Каково основное назначение компьютеров как средство информационных технологий

Обновлено: 02.07.2024

Периферийные устройства – это любые дополнительные и вспомогательные устройства, которые подключаются к ПК для расширения его функциональных возможностей.

Устройства ввода информации

(клавиатура, мышь, трекбол, джойстик, сканер, микрофон и т.д.)

Трекбол (шаровой манипулятор) - это шар, расположенный вместе с кнопками на поверхности клавиатуры (перевёрнутая мышь).

Перемещение указателя по экрану обеспечивается вращением шара.

Сенсорный манипулятор. Представляет собой коврик без мыши. В данном случае управление курсором производится простым движением пальца по коврику.

Дигитайзер (графический планшет) Позволяет создавать или копировать рисунки. Рисунок выполняется на поверхности дигитайзера специальным пером или пальцем. Результаты работы производятся на экране монитора.

Сканер- устройство для ввода информации в компьютер с бумажного носителя. Сканеры бывают планшетные, настольные и ручные.

Мышь - устройство ввода информации. Преобразует механические движения по столу в электрический сигнал, передаваемый в компьютер.

Световое перо- с помощью него можно рисовать картинки и писать рукописные тексты, которые сразу попадают на экран.
Устройства вывода информации

(монитор, принтер, плоттер, колонки и т. д.)

Монитор - основное периферийное устройство отображения видимой компьютером информации.

Модем-устройство для соединения компьютеров между собой на больших расстояниях по телефонной линии. С помощью модема можно подключиться к интернету.

Принтер-устройство для вывода информации на бумагу. Принтеры бывают матричные (красящая лента), струйные (картридж с чернилами), лазерные (картридж с порошком тонером).

Микрофон-устройство ввода звуковой информации: голоса или музыки.

Плоттер, или графопостроитель,- это чертежная машина, позволяющая с высокой точностью и скоростью вычерчивать сложные графические изображения большого размера: чертежи, схемы, карты, графики и т.д.

14. Память компьютера – типы, виды, назначение.

Компьютерная память обеспечивает поддержку одной из наиважнейших функций современного компьютера, - способность длительного хранения информации

Компьютерная память является одним из наиболее главных вопросов устройства компьютера, так как она обеспечивает поддержку одной из наиважнейшей функций современного компьютера, - способность длительного хранения информации.

Одним из основных элементов компьютера, позволяющим ему нормально функционировать, является память.

Все персональные компьютеры используют три вида памяти: оперативную, постоянную и внешнюю (различные накопители).

Внутренняя память компьютера - это место хранения информации, с которой он работает. Внешняя память (различные накопители) предназначена для долговременного хранения информации
Наиболее знакомы средства машинного хранения данных, используемые в персональных компьютерах: - это модули оперативной памяти, жесткие диски (винчестеры), дискеты (гибкие магнитные диски), CD или DVD диски, а также устройства флэш-памяти.
Компьютерная память бывает двух видов: внутренняя и внешняя.Внутренней памяти: оперативное запоминающее устройство с произвольной выборкой (ОЗУ) и постоянное запоминающее устройство (ПЗУ).Наиболее существенная часть внутренней памяти называется ОЗУ - оперативное запоминающее устройство. Его главное назначение состоит в том, чтобы хранить данные и программы для решаемых в текущий момент задач.Оперативная память. Название «оперативная» эта память получила потому, что она работает очень быстро, так что процессору практически не приходится ждать при чтении данных из памяти или записи в память. Однако содержащиеся в ней данные сохраняются только пока компьютер включен.

Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), в котором в частности хранится информация, необходимая для первоначальной загрузки компьютера в момент включения питания. Как очевидно из названия, информация в ПЗУ не зависит от состояния компьютера.

Внешняя память обычно располагается вне центральной части компьютера

К внешней памяти относятся различные магнитные носители (ленты, диски), оптические диски. Внешняя память дешевле внутренней, но ее недостаток в том, что она работает медленнее устройств внутренней памяти.

Существуют диски CD-ROM - диски с однократной записью, стереть или перезаписать их невозможно.

Позже были изобретены перезаписываемые лазерные диски - CD-RW.

Внешняя память реализуется в виде довольно разнообразных устройств хранения информации и обычно конструктивно оформляется в виде самостоятельных блоков. Сюда, прежде всего, следует отнести накопители на гибких и жестких магнитных дисках (последние несколько жаргонно пользователи часто именуют винчестерами), а также оптические дисководы (устройства для работы с CD ROM).
Виды памяти персонального компьютера

Кэш-память. Основное назначение кэш-памяти в компьютере — служить местом временного хранения обрабатываемых в текущий момент времени кодов программ и данных. То есть ее назначение служить буфером между различными устройствами для хранения и обработки информации

ВIOS (постоянная память). В компьютере имеется также и постоянная память, в которую данные занесены при изготовлении. Как правило, эти данные не могут быть изменены, выполняемые на компьютере программы могут только их считывать.

В компьютере в постоянной памяти хранятся программы для проверки оборудования компьютера, инициирования загрузки ОС и выполнения базовых функций по обслуживанию устройств компьютера. Часто содержимое постоянной памяти называется ВIOS. В ней содержится программа настройки конфигурации компьютера (SЕТИР),она позволяет установить некоторые характеристики устройств компьютера (типы видеоконтроллера, жестких дисков и дисководов для дискет и обслуживанием ввода-вывода.

CMOS (полупостоянная память) .

небольшой участок памяти для хранения параметров конфигурации компьютера. Его часто называют CMOS -памятью, поскольку эта память обычно выполняется по технологии, обладающей низким энергопотреблением.

Видеопамять.

видеопамять, то есть память, используемая для хранения изображения, выводимого на экран монитора.

и постоянная память (ПЗУ).

Память компьютера делится на внешнюю (основную): гибкий и жесткий диски, CDDVD-ROM, CD DVD-RW,CD DVD-R и внутреннюю.

15. Внешняя память компьютера. Различные виды носителей информации, их характеристики (информационная емкость, быстродействие и т.д.).

Накопители на гибких магнитных дисках
Накопители на жестких магнитных дисках (
НЖМД)
Накопители DVD-ROM
(НГМД)
Накопители CD-ROM

BIOS (англ. BasicInput-OutputSystem — базовая система ввода-вывода, БСВВ) — программа, находящаяся в ПЗУ (постоянном запоминающем устройстве) персонального компьютера и исполняющаяся при включении питания. Главная функция BIOS — подготовить компьютер к тому, чтобы основное программное обеспечение (в большинстве случаев это операционная система), записанное на различных носителях (жёсткий диск, дискета или компакт-диск) либо доступное через сеть, могло стартовать и получить контроль над компьютером.
Контроллер (англ. controller — регулятор, управляющее устройство) — устройство управления в электронике и вычислительной технике:

Адаптер (англ. adapter, от лат. adapto — приспособляю) — приспособление, всякое законченное устройство или деталь, предназначенные для соединения устройств, не имеющих иного совместимого способа соединения.

17. Что такое порты устройств. Опишите основные виды портов задней панели системного блока.

Порт устройства - микросхема или зарезервированная область адресов оперативной памяти:

- содержащие один или несколько регистров ввода-вывода; и

- позволяющие подключать периферийные устройства компьютера к внешним шинам процессора.

Различают последовательные и параллельные порты.

параллельные (LPT1-LPT4), к ним обычно присоединяют принтеры и сканеры;

последовательные асинхронные порты (COM1-COM4), к ним подсоединяются мышь, модем и т. д.;

игровой порт – для подключения джойстика;

порт USB (USB 2) – недавняя разработка - порт с наивысшей скоростью ввода-вывода, к нему подключаются новые модели принтеров, сканеров, модемов, мониторов и т.д…

18. Монитор: типологии и основные характеристики компьютерных дисплеев.

Монитор - основное периферийное устройство отображения видимой компьютером информации.
1. Основные параметры мониторов

• Соотношение сторон экрана — стандартный (4:3), широкоформатный (16:9, 16:10) или другое соотношение (например 5:4)

• Размер экрана — определяется длиной диагонали, чаще всего в дюймах

• Разрешение — число пикселей по вертикали и горизонтали

• Глубина цвета — количество бит на кодирование одного пикселя (от монохромного до 32-битного)

• Размер зерна или пикселя

• Частота обновления экрана (Гц)

• Время отклика пикселей (не для всех типов мониторов)

Цифровые

Аналоговые

Жидкокристаллические

Газоплазменные

19. Приведите основные описательные характеристики компьютера (характеристика процессора, объем оперативной и внешней памяти, мультимедийные и сетевые возможности, периферийные и другие составляющие).

Основные характеристики компьютера (разрядность, тактовая частота, объем оперативной и внешней памяти, производительность и др.)

Микропроцессор - основная микросхема ПК. Все вычисления выполняются в ней. Основная характеристика процессора - тактовая частота. Чем выше тактовая частота, тем выше производительность компьютера.

Оперативная память (ОЗУ), в которой хранятся данные и команды в то время, когда компьютер включен. Для длительного хранения данных и программ широко применяются жесткие диски (винчестеры). Выключение питания компьютера не приводит к очистке внешней памяти. Основным параметром жесткого диска является емкость, измеряемая в гигабайтах.

Видеоадаптер - внутренне устройство, устанавливается в один из разъемов материнской платы, и служит для обработки информации, поступающей от процессора или из ОЗУ на монитор, а так же для выработки управляющих сигналов.

Сетевая карта (или карта связи по локальной сети) служит для связи компьютеров в пределах одного предприятия, отдела или помещения находящихся на расстоянии не более 150 метров друг от друга.

Для транспортировки данных используют дискеты и оптические диски (CD-ROM, DVDROM, BD-ROM

В системный блок входит процессор, оперативная память, накопители на жестких и гибких магнитных дисках, на оптический дисках и некоторые другие устройства.Самыми медленными из них по скорости обмена данными являются гибкие диски (0,05 Мбайт/с), а самыми быстрыми — жесткие диски (до 100 Мбайт/с).Жёсткий диск – основное устройство для долговременного хранения больших объёмов данных и программ

Монитор - устройство для визуального воспроизведения символьной и графической информации. Служит в качестве устройства вывода.

Мышь - устройство «графического» управления. В настоящее время широкое распространение получили оптические мыши, в которых нет механических частей. Современные модели мышей могут быть беспроводными, т.е. подключающимися к компьютеру без помощи кабеля.

Периферийными называют устройства, подключаемые к компьютеру извне

Внутренними считаются устройства, располагающиеся в системном блоке. Доступ к некоторым из них имеется на лицевой панели, что удобно для быстрой смены информационных носителей.

20. Аппаратное обеспечение работы в компьютерной сети: основные устройства.

Аппаратное обеспечение компьютера – это все аппаратные средства, из которых состоит компьютер, т.е. вся аппаратура, необходимая для работы компьютера.

Аппаратное обеспечение компьютера можно разделить на две части:

• основные устройства компьютера;

• дополнительные устройства компьютера.

К основным устройствам компьютера относятся:

• монитор (или дисплей) – устройство вывода информации;

• клавиатура – устройство ввода информации;

Эти устройства называются основными, потому что без них невозможна работа на компьютере.

Монитор - основное периферийное устройство отображения видимой компьютером информации.

Клавиатура (keyboard) – традиционное устройство ввода данных в компьютер.

Системный блок - основной блок компьютерной системы. В нем располагаются устройства, считающиеся внутренними. Устройства, подключающиеся к системному блоку снаружи, считаются внешними. В системный блок входит процессор, оперативная память, накопители на жестких и гибких магнитных дисках, на оптический дисках и некоторые другие устройства.

Оперативная память (ОЗУ), в которой хранятся данные и команды в то время, когда компьютер включен. Для длительного хранения данных и программ широко применяются жесткие диски (винчестеры).

21. Опишите технологию «клиент-сервер». Приведите принципы многопользовательской работы с программным обеспечением.

Клиент-сервер (англ. Client-server) — вычислительная или сетевая архитектура, в которой задания или сетевая нагрузка распределены между поставщиками услуг (сервисов), называемыми серверами, и заказчиками услуг, называемыми клиентами.

При использовании клиент-серверной технологии, на самом сервере, содержащим базу данных, функционирует некоторое программное обеспечение ,к-рое называется «сервером баз данных». Благодаря технологии клиент-сервер формирование отчета выглядит более «умно»: сервер БД получает запрос на формирование отчета, сам фильтрует табл, сам суммирует колонку и пользователю по сети отдает уже готовый результат.

Преимущества

Делает возможным, в большинстве случаев, распределение функций вычислительной системы между несколькими независимыми компьютерами в сети. Это позволяет упростить обслуживание вычислительной системы.

Все данные хранятся на сервере, который, как правило, защищён гораздо лучше большинства клиентов.

Неработоспособность сервера может сделать неработоспособной всю вычислительную сеть.

Поддержка работы данной системы требует отдельного специалиста — системного администратора.

Высокая стоимость оборудования.

Принципы проектирование БД.

Разрабатываемые на предприятиях инф-ныесостемы и базы данных должны быть многопользовательскими. Принцип разработки многопользовательских БД должны сводиться к 2м обязательным условиям: системного подхода и стандартизации.

Системный подход означает что такая информа-ная система как большая система, состоящая из некоторого множества взаимосвязанных и взаимодействующих между собой элементов. Необходимо соблюдать некоторые принципы:

Учет интересов всех потенциальных пользователей систем

Модульный принцип разработки и внедрения

Стандартизация разработки инф-ных систем, имеет след аспекты:

Информационный. Означает, что на все инф-ные объекты должны быть установлены четкие правила их идентификации.

Программный. При разработке многопользовательский, удаленных друг от друга систем данные одной системы должны обрабатываться программным обеспечением другой системы.

Аппаратный. Необходимость снижения затрат на эксплуатацию компьют-ой техники.

22. Создание программного обеспечения для ЭВМ.

ПРОЦЕСС РАЗРАБОТКИ НОВЫХ ПРОГРАММ ДЛЯ ЭВМ ВКЛЮЧАЕТ В СЕБЯ:

1) ПОСТАНОВКУ ЗАДАЧИ

2) СОЗДАНИЕИ АЛГОРИТМА ЕЕ РЕШЕНИЯ

3) РЕАЛИЗАЦИЮ АЛГОРИТМА НА ЭВМ В ВИДЕ ПРОГРАММЫ

4) ОТЛАДКУ ПРОГРАММЫ

1) ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ СОСТОИТ В ЧЕТКОМ ФОРМУЛИРОВАНИИ ЦЕЛЕЙ РАБОТЫ.

Постановка задачи является чрезвычайно важным этапом работы. Многие специалисты считают, что правильная постановка задачи это уже полшага в направлении ее решения.

2) АЛГОРИТМ- ОПИСАНИЕ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ ОПЕРАЦИЙ, КОТОРЫЕ НУЖНО ВЫПОЛНИТЬ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ.

ТРЕБОВАНИЯ К АГОРИТМАМ:

А) ОТСУТСТВИЕ ОШИБОК.

Б) ОДНОЗНАЧНОСТЬ, Т.Е. ЧЕТКОЕ ПРЕДПИСАНИЕ, ЧТО И КАК ДЕЛАТЬ В КАЖДОЙ КОНКРЕТНОЙ СИТУАЦИИ.

В) УНИВЕРСАЛЬНОСТЬ, Т.Е. ПРИМЕНИМОСТЬ ДАННОГО АЛГОРИТМА К РЕШЕНИЮ ЛЮБОЙ ЗАДАЧИ ДАННОГО ТИПА.

Г) РЕЗУЛЬТАТИВНОСТЬ, Т.Е. ОТСУТСТВИЕ ЗАЦИКЛИВАНИЙ.

3) О ПРОГРАММЕ, ВЫПОЛНЯЮЩЕЙ ДЕЙСТВИЯ, ПРЕДПИСАННЫЕ АЛГОРИТМОМ, ГОВОРЯТ, ЧТО ОНА РЕАЛИЗУЕТ ДАННЫЙ АЛГОРИТМ НА ЭВМ

4) ОТЛАДКА ПРОГРАММЫ - ИСПРАВЛЕНИЕ В НЕЙ ОШИБОК И ТЩАТЕЛЬНОЕ ЕЕ ТЕСТИРОВАНИЕ.

Компьютер как средство автоматизации информационных процессов

Данные, программы, компьютер как средство автоматизации информационных процессов, компьютер как средство информационных и телекоммуникационных технологий, функциональные устройства компьютера и их взаимосвязь, локальные и глобальные компьютерные сети

Компьютер является современным средством автоматизации информационных процессов. Использование компьютерных сетей для управления информационными процессами на различных расстояниях позволяет говорить о компьютере как о средстве телекоммуникационных технологий. Следовательно, компьютер является средством информационных и телекоммуникационных технологий.

Компьютер используется для работы с различными видами информации: числовой, текстовой, графической, звуковой. Эта информация должна быть представлена в виде специальных сигналов. Информацию, представленную в компьютере в виде сигналов, называют данными. Данные хранятся, обрабатываются и передаются в компьютере в двоичном коде (нет сигнала — 0, есть сигнал — 1). Таким образом, чаще всего данные закодированы в виде последовательности нулей и единиц.

Данные — информация, представленная в виде сигналов, пригодных для ее хранения, обработки и передачи с помощью компьютера.

Компьютер работает с данными автоматически. Для этого человек заранее продумывает последовательность действий (команд), которую необходимо выполнить в процессе работы с данными. Говорят, что в этом случае человек составляет программу, с помощью которой осуществляется автоматическое управление всеми действиями компьютера. Так же как и данные, программы хранятся, обрабатываются и передаются в компьютере в виде двоичных сигналов.

Программа — последовательность команд, которую необходимо выполнить при работе с данными для автоматизации информационных процессов.

Основой конструкции современного компьютера являются электронные компоненты (микросхемы). В будущем с изобретением новых технологий возможно создание компьютеров, базирующихся на других физических принципах (например, квантовых или биоэлектронных).

Компьютер является универсальным средством автоматизации информационных процессов. Универсальность компьютера заключается в автоматизации информационных процессов, составляющих основу информационной деятельности человека: обработки, хранения и передачи информации. Универсальность компьютера проявляется не только в возможности выполнения различных операций с данными одного типа, но и в возможности работы с данными различных видов, таких как текст, числа, графика или звук.

Компьютер — универсальное программно-управляемое электронное устройство, предназначенное для автоматизации информационных процессов.

Компьютер представляет собой единство аппаратных и программных средств, неразрывно связанных между собой и не функционирующих друг без друга. Примечательно, что автоматизация информационных процессов с помощью компьютера невозможна без протекания информационных процессов внутри компьютера.

Термин «компьютер» в переводе с английского языка означает «вычислитель». Однако способность производить вычисления — далеко не основное предназначение современных компьютеров. С их помощью автоматизируются различные операции с данными различных видов, решаются самые разнообразные информационные задачи. При решении таких задач вычислительный характер носят лишь информационные процессы, происходящие внутри компьютера и остающиеся незаметными для человека. Популярность термина «компьютер» обусловлена его международным использованием и удобством для образования новых понятий (например, компьютеризация, компьютерная грамотность).

Поскольку компьютер изначально создавался людьми для автоматизации информационных процессов, традиционно свойственных человеку, то в компьютере можно выделить функциональные устройства, выполняющие информационные функции по аналогии с человеком (табл. 19).

ВЗАИМОСВЯЗЬ ИНФОРМАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ, СВОЙСТВЕННЫХ ЧЕЛОВЕКУ, И ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ КОМПЬЮТЕРА

Одно из основных назначений компьютера - обработка и хранение информации. С появлением ЭВМ стало возможным оперировать немыслимыми ранее объемами информации. В электронную форму переводят библиотеки, содержащие научную и художественную литературы. Старые фото- и кино-архивы обретают новую жизнь в цифровой форме. Далее мы рассмотрим, как увеличивались возможности компьютера, какова его история, назначение его устройств и принципы управления.

История развития ЭВМ

Всякая новая техника создается, когда возникает большая общественная потребность в ней. К середине нашего века научно-технический прогресс привел к необходимости облегчить труд ученых и инженеров, ускорить выполнение громоздких расчетов и повысить их точность. Автоматизация вычислений, создание мощного, быстродействующего и точного электронного арифмометра - вот о чем думали специалисты - творцы первых ЭВМ. Никто в те далекие теперь годы и не помышлял о будущем информационном перевороте; решалась скромная, на первый взгляд чисто техническая задача. Да и возможности первых образцов вычислительных машин оказались небольшими.

Еще в годы второй мировой войны в США была собрана из обычных электромагнитных реле, которых тогда были тысячи на любой телефонной станции, вычислительная машина "Марк-1". Считала она в привычной десятичной системе счисления - телефонные реле имели как раз десять позиций своих контактов. Работала машина неторопливо - пока реле отщелкают свое, можно было вручную все посчитать. Поэтому вскоре после войны появились машины на электронных лампах: в США - ENIAC, а в СССР - МЭСМ (малая электронно-счетная машина), которую создал коллектив под руководством С.А. Лебедева. Ламповые ЭВМ уже оказались в состоянии выполнять сотни и тысячи арифметических или логических операций за одну секунду. Они могли обеспечить высокую точность вычислений. Человек уже не мог соперничать с такой машиной.

Жизнь первого поколения ЭВМ оказалась короткой - около десяти лет. Электронные лампы грелись, потребляли много электроэнергии, были громоздки (так, например, машина ENIAC весила 30 тонн, имела 18 тысяч электронных ламп и потребляла 150 киловатт). И что еще хуже - часто выходили из строя. Над компьютерщиками продолжали посмеиваться: чтобы сложить, скажем, два числа, требовалось написать программу из многих машинных команд. Например, такую: "Ввести в машину первое слагаемое; ввести второе; переслать из памяти первое слагаемое в арифметическое устройство ( arithmetic unit); переслать в арифметическое устройство второе слагаемое и вычислить сумму; переслать результат в память; вывести это число из памяти машины и напечатать его". Каждую команду и оба слагаемых "набивали" на перфокарты и только потом вводили колоду перфокарт в компьютер и ждали, когда протарахтит печатающее устройство (printing device) и на выползающей из него бумажной ленте будет виден результат - искомая сумма.

В конце пятидесятых - начале шестидесятых годов на смену электронной лампе пришел компактный и экономичный прибор - транзистор ( transistor ). Компьютеры сразу стали производительнее и компактнее, уменьшилось потребление электроэнергии. ЭВМ второго поколения "научились" программировать сами для себя. Появились системы автоматизации программирования, состоящие из алгоритмических языков ( algorithmic language ) и трансляторов (translator) для них. Теперь пользователь изучал язык ЭВМ, приближенный к языку научных, инженерных или экономических расчетов. Например, Фортран или Алгол-60.

Программа, написанная на известном машине языке , переводилась на язык команд автоматически, с помощью программы-переводчика. Такие программы называли трансляторами , а процесс перевода - трансляцией. Транслятор не только переводил программу с алгоритмического языка на язык команд, но и проверял грамотность составленной пользователем программы, выявлял и классифицировал ошибки, давал советы по их устранению.

Прошло всего 7-8 лет, и это поколение буквально вытолкнули машины следующего, третьего поколения. Перевод вычислительной техники на интегральные микросхемы серьезно удешевил ее, поднял возможности и позволил начать новый этап ее практического применения. Компьютеры вторглись - уже не штучно, а в массовом порядке - практически во все сферы науки, экономики, управления.

Развитие микроэлектроники позволило создать и освоить технологию интегральных схем с особо большой плотностью компоновки. На одном кристалле размером меньше ногтя стали размещать не десятки и сотни, а десятки тысяч транзисторов и других элементов. Большие интегральные схемы (very large scale integration) составили техническую основу, элементную базу ЭВМ четвертого поколения. Их производительность возросла фантастически - до сотен миллионов операций в секунду.

Подлинный переворот в автоматике и управлении произвели появившиеся в семидесятые годы микропроцессоры и микро-ЭВМ - сверхминиатюрные изделия вычислительной техники. Малый вес и габариты, ничтожное электропотребление - все это позволило встраивать "монолитные" микро-ЭВМ и микропроцессорные наборы непосредственно в средства связи, машины, механизмы, приборы и другие технические устройства, чтобы наилучшим образом управлять их работой и контролировать ее.

ЭВМ третьего-четвертого поколения стали многоязычными и многопрограммными: они получили возможность вести диалог со многими пользователями одновременно и решать задачи, запрограммированные на разных языках.

Основное направление в развитии современных компьютеров (пятого и шестого поколения) - разработка машины, более похожей на человека по способам ввода и хранения информации и методам решения задач. Различные области информатики занимаются изучением этих проблем - задач искусственного интеллекта ( artificial intelligence ), экспертных систем ( expert systems ) и представления информации (information presentation).

Типы и назначение компьютеров

Существование различных типов компьютеров определяется различием задач, для решения которых они предназначены. С течением времени появляются новые типы задач , что приводит к появлению новых типов компьютеров. Поэтому приведенное ниже деление очень условно.

суперкомпьютеры ;
специализированные компьютеры-серверы;
встроенные компьютеры-невидимки (микропроцессоры);
персональные компьютеры.

Для выполнения изначального назначения компьютеров - вычислений - на рубеже 60-70 годов были созданы специализированные ЭВМ, так называемые суперкомпьютеры.

Суперкомпьютеры - специальный тип компьютеров, создающихся для решения предельно сложных вычислительных задач (составления прогнозов, моделирования сложных явлений, обработки сверхбольших объемов информации). Принцип работы суперкомпьютера заключается в том, что он способен выполнять несколько операций параллельно.

Одной из ведущих компаний мира в производстве суперкомпьютеров является компания Cray Research. Ее основатель, человек-легенда Сеймур Крей, уже в середине 70-х годов построил компьютер Cray-1, который поражал мир своим быстродействием: десятки и даже сотни миллионов арифметических операций в секунду.

Как известно, скорость распространения любого сигнала не превышает скорости света в вакууме - 300 тысяч километров в секунду, или 300 миллионов метров в секунду. Если компьютер выполняет 300 миллионов операций в секунду, то за время выполнения одной операции сигнал успевает пройти не более одного метра. Отсюда следует, что расстояние между частями суперкомпьютера, выполняющими одну операцию, не может превосходить нескольких десятков сантиметров. И действительно, суперкомпьютеры компании Cray были очень компактны и выглядели как "бублик" диаметром менее двух метров. Этот "бублик" занимался только вычислениями. Для общения с человеком и доставки данных для вычислений к "бублику" были подключены несколько достаточно производительных обычных компьютеров.

Компьютер, работающий в локальной или глобальной сети, может специализироваться на оказании информационных услуг другим компьютерам, на обслуживании других компьютеров. Такой компьютер называется сервером от английского слова serve (в переводе - обслуживать, управлять). В локальной сети один из компьютеров может выполнять функции файлового сервера, т. е. использоваться для долговременного хранения файлов.

Основная задача, решаемая файловыми серверами , - организация хранения, доступа и обмена данными (информацией) между компьютерами, людьми и другими источниками и поставщиками информации. Требования к серверам иные, чем к суперкомпьютеру. Важно наличие у них устройств хранения информации (типа магнитных дисков) большой емкости, скорость же обработки информации не столь критична.

В классе серверов выделяется подкласс суперсерверов, необходимых в тех случаях, когда, с одной стороны, желательна централизация данных, а с другой стороны, к этим данным необходимо обеспечить доступ очень большому количеству потребителей.

Кроме привычных компьютеров с клавиатурами, мониторами, дисководами, сегодняшний мир вещей наполнен компьютерами-невидимками. Микропроцессор представляет собой компьютер в миниатюре. Кроме обрабатывающего блока, он содержит блок управления и даже память (внутренние ячейки памяти). Это значит, что микропроцессор способен автономно выполнять все необходимые действия с информацией. Многие компоненты современного персонального компьютера содержат внутри себя миниатюрный компьютер. Массовое распространение микропроцессоры получили и в производстве, там где управление может быть сведено к отдаче ограниченной последовательности команд.

Микропроцессоры незаменимы в современной технике. Например, управление современным двигателем - обеспечение экономии расхода топлива, ограничение максимальной скорости движения, контроль исправности и т. д. - немыслимо без использования микропроцессоров. Еще одной перспективной сферой их использования является бытовая техника - применение микропроцессоров придает ей новые потребительские качества.

В 1975 году появился первый персональный компьютер. С самого начала их выпуска стало ясно, что невысокая цена и достаточные вычислительные возможности этого нового класса компьютеров будут способствовать их широкому распространению.

Персональные компьютеры совершили компьютерную революцию в профессиональной деятельности миллионов людей и оказали огромное влияние на все стороны жизни человеческого общества. Компьютеры этого типа стали незаменимым инструментом работы инженеров и ученых. Особо велика их роль при проведении научных экспериментов, требующих сложных и длительных вычислений.

В последние годы появилась разновидность персонального компьютера - так называемый домашний компьютер. По сути, он ничем не отличается от персонального, только используется для других целей: развлекательных и образовательных.

Идея сетевого компьютера, работающего только в сети и представляющего собой упрощенный вариант персонального компьютера, все больше занимает умы разработчиков. Такому компьютеру не нужно хранить программы, он в любой момент может получить их по сети.

Практически любые компьютерные технические средства (ТС) по назначению можно разделить на универсальные – для использования в различных областях применения и специальные , созданные для эксплуатации в специфических условиях или сферах деятельности, например, в сложных климатических условиях. В большинстве случаев используются универсальные ТС, применение которых снижает финансовые затраты на снабжение расходными материалами и ремонт, позволяет применить типовые решения, облегчает их освоение, эксплуатацию и др.

Универсальные ТС в значительной степени одинаковы для применения в разных сферах и областях, что позволяет их систематизировать. Однако предложить единую для всех систему классификации пока не удаётся, из-за значительного отличия этих средств друг от друга по параметрам, областям применения, разнообразию фирм изготовителей , появлению новых ТС, включающих средства, отличающиеся по принципу действия и другим параметрам. Поэтому рассмотрим условное деление компьютерных ТС.

По назначению универсальные компьютеры обычно относят к категории “ SOHO ” (Small Office Home Office), т.е. предназначенных для использования в небольших офисах или как домашние персональные компьютеры, а также предназначенным для использования в среднем и малом бизнесе (СМБ).

Персональные компьютеры (ПК) – это информационно-вычислительные устройства, ресурсы которых, как правило, направлены на обеспечение деятельности одного работника (пользователя). Это самый многочисленный класс средств вычислительной техники. Наиболее известны компьютеры типа IBM PC и Macintosh фирмы Apple.

Компьютеры, выпускаемые другими фирмами и отвечающие всем основным требованиям и параметрам, предъявляемым основной фирме-изготовителю (например, IBM), называют совместимыми. Вместе они составляют клон ( например, клон IBM-совместимых компьютеров ). Таких фирм в мире насчитывается несколько сотен.

Кроме того, компьютеры, выпускаемые ведущими фирмами-производителями, называют “ brand-name ”. Хорошие компьютеры фирм, мало известных на рынке компьютеров, называют “ no-name ”, а компьютеры национальной марки – “ local-name ”. В России такие ПК обычно называют “russian-name” или “local rassian-name”.

Кроме того, существуют корпоративные компьютеры, супер-, квантовые, нанокомпьютеры и др.

Корпоративные компьютеры (иногда называемые мини-ЭВМ или main frame) – это вычислительные системы (ВС), обеспечивающие совместную деятельность многих работников в рамках одной организации, одного проекта, одной сферы информационной деятельности при использовании одних и тех же информационно-вычислительных ресурсов. Это многопользовательские ВС, имеющие центральный блок с большой вычислительной мощностью и значительными информационными ресурсами. К нему подсоединяется большое число рабочих компьютеров с минимальной оснащенностью (видеотерминал, клавиатура, устройство позиционирования типа “мышь” и, возможно, устройство печати). В качестве таких рабочих мест корпоративного компьютера обычно используют ПК.

Суперкомпьютеры – это ВС с предельными характеристиками вычислительной мощности и информационных ресурсов, например, с производительностью свыше 100 мегафлопов (1 мегафлоп – миллион операций с плавающей точкой в секунду). Основная их технология – это реализация принципа параллельной или конвейерной обработки данных, т.е. одновременного выполнения нескольких действий. К ним относят и высокопроизводительные мини ЭВМ, объединяемые общей шиной с общей памятью. Представляет многопроцессорный и (или) многомашинный комплекс, работающий на общую память и общее поле внешних устройств. Архитектура основана на идеях параллелизма и конвейеризации вычислений.

В квантовом компьютере основной “строительной” единицей является кубит (англ. аббревиатура “qubit” означает “Quantum Bit”) и используются элементарные логические операции (дизъюнкция, конъюнкция и квантовое отрицание), с помощью которых организуется логика их работы.

С точки зрения габаритных размеров, расположения и формы системного блока ПК делятся на горизонтальные настольные (плоские “Desktop”, особо плоские “Slim”) и вертикальные в виде башни (англ. “tower” – башня): настольные “MiniTower” – малоразмерная конструкция, “MidiTower” и “MidllTower” – среднеразмерная конструкция и напольная полноразмерная конструкция – “BigTower”, а также переносные.

В некоторых конструкциях ПК в одном корпусе располагают монитор и системный блок, образующие единую конструкцию – моноблок (Apple, переносные ПК).

Переносные компьютеры включают ноутбуки (Laptop – “наколенник”, Notebook – “блокнот”, планшетный, Lifebook), карманные ПК (КПК), электронные справочники, переводчики и другие компактные системы.

Персональный компьютер – это универсальное техническое устройство , конфигурацию (состав) которого можно изменять по мере необходимости. При этом существует понятие базовой (стандартной) конфигурации, которое не статично и отражает уровень развития в данной предметной области.

Практически все компьютеры имеют однотипную структуру (архитектуру) и состоят из устройств (блоков, плат, модулей, карт), являющихся важными и необходимыми или полезными (без которых компьютер может работать).

В современной стандартной конфигурации ПК содержит: системный блок, дисплей (монитор), клавиатуру и манипулятор “мышь”. Порой сюда же включают и печатающее устройство (принтер).

ПК состоит из внутренних и внешних устройств. К внутренним устройствам относят процессоры и внутреннюю память (ПЗУ, ОЗУ и Кэш).

ОЗУ ( оперативное запоминающее устройство) – это специальная основная внутренняя память (англ. “main memory”), позволяющая быстро записывать в неё и считывать из неё необходимую информацию. Она представляет массив кристаллических ячеек. ОЗУ непосредственно связанно с процессором, предназначено для записи, считывания и хранения выполняемых программ и данных, обрабатываемых этими программами.

Кэш-память (англ. “Cache Memory”) – это сверхоперативная (сверхбыстрая) память, которая располагается как буфер между процессором и ОЗУ, а также в накопителях на жёстких магнитных дисках и др. Она способствует повышению производительности работы компьютера и служит для уменьшения количества тактов ожидания процессора при обращении к более медленной памяти.

ПЗУ (постоянное запоминающее устройство или, по-английски, “Read-Only-Memory”, “ROM”), предназначено для хранения не требующих изменения данных: системных программ; программ, управляющих работой процессора, дисплея, клавиатуры, принтера, внешних устройств компьютера, запуска и остановки компьютера; служебных программ диагностики, контроля и др. Это энергонезависимое устройство, изготовленное в виде микросхемы.

Внешние устройства условно делятся на собственно внешние и периферийные устройства. Некоторые специалисты считают, что внешние устройства, расположенные внутри системного блока или непосредственно рядом с ним надо называть просто внешними устройствами ПК. Те же из них, которые удалены от системного блока на полтора и более метров относятся к внешним периферийным устройствам.

Некоторые внешние устройства имеют три варианта подключения к ПК:

1) внутри системного блока на материнской плате – встроенные или интегрированные ;

2) внутри системного блока, вставляемые в дочерние разъёмы материнской платы (в слоты) – внутренние ;

3) вне системного блока, подключаемые к одному из его портов ПК – внешние .

Кроме того, внешние устройство по типу выполняемых функций делятся на устройства: ввода, вывода, хранения данных и манипуляторы.

К устройствам ввода информации относят клавиатуру, дигитайзер (графический планшет), сканер и др.

В состав устройств вывода информации входят мониторы (дисплеи) и принтеры (в т.ч. плоттеры).

Манипуляторы называют порой местоуказателями за то, что они являются координатными устройствами. Наибольшее распространение из них получили манипуляторы “мышь”, “трекболл” и “джойстик”.

Внешние устройства хранения составляют внешней памятью. К ней относят: диски, дискеты и другие (например, твёрдотельные) запоминающие устройства прямого доступа на магнитных, оптических, магнитооптических и иных носителях информации. Информация, на внешних носителях энергонезависима, т.е. не зависит от того, включен или выключен компьютер.

Внешние устройства к системному блоку ПК подключаются с помощью специальных портов – точек подключения внешних устройств к компьютеру.

Порты – это электронные схемы, содержащие один или несколько регистров ввода-вывода и позволяющие подключать периферийные устройства компьютера к внешним шинам микропроцессора. Последовательный порт (COM) обменивается данными с процессором побайтно , а с внешними устройствами — побитно. Параллельный порт (LPT) получает и посылает данные побайтно. Современным быстродействующим портом является USB. Он обеспечивает высокую скорость ввода-вывода и питание некоторых, последовательно подключаемых к нему, устройств.

К внешним устройствам относят также и устройства мультимедиа, многие из которых ныне входят в состав стандартной конфигурации ПК: аудио- и видеоадаптеры (Sound Blaster, Video Blaster), микрофоны, наушники, звуковые колонки, веб-камеры и другие.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

Следует усвоить, что в компьютерах используется различное программное обеспечение – программы, представляющие на понятном компьютеру языке последовательность инструкций, в которых указаны правила обработки данных. ПО делится на необходимое для: управления ПК, служебного использования, программирования, выполнения различных видов работ, обучения, отдыха и т.д. Программы, как и любые иные компьютерные данные, хранятся в файлах.

По назначению и выполняемым функциям выделяют три крупных класса ПО: системное, инструментальное и прикладное ПО. Каждый из них включает ряд подклассов. Системное ПО – это операционные системы (в т.ч. драйверы и утилиты), операционные оболочки и сетевые операционные системы, тестовые и диагностические программы, языки программирования, антивирусные программы и др.

Инструментальное ПО или инструментальные программные средства – это программы-полуфабрикаты или конструкторы (СУБД, конструкторы обучающие, игровые, тестирующие и другие программы). Прикладное ПО, кроме отдельных программ включает прикладные программы, объединённые в пакет и образующие ППП или интегрированное прикладное ПО.

Следует запомнить, что наиболее часто применяются универсальные технические средства (в том числе компьютеры), аналогичные для разных предметных областей, что позволяет их классифицировать. Обычно выделяют: персональные (настольные и переносные), SOHO и СМБ, корпоративные, квантовые и суперкомпьютеры.

ПК делятся на горизонтальные (“Desktop”) и вертикальные (“Tower”) настольные, напольные (“BigTower”) и переносные (Notebook, планшетные, Lifebook, карманные ПК, электронные справочники, переводчики и другие компактные системы).

ПК стандартной конфигурации состоит из: системного блока, дисплея (монитора), клавиатуры, манипулятора “мышь”. Порой в этот состав включают и печатающее устройство (принтер).

Архитектуру ПК составляют внутренние и внешние устройства. К внутренним устройствам относят процессоры и внутреннюю память (ПЗУ, ОЗУ и Кэш).

Внешние устройства по типу выполняемых функций делят на устройства ввода, вывода, хранения информации и манипуляторы. Они включают клавиатуру, дисплей, мышь, сканеры, принтеры, накопители данных и др.

Внешние устройства условно делятся на собственно внешние и периферийные устройства. Внешние устройства, удалённые от системного блока на определённое расстояние называют периферийными устройствами.

Некоторые внешние устройства имеют три варианта подключения к ПК: внутри системного блока на материнской плате (интегрированное или встроенное), вставляемые в дочерние разъёмы материнской платы (в слоты – внутреннее), а также вне системного блока , подключаемые к одному из его портов (внешнее).

Внешние устройства хранения – машиночитаемые носители электронных данных – называют внешней памятью. К ней относят: диски, дискеты и другие (например, твёрдотельные) запоминающие устройства прямого доступа на магнитных, оптических, магнитооптических и иных носителях информации.

Читайте также: