді комп'ютерів прийнято розрізняти їхню архітектуру і структуру.

Які характеристики комп'ютера стандартизуються реалізації принципу відкритої архітектури?

Регламентуються та стандартизуються лише опис принципу дії комп'ютера та його конфігурація (певна сукупність апаратних засобів та з'єднань між ними). Таким чином комп'ютер можна збирати з окремих вузлів та деталей, розроблених та виготовлених незалежними фірмами-виробниками. Комп'ютер легко розширюється і модернізується за рахунок наявності внутрішніх розширювальних гнізд, які користувач може вставляти різноманітні пристрої, і, тим самим встановлювати конфігурацію своєї машини відповідно до своїх особистих уподобань.

Вкажіть відмінні риси класичної архітектури ("фон-нейманівської")?

Архітектура фон Неймана. Один арифметико-логічний пристрій (АЛП), через який проходить потік даних, і один пристрій управління (УУ), через який проходить потік команд - програма. Це однопроцесорний комп'ютер. До цього типу архітектури належить і архітектура персонального комп'ютераіз загальною шиною. Всі функціональні блоки тут пов'язані між собою загальною шиною, яка також називається системною магістраллю.

Фізично магістраль є багатопровідною лінією з гніздами для підключення електронних схем. Сукупність проводів магістралі поділяється окремі групи: шину адреси, шину даних і шину управління.

Периферійні пристрої (принтер та ін) підключаються до апаратури комп'ютера через спеціальні контролери - пристрої керування периферійними пристроями.

Контролер- пристрій, який пов'язує периферійне обладнання або канали зв'язку з центральним процесором, звільняючи процесор від безпосереднього керування функціонуванням обладнання.

Назвіть переваги стандартних та нестандартних комп'ютерних архітектур.

Стандартні архітектури орієнтовані рішення широкого кола різних завдань. При цьому перевага у швидкодії багатопроцесорних та багатомашинних обчислювальних систем перед однопроцесорними очевидна. При вирішенні деяких специфічних завдань нестандартна архітектура дозволяє отримати більшу продуктивність.

Назвіть найбільш характерні галузі застосування стандартних та нестандартних комп'ютерних архітектур

1. Класична архітектура. Це однопроцесорний комп'ютер. До цього типу архітектури належить і архітектура персонального комп'ютера із загальною шиною. Периферійні пристрої (принтер та ін) підключаються до апаратури комп'ютера через спеціальні контролери - пристрої керування периферійними пристроями.

2. Багатопроцесорна архітектура. Наявність у комп'ютері кількох процесорів означає, що паралельно може бути організовано багато потоків даних та багато потоків команд. Таким чином, паралельно можуть виконуватись кілька фрагментів одного завдання.

3. Багатомашинна обчислювальна система. Тут кілька процесорів, які входять у обчислювальну систему, немає загальної оперативної пам'яті, а мають кожен свою (локальну). Кожен комп'ютер у багатомашинній системі має класичну архітектуру, і така система застосовується досить широко. Ефект від застосування такої обчислювальної системи може бути отриманий тільки при вирішенні завдань, що мають дуже спеціальну структуру: вона повинна розбиватися на стільки пов'язаних підзадач, скільки комп'ютерів в системі. Перевага у швидкодії багатопроцесорних та багатомашинних обчислювальних систем перед однопроцесорними очевидна.

4. Архітектура із паралельними процесорами. Тут кілька АЛУ працюють під керуванням одного УУ. Це означає, що багато даних може оброблятися за однією програмою - тобто по одному потоку команд. Високу швидкодію такої архітектури можна отримати тільки на задачах, в яких однакові обчислювальні операції виконуються одночасно на різних однотипних наборах даних. У сучасних машинах часто є елементи різних типів архітектурних рішень. Існують і такі архітектурні рішення, що радикально відрізняються від розглянутих вище.

Вкажіть переваги відкритих та закритих комп'ютерних архітектур

Переваги відкритої архітектури:

Конкуренція між виробниками призвела до здешевлення комп'ютерних комплектуючих, а отже, і самих комп'ютерів.

Поява великої кількості комп'ютерного обладнання дозволило покупцям розширити свій вибір, що також сприяло зниженню цін на комплектуючі та підвищенню їхньої якості.

Модульна структура комп'ютера та простота складання дозволила користувачам самостійно вибирати необхідні їм пристрої та з легкістю проводити їх установку, також стало можливим без особливих складнощів у домашніх умовах збирати та модернізувати свій комп'ютер.

Можливість модернізації призвела до того, що користувачі змогли вибирати комп'ютер виходячи зі своїх справжніх потреб та товщини кишені, що знову ж таки сприяло дедалі більшій популярності персональних комп'ютерів.

Перевага закритої архітектури:

Закрита архітектура не дає можливості іншим виробникам випускати додаткові зовнішні пристрої для комп'ютерів, відповідно немає проблеми сумісності пристроїв від різних виробників.

Чому апаратну та програмну конфігурацію комп'ютера розглядають окремо?

Позиція 13 Базова апаратна конфігурація персонального комп'ютера

Запитання для самостійного викладу

Опишіть функції процесора. Вкажіть основні характеристики процесора та їх типові значення.

Основні функції процесора:

Вибірка (читання) виконуваних команд;

Введення (читання) даних із пам'яті або пристрою введення/виводу;

Виведення (запис) даних у пам'ять або пристрої вводу/виводу;

Обробка даних (операндів), у тому числі арифметичні операціїнад ними;

Адресація пам'яті, тобто завдання адреси пам'яті, з яким проводитиметься обмін;

Обробка переривань та режиму прямого доступу.

Характеристики процесора:

Кількість розрядів шини даних

Кількість розрядів його шини адреси

Кількість керуючих сигналів у шині управління.

Розрядність шини даних визначає швидкість роботи системи. Розрядність шини адреси визначає припустиму складність системи. Кількість ліній управління визначає різноманітність режимів обміну та ефективність обміну процесора з іншими пристроями системи.

Крім висновків для сигналів трьох основних шин процесор завжди має висновок (або два висновки) для підключення зовнішнього тактового сигналу або кварцового резонатора (CLK), так як процесор завжди тактує пристрій. Чим більша тактова частота процесора, тим він швидше працює, тобто швидше виконує команди. Втім, швидкодія процесора визначається як тактовою частотою, а й особливостями його структури. Сучасні процесори виконують більшість команд за один такт і мають засоби для паралельного виконання кількох команд. Тактова частота процесора пов'язана прямо і жорстко зі швидкістю обміну магістралі, оскільки швидкість обміну магістралі обмежена затримками поширення сигналів і спотвореннями сигналів на магістралі. Тобто тактова частота процесора визначає лише його внутрішню швидкодію, а чи не зовнішнє. Іноді тактова частота процесора має нижню і верхню межі. При перевищенні верхньої межі частоти можливе перегрівання процесора, а також збої, причому найнеприємніше, що виникають не завжди і нерегулярно.

Сигнал початкового скидання RESET. При включенні живлення, при аварійній ситуації або зависанні процесора, подача цього сигналу призводить до ініціалізації процесора, змушує його приступити до виконання програми початкового запуску. Аварійна ситуація може бути викликана перешкодами по ланцюгах живлення та "землі", збоями в роботі пам'яті, зовнішніми іонізуючими випромінюваннями та ще безліччю причин. В результаті процесор може втратити контроль над програмою, що виконується, і зупинитися в якійсь адресі. Для виходу з цього стану використовується сигнал початкового скидання. Цей же вхід початкового скидання може використовуватися для оповіщення процесора про те, що напруга живлення стала нижчою за встановлену межу. У такому разі процесор переходить до виконання програми збереження важливих даних. По суті, цей вхід є особливим різновидом радіального переривання.

Іноді мікросхема процесора має ще один-два входи радіальних переривань для обробки особливих ситуацій (наприклад, для переривання від зовнішнього таймера).

Шина живлення сучасного процесора зазвичай має одну напругу живлення (+5В або +3,3В) та загальний провід ("землю"). Перші процесори нерідко вимагали кількох напруг живлення. У деяких процесорах передбачено режим зниженого споживання енергії. Загалом, сучасні мікросхеми процесорів, особливо з високими тактовими частотами, споживають досить велику потужність. У результаті підтримки нормальної робочої температури корпусу ними нерідко доводиться встановлювати радіатори, вентилятори і навіть спеціальні микрохолодильники.

Для підключення процесора до магістралі використовуються буферні мікросхеми, щоб забезпечити, якщо необхідно, демультиплексування сигналів та електричне буферування сигналів магістралі. Іноді протоколи обміну системною магістралі і з шин процесора не збігаються між собою, тоді буферні мікросхеми ще й узгодять ці протоколи один з одним. Іноді у мікропроцесорній системі використовується кілька магістралей (системних і локальних), тоді кожної із магістралей застосовується свій буферний вузол. Така структура характерна, наприклад, персональних комп'ютерів.

Після включення живлення процесор переходить у першу адресу програми початкового пуску та виконує цю програму. Ця програма попередньо записана на постійну (енергонезалежну) пам'ять. Після завершення програми початкового пуску процесор починає виконувати основну програму, що у постійної чи оперативної пам'яті, навіщо вибирає по черзі всі команди. Від цієї програми процесор можуть відволікати зовнішні переривання чи запити ПДП. Команди з пам'яті процесор вибирає за допомогою циклів читання магістраллю. При необхідності процесор записує дані в пам'ять або пристрої введення/виводу за допомогою циклів запису або читає дані з пам'яті або пристроїв введення/виводу за допомогою циклів читання.

Вкажіть, що лежить в основі розподілу пам'яті комп'ютера на внутрішню та зовнішню. Перерахуйте, що входить у внутрішню пам'ять?

Внутрішня пам'ять комп'ютера призначена для зберігання програм і даних, з якими процесор безпосередньо працює, поки комп'ютер увімкнено. У сучасних комп'ютерах елементи внутрішньої пам'яті виготовляються мікросхемах. Зовнішня пам'ять комп'ютера призначена для тривалого зберігання великих обсягів інформації. Вимкнення живлення комп'ютера не призводить до втрати даних у зовнішній пам'яті. До складу внутрішньої пам'яті входять оперативна пам'ять, кеш-пам'ять та спеціальна пам'ять.

Опишіть функції оперативної пам'яті. Вкажіть основні характеристики оперативної пам'яті та їх типові значення.

Оперативна пам'ять - (ОЗУ, англ. RAM, Random Access Memory - пам'ять з довільним доступом) - це швидке запам'ятовуючий пристрій невеликого об'єму, безпосередньо пов'язаний з процесором і призначений для запису, зчитування та зберігання програм і даних, що виконуються цими програмами.

Оперативна пам'ять використовується тільки для тимчасового зберігання даних і програм, оскільки коли машина вимикається, все, що знаходилося в ОЗУ, пропадає. Доступ до елементів оперативної пам'яті прямий - це означає, що кожен байт пам'яті має свою індивідуальну адресу.

Об'єм ОЗУ зазвичай становить від 32 до 512 Мбайт. Для нескладних адміністративних завдань буває достатньо 32 Мбайт ОЗУ, але складні завдання комп'ютерного дизайну можуть вимагати від 512 Мбайт до 2 Гбайт ОЗУ.

Зазвичай ОЗУ виконується з інтегральних мікросхем пам'яті SDRAM (синхронна динамічна ОЗУ). Кожен інформаційний біт в SDRAM запам'ятовується як електричного заряду крихітного конденсатора, утвореного у структурі напівпровідникового кристала. Через струми витоку такі конденсатори швидко розряджаються, і їх періодично (приблизно кожні 2 мілісекунди) заряджають спеціальні пристрої. Цей процес називається регенерацією пам'яті (Refresh Memory). Мікросхеми SDRAM мають ємність 16 – 256 Мбіт та більше. Вони встановлюються в корпуси та збираються в модулі пам'яті.

Яким є призначення зовнішньої пам'яті? Перелічіть різновиди пристроїв зовнішньої пам'яті.

Зовнішня пам'ять (ВЗП) призначена для тривалого зберігання програм і даних, і цілісність її вмісту залежить від того, включений чи вимкнений комп'ютер. На відміну від оперативної пам'яті, зовнішня пам'ять немає прямого зв'язку з процесором.

До складу зовнішньої пам'яті комп'ютера входять:

Накопичувачі на жорстких магнітних дисках;

Накопичувачі на гнучких магнітних дисках;

Накопичувачі на компакт-дисках;

Накопичувачі на магніто-оптичних компакт-дисках;

Накопичувачі на магнітній стрічці (стримери) та ін.

Опишіть принцип роботи жорсткого диска. Вкажіть основні характеристики жорсткого диска та їх типові значення.

Накопичувач на жорстких магнітних дисках – (англ. HDD – Hard Disk Drive) або вінчестерський накопичувач- це найбільш масовий пристрій великої ємності, в якому носіями інформації є круглі алюмінієві пластини - платтериобидві поверхні яких покриті шаром магнітного матеріалу. Використовується для постійного зберігання інформації - програм та даних.

Як і дискети, робочі поверхні плотерів розділені на кільцеві концентричні доріжки, а доріжки - на сектори. Головки зчитування-запису разом з їх конструкцією, що несе, і дисками укладені в герметично закритий корпус, званий модулем даних. Під час встановлення модуля даних на дисковод він автоматично з'єднується з системою, що підкачує очищене охолоджене повітря. Поверхня плоттера має магнітне покриття товщиною всього лише в 1,1 мкм, а також шар мастила для запобігання головці від пошкодження при опусканні та підйомі на ходу. При обертанні плотера над ним утворюється повітряний шар, який забезпечує повітряну подушку зависання головки на висоті 0,5 мкм над поверхнею диска.

Вінчестерські накопичувачі мають дуже велику ємність: від 10 до 100 Гбайт. У сучасних моделей швидкість обертання шпинделя (крутного валу) зазвичай становить 7200 об/хв, середній час пошуку даних 9 мс, середня швидкість передачі до 60 Мбайт/с. На відміну від дискети, жорсткий диск обертається безперервно. Всі сучасні накопичувачі мають вбудований кеш (зазвичай 2 Мбайта), який істотно підвищує їх продуктивність. Вінчестерський накопичувач пов'язаний із процесором через контролер жорсткого диска.

Що таке порти пристроїв? Охарактеризуйте основні види портів.

Існує чимало систем класифікації комп'ютерів. Ми розглянемо лише деякі з них, зосередившись на тих, про які найчастіше згадують у доступній технічній літературі та засобах масової інформації.

Класифікація за призначенням
Класифікація за призначенням - один із найбільш ранніх методів класифікації. Він пов'язаний з тим, як комп'ютер застосовується. За цим принципом розрізняють великі ЕОМ (електронно-обчислювальні машини), міні-ЕОМ, мікро-ЕОМ та персональні комп'ютери, які, у свою чергу, підрозділяють па масові, ділові, портативні, розважальні та робочі станції.

Склад обчислювальної системи називається конфігурацією. Апаратні та програмні засоби обчислювальної техніки прийнято розглядати окремо. Відповідно, окремо розглядають апаратну конфігурацію обчислювальних систем та їхню програмну конфігурацію. Такий принцип поділу має для інформатики особливе значення, оскільки дуже часто вирішення тих самих завдань може забезпечуватися як апаратними, так і програмними засобами. Критеріями вибору апаратного чи програмного рішення є продуктивність та ефективність.

У чому ви бачите діалектичний характер зв'язку між програмним забезпеченням та апаратним?
Назвіть чотири основні рівні програмного забезпечення. Який порядок їхньої взаємодії?
До якого класу належать програмні засоби, вбудовані у відеомагнітофон, програмовану пральну машину, СВЧ піч?
У чому переваги та недоліки виконання офісних робіт (наприклад копіювально-розмножувальних) апаратними та програмними засобами?
Які категорії програмного забезпечення можуть бути використані в роботі малого підприємства та для яких цілей?
Які види робіт, характерні для великого промислового підприємства (наприклад, машинобудівного заводу), можуть бути автоматизовані з
допомогою комп'ютерів? Які категорії програмних засобів для цього
необхідні?
Назвіть основні категорії програмного забезпечення, які стосуються класуграфічних редакторів. У чому полягає принципова різниця між цимикатегоріями?
Що спільного та в чому різниця між поняттями програмного забезпечення та інформаційне забезпечення засобів обчислювальної техніки?

Склад обчислювальної системи. Склад обчислювальної системи Розглядають апаратну та програмну конфігурацію т. Інтерфейси будь-якої обчислювальної системи можна умовно поділити на послідовні та паралельні. Системний рівень перехідний забезпечує взаємодію інших програм комп'ютерної системи як із програмами базового рівня і безпосередньо з апаратним забезпеченням зокрема із центральним процесором.

Поділіться роботою у соціальних мережах

Якщо ця робота Вам не підійшла внизу сторінки, є список схожих робіт. Також Ви можете скористатися кнопкою пошук

Лекція 4. Історія розвитку обчислювальної техніки. Класифікація комп'ютерів Склад обчислювальної системи. Апаратне та програмне забезпечення. Класифікація службових та прикладних програмних засобів

Історія розвитку обчислювальної техніки

Першими рахунковими пристроями були механічні пристрої. У 1642 році французький механікБлез Паскаль розробив компактний підсумовуючий пристріймеханічний калькулятор.

У 1673 р. німецький математик і філософЛейбніц удосконалив його шляхом додаванняоперацій множення та поділу. Протягом 18 століття розроблялися все більш досконалі, але, як і раніше, механічні обчислювальні пристрої на основі зубчастих, рейкових, важільних та інших механізмів.

Ідея програмування обчислювальних операцій прийшла звартовий промисловості. Таке програмування було жорстким: одна й та сама операція виконувалася в один і той же час (приклад робота верстата по копіру).

Ідея гнучкого програмуванняобчислювальних операцій була висловлена ​​англійським математикомЧарльзом Беббіджему 1836-1848 рр. Особливістю його аналітичної машини був принцип поділу інформації накоманди та дані. Проте проект не було реалізовано.

Програми обчислень на машині Беббіджа, складені дочкою поета БайронаАдой Лавлейс (1815-1852), дуже схожі з програмами, складеними згодом перших ЕОМ. Цю чудову жінку назвалипершим програмістом світу.

Під час переходу від режиму реєстраціїположень механічного пристрою до режимуреєстрації станів елементів електронного пристроюдесяткова система сталанезручною, тому що станів елементів тількидва : увімкнено та вимкнено.

Можливість подання будь-якихчисел у двійковій формібула вперше висловлена ​​Лейбніцем у 1666 році.

Ідея кодування логічних висловлювань у математичних виразах:

• істина (True) або брехня (False);
• у двійковому коді 0 або 1,

була реалізована англійським математиком Джорджем Булем (1815-1864) у першій половиніХІХ століття.

Проте розроблена ним алгебра логіки " алгебра Буля " знайшла застосування лише у наступному столітті, коли знадобився математичний апарат проектування схем ЕОМ, використовують двійкову систему числення. "Поєднав" математичну логіку з двійковою системою числення та електричними ланцюгами американський вчений Клод Шеннон у своїй знаменитій дисертації (1936 р.).

У логічній алгебрі при створенні ЕОМ використовуються вздебільшого 4 операції:

• І (перетин або кон'юнкція - A^ B);
• АБО (об'єднання чи диз'юнкція - AvB);
• НЕ (інверсія - | A);
• ВИКЛЮЧНЕ АБО ( A*| B+| A * B).

У 1936 р. англійський математик А. Т'юрінг і, незалежно від нього Е. Пост, висунули та розробили концепціюабстрактної обчислювальної машини. Вони довели принципову можливість розв'язання автоматами будь-якої проблеми за умови можливості її алгоритмізації.

У 1946 р. Джоном фон Нейманом, Голдстайном і Берксом (Принстонський інститут перспективних досліджень) було складено звіт, який містив детальний описпринципів побудови цифрових ЕОМ, які використовуються досі.

1. В архітектуру ЕОМ Джона фон Неймана входять:
   1. центральний процесор, Що складається з пристрою управління (УУ) та арифметико-логічного пристрою (АЛУ);
   2. пам'ять : оперативна (ОЗУ) та зовнішня;
   3. пристрої введення;
   4. пристрої виведення.
2. Принципи роботи ЕОМ, запропоновані фон Нейманом:
   1. однорідність пам'яті;
   2. програмне управління;
   3. адресність.
3. Можна виділити основні покоління ЕОМ та їх характеристики:

Роки застосування	1955 60 рр.	1960 65 рр.	1965 70 років.	1970 90 рр.	З 1990 р. по справжнє час
Основний елемент	Електронна лампа	Транзистор	ІС (1400 елементів)	Велика ІС (Дісятки тис. елементів)	Велика ІС (мільйони елементів)
Приклад ЕОМ	IBM 701 (1952 р.)	IBM 360-40 (1964 р.)	IBM 370- 145 (1970 р.)	IBM 370-168 (1972 р.)	IBM Server z990 2003
Швидкодій- ність, опер./с	8 000	246 000	1 230 000	7 700 000	9*10 9
Місткість ОЗУ, байт	20 480	256 000	512 000	8 200 000	256*10 9
Примітка	Шеннон, фон Нейман, Норберт Вінер	Мови ФОРТРАН, КОБОЛ, АЛГОЛ	Мініком- п'ютер, ОС MS DOS, ОС Unix, мережа	PC, графічно- ські ОС, інтернет	Штучний- ний інтелект, розпізнає- вання мови, лазер

Бурхливий розвиток обчислювальних систем почався у 60-х роках 20 століття з відмовою віделектронних лампта розвитком напівпровідниковий,а потім і лазерної техніки.

Ефективність ЕОМ (комп'ютерів) значно зросла у 70-х роках 20 століття з розробкою процесорів на базіінтегральних мікросхем.

Якісний стрибок у розвитку комп'ютерів відбувся у 80-х роках XX століття з винаходомперсонального комп'ютера та розвитком всесвітньої інформаційної мережі - інтернету.

Класифікація комп'ютерів

1. За призначенням:
   • суперкомп'ютери;
   • сервери;
   • вбудовані комп'ютери (мікропроцесори);
   • персональні комп'ютери.

Суперкомп'ютери - обчислювальні центри - створюються на вирішення гранично складних обчислювальних завдань (моделювання складних явищ, обробки надвеликих обсягів інформації, складання прогнозів тощо.).

Сервери (від англійського слова serve обслуговувати, управляти) - комп'ютери, що забезпечують роботу локальної чи глобальної мережі, що спеціалізуються на наданні інформаційних послуг та обслуговування комп'ютерів великих підприємств, банків, навчальних закладів тощо.

Вбудовані комп'ютери (мікропроцесори) набули масового поширення у виробництві та побутовій техніці, де управління може бути зведене до виконання обмеженої послідовності команд (роботи на конвеєрі, бортові, інтегровані в побутову техніку тощо)

Персональні комп'ютери ( PC ) призначені до роботи однієї людини, тому застосовуються повсюдно. Їх народженням вважається 12 серпня 1981, коли корпорація IBM представила їх першу модель. PC зробили комп'ютерну революцію у житті мільйонів людей і вплинули на розвиток людського суспільства.

PC поділяються на масові, ділові, портативні, розважальні та робочі станції.

Стандарти PC:

• Consumer PC (масовий);
  • Office PC (діловий);
  • Entertainment PC (розважальний);
  • Workstation PC (робоча станція);
  • Mobile PC (портативний).

Більшість PC - масові.

Ділові (офісні) PC містять професійні програми, але в них мінімізовані вимоги до графічних засобів та засобів відтворення звуку.

У розважальних PC широко представлені кошти Multimedia.

У робочих станціях підвищено вимоги до зберігання даних.

Для портативних обов'язковою є наявність засобів доступу до комп'ютерної мережі.

1. За рівнем спеціалізації:
   • універсальні;
   • спеціалізовані (приклади: файл-сервер, Web -сервер, сервер друку тощо).
2. За типорозмірами:
   • настільні (desktop);
   • носять (notebook, iPad);
   • кишенькові (palmtop);
   • мобільні обчислювальні пристрої (PDA - p ersonal d igital a ssist a nt), що поєднують у собі функції palmtop та стільникових телефонів.
3. За апаратною сумісністю:
   • IBM PC;
   • Apple Macintosh.
4. За типом процесора:
   • Intel (у персональних комп'ютерах фірми IBM);
   • Motorola (у персональних комп'ютерах фірми Macintosh).

Склад обчислювальної системи

Розглядають апаратну і програмну конфігурацію, тому що часто вирішення тих самих завдань може забезпечуватися як апаратними, так і програмними засобами. Критерієм у разі є ефективність роботи.

Вважається, що підвищення ефективності роботи за рахунок розвитку апаратних засобів виявляється в середньому дорожчим, зате реалізація рішень програмним шляхом потребує високої кваліфікації персоналу.

Апаратне забезпечення

До апаратного забезпеченню обчислювальних систем відносятьсяпристрої та прилади(Використовується блочно-модульна конструкція).

За способом розміщення пристроїв щодо центрального процесорного пристрою розрізняють внутрішні та зовнішні пристрої. Зовнішні - це пристрої введення-виводу (периферійні пристрої) та додаткові пристроїпризначені для тривалого зберігання даних.

Узгодження між окремими блоками та вузлами здійснюється за допомогою перехідних апаратно-логічних пристроїв - апаратних інтерфейсів, що працюють відповідно до затверджених стандартів.

Інтерфейси будь-якої обчислювальної системи можна умовно поділити напослідовні та паралельні.

Паралельні інтерфейси більш складні, вимагають синхронізації передавального та приймаючого пристроїв, але мають більш високу продуктивність, яка вимірюєтьсябайтами за секунду(байт/с, Кбайт/с, Мбайт/с). Застосовуються (зараз рідко) при підключенні принтера.

Послідовні - простіше та повільніше, їх називаютьасинхронними інтерфейсами. Через відсутність синхронізації посилок корисні дані передують і завершують посилками службових даних (на 1 байт - 1-3 службові біти), продуктивність вимірюєтьсябітами за секунду(біт/с, Кбіт/с, Мбіт/с).

Застосовуються для підключення пристроїв введення, виведення та зберігання інформації миші, клавіатури, флеш-пам'яті, датчиків, диктофонів, відеокамер, пристроїв зв'язку, принтерів тощо.

Стандарти на апаратні інтерфейси у ВТ називаютьпротоколами. Протокол – це сукупність технічних умов, які мають бути забезпечені розробниками комп'ютерної техніки для успішного узгодження роботи пристроїв.

Програмне забезпечення

Програмне забезпечення (ПЗ) або програмна конфігурація - це програми (упорядковані послідовності команд). Між програмами існує взаємозв'язок: одні працюють, спираючись на інші (нижчого рівня), тобто слід говорити про міжпрограмний інтерфейс.

1. Базовий рівень (BIOS) - Найнижчий рівень. Базове забезпечення відповідає взаємодію Космосу з базовими апаратними засобами. Базові програмні засоби зберігаються у мікросхеміпостійного пристрою -ПЗП (Read Only Memory (ROM)).

Якщо параметри базових засобів необхідно змінювати під час експлуатації, застосовуютьперепрограмованіЗП або ППЗП (Erasable and Programmable Read Only Memory (EPROM) ). Реалізація ППЗУ здійснюється за допомогою мікросхеми "енергонезалежної пам'яті" або CMOS , яка також працює під час початкового завантаження комп'ютера.

1. Системний рівень- перехідний, який би взаємодія інших програм комп'ютерної системи, як із програмами базового рівня, і безпосередньо з апаратним забезпеченням, зокрема із центральним процесором.

До складу системного забезпечення входять:

• драйвери пристроїв- Програми, що забезпечують взаємодію комп'ютера з конкретними пристроями;
• засоби встановленняпрограм;
• стандартні засобиінтерфейсу користувача,що забезпечують ефективну взаємодію з користувачем, введення даних у систему та отримання результату.

Сукупність програм системного рівня утворюєядро операційної системи PC.

Якщо комп'ютер оснащено програмним забезпеченням системного рівня, він вже підготовлений:

• до взаємодії програмних засобів із обладнанням;
• до встановлення програм вищих рівнів;
• а найголовніше до взаємодії з користувачем.

обов'язкове та в основному достатнє умова для забезпеченняроботи людини на комп'ютері.

1. Службовий рівеньпрограмного забезпечення дає можливість роботи, як із програмами базового рівня, і з програмами системного рівня. Основне призначення службових програм (утиліт) - в автоматизації робіт з перевірки, налагодження та налаштування PC. Крім того, вони використовуються для розширення та покращення функцій системних програм. Деякі з програм службового рівня спочатку включаються до складу операційної системи як стандартні.

У розробці та експлуатації службових програм існують два альтернативні напрямки: інтеграція з операційною системою та автономне функціонування.

У другому випадку вони надають користувачеві більше можливостей для персонального налаштування їх взаємодії з апаратним та програмним забезпеченням.

1. Прикладний рівень- це комплекс прикладних програм, з допомогою яких цьому робочому місці виконуються конкретні завдання. Спектр їх дуже широкий (від виробничих до розважальних).

Доступність прикладного ПЗ та широта функціональних можливостей PC безпосередньо залежить від використовуваної операційної системи, тобто які системні засоби містить її ядро ​​і, отже, як вона забезпечує взаємодію: людина програми програми обладнання.

Класифікація службових програмних засобів

1. Диспетчери файлів (файлові менеджери). За допомогою них виконується копіювання, переміщення та перейменування файлів, створення каталогів, видалення файлів і каталогів, пошук файлів та навігація у файловій структурі (наприклад, Провідник ( Windows Explorer)).
2. Архіватори засоби стиснення файлів
3. Засоби перегляду та відтворення. Прості та універсальні засоби перегляду, що не забезпечують редагування, але дозволяють переглядати (відтворювати) документи різних типів.
4. Засоби діагностикидля автоматизації процесів діагностики програмного та апаратного забезпечення. Використовуються не тільки для усунення несправностей, але й для оптимізації комп'ютера.
5. Засоби контролю (моніторингу) або монітори - дозволяють стежити за процесами, що відбуваються на комп'ютері. Використовуються два режими: спостереження в реальному масштабі часу та контроль із записом результатів у протокольному файлі (використовується, коли моніторинг необхідно забезпечити автоматично та дистанційно).
6. Монітори встановлення- Забезпечують контроль установки програмного забезпечення, стежать за станом навколишнього програмного середовища, дозволяють відновлювати зв'язки, втрачені в результаті видалення раніше встановлених програм.

Найпростіші монітори зазвичай входять до складу операційної системи та розміщуються на системному рівні.

1. Засоби комунікації(комунікаційні програми) - з'єднання з віддаленими комп'ютерами, обслуговують передачу повідомлень електронної пошти тощо.
2. Засоби забезпечення комп'ютерної безпеки(Активні та пасивні). Засоби пасивного захисту – це програми резервного копіювання. Як засоби активного захисту застосовують антивірусне програмне забезпечення.
3. Засоби електронного цифрового підпису(ЕЦП).

Класифікація прикладних програм

1. Текстові редактори(Notepad, WordPad , Лексикон, редактор Norton Commander тощо).
2. Текстові процесори(дозволяють як вводити і редагувати тексти, а й форматувати, т. е. оформляти їх). Таким чином, до засобів текстових процесорів належать засоби забезпечення взаємодії.тексту, графіки , таблиць, і навіть засоби автоматизації процесу форматування (Word).
3. Графічні редактори. Це растрові (точкові), векторні редактори та засоби для створеннятривимірний графіки (ред. редактори).

У растрових редакторах ( Paint ) графічний об'єкт представлений у вигляді комбінації точок, кожна з яких має властивості яскравості та кольору. Такий варіант ефективний у випадках, коли зображення має багато півтонів, і інформація про колір елементів об'єкта важливіша, ніж інформація про їхню форму. Растрові редактори широко застосовуються для ретуші зображень, створення фотоефектів, але вони завжди зручні до створення нових зображень і неекономічні, т.к. зображення мають велику надмірність.

У векторних редакторах ( CorelDraw ) елементарним об'єктом зображення не точка, а лінія. Такий підхід характерний для креслярсько-графічних робіт, коли форма ліній має більше значення, ніж інформація про колір окремих точок, її складових. Це уявлення набагато компактніше, ніж растрове. Векторні редактори є зручними для створення зображень, але практично не використовуються для обробки готових малюнків.

Редактори тривимірної графіки дозволяють гнучко керувати взаємодією властивостей поверхні об'єктів з властивостями джерел освітлення, а також створювати тривимірну анімацію, тому їх називають 3 D-аніматорами.

1. Системи управління базами даних(СУБД). Основними функціями їх є:

• створення порожньої бази даних;
• надання коштів для її заповнення та імпорту даних із таблиць іншої бази даних;
• забезпечення можливості доступу до даних, засобів пошуку та фільтрації.

1. Електронні таблиці. Це комплексні засоби для зберігання та обробки даних ( Excel ). Надають широкий спектр методів роботи з числовими даними.
2. Системи автоматизованого проектування(CAD-системи). Призначені для автоматизації проектно-конструкторських робіт, а також можуть проводити елементарні розрахунки та вибір конструктивних елементів із баз даних.
3. Настільні видавничі системи. Призначені для автоматизації процесу верстки поліграфічних видань. Займають проміжне положення між текстовими процесорами та системами автоматичного проектування. Типовий прийом використання застосування до документів, що пройшли попередню обробку в текстових процесорах і графічних редакторах.
4. Експертні системи(Аналіз даних, що містяться в базах знань). Характерна їх особливість - здатність до саморозвитку (при необхідності генерує достатній набір питань до експерта та автоматично підвищити свою якість).
5. WEB | редактори . Поєднують властивості текстових та графічних редакторів та призначені для створення та редагування WEB ¦ документів.
6. Броузери (засоби перегляду WEB ¦ документів).
7. Інтегровані системи діловодства.Основні функції: редагування та форматування найпростіших документів, централізація роботи електронної пошти, факсимільного та телефонного зв'язку, диспетчеризація та моніторинг документів підприємства.
8. Бухгалтерські системи Поєднують у собі функції текстових і табличних редакторів, забезпечують автоматизацію підготовки та обліку первинних документів, ведення рахунків плану бухобліку, підготовку регулярної звітності.
9. Фінансові аналітичнісистеми. Використовуються у банківських та біржових структурах. Дозволяють контролювати та прогнозувати ситуацію на фінансових, фондових та сировинних ринках, проводити аналіз, готувати звіти.
10. Геоінформаційнісистеми (ГІС). Призначені для автоматизації картографічних та геодезичних робіт.
11. Системи відеомонтажу¦ обробка відеоматеріалів.
12. Навчальні, розвиваючі, довідкові та розважальніпрограми. Особливістю їх є підвищені вимоги до засобів мультимедіа (музичних композицій, графічної анімаціїта відеоматеріалам).

Крім апаратного та програмного забезпечення виділяютьінформаційне забезпечення(перевірка орфографії, словники, тезауруси тощо)

У спеціалізованих комп'ютерних системах (бортові) сукупність програмного та інформаційного забезпечення називаютьматематичним забезпеченням.

PAGE 7

Інші схожі роботи, які можуть вас зацікавити.
7644.		Формування уявлень про методи розв'язання прикладних завдань за допомогою засобів обчислювальної техніки	29.54 KB
	Наявність похибки зумовлено низкою причин. Вихідні дані зазвичай містять похибки, оскільки вони або виходять в результаті експериментів вимірювань або є результатом вирішення деяких допоміжних завдань. Повна похибка результату вирішення завдання на ЕОМ складається з трьох складових: непереборної похибки похибки методу та обчислювальної похибки: .
166.		Забезпечення заземлення в обчислювальній техніці	169.06 KB
	Майже кожен блок живлення комп'ютера або іншого пристрою має мережевий фільтр рис. При зануленні необхідно бути впевненим у тому, що цей нуль не стане фазою, якщо хтось переверне якусь вилку живлення. Вхідні кола блоку живлення комп'ютера Мал. Освіта потенціалу на корпусі комп'ютера Звичайно потужність цього джерела обмежена струмом короткого замикання на землю становить від одиниць до десятків міліампер причому чим потужніший блок живлення тим зазвичай більша ємність конденсаторів фільтра і отже струм:...
167.		Загальні відомості щодо експлуатації засобів обчислювальної техніки	18.21 KB
	Основні поняття Засоби обчислювальної техніки СВТ це комп'ютери до яких належать персональні комп'ютери ПЕОМ мережеві робочі станції сервери та інші види комп'ютерів а також периферійні пристрої комп'ютерна оргтехніка та засоби міжкомп'ютерного зв'язку. Експлуатація СВТ полягає у використанні обладнання за призначенням, коли ВТ повинна виконувати весь комплекс покладених на неї завдань. Для ефективного використання та підтримки СВТ у працездатному стані в процесі експлуатації проводиться...
8370.		Налаштування папок та файлів. Налаштування засобів операційної системи. Застосування стандартних службових програм. Принципи зв'язування та впровадження об'єктів. Мережі: основні поняття та класифікація	33.34 KB
	Налаштування засобів операційної системи. Налаштування засобів операційної системи Усі налаштування здійснюються зазвичай через Панелі керування. Налаштування стилю операційної системи Налаштування стилю системи здійснюється по дорозі: Пуск Панель керування Всі елементи панелі керування Система. Вкладкою Додаткові параметри системи відкривається вікно Властивості системи, у якому найбільш важливою для налаштування є вкладка Додатково.
9083.		Програмне забезпечення. Призначення та класифікація	71.79 KB
	Антивіруси Як не дивно, але досі немає точного визначення що таке вірус. або властиві іншим програмам які жодним чином вірусами є або існують віруси які містять зазначених вище відмінних рис крім можливості поширення. макровіруси заражають файли документів Word та Excel. Існує велика кількість поєднань, наприклад, файловозавантажувальні віруси, що заражають як файли так і завантажувальні сектори дисків.
5380.		Розробка навчального стенду Пристрій та принцип роботи принтера як засіб підвищення якості підготовки учнів спеціальності Технічне обслуговування засобів обчислювальної техніки та комп'ютерних мереж	243.46 KB
	Класифікуються принтери за п'ятьма основними позиціями: принципом роботи друкуючого механізму, максимальним форматом аркуша паперу, використанням кольорового друку, наявністю або відсутністю апаратної підтримки мови PostScript, а також рекомендованим місячним навантаженням.
10480.		Програмне забезпечення комп'ютера. Види прикладних програм	15.53 KB
	Змінюючи програми для комп'ютера, можна перетворити його на робоче місце бухгалтера або конструктора статистика або дизайнера редагувати на ньому документи або грати в якусь гру. Класифікація програм Програми, що працюють на комп'ютері, можна розділити на три категорії: прикладні програми, що безпосередньо забезпечують виконання необхідних користувачам робіт: редагування текстів; малювання картинок; перегляд відео тощо; системні програми виконують різні допоміжні функції, наприклад створення копій.
7045.		Інформаційні системи. Поняття, склад, структура, класифікація, покоління	12.11 KB
	Властивості інформаційної системи: Подільність виділення підсистем що полегшує аналіз розробки та використання ІС; Цілісність узгодженість функціонування підсистем системи загалом. Склад інформаційної системи: Інформаційне середовище сукупність систематизованих та організованих спеціальним чином даних та знань; Інформаційні технології. Класифікація ІС за призначенням Інформаційно керуючі системи для збору та обробки інформації необхідної для управління організацією підприємством...
19330.		РОЗРОБКА ВИЧИСЛЮВАЛЬНОЇ СИСТЕМИ ТРАНСПОРТНОЇ ЛОГІСТИКИ НА МОВІ C#	476.65 KB
	Мова програмування – формальна знакова система, призначена для запису комп'ютерних програм. Мова програмування визначає набір лексичних, синтаксичних та семантичних правил, що задають зовнішній виглядпрограми та дії, які виконає виконавець (комп'ютер) під її керуванням.
9186.		Процес роботи обчислювальної системи та пов'язані з цим поняття	112.98 KB
	Розглянемо наступний приклад. Два студенти запускають програму вилучення квадратного кореня. Один хоче обчислити квадратний корінь із 4, а другий – із 1. З погляду студентів, запущено одну й ту саму програму; з погляду комп'ютерної системи, їй доводиться займатися двома різними обчислювальними процесами, оскільки різні вихідні дані призводять до різного набору обчислень.

Поняття обчислювальної системи

Конкретний набір пристроїв і програм, що взаємодіють між собою, призначений для обслуговування однієї робочої ділянки, називається обчислювальною системою.

Сукупність пристроїв, призначених для автоматичного або автоматизованого оброблення даних, називається обчислювальною технікоюабо апаратними засобами. Склад обчислювальної системи називається конфігурацією. Апаратні та програмні засоби обчислювальної системи прийнято розглядати окремо.

Критеріями вибору апаратного та програмного рішення є продуктивністьі ефективність.

Центральне пристрій обчислювальної системи – комп'ютер. Комп'ютер– це електронний прилад, призначений для автоматизації створення, зберігання, обробки та транспортування даних. Хоча апаратні та програмні засоби розглядаються окремо, слід зазначити, що ці засоби обчислювальної системи працюють у нерозривному зв'язку та в безперервній взаємодії.

Історія розвитку обчислювальної техніки. Покоління ЕОМ.

(Пропонується студентам для самостійного вивчення).

Класифікація ЕОМ

Масовість використання ПК не повинна заступити той факт, що крім ПК є й інші багаторазово потужніші обчислювальні системи:

· Суперкомп'ютери;

· Великі ЕОМ (мейнфрейми);

· Мінікомп'ютери;

· Мікрокомп'ютери (до них відносять персональні ПК).

Ці ЕОМ відрізняються:

· продуктивністю;

· Розмірами;

· функціональним призначенням.

Архітектура та структура ЕОМ

При розгляді комп'ютерних пристроїв прийнято розрізняти їхню архітектуру і структуру.

Архітектуроюкомп'ютера називається його опис на деякому загальному рівні, що включає опис можливостей програмування, системи команд, системи адресації, організації пам'яті і т.д. Архітектура визначає принципи дії, інформаційні зв'язки та взаємне з'єднання основних логічних вузлів комп'ютера: процесора, оперативного ЗУ, зовнішніх ЗУ та периферійних пристроїв. Спільність архітектури різних комп'ютерів забезпечує їхню сумісність з погляду користувача.

СтруктураКомп'ютер - це сукупність його функціональних елементів і зв'язків між ними. Елементами можуть бути самі різні пристрої- Від основних логічних вузлів комп'ютера до найпростіших схем. Структура комп'ютера графічно представляється як структурних схем, з допомогою яких можна дати опис комп'ютера будь-якому рівні детализации.

Класична архітектура(Архітектура фон Неймана) - один арифметико-логічний пристрій (АЛУ), через який проходить потік даних, і один пристрій управління (УУ), через який проходить потік команд - програма. Це однопроцесорний комп'ютер. До цього типу архітектури відноситься і архітектура персонального комп'ютера загальною шиною. Всі функціональні блоки тут пов'язані між собою загальною шиною, яка також називається системною магістраллю.Фізично магістраль є багатопровідною лінією з гніздами для підключення електронних схем. Сукупність проводів магістралі поділяється окремі групи: шину адреси, шину даних і шину управління.

Для ефективного вивчення прикладних комп'ютерних технологій надзвичайно важливо мати чітке уявлення про апаратні та програмні засоби обчислювальної техніки. Склад обчислювальної техніки називається конфігурацією . Апаратні та програмні засоби обчислювальної техніки прийнято розглядати окремо. Відповідно, окремо розглядають апаратну конфігурацію та їх програмну конфігурацію. Такий принцип поділу має для інформатики особливе значення, оскільки дуже часто вирішення тих самих завдань може забезпечуватися як апаратними, так і програмними засобами. Критеріями вибору апаратного чи програмного рішення є продуктивність та ефективність. Наприклад, або текст набирати в текстовому редакторі, або використовувати сканер.

Базова апаратна конфігурація персонального комп'ютера

Персональний комп'ютер – це універсальна технічна система. Його конфігурацію (склад обладнання) можна гнучко змінювати за необхідності. Тим не менш, існує поняття базової конфігурації , Яку вважають типовою, тобто. мінімальний набір обладнання. У такому комплекті комп'ютер зазвичай постачається. Концепція базової конфігурації може змінюватися. В даний час у базовій конфігурації розглядають такі пристрої (рис. 2.1):

Давайте ознайомимося із його частинами.

До основних технічних засобів персонального комп'ютера належать:

- системний блок;

- монітор (дисплей);

- Клавіатура.

Додатково до комп'ютера можна підключити, наприклад:

- Принтер;

- миша;

- Сканер;

- модем (модулятор-демодулятор);

- графобудівник;

- джойстик і т.д.

Системний блок

Системний блок є основним вузол, всередині якого встановлені найбільш важливі компоненти. Системний блок (Див. рис. 2.2., 2.3.)- Це корпус, в якому знаходиться майже вся апаратна частина комп'ютера.

Пристрої, що знаходяться всередині системного блокуназивають внутрішніми, а пристрої, що підключаються до нього зовні, називають зовнішніми. Зовнішні додаткові пристрої також називають периферійними.

Внутрішній пристрійсистемного блоку:

· материнська плата;

· жорсткий диск:

· Дисковод гнучких дисків;

· Дисковод компакт-дисків CD-ROM;

· Відеокарта (відеоадаптер);

· звукова карта;

· блок живлення.

Системи, розташовані на материнської плати :

· оперативна пам'ять;

· Процесор;

· Мікросхема ПЗУ та система BIOS;

· Шинні інтерфейси та ін.

Магнітні диски, на відміну оперативної пам'яті, призначені для постійного зберігання інформації.

У ПК застосовуються два види магнітних дисків:

· Жорсткий незмінний диск (вінчестер);

· Змінні, гнучкі диски (дискети).

Жорсткий дискпризначений для постійного зберігання тієї інформації, яка більш менш часто використовується в роботі: програм операційної системи, компіляторів з мов програмування, сервісних (обслуговуючих) програм, прикладних програм користувача, текстових документів, файлів бази даних тощо. Вінчестер значно перевищує гнучкі диски за швидкістю доступу, ємності та надійності.