Методы классификации компьютеров. Технические средства обработки данных К средствам обработки данных относятся

Обзор и классификация технических средств обработки данных

1.1 Режимы обработки данных

При проектировании технологических процессов ориентируются на режимы их реализации. Режим реализации технологии зависит от объемно-временных особенностей решаемых задач: периодичности и срочности, требований к быстроте обработки сообщений, а также от режимных возможностей технических средств, и в первую очередь ЭВМ. Существуют: пакетный режим; режим реального масштаба времени; режим разделения времени; регламентный режим; запросный; диалоговый; телеобработки; интерактивный; однопрограммный; многопрограммный (мультиобработка).

Пакетный режим. При использовании этого режима пользователь не имеет непосредственного общения с ЭВМ. Сбор и регистрация информации, ввод и обработка не совпадают по времени. Вначале пользователь собирает информацию, формируя ее в пакеты в соответствии с видом задач или каким-то др. признаком. (Как правило, это задачи неоперативного характера, с долговременным сроком действия результатов решения). После завершения приема информации производится ее ввод и обработка, т.е., происходит задержка обработки. Этот режим используется, как правило, при централизованном способе обработки информации.

Диалоговый режим (запросный) режим, при котором существует возможность пользователя непосредственно взаимодействовать с вычислительной системой в процессе работы пользователя. Программы обработки данных находятся в памяти ЭВМ постоянно, если ЭВМ доступна в любое время, или в течение определенного промежутка времени, когда ЭВМ доступна пользователю. Взаимодействие пользователя с вычислительной системой в виде диалога может быть многоаспектным и определяться различными факторами: языком общения, активной или пассивной ролью пользователя; кто является инициатором диалога - пользователь или ЭВМ; временем ответа; структурой диалога и т.д. Если инициатором диалога является пользователь, то он должен обладать знаниями по работе с процедурами, форматами данных и т.п. Если инициатор - ЭВМ, то машина сама сообщает на каждом шаге, что нужно делать с разнообразными возможностями выбора. Этот метод работы называется “выбором меню”. Он обеспечивает поддержку действий пользователя и предписывает их последовательность. При этом от пользователя требуется меньшая подготовленность.

Диалоговый режим требует определенного уровня технической оснащенности пользователя, т.е. наличие терминала или ПЭВМ, связанных с центральной вычислительной системой каналами связи. Этот режим используется для доступа к информации, вычислительным или программным ресурсам. Возможность работы в диалоговом режиме может быть ограничена во времени начала и конца работы, а может быть и неограниченной.

Иногда различают диалоговый и запросный режимы, тогда под запросным понимается одноразовое обращение к системе, после которого она выдает ответ и отключается, а под диалоговым - режим, при которым система после запроса выдает ответ и ждет дальнейших действий пользователя.

Режим реального масштаба времени. Означает способность вычислительной системы взаимодействовать с контролируемыми или управляемыми процессами в темпе протекания этих процессов. Время реакции ЭВМ должно удовлетворять темпу контролируемого процесса или требованиям пользователей и иметь минимальную задержку. Как правило, этот режим используется при децентрализованной и распределенной обработке данных.

Режим телеобработки дает возможность удаленному пользователю взаимодействовать с вычислительной системой.

Интерактивный режим предполагает возможность двустороннего взаимодействия пользователя с системой, т.е. у пользователя есть возможность воздействия на процесс обработки данных.

Режим разделения времени предполагает способность системы выделять свои ресурсы группе пользователей поочередно. Вычислительная система настолько быстро обслуживает каждого пользователя, что создается впечатление одновременной работы нескольких пользователей. Такая возможность достигается за счет соответствующего программного обеспечения.

Однопрограммный и многопрограммный режимы характеризуют возможность системы работать одновременно по одной или нескольким программам.

Регламентный режим характеризуется определенностью во времени отдельных задач пользователя. Например, получение результатных сводок по окончании месяца, расчет ведомостей начисления зарплаты к определенным датам и т.д. Сроки решения устанавливаются заранее по регламенту в противоположность к произвольным запросам.

1.2 Способы обработки данных

Различаются следующие способы обработки данных: централизованный, децентрализованный, распределенный и интегрированный.

Централизованная предполагает наличие. При этом способе пользователь доставляет на ВЦ исходную информацию и получают результаты обработки в виде результативных документов. Особенностью такого способа обработки являются сложность и трудоемкость налаживания быстрой, бесперебойной связи, большая загруженность ВЦ информацией (т.к. велик ее объем), регламентацией сроков выполнения операций, организация безопасности системы от возможного несанкционированного доступа.

Децентрализованная обработка. Этот способ связан с появлением ПЭВМ, дающих возможность автоматизировать конкретное рабочие место.

Распределенный способ обработки данных основан на распределении функций обработки между различными ЭВМ, включенными в сеть. Этот способ может быть реализован двумя путями: первый предполагает установку ЭВМ в каждом узле сети (или на каждом уровне системы), при этом обработка данных осуществляется одной или несколькими ЭВМ в зависимости от реальных возможностей системы и ее потребностей на текущий момент времени. Второй путь - размещение большого числа различных процессоров внутри одной системы. Такой путь применяется в системах обработки банковской и финансовой информации, там, где необходима сеть обработки данных (филиалы, отделения и т.д.). Преимущества распределенного способа: возможность обрабатывать в заданные сроки любой объем данных; высокая степень надежности, так как при отказе одного технического средства есть возможность моментальной замены его на другой; сокращение времени и затрат на передачу данных; повышение гибкости систем, упрощение разработки и эксплуатации программного обеспечения и т.д. Распределенный способ основывается на комплексе специализированных процессоров, т.е. каждая ЭВМ предназначена для решения определенных задач, или задач своего уровня.

Интегрированный способ обработки информации. Он предусматривает создание информационной модели управляемого объекта, то есть создание распределенной базы данных. Такой способ обеспечивает максимальное удобство для пользователя. С одной стороны, базы данных предусматривают коллективное пользование и централизованное управление. С другой стороны, объем информации, разнообразие решаемых задач требуют распределения базы данных. Технология интегрированной обработки информации позволяет улучшить качество, достоверность и скорость обработки, т.к. обработка производится на основе единого информационного массива, однократно введенного в ЭВМ. Особенностью этого способа является отделение технологически и по времени процедуры обработки от процедур сбора, подготовки и ввода данных.

1.3 Комплекс технических средств обработки информации

Комплекс технических средств обработки информации – это совокупность автономных устройств сбора, накопления, передачи, обработки и представления информации, а также средств оргтехники, управления, ремонтно-профилактических и других. К комплексу технических средств предъявляют ряд требований:

Обеспечение решения задач с минимальными затратами, необходимой точности и достоверности

Возможность технической совместимости устройств, их агрегативность

Обеспечение высокой надежности

Минимальные затраты на приобретения

Отечественной и зарубежной промышленностью выпускается широкая номенклатура технических средств обработки информации, различающихся элементной базой, конструктивным исполнением, использованием различных носителей информации, эксплуатационными характеристиками и др.

1.4 Классификация технических средств обработки информации

Технические средства обработки информации делятся на две большие группы. Это основные и вспомогательные средства обработки.

Вспомогательные средства – это оборудование, обеспечивающее работоспособность основных средств, а также оборудование, облегчающее и делающее управленческий труд комфортнее. К вспомогательным средствам обработки информации относятся средства оргтехники и ремонтно-профилактические средства. Оргтехника представлена весьма широкой номенклатурой средств, от канцелярских товаров, до средств доставления, размножения, хранения, поиска и уничтожения основных данных, средств административно производственной связи и так далее, что делает работу управленца удобной и комфортной.

Основные средства – это орудия труда по автоматизированной обработке информации. Известно, что для управления теми или иными процессами необходима определенная управленческая информация, характеризующая состояния и параметры технологических процессов, количественные, стоимостные и трудовые показатели производства, снабжения, сбыта, финансовой деятельности и т.п. К основным средствам технической обработки относятся: средства регистрации и сбора информации, средства приема и передачи данных, средства подготовки данных, средства ввода, средства обработки информации и средства отображения информации. Ниже, все эти средства рассмотрены подробно.

Получение первичной информации и регистрация является одним из трудоемких процессов. Поэтому широко применяются устройства для механизированного и автоматизированного измерения, сбора и регистрации данных. Номенклатура этих средств весьма обширна. К ним относят: электронные весы, разнообразные счетчики, табло, расходомеры, кассовые аппараты, машинки для счета банкнот, банкоматы и многое другое. Сюда же относят различные регистраторы производства, предназначенные для оформления и фиксации сведений о хозяйственных операциях на машинных носителях.

Средства приема и передачи информации. Под передачей информации понимается процесс пересылки данных (сообщений) от одного устройства к другому. Взаимодействующая совокупность объектов, образуемые устройства передачи и обработки данных, называется сетью.Объединяют устройства, предназначенные для передачи и приема информации. Они обеспечивают обмен информацией между местом её возникновения и местом её обработки. Структура средств и методов передачи данных определяется расположением источников информации и средств обработки данных, объемами и временем на передачу данных, типами линий связи и другими факторами. Средства передачи данных представлены абонентскими пунктами (АП), аппаратурой передачи, модемами, мультиплексорами.

Средства подготовки данных представлены устройствами подготовки информации на машинных носителях, устройства для передачи информации с документов на носители, включающие устройства ЭВМ. Эти устройства могут осуществлять сортировку и корректирование.

Средства ввода служат для восприятия данных с машинных носителей и ввода информации в компьютерные системы

Средства обработки информации играют важнейшую роль в комплексе технических средств обработки информации. К средствам обработки можно отнести компьютеры, которые в свою очередь разделим на четыре класса: микро, малые (мини); большие и суперЭВМ. Микро ЭВМ бывают двух видов: универсальные и специализированные.

И универсальные и специализированные могут быть как многопользовательскими - мощные ЭВМ, оборудованные несколькими терминалами и функционирующие в режиме разделения времени (серверы), так и однопользовательскими (рабочие станции), которые специализируются на выполнении одного вида работ.

Малые ЭВМ – работают в режиме разделения времени и в многозадачном режиме. Их положительной стороной является надежность и простота в эксплуатации.

Большие ЭВМ – (мейнфермы) характеризуются большим объемом памяти, высокой отказоустойчивостью и производительностью. Также характеризуется высокой надежностью и защитой данных; возможностью подключения большого числа пользователей.

Супер-ЭВМ – это мощные многопроцессорные ЭВМ с быстродействием 40 млрд. операций в секунду.

Сервер - компьютер, выделенный для обработки запросов от всех станций сети и представляющий этим станциям доступ к системным ресурсам и распределяющий эти ресурсы. Универсальный сервер называется - сервер-приложение. Мощные серверы можно отнести к малым и большим ЭВМ. Сейчас лидером являются серверы Маршалл, а также существуют серверы Cray (64 процессора).

Средства отображения информации используют для вывода результатов вычисления, справочных данных и программ на машинные носители, печать, экран и так далее. К устройствам вывода можно отнести мониторы, принтеры и плоттеры.

Монитор – это устройство, предназначенное для отображения информации, вводимой пользователем с клавиатуры или выводимой компьютером.

Принтер – это устройство вывода на бумажный носитель текстовой и графической информации.

Плоттер – это устройство вывода чертежей и схем больших форматов на бумагу.

Технология - это комплекс научных и инженерных знаний, реализованных в приемах труда, наборах материальных, технических, энергетических, трудовых факторов производства, способах их соединения для создания продукта или услуги, отвечающих определенным требованиям. Поэтому технология неразрывно связана с машинизацией производственного или непроизводственного, прежде всего управленческого процесса. Управленческие технологии основываются на применении компьютеров и телекоммуникационной техники.

Согласно определению, принятому ЮНЕСКО, информационная технология - это комплекс взаимосвязанных, научных, технологических и инженерных дисциплин, изучающих методы эффективной организации труда людей, занятых обработкой и хранением информации; вычислительную технику и методы организации и взаимодействия с людьми и производственным оборудованием. Их практические приложения, а также связанные со всем этим социальные, экономические и культурные проблемы. Сами информационные технологии требуют сложной подготовки, больших первоначальных затрат и наукоемкой техники. Их введение должно начинаться с создания математического обеспечения, формирования информационных потоков в системах подготовки специалистов.

2.2 Информационная технология управления

Целью информационной технологии управления является удовлетворение информационных потребностей всех без исключения сотрудников фирмы, имеющих дело с принятием решений. Она может быть полезна на любом уровне управления.

Эта технология ориентирована на работу в среде информационной системы управления и используется при худшей структурированности решаемых задач, если их сравнивать с задачами, решаемыми с помощью информационной технологии обработки данных.

Информационная технология управления идеально подходит для удовлетворения сходных информационных потребностей работников различных функциональных подсистем (подразделений) или уровней управления фирмой. Поставляемая ими информация содержит сведения о прошлом, настоящем и вероятном будущем фирмы. Эта информация имеет вид регулярных или специальных управленческих отчетов.

Для принятия решений на уровне управленческого контроля информация должна быть представлена в агрегированном виде, так, чтобы просматривались тенденции изменения данных, причины возникших отклонений и возможные решения. На этом этапе решаются следующие задачи обработки данных:

Оценка планируемого состояния объекта управления;

Оценка отклонений от планируемого состояния;

Выявление причин отклонений;

Анализ возможных решений и действий.

Информационная технология управления направлена на создание различных видов отчетов.

Регулярные отчеты создаются в соответствии с установленным графиком, определяющим время их создания, например месячный анализ продаж компании.

Специальные отчеты создаются по запросам управленцев или когда в компании произошло что-то незапланированное. И те, и другие виды отчетов могут иметь форму суммирующих, сравнительных и чрезвычайных отчетов.

В суммирующих отчетах данные объединены в отдельные группы, отсортированы и представлены в виде промежуточных и окончательных итогов по отдельным полям.

Сравнительные отчеты содержат данные, полученные из различных источников или классифицированные по различным признакам и используемые для целей сравнения.

Чрезвычайные отчеты содержат данные исключительно (чрезвычайного) характера.

Использование отчетов для поддержки управления оказывается особенно эффективным при реализации так называемого управления, но отклонениям. Управление по отклонениям предполагает, что главным содержанием получаемых менеджером данных должны являться отклонения состояния хозяйственной деятельности фирмы от некоторых установленных стандартов (например, от ее запланированного состояния). При использовании на фирме принципов управления по отклонениям к создаваемым отчетам предъявляются следующие требования:

Отчет должен создаваться только тогда, когда отклонение произошло

Сведения в отчете должны быть отсортированы по значению критического для данного отклонения показателя;

Все отклонения желательно показать вместе, чтобы менеджер мог уловить существующую между ними связь;

В отчете необходимо показать, количественное отклонение от нормы.

Основные компоненты

Входная информация поступает из систем операционного уровня. Выходная информация формируется в виде управленческих отчетов в удобном для принятия решения виде. Содержимое базы данных при помощи соответствующего программного обеспечения

Похожие рефераты:

Понятие и разновидности информации, определение целей и значения в деятельности предприятия, источники е методы ее получения. Оценка информационной обеспеченности и технологичности организации. Особенности автоматизированной информационной системы.

ТЕМА: . ВВЕДЕНИЕ. Чтобы развивать бизнес, нужно многое, и, в частности, умение считать деньги, товары, ресурсы, услуги. В современном бизнесе порой срок, отпущенный на принятие решений, измеряется часами. Для принятия правильных решений необходима оперативная и достоверная информация. Зная реаль...

Назначение АСОЭИ. Требования к АСОЭИ. Состав АСОЭИ. Средства организации баз данных и работы с ними.

Министерство образования и культуры Кыргызской Республики Нарынский Государственный Университет Тема: Информационные системы и технологии Выполнил: студент гр. АСОИ-1-99 Иманалиев Э.

Информационные системы. Структура и классификация информационных систем. Информационные технологии. Виды информационных технологий.

Понятие информационной технологии. Современные информационные технологии и их виды. Проблемы и перспективы использования информационных технологий/

Проблемы при внедрении и проектировании автоматизированной информационной системы на предприятии. Построение адекватной модели с последующей адаптацией к требуемой. Роль информации в обеспечении задач управления. Процедура обследования предприятия.

Технические средства информатизации – это совокупность систем, машин, приборов, механизмов, устройств и прочих видов оборудования, предназначенных для автоматизации различных технологических процессов информатики, причем таких, выходным продуктом которых является информация (данные), используемые для удовлетворения информационных потребностей в разных областях деятельности общества.

Все технические средства информатизации в зависимости от выполняемых функций можно разделить на шесть групп:

1. Устройства ввода информации:

- Текста

- Местоуказания (мышь, световое перо, трекбол, графический планшет, джойстик)

- Мультимедиа (графика (сканер и цифровая фотокамера), звук (магнитофон, микрофон), видео (веб-камера, видеокамера))

2. Устройства вывода информации:

- Текста (монитор);

- Мультимедиа (графика (принтер, плоттер), звук (наушники, акустические системы), видео (видеомагнитофон, видеокамера))

3. Устройства обработки информации:

- Микропроцессор

- Сопроцессор

4. Устройства передачи и приема информации:

- Модем

- Сетевая карта

5. Многофункциональные устройства:

- Устройства копирования

- Устройства размножения

- Издательские системы

6.

Как следует из приведенной выше классификации, большая часть современных технических средств информатизации в той или иной мере связана с ЭВМ – персональными компьютерами (ПК).

Устройства ввода и вывода являются непременным и обязательным элементом любой ЭВМ, начиная с самой первой и заканчивая современными ПК, поскольку именно эти устройства обеспечивают взаимодействие пользователя с вычислительной системой.

Все устройства ввода/вывода персонального компьютера относятся к периферийным устройствам , т.е. подключаемым к микропроцессору через системную шину и соответствующие контроллеры . На сегодняшний день существуют целые группы устройств (например, устройства местоуказания, мультимедиа), которые обеспечивают эффективную и удобную работу пользователя.

Главным устройством вычислительной машины является микропроцессор , обеспечивающий в наиболее общем случае управление всеми устройствами и обработку информации. Для решения специфических задач, например, математических вычислений современные персональные компьютеры оснащаются сопроцессорами. Эти устройства относятся к устройствам обработки информации .

Устройства передачи и приема информации (или устройства связи) являются непременными атрибутами современных информационных систем, которые все больше приобретают черты распределенных информационных систем, в которых информация хранится не в одном месте, а распределена в пределах некоторой сети.

Модем (модулятор-демодулятор) – устройство, преобразующее информацию в такой вид, в котором ее можно передавать по телефонным линиям связи. Внутренние модемы имеют PCI-интерфейс и подключаются непосредственно к системной плате. Внешние модемы подключаются через порты COM или USB.

Сетевой адаптер (сетевая плата) – электронное устройство, выполненное в виде платы расширения (может быть интегрирован в системную плату) с разъемом для подключения к линии связи.

Устройства хранения информации занимают не последнее место среди всех технических средств информатизации, поскольку используются для временного (непродолжительного) или длительного хранения обрабатываемой и накапливаемой информации.

Многофункциональные устройства стали появляться сравнительно недавно. Отличительная особенность этих устройств заключается в сочетании целого ряда функций (например, сканирование и печать или печать и брошюровка печатных копий, и т.д.) по автоматизации действий пользователя.

Обработка чисел, символьной информации, логическая обработка, обработка сигналов – это все частные случаи общего понятия под названием “обработка информации” . Для ЭВМ характерен признак: информация представляется с помощью двоичных целых чисел. Существует три этапа обработки информации:

– хранение двоичной информации;

– передача от одного хранилища к другому;

– преобразование.

ЭВМ можно представить как совокупность узлов, соединенных каналом связи. Узлы соединяют в себе функции хранения и преобразования. По каналам связи передается информация от узла к узлу. Мы будем говорить о потоках информации в каналах связи (рис. 16). Некоторые узлы могут иметь специальную функцию ввода информации в систему и вывода из нее.

Рис. 16. Информационная модель ЭВМ

(У – узлы)

Показанная на рисунке 16 модель не имеет ограничений на связи между отдельными узлами. Реализовать такую систему весьма сложно. Реально существующие системы имеют ряд ограничений на связи и четкое функциональное назначение отдельных узлов. Функции отдельного узла могут зависеть от его состояния. Состояние узла описывается значениями его внутренних полей (регистров), может определяться процессом его функционирования или задаваться извне. Состояние узла будем называть его режимом . Физически режим может определяться значением регистра узла. Тогда установить режим узла означает присвоить регистру определенное значение.

По каналам связи узлы могут обмениваться либо значащей информацией (сообщениями), либо управляющей. Под сообщениями будем понимать последовательности двоичных цифр, сохраняемые или обрабатываемые узлом. Управляющая информация определяет режимы узлов и каналов связи.

Информационная модель позволяет определить основные характеристики ЭВМ:

1. Узлы хранения имеют вместимость – максимальную, среднюю или минимальную; скорость выборки; разрядность выборки.

2. Преобразующие узлы имеют скорость преобразования.

3. Каналы определяются: скоростью передачи информации (пропускная способность); разрядностью передачи.

Из множества возможных соединений отбираются несколько типовых схем, обеспечивающих простоту, возможность реконфигурации (расширения), надежность, стандартизацию и т.д. Можно отметить следующие схемы (рис. 17):

– с шинной организацией;

– специализированные процессоры (каналы);

– схемы с коммутацией;

– архитектуры с распределенными функциями;

– с конвейерной организацией.

Рис 17. Различные схемы организации ЭВМ

а – ЭВМ с шинной организацией, б – канальная ЭВМ, в – ЭВМ с перекрестной коммутацией, г – конвейерная ЭВМ (КМ – коммутирующая матрица, КВВ – канал ввода-вывода)

Рассмотрим некоторые частные модели ЭВМ. Шинная и канальная организации были рассмотрены выше.

Организация с перекрестной коммутацией. Идея структурной организации таких ЭВМ заключается в том, что все связи между узлами осуществляются с помощью специального устройства – коммутирующей матрицы . Коммутирующая матрица может связывать между собой любую пару узлов, причем таких пар может быть сколько угодно – связи не зависят друг от друга. В такой схеме нет конфликтов из-за связей, есть конфликты только из-за ресурсов. Возможность одновременной связи нескольких пар устройств позволяет достичь очень высокой производительности комплекса.

Архитектура с распределенными функциями. Это основная идея японского проекта ЭВМ пятого поколения, которая до настоящего времени осталась не реализованной. Суть идеи заключается в том, что обработка информации распределяется по “интеллектуальным” периферийным устройствам. Переход от ЭВМ четвертого поколения к ЭВМ пятого поколения намечалось осуществить не за счет существенного изменения элементной базы (как было ранее), а за счет резкого качественного изменения сложности и интеллектуальности различных компонентов ЭВМ.

Конвейерная организация. Здесь обрабатывающее устройство разделяется на последовательно включенные операционные блоки, каждый из которых специализирован на выполнении строго определенной части операции. При этом работа осуществляется следующим образом: когда i -й операционный блок выполняет i -ю часть j-й операции, (i ’-1)-й операционный блок выполняет (i -1)-ю часть (j+1)-й операции, а (i +1)-й операционный блок выполняет (i ’+1)-ю часть (j-1)-й операции. В результате образуется своего рода конвейер обработки и за счет этого повышается производительность системы.

Основные команды ЭВМ

Все разнообразие решаемых на ЭВМ задач реализуется с помощью небольшого набора очень простых команд. Система команд у типичной ЭВМ включает в себя всего 60 – 150 базовых команд. Все команды в основном служат для выполнения очень простых действий, таких, как прочитать, запомнить, сложить, сдвинуть, сравнить и т.д. Интеллектуальность ЭВМ достигается за счет того, что ЭВМ способна выполнять программы, состоящие из большого числа таких простых действий с огромной скоростью. Кратко рассмотрим набор команд, используемых в типичных ЭВМ, и действия, реализуемые этими командами.

При описании системы команд ЭВМ обычно принято классифицировать их по функциональному назначению, длине, способу адресации и другим признакам. Классификации команд по различным признакам показаны на рис. 18. Рассмотрим основные группы команд, придерживаясь классификации команд на группы по функциональному признаку.

Рис 18. Классификация команд ЭВМ

Команды передачи данных. Данная группа команд включает в себя подгруппы команд передачи кодов между регистрами внутри процессора, из регистров процессора в память, из памяти в регистры процессора, из одних ячеек памяти в другие и передачи данных между процессором и портами внешних устройств. Отдельную подгруппу составляют команды работы со стеком. Они позволяют включать данные в стек для временного хранения и извлекать данные из стека при необходимости их использования.

Команды обработки данных. Данную группу команд с точки зрения выполняемых над данными операций можно подразделить на арифметические (сложить, вычесть, умножить и т.д.), логические (операции И, ИЛИ, НЕ и т.д.) и команды сдвига.

К основным арифметическим действиям обычно относятся сложение и вычитание. Что касается умножения и деления, то они во многих ЭВМ выполняются по специальным программам. Логические операции позволяют компьютеру анализировать обрабатываемую информацию. Простейшими примерами могут служить сравнение, а также известные логические операции И, ИЛИ, НЕ. Кроме того, к ним часто добавляются анализ отдельных битов кода, их сброс и установка. Для доказательства важности команд сдвигов двоичного кода влево и вправо достаточно вспомнить правило умножения столбиком: каждое последующее произведение записывается в такой схеме со сдвигом на одну цифру влево.

Команды обработки данных могут иметь один или два операнда. Операнды могут храниться в регистрах центрального процессора, в памяти или в самой команде. Результат операции формируется в регистре-приемнике или в специализированном регистре-аккумуляторе. Команды данной группы формируют признаки результатов, устанавливаемые в регистре флагов процессора: перенос из старшего разряда, переполнение, нулевой результат и др.

К арифметическим командам относят также и команды сравнения. Обычно для сравнения двух чисел процессор выполняет операцию вычитания. По результату вычитания устанавливаются флаги во флаговом регистре процессора. Очевидно, что если сравниваемые величины равны, результат вычитания будет нулевым и во флаговом регистре установится флаг нулевого результата. Если первая из сравниваемых величин больше – результат вычитания будет отрицательным и установится флаг отрицательного результата и т.д. Результат вычитания не сохраняется в памяти, по состоянию флагового регистра можно судить о результатах сравнения двух величин. Многие процессоры имеют команды сравнения операнда с нулем. В некоторых процессорах имеются команды проверки или установки состояния отдельных битов в операнде.

Команды передачи управления. Они имеют важное значение, так как используются для изменения естественного порядка следования команд и организации циклических участков в программах.

Простейшей командой передачи управления является команда безусловного перехода JMP <адрес>, которая загружает адрес перехода, указанный в команде, в программный счетчик. Команды условного перехода проверяют указанное в команде условие и модифицируют программный счетчик, если условие истинно. Обычно команды условного перехода используются после команд, изменяющих состояние флагового регистра (например, команд сравнения). При проверке условия производится сравнение состояния одного или нескольких флагов из флагового регистра с комбинацией, указанной в коде команды условного перехода. Модификация программного счетчика может производиться либо загрузкой в него нового значения, либо сложением его со смещением, указанным в команде.

Команды для работы с подпрограммами. Стеки. В практике программирования широко используется такой прием, как организация подпрограмм. Подпрограмма описывается один раз, а использоваться (вызываться) может из различных мест программы. При этом после того как подпрограмма закончила свою работу, управление должно быть передано туда, откуда подпрограмма была вызвана на команду, следующую в памяти сразу за командой обращения к подпрограмме. Адрес команды, на которую управление передается после окончания работы подпрограмм, называется адресом возврата . Очевидно, для того чтобы начать выполнять подпрограмму, в программный счетчик необходимо загрузить адрес первой команды подпрограммы. Для осуществления возврата из подпрограммы необходимо запомнить в каком-то месте адрес возврата. Можно, например, сохранить адрес возврата в одном из регистров процессора. Такой способ сохранения адреса возврата очень прост и легко реализуется. Однако он обладает одним существенным недостатком. Достаточно часто встречаются подпрограммы, которые вызывают другие подпрограммы. Пусть основная программа вызвала подпрограмму А. Она в свою очередь обратилась к подпрограмме В. Если адрес возврата для подпрограммы А хранится в регистре процессора, то куда девать адрес возврата при вызове подпрограммы В?

Для организации подпрограмм большинство ЭВМ используют аппаратно поддерживаемую структуру данных, называемую стеком. Стек – это структура данных, организованная по принципу: последним вошел – первым вышел, т.е. последние записанные в стек данные извлекаются из него первыми. (В переводе с англ. stack – стопка.) Аналогом стека может служить стопка тарелок. Положить тарелку в стопку можно только сверху, извлечь опять-таки можно только верхнюю тарелку. В ЭВМ для организации стека выделяется область оперативной памяти, а для ее адресации и доступа к стеку используется упоминавшийся выше регистр – указатель стека. Указатель стека хранит адрес ячейки памяти, содержащей последнее помещенное в стек значение.

Для возврата из подпрограммы в основную программу служат команды возврата RETURN. Команды возврата из подпрограммы извлекают из стека верхний элемент и помещают его в программный счетчик. Если имели место несколько вложенных вызовов подпрограмм, то возврат произойдет по адресу возврата, сохраненному после последнего вызова, так как для хранения адресов возврата используется стек и последний сохраненный адрес возврата будет использован первым.

Прочие команды. В ЭВМ могут быть дополнительные (специальные) команды. К их числу можно отнести команды остановки центрального процессора, сброса внешних устройств, установки или сброса отдельных признаков и т.д.

С ростом сложности устройства процессора увеличивается и число команд, анализирующих состояние управляющих битов и воздействующих на них. Для примера можно назвать биты режима работы процессора и биты управления механизмами прерываний от внешних устройств.

В последнее время все большую роль в наборе команд играют команды преобразования из одного формата данных в другой (например, из 16-битного в 32-битный и т.п.), которые заметно упрощают обработку данных разного типа, но в принципе могут быть заменены последовательностью из нескольких более простых команд.

Рассматривая систему команд, нельзя не упомянуть о двух современных взаимно конкурирующих направлениях в ее построении: компьютер с полным набором команд CISC (Complex Instruction Set Computer) и компьютер с ограниченным набором – RISC (Reduced Instruction Set Computer). Разделение возникло из-за того, что основную часть времени компьютеру приходится выполнять небольшую часть из своего набора команд, остальные же используются эпизодически. Таким образом, если существенно ограничить набор операций до наиболее простых и коротких, зато тщательно оптимизировать их, получится достаточно эффективная и быстродействующая RISC-машина. Правда, за скорость придется платить необходимостью программной реализации “отброшенных” команд, но часто эта плата бывает оправданной: например, для научных расчетов или машинной графики быстродействие существенно важнее проблем программирования.

Основной набор команд довольно слабо изменился в ходе бурной эволюции ЭВМ. В то же время способы указания адреса расположения информации в памяти претерпели значительное изменение.

Команда ЭВМ обычно состоит из двух частей – операционной и адресной . Операционная часть (иначе она еще называется кодом операции – КОП) указывает, какое действие необходимо выполнить с информацией. Адресная часть описывает, где используемая информация хранится. У нескольких немногочисленных команд управления работой машины адресная часть может отсутствовать, например, в команде останова; операционная часть имеется всегда.

Код операции можно представить себе как некоторый условный номер в общем списке системы команд. В основном этот список построен в соответствии с определенными внутренними закономерностями.

Адресная часть обладает значительно бо2льшим разнообразием. Прежде всего отметим, что команды могут быть одно-, двух- и трехадресные в зависимости от числа участвующих в них операндов.

Первые ЭВМ имели наиболее простую и наглядную трехадресную систему команд. Например: взять числа из адресов памяти А1 и А2, сложить их и сумму поместить в адрес A3. Если для операции требовалось меньшее число адресов, то лишние просто не использовались. Так, в операции переписи указывались лишь ячейки источника и приемника информации А1 и A3, а содержимое А2 не имело никакого значения.

Трехадресная команда легко расшифровывалась и была удобна в использовании, но с ростом объемов ОЗУ ее длина становилась непомерно большой. Действительно, длина команды складывается из длины трех адресов и кода операции, что для технической реализации не очень удобно. Поэтому появились двухадресные машины, длина команды в которых сокращалась за счет исключения адреса записи результата. В таких ЭВМ результат операции оставался в специальном регистре (сумматоре) и был пригоден для использования в последующих вычислениях. В некоторых машинах результат записывался вместо одного из операндов.

Дальнейшее упрощение команды привело к созданию одноадресных машин. Ради полноты изложения следует сказать о возможности реализации безадресной (нуль-адресной) машины, использующей особый способ организации памяти – стек. Сейчас безадресные ЭВМ практически не применяются.

В качестве примера реально существующего процессора, удобного для изучения, возьмем процессор серии машин, созданных фирмой DEC (США) и известных под названием PDP-11 (в нашей стране аналогичные процессоры использовались в семействах 16-разрядных мини- и микро-ЭВМ “Электроника”, ДВК, БК, а также в школьном компьютерном классе УКНЦ; всего таких машин было выпущено в СССР до 1,3 млн. штук и примерно столько же в США). Это семейство мини- и микро-компьютеров – одно из самых долгоживущих: первая машина этой серии была выпущена в 1970 г.

Причина выбора процессора PDP для иллюстрации обсуждаемого вопроса состоит в том, что система команд этого процессора построена на простых и наглядных принципах, изучив и запомнив которые уже можно составлять несложные программы. В то же время система команд других процессоров, например, широко распространенных представителей семейства “Intel”, устроена значительно сложнее, требует запоминания большого количества справочных данных. В качестве подтверждения сказанного достаточно указать, что в команде процессора PDP может быть использован любой из имеющихся внутренних регистров, тогда как многие команды процессоров “Intel” оперируют с фиксированными регистрами, не допуская альтернативного расположения данных и результатов.

Процессор машин серии PDP (и его отечественные аналоги) с точки зрения программиста устроен довольно просто. Он состоит из восьми регистров общего назначения (РОН) и особого регистра, в котором отображается текущее состояние процессора (PSW – Processor Status Word). Любой из регистров общего назначения может быть использован в командах на равных основаниях. Вместе с тем имеются два выделенных регистра, содержимое которых процессор использует для собственных нужд. Прежде всего следует назвать регистр R7, выполняющий роль счетчика команд, в котором хранится адрес следующей инструкции программы. Другим выделенным регистром является указатель стека R6, используемый при запоминании информации в момент вызова подпрограмм и при переходе к обработке прерывания. Остальные 6 регистров, обозначаемые R0, R1, R2, R3, R4, R5, программист может полностью использовать по своему усмотрению.

Процессор PDP имеет достаточно удобный и широкий набор команд. Основная их часть является двухадресными и одноадресными, т.е. они обрабатывают два или один операнд соответственно. Примеры некоторых наиболее важных операций приведены в таблице 5.1.

Таблица 5.1

В приведенных в таблице командах в качестве операндов фигурируют условные обозначения А и В. Система команд процессора PDP построена достаточно логично и закономерно, поэтому любой операнд – и первый, и второй – в любой операции задается совершенно одинаково.

В PDP существуют различные способы задания местонахождения информации, требующейся для выполнения операции. Их принято называть методами адресации, и все они связаны с различным использованием РОН. Однако нас будет интересовать только регистровая адресация, когда операнд находится в одном из регистров общего назначения. Приведем примеры программ для процессора PDP.

Пример 1. Программа вычисления по формулам R1:=R2+R3; R4:=R3-R2.

MOV R2, R1 ;сразу складывать нельзя, так как сумма заменяет второй операнд

ADD R3, R1 ;складываем R3 и R1

SUB R2, R4 ;вычитаем R2 из R4

HLT ;выполнение программы прекращается

Пример 2. В R1 и R2 хранятся некоторые числа. Поместить большее из них в R5, а меньшее – в R0.

СМР R1, R2 ;сравнить R1 и R2

BPL L1 ;переход при R1R2

;если R2>R1

MOV R1, R0 ;помещаем R1 в R0

MOV R2, R5 ;помещаем R2 в R5

BR L2 ;переходим на конец программы

;если R1>R2

L1: MOV R1, R5 ;помещаем R1 в R5

MOV R2, R0 ;помещаем R2 в R0

L2: HLT ;выполнение программы прекращается

В тексте программы указаны переходы на метки (L1,L2), но в результате трансляции они будут автоматически преобразованы в переходы через заданное число слов.

Устройство ЭВМ

1.1. Классификация ЭВМ. Поколения вычислительных средств

Поколения ЭВМ

В истории вычислительной техники существует своеобразная периодизация ЭВМ по поколениям. В ее основу первоначально был положен физико-технологический принцип: машину относят к тому или иному поколению в зависи­мости от используемых в ней физических элементов или технологии их изготовле­ния. Границы поколений во времени размыты, так как в одно и то же время выпус­кались машины совершенно разного уровня. Когда приводят даты, относящиеся к поколениям, то скорее всего имеют в виду период промышленного производства; проектирование велось значительно раньше, а встретить в эксплуатации весьма экзотические устройства можно и сегодня.

В настоящее время физико-технологический принцип не является единственным при определении принадлежности той или иной ЭВМ к поколению. Следует счи­таться и с уровнем программного обеспечения, и с быстродействием, с другими факто­рами, основные из которых сведены в табл. 1.1.

Деление ЭВМ на поколения весьма относительно. Первые ЭВМ, выпускавшиеся до начала 50-х годов, были «штучными» изделиями, на которых отрабатывались основные принципы; нет особых оснований относить их к какому-либо поколению.

Чем младше поколение, тем отчетливее классификационные признаки. Машина первого поколения – десятки стоек, каждая размером с большой книжный шкаф, наполненных электронными лампами, ленто­протяжными устройствами, громоздкие печатающие агрегаты, и все это на площа­ди сотни квадратных метров, со специальными системами охлаждения, источника­ми питания, постоянно гудящее и вибрирующее (почти как в цехе машинострои­тельного завода). Обслуживание – ежечасное. Приход полупроводниковой техники (первый транзистор был создан в 1948 г., а первая ЭВМ с их использованием – в 1956 г.) резко изменил вид машинного зала – более нормальный температурный режим, меньший гул (лишь от внешних уст­ройств) и самое главное –возросшие возможности для пользователя. Впрочем, непосредственного пользователя к машинам первых трех поколений почти никогда не подпускали – около них «колдовали» инженеры, системные программисты и операторы, а пользователь чаще всего передавал рулон перфоленты или колоду перфокарт, на которых была его программа и входные данные задачи. Доминировал для машин первого и второго поколений монопольный режим пользования машиной и/или режим пакетной обработки; в третьем поколении добавился более выгодный экономически и более удобный для пользователей удаленный доступ – работа через выносные терминалы в режиме разделения времени.

Таблица 1.1.

Уже начиная со второго поколения, машины стали делиться на большие, средние и малые по признакам размеров, стоимости, вычислительных возможностей. Так, небольшие отечественные машины второго поколения («Наири», «Раздан», «Мир» и др.) с производительностью порядка 104оп/с в конце 60-х годов были вполне доступны каждому вузу, в то время как БЭСМ-6 имела профес­сиональные показатели (и стоимость) на 2–3 порядка выше.

В начале 70-х годов, с появлением интегральных технологий в электронике, были созданы микроэлектронные устройства, содержащие несколько десятков транзисто­ров и резисторов на одной небольшой (площадью порядка 1 см2) кремниевой под­ложке. Без пайки и других привычных тогда в радиотехнике действий на них «выращивались» электронные схемы, выполняющие функции основных логических узлов ЭВМ (триггеры, сумматоры, дешифраторы, счетчики и т.д.). Это позволило перейти к третьему поколению ЭВМ, техническая база которого – интегральные схемы.

При продвижении от первого к третьему поколению радикально изменились возможности программирования. Появление процедурных языков высокого уровня и трансляторов с них было первым шагом на пути радикального расширения круга программистов. Научные работники и инженеры сами стали писать программы для решения своих задач.

Уже в третьем поколении появились крупные унифицированные серии ЭВМ. Для больших и средних машин в США – это прежде всего семейство IBM 360/370. В СССР 70-е и 80-е годы были временем создания унифицированных серий: ЕС (единая система) ЭВМ (крупные и средние машины), СМ (система малых) ЭВМ и «Электроника» (серия микро-ЭВМ). В их основу были положены американские прототипы фирм IBM и DEC (Digital Equipment Corporation). Были созданы и выпущены десятки моделей ЭВМ, различающиеся назначением и производительно­стью. Их выпуск был практически прекращен в начале 90-х годов.

Персональные компьютеры

Подлинную революцию в вычислительной технике произвело создание микро­процессора. В 1971 г. компанией «Intel» (США) было создано устройство, реали­зующее на одной крошечной микросхеме функции процессора – центрального узла ЭВМ. Последствия этого оказались огромны не только для вычислительной техни­ки, но и для научно-технического прогресса в целом. В области разработки ЭВМ первым таким последствием оказалось создание персональных компьютеров (ПК) – небольших и относительно недорогих ЭВМ.

Небольшие компьютеры, предназначенные для одного пользователя, который в каждый момент решает не более одной задачи, использовались в профессиональной деятельности уже в начале 70-х годов. Восьмиразрядные микропроцессоры i8080 и Z80 в сочетании с операционной системой СР/М позволили создать ряд таких компьютеров, но тем не менее началом эры их массового появления стал 1976 г., когда появился знаменитый «Apple» («Яблоко»), созданный молодыми американ­скими инженерами Стивом Возняком и Стивом Джобсом. Вскоре лидерство в этой области захватила фирма IBM – компьютерный гигант, предста­вивший в 1981 г. свой персональный компьютер IBM PC (PC – personal computer). Его модели PC XT (1983 г.), PC AT (1984 г.), ПК с микропроцессором Pentium (начало 90-х годов, содержит более 3 миллионов транзисторов) стали, каждый в свое время, ведущими на мировом рынке ПК. В настоящее время производство ПК ведут десятки фирм, (а комплектующие выпускают сотни фирм) по всему миру.

Ближайшим конкурентом компьютеров IBM PC являются персональные компь­ютеры фирмы «Apple Computer». Пришедшие на смену «Apple-2» машины «Macintosh» широко используются в системах образования многих стран.

Перечислим основные характеристики ПК, которые в совокупности позволя­ют отнести компьютер к этой группе:

 относительно невысокая стоимость (доступная для приобретения в личное пользование значительной частью населения);

 наличие «дружественных» операционной и интерфейсной систем, которые мак­симально упрощают пользователю работу с компьютером;

 наличие достаточно развитого и относительно недорогого набора внешних устройств в «настольном» исполнении;

 наличие аппаратных и программных ресурсов общего назначения, позволяю­щих решать реальные задачи по многим видам профессиональной деятельности.

За четверть века, прошедшие с момента создания ПК, уже сменилось несколько их поколений: 8-битные, 16-битные, 32-битные. Многократно усовершенствовались внешние устройства, все операциональное окружение, включая сети, системы связи, системы программирования, программное обеспечение и т.д. Персональный компьютер стал в ряде случаев “ядром” автоматизированного рабочего места (в цехе, в банке, в билетной кассе, в школьном классе – все перечислить невозможно).

Классификация ЭВМ

Схема классификации компьютеров, исходящая из их производительности, размеров и функционального назначения, приведена на рис. 1.1.

Определить супер-ЭВМ можно лишь относительно: это самая мощная вычислительная система, сущест­вующая в соответствующий исторический период. Они требуют специального помещения, иногда весьма немалого, поддержания жесткого температурного режима, высококвалифицированного обслуживания. В настоящее время наиболее известны мощные супер-ЭВМ «Cray» и «IBM SP2» (США).

Большие ЭВМ более доступны, чем «супер». Классическим примером служат выпус­кавшиеся еще недавно в США машины серии IBM 370 и их отечественные аналоги ЕС ЭВМ. Большие ЭВМ использовались для производства сложных научно-технических расчетов, математического моделирования, а также в качестве цен­тральных машин в крупных автоматизированных системах управления. Впрочем, скорость прогресса в развитии вычислительной техники такова, что возможности больших ЭВМ конца 80-х годов практически по всем параметрам были перекрыты наиболее мощными «супер-мини» середины 90-х.

Рис 1.1. Классификация ЭВМ

Мини-ЭВМ появились в начале 70-х годов. Их традиционное использование – либо для управления технологическими процессами, либо в режиме разделения времени в качестве управляющей машины небольшой локальной сети. Мини-ЭВМ использовались, в частности, для управления станками с ЧПУ, другим оборудовани­ем. В 80-х годах наиболее известно было семейство VAX-11 фирмы DEC и его отечественные аналоги – СМ 1700.

Микро-ЭВМ обязаны своим появлением микропроцессорам. Среди них выделя­ют многопользовательские, оборудованные многими выносными терминалами и работающие в режиме разделения времени, встроенные, которые могут управлять станком, какой-либо подсистемой автомобиля или другого устройства (в том числе и военного назначения), будучи его малой частью. Эти встроенные устройства (их часто называют контроллерами) выполняются в виде небольших плат, не имеющих привычных для пользователя компьютера внешних устройств.

Термин «рабочая станция» используется в нескольких, порой несовпадающих, смыслах. Так, рабочей станцией может быть мощная микро-ЭВМ, ориентированная на специализированные работы высокого профессионального уровня, которую нельзя отнести к персональным компьютерам хотя бы в силу очень высокой стои­мости. Рабочей станцией могут называть и компьютер, выполняющий роль ведомой машины в подузле глобальной вычислительной сети.

Нельзя не сказать несколько слов об устройствах, приносящих большую пользу и также являющихся ЭВМ (поскольку они чаще всего и электронные, и вычислительные), – аналоговых вычислительных машинах (АВМ). Основная особенность АВМ состоит в том, что они не являются цифровыми; обрабатывают информацию, представленную не в дискретной, а в непре­рывной форме (чаще всего в форме электрических токов). Известны системы, в которых АВМ сопрягаются с цифровыми ЭВМ, значи­тельно увеличивая эффективность решения задач в целом. Их главное достоинство – способность к математическому моделированию процессов, описываемых дифференци­альными уравнениями (порой очень сложных) в реальном масштабе времени. Недоста­ток – неуниверсальность.

  • I.3. Основные заболевания органов пищеварения, эндокринной системы. Глистные заболевания у детей дошкольного возраста.
  • II Основные направления социально-экономических преобразований

    • Информатика, кибернетика и программирование

    Для реализации распределенной обработки данных были созданы многомашинные ассоциации структура которых разрабатывается по одному из следующих направлений: многомашинные вычислительные комплексы МВК; компьютерные вычислительные сети. Обобщенная структура компьютерной сети Компьютерные сети являются высшей формой многомашинных ассоциаций. Основные отличия компьютерной сети от многомашинного вычислительного комплекса: Размерность. Необходимость решения в сети задачи маршрутизации сообщений.

    Лекция № 1 2

    Тема: Обработка данных

    1. Основные виды обработки данных

    Представим основные компоненты информационной технологии обработки данных и приведем их характеристики.

    Сбор данных. По мере того как фирма производит продукцию или услуги, каждое её действие сопровождается соответствующими записями данных. Обычно действия фирмы, затрагивающие внешнее окружение, выделяются особо как операции, производимые фирмой.

    Обработка данных. Для создания из поступающих данных информации, отражающей деятельность фирмы, используются слежующие типовые операции:

    • Классификация или группировка. Первичные данные обычно имеют вид кодов, состоящих из одного или нескольких символов. Эти коды, выражающие определенные признаки объектов, используются для идентификации и группировки записей;

    Пример. При расчете заработной платы каждая запись включает в себя код (табельный номер) работника, код подразделения, в котором он работает, занимаемую должность и т.п. В соответствии с этими кодами можно произвести разные группировки.

    • Сортировка, с помощью которой упорядочивается последовательность записей;
    • Вычисления, включающие арифметические и логические операции. Эти операции, выполняемые над данными, дают возможность получать новые данные;
    • Укрупнение или агрегирование, служащее для уменьшения количества данных и реализуемое в форме расчетов итоговых и средних значений.

    Хранение данных. Многие данные на уровне операционной деятельности необходимо сохранить для последующего использования либо здесь же. Либо на другом уровне. Для их хранения создаются базы данных.

    Создание отчетов (документов). В информационной технологии обработки данных необходимо создавать документы для руководства и работников фирмы, а также для внешних партнеров. При этом документы могут создаваться как по запросу или в связи с проведенной фирмой операцией, так и периодически в конце каждого месяца, квартала или года.


    1. Обработка аналоговой и цифровой информации

    По принципу действия вычислительные машины делятся на три большие класса: аналоговые (АВМ), цифровые (ЦВМ) и гибридные (ГВМ).

    Аналоговые вычислительные машины весьма просты и удобны в эксплуатации; программирование задач для решения на них, как правило, нетрудоемкое; скорость решения задач изменяется по желанию оператора и может быть сделана сколь угодно большой (больше, чем у ЭВМ), но точность решения задач очень низкая (относительная погрешность 2-5%). На АВМ наиболее эффективно решать математические задачи, содержащие диференциальные уравнения, не требующие сложной логики.

    Наиболее широкое применение получили ЦВМ с электрическим представлением дискретной информации – электронные цифровые вычислительные машины, обычно называемые просто электронными вычислительными машинами (ЭВМ), без упоминания об их цифровом характере.


    1. Устройства обработки данных и их характеристики

    К устройствам ввода информации относятся:

    • клавиатура – устройство для ручного ввода числовой, текстовой и управляющей информации в ПК;
    • графические планшеты (диджитайзеры) - для ручного ввода графической информации, изображенный путем перемещения по планшету специального указателя (пера) ; при перемещении пера автоматически выполняются считывание координат его местоположения и ввод этих координат в ПК;
    • сканеры (читающие автоматы) – для автоматического считывания с бумажных носителей и ввода в ПК машинописных текстов, графиков, рисунков, чертежей; в устройстве кодирования сканеры в текстовом режиме считанные символы после сравнения с эталонными контурами специальными программами преобразуются в коды ASCII , а в графическом режиме считанные графики и чертежи преобразуются в последовательности двухмерных координат;
    • манипуляторы (устройства указания): джойстик – рычаг, мышь, трекбол – шар в оправе, световое перо и др. – для ввода графической информации на экран дисплея путем управления движением курсора по экрану с последующим кодированием координат курсора и вводом их в ПК;
    • сенсорные экраны – для ввода отдельных элементов изображения, программ или команд с полиэкрана дисплея в ПК;

    К устройствам вывода информации относятся:

    • принтеры – печатающее устройство для регистрации информации на бумажный носитель;
    • графопостроители (плоттеры) – для вывода графической информации (графиков, чертежей, рисунков) из ПК на бумажный носитель; плоттеры бывают векторные с вычерчиванием изображения с помощью пера и растровые: термографические, электростатические, струйные и лазерные. По конструкции плоттеры подразделяются на планшетные и барабанные. Основные характеристики всех плоттеров примерно одинаковые: скорость вычерчивания – 100-1000 мм/с, у лучших моделей возможны цветное изображение и передача полутонов, но они самые дорогие.

    Устройства связи и телекоммуникации используются для связи с приборами и другими средствами автоматизации (согласователи интерфейсов, адаптеры, цифро-аналоговые и аналого-цифровые преобразователи и т. п.) и для подключения ПК к каналам связи, к другим ЭВМ и вычислительным сетям (сетевые интерфейсные платы, «стыки», мультиплексоры передачи данных, модемы).


    Клавиатура – важнейшее для пользователя устройство, с помощью которого осуществляется ввод данных, команд и управляющих воздействий в ПК. На клавиши нанесены буквы латинского и русского алфавитов, десятичные цифры, математические, графические и специальные служебные знаки, знаки препинания, наименования некоторых команд, функций и др. В зависимости от типа ПК назначение клавиш, их обозначение и размещение могут варьироваться.

    Видеотерминал состоит из видеомонитора(дисплея) и видеоконтроллера (адаптера). Видеоконтроллера входят входят в состав системного блока ПК (находятся на видеокарте, устанавливаемой в разъем материнской платы). А видеомониторы – это внешние устройства ПК.

    Видеомонитор, дисплей или просто монитор – устройство отображения текстовой и графической информации на экране (в стационарных ПК – на экране электронно-лучевой трубки (ЭЛТ), в портативных ПК – на жидкокристаллическом плоском экране).

    Видеоконтроллеры (видеоадаптеры) являются внутрисистемными устройствами, непосредственно управляющими мониторами и выводом информации на их экран. Видеоконтроллер содержит: схему управления ЭЛТ, растровую память (видеопамять, хранящую воспроизводимую на экран информацию и использующую поле видеобуфера в ОП), сменные микросхемы ПЗУ (матрицы знаков), порты ввода-вывода.

    Принтеры (печатающее устройство) – это устройство вывода данных из ЭВМ, преобразующие информационные ASCII -коды в соответствующие им графические символы (буквы, цифры, знаки и т.п.) и фиксирующие эти символы на бумаге.

    II . Сетевые технологии обработки данных

    2.1. Распределенная обработка данных

    В эпоху централизованного использования ЭВМ с пакетной обработкой информации пользователи вычислительной техники предпочитали приобретать компьютеры, на которых было бы решать почти все классы их задач. Однако сложность решаемых задач обратно пропорциональна их количеству, и это приводило к неэффективному использованию вычислительной мощности ЭВМ при значительных материальных затратах. Также доступ к ресурсам компьютеров был затруднен из-за существующей ней централизации вычислительных средств в одном месте.

    Принцип централизованной обработки данных не отвечал высоким требованиям к надежности процесса обработки и затруднял развитие систем. Кратковременный выход из строя центральной ЭВМ приводил к роковым последствиям для системы в целом. Появление персональных компьютеров потребовало нового подхода к организации систем обработки данных. Возникло логически обоснованное требование перехода от использования отдельных ЭВМ в системах централизованной обработки данных к распределенной обработке данных.

    Распределенная обработка данных — обработка данных, выполняемая на независимых, но связанных между собой компьютерах, представляющих распределенную систему.

    Для реализации распределенной обработки данных были созданы многомашинные ассоциации, структура которых разрабатывается по одному из следующих направлений:

    • многомашинные вычислительные комплексы (МВК);
    • компьютерные (вычислительные) сети.

    Многомашинный вычислительный комплекс — группа установленных рядом вычислительных машин, объединенных с помощью специальных средств сопряжения и выполняющих совместно единый информационно- вычислительный процесс.

    Многомашинные вычислительные комплексы могут быть:

    • локальными при условии установки компьютеров в одном помещении, не требующих для взаимосвязи специального оборудования и каналов связи;
    • дистанционными, если некоторые компьютеры комплекса установлены на значительном расстоянии от центральной ЭВМ и для передачи данных используются телефонные каналы связи.

    Пример1. Три ЭВМ объединены в комплекс для распределения заданий, поступающих на обработку. Одна из них выполняет диспетчерскую функцию и распределяет задания в зависимости от занятости одной из двух других обрабатывающих ЭВМ. Это локальный многомашинный комплекс.

    Пример 2. ЭВМ, осуществляющая сбор данных по некоторому региону, выполняет их предварительную обработку и передает для дальнейшего использования на центральную ЭВМ по телефонному каналу связи. Это дистанционный многомашинный комплекс.

    Компьютерная (вычислительная) сеть — совокупность компьютеров и терминалов, соединенных с помощью каналов связи в единую систему, удовлетворяющую требованиям распределенной обработки данных.

    Примечание. Под системой понимается автономная совокупность, состоящая из одной или нескольких ЭВМ, программного обеспечения, периферийного оборудования, терминалов, средств передачи данных, физических процессов и операторов, способная осуществлять обработку информации и выполнять функции взаимодействия с другими системами.

    2.2. Обобщенная структура компьютерной сети

    Компьютерные сети являются высшей формой многомашинных ассоциаций. Основные отличия компьютерной сети от многомашинного вычислительного комплекса:

    1. Размерность. В состав многомашинного вычислительного комплекса входят обычно две, максимум три ЭВМ, расположенные преимущественно в одном помещении. Вычислительная сеть может состоять из десятков и даже сотен ЭВМ, расположенных на расстоянии друг от друга от нескольких метров до тысяч километров.
    2. Разделение функций между ЭВМ . Если в многомашинном вычислительном комплексе функции обработки данных, передачи данных и управления системой могут быть реализованы в одной ЭВМ, то в вычислительных сетях эти функции распределены между различными ЭВМ.
    3. Необходимость решения в сети задачи маршрутизации сообщений. Сообщение от одной ЭВМ к другой в сети может быть передано по различным маршрутам в зависимости от состояния каналов связи, соединяющих ЭВМ друг с другом.

    Абоненты сети — объекты, генерирующие или потребляющие информацию в сети (это м.б.: отдельные ЭВМ, комплексы ЭВМ, терминалы, промышленные роботы, станки с числовым программным управлением и т.д.). Любой абонент сети подключается к станции.

    Станция — аппаратура, которая выполняет функции, связанные с передачей и приемом информации

    Совокупность абонента и станции принято называть абонентской системой. Для организации взаимодействия абонентов необходима физическая передающая среда.

    Физическая передающая среда — линии связи или пространство, в котором распространяются электрические сигналы, и аппаратура передачи данных.

    На базе физической передающей среды строится коммуникационная сеть, которая обеспечивает передачу информации между абонентскими системами.

    Обобщенная структура компьютерной сети приведена на слайде.

    2.3. Классификация вычислительных сетей

    В зависимости от территориального расположения абонентских систем вычислительные сети можно разделить на три основных класса:

    • глобальные сети (WAN — Wide Area Network);
    • региональные сети (MAN — Metropolitan Area Network); N
    • локальные сети (LAN—Local Area Network).

    Глобальная вычислительная сеть объединяет абонентов, расположенных в различных странах, на различных континентах. Взаимодействие между абонентами такой сети может осуществляться на базе телефонных линий связи, радиосвязи и систем спутниковой связи. Глобальные вычислительные сети позволят решить проблему объединения информационных ресурсов всего человечества и организации доступа к этим ресурсам.

    Региональная вычислительная сеть связывает абонентов, расположенных на значительном расстоянии друг от друга. Она может включать абонентов внутри большого города, экономического региона, отдельной страны. Обычно расстояние между абонентами региональной вычислительной сети составляет десятки — сотни километров.

    Локальная вычислительная сеть объединяет абонентов, расположенных в пределах небольшой территории: В настоящее время не существует четких ограничений на территориальный разброс абонентов локальной вычислительной сети. Обычно такая сеть привязана к конкретному месту. К классу локальных вычислительных сетей относятся сети отдельных предприятий, фирм, банков, офисов и т.д. Протяженность такой сети можно ограничить пределами 2 - 2,5 км.

    Объединение глобальных, региональных и локальных вычислительных сетей позволяет создавать многосетевые иерархии. Они обеспечивают мощные, экономически целесообразные средства обработки огромных информационных массивов и доступ к неограниченным информационным ресурсам. Пример иерархии КС приведен на рисунке.

    Практика применения персональных компьютеров в различных отраслях науки техники и производства показала, что наибольшую эффективность от внедрения вычислительной техники обеспечивают не отдельные автономные ПК, а локальные вычисли тельные сети.

    1. Основы компьютерной коммуникации

    3.1. Общие сведения об Internet

    Internet представляет собой Всемирную сеть, информация в которой хранится на серверах. Серверы имеют свои адреса и управляются специализированными программами. Они позволяет пересылать почту и файлы, производить поиск в базах данных и т.п. Обмен информацией между серверами сети выполняется по высокоскоростным каналам связи. Доступ отдельных пользователей к информационным ресурсам Internet обычно осуществляется по телефонной сети через провайдера или корпоративную сеть. В качестве провайдера выступает некоторая организация, имеющая модемный пул для соединения с клиентами и выхода во Всемирную сеть.

    Отметим, что корпоративные сети, построенные по принципам Internet , называют Intranet .

    Архитектура Internet

    Рассмотрим упрощенную схему построения Internet . В качестве высокоскоростной магистрали передачи данных используются выделенные телефонные линии, оптоволоконные и спутниковые каналы связи. Любая организация для подключения к Internet использует специальный компьютер, который называется шлюзом (gateway ). На нем устанавливается программное обеспечение, осуществляющее обработку всех сообщений, проходящих через шлюз. Каждый шлюз имеет свой IP -адрес.

    Если поступает сообщение, адресованное локальной сети, к которой подключен шлюз, оно передается в эту локальную сеть. Если сообщение предназначено для другой сети, то оно передается следующему шлюзу. Каждый шлюз имеет информацию обо всех остальных шлюзах и сетях. Шлюзы обмениваются друг с другом информацией о маршрутизации и состоянии сети, используя специальный шлюзовый протокол.

    Шлюзы бывают двух типов: внутренние и внешние. Внутренними называют шлюзы, расположенные в небольшой подсети и обеспечивающие связь с более крупной корпоративной сетью. Такие шлюзы поддерживают связь между собой с помощью внутреннего шлюзового протокола IGP (Internal Gateway Protocol ). Внешние шлюзы применяются в больших сетях, подобных Internet , настройки их постоянно меняются из-за изменений в мелких подсетях. Связь между внешними шлюзами осуществляется через внешний шлюзовый протокол EGP (Exterior Gateway Protocol ).

    3.2. Протоколы обмена и адресация

    Подключение пользователя к Internet может осуществляться разными способами, отличающимися по стоимости, удобству и объему предоставляемых услуг. Этими способами являются:

    Электронная почта (E - mail );

    Телеконференции (UseNet );

    Система эмуляции удаленных терминалов (TelNet );

    Поиск и передача двоичных файлов (FTP );

    Поиск и передача текстовых файлов с помощью системы меню (Gopher );

    Поиск и передача документов с помощью гипертекстовых ссылок (WWW , или Всемирная паутина).

    Каждый из них характеризуется своими возможностями и различием в организации протоколов обмена информацией. В общем случае под протоколом понимается набор инструкций, регламентирующих работу взаимосвязанных систем или объектов в сети.

    Электронная почта (E - mail ). Работа электронной почты основана на последовательной передаче информации по сети от одного почтового сервера к другому, пока сообщение не достигнет адресата.. К достоинствам электронной почты относятся высокая оперативность и низкая стоимость Недостаток электронной почты состоит в ограниченности объема пересылаемых файлов.

    UseNet разработана как система обмена текстовой информацией. Она позволяет всем пользователям Internet участвовать в групповых дискуссиях, называемых телеконференциями, в которых обсуждаются всевозможные проблемы. Сейчас в мире насчитывается более 10 тысяч телеконференций. Информация, посылаемая в телеконференции, становится доступной любому клиенту Сети, обратившемуся в данную телеконференцию. В настоящее время телеконференции позволяют передавать файлы любых типов, включая текстовые, графические и аудио файлы. Для работы с телеконференциями наиболее часто используются средства программ просмотра и редактирования Web -документов.

    TelNet — это протокол, позволяющий использовать ресурсы удаленного компьютера. Другими словами — это протокол удаленного терминального доступа в сети. В данном случае речь идет о передаче команд от локального компьютера удаленному компьютеру в Сети.

    FTP — это протокол Сети для работы с любыми типами файлов: текстовыми и бинарными, являющийся примером системы с архитектурой «клиент-сервер».. Достоинством данного протокола является возможность передачи файлов любого типа — текстов, изображений, исполняемых программ. К недостатку протокола FTP следует отнести необходимость знания местоположения отыскиваемой информации.

    Протокол Gopher и реализующее его программное обеспечение предоставляют пользователям возможность работы с информационными ресурсами, не зная заранее их местонахождение. Для начала работы по этому протоколу достаточно знать адрес одного Gopher -сервера. В дальнейшем работа заключается в выборе команд, представленных в виде простых и понятных меню. 1

    WWW (World Wide Web — Всемирная паутина) представляет собой самое современное средство организации сетевых ресурсов. Она строится на основе гипертекстового представления информации.

    Работа сети Internet основана на использовании семейства коммуникационных протоколов — Протокол управления передачей данных/Протокол Internet (Transmission Control Ptotocol / Internet Protocol — TCP / IP ), который используется для передачи данных в глобальной сети и во многих локальных сетях. TCP/IP - семейство протоколов. В состав его входят протоколы, которые можно разделить по назначению на следующие группы:

    • транспортные протоколы, служащие для управления передачей данных между двумя компьютерами;
    • протоколы маршрутизации, обрабатывающие адресацию данных и определяющие кратчайшие доступные пути к адресату;
    • протоколы поддержки сетевого адреса, предназначенные для идентификации компьютера по его уникальному номеру или имени;
    • прикладные протоколы, обеспечивающие получение доступа к всевозможным сетевым услугам;
    • шлюзовые. Протоколы, помогающие передавать по сети сообщения о маршрутизации и информацию о состоянии сети, а также обрабатывать данные для локальных сетей;
    • другие протоколы, не относящиеся к указанным категориям, но обеспечивающие клиенту удобство работы в сети.

    А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать
    63222. Трудовий договір 27.17 KB
    Працівник виконує роботу під керівництвом роботодавця який зобовязаний організувати роботу і забезпечує процес її виконання. Забороняється необгрунтована відмова у прийнятті на роботу також не можна вимагати від працівника...
    63223. Галицько-Волинська держава за наступників Данила Романовича 85.5 KB
    Мета: характеризувати соціально-економічне та політичне становище Галицько-Волинської держави за наступників Данила Галицького; зясувати, яким було становище Галицько-Волинської держави за наступників Данила Романовича...
    63224. Права неповнолітніх у трудових відносинах 25.4 KB
    Мета: ознайомити учнів з трудовими правами неповнолітніх; навчити складати резюме заяву про прийом і звільнення з роботи; навчити аналізувати та застосовувати на практиці законодавство про працю неповнолітніх...
    63225. Урок узагальнення з теми «Давні Індія та Китай» 23.61 KB
    Мета: систематизувати та узагальнити знання учнів із теми; простежити взаємозвязок між господарським і духовним розвитком Давніх Індії та Китаю; розширити світогляд школярів; показати внесок культури Давніх Індії та Китаю в розвиток людської цивілізації.
    63227. Адміністративне право. Адміністративні правовідносини 21.79 KB
    Сформувати поняття про відносини регульовані адміністративним правом; охарактеризувати напрямки та методи державного управління; розвивати вміння працювати з нормативноправовими документами розвязувати ситуації юридичного характеру.
    63229. Адміністративне правопорушення. Адміністративна відповідальність 27.16 KB
    Мета: розкрити зміст понять адміністративне правопорушення адміністративна відповідальність; навчити розрізняти адміністративний проступок і злочин; визначити особливості адміністративної відповідальності неповнолітніх...
    63230. Кримінальна відповідальність 21.88 KB
    Мета: ознайомити учнів з поняттями кримінальна відповідальність покарання; розкрити особливості кримінальної відповідальності неповнолітніх; розвивати вміння працювати з нормативноправовими документами...

    Компьютер — одно из самых ярких изобретений человечества. Благодаря компьютерным технологиям люди смогли добиться хранения и обработки огромных объемов данных, ускорить темпы жизни, выполнять расчеты, покупки онлайн и добиться невиданной производительности труда. Для того чтобы правильно выбирать и эксплуатировать устройство, нужно знать методы классификации компьютеров.

    Градация мировой компьютеризации

    Компьютер может быть определен как любое электронное устройство, которое получает и принимает данные, сохраняет и обрабатывает их в значимую информацию понятную пользователю. Под это определение сегодня попадает множество полезных и нужных устройств, таких как часы, калькуляторы, телевизоры, термометры, ноутбуки, мобильные телефоны и многие другие.

    Все они получают данные и осуществляют операции с необходимой информацией. Computer — это всего лишь общий термин системы, состоящей из множества устройств. Компьютеры более ранних времен были размером с комнату и потребляли огромное количество электроэнергии. Сегодня научно-технический прогресс минимизировал размеры машин, уменьшив их до размеров небольших часов. И это еще не предел.

    В настоящее время компьютеры классифицируются:

    • по возрасту;
    • по мощности и размерам;
    • по назначению или функциональности;
    • по количеству микропроцессоров;
    • по бинарному числу «BIT»;
    • по области приложения;
    • по количеству пользователей;
    • по схемам обработки данных;
    • по аппаратному и программному обеспечению;
    • по размеру компьютерной памяти.

    Пять компьютерных поколений

    По возрасту устройства сгруппированы по поколениям. К ним относятся машины первого, второго, третьего, четвертого и пятого поколений.

    Пять компьютерных поколений отличаются механизмами обработки информации:

    1. Первое - в вакуумных трубах.
    2. Второе - в транзисторах.
    3. Третье - в интегральных схемах.
    4. Четвертое - в микропроцессорных чипах.
    5. Пятое - в интеллектуальных устройствах, способных к искусственному интеллекту.

    Компьютеры первого поколения. Это поколение машин, которые были созданы между 1946 и 1957 годами. Эти устройства имели следующие характеристики:

    1. Вакуумные трубки для подключения.
    2. Магнитные барабаны в качестве памяти для обработки данных.
    3. Низкая операционная система.
    4. Занимали большое пространство для установки, порой целую комнату.
    5. Потребляли много энергии, в то же время выбрасывали огромное количество энергии в окружающую среду, которая могла привести к разрушению машин.

    Компьютеры второго поколения существовали между 1958 и 1964 годами. Они обладали следующими особенностями:

    1. Использовались транзисторы.
    2. Меньший внешний объем машин по сравнению с компьютерами первого поколения.
    3. Потребляли меньше энергии.
    4. Операционная система была более быстрой.

    В течение этого поколения были разработаны языки программирования, такие как Cobol и Fortran, которые использовался в перфокартах для ввода и распечатки данных.

    Компьютеры третьего поколения существовали между 1965 и 1971.

    Особенности:

    1. Использовали (ИС).
    2. Были меньшими по размеру благодаря использованию чипов.
    3. Имели большую память для обработки данных.
    4. Скорость обработки была намного выше.
    5. Технология, используемая на этих компьютерах - технология малой степени интеграции (SSI).

    Технология широкомасштабной интеграции LSI

    Компьютеры 4-го поколения выпускались с 1972 по 1990-е годы. На них использовалась технология широкомасштабной интеграции (LSI):

    1. Большой размер памяти.
    2. Высокая скорость обработки.
    3. Небольшие размеры и цена.
    4. Выпускались с клавиатурой, которая хорошо взаимодействовала с системой обработки данных.

    На этом этапе произошла быстрая эволюция в интернете.

    Другие достижения, которые были сделаны, включали введение графического интерфейса пользователя (GUI) и мыши. Помимо GUI этот использует такие пользовательские интерфейсы:

    • естественного языка;
    • вопросов и ответов;
    • командной строки (CLI);
    • заполнения форм.

    Создание 4-го компьютера инициировал микропроцессор после того, как производители начали интегрировать эти микрочипы в свои новые разработки.

    В 1981 году International Business Machine представила свой первый компьютер для дома, он был известен как IBM PC.

    Функциональное различие компьютеров

    Классификация компьютеров по назначению или функциональности разделяют на машины общего и специального назначения. Первые из них решают множество проблем. Они, как говорят, являются многоцелевыми, поскольку они выполняют широкий круг задач. Примеры компьютеров общего назначения включают настольные компьютеры и ноутбуки.

    Компьютеры специального назначения решают только конкретные проблемы. Они предназначены для выполнения исключительно определенных задач. Примеры компьютеров специального назначения могут включать калькуляторы и счетчик денег.

    Схемы обработки данных

    Классификация компьютеров по обработке данных. В зависимости от схем обработки данных устройства делятся на аналоговые, цифровые или гибридные.

    Работают по принципу измерения, в котором полученные измерения переводятся в данные. Современные аналоговые девайсы обычно используют электрические параметры, такие как напряжения, сопротивления или токи, для представления обрабатываемых величин. Такие компьютеры не имеют прямого отношения к цифрам. Они измеряют непрерывные физические величины.

    Цифровые компьютеры — это те, которые работают с информацией, численными или другими, представленными в цифровой форме. Такие устройства обрабатывают данные в цифровых значениях (в 0 с и 1 с) и дают результаты с большей точностью и скоростью.

    Гибридные устройства включают в себя функцию измерения аналогового компьютера и счетной функции цифрового девайса. В вычислительных целях эти машины используют аналоговые компоненты, а для хранения используют цифровые запоминающие устройства.

    Классификация компьютеров по мощности и размерам

    Компьютеры доступны в разных размерах и благодаря этим различиям они выполняют разнообразные виды работ различной мощностью.

    Классификация памяти компьютера по видам:

    1. Микрокомпьютеры.
    2. Миникомпьютеры.
    3. Суперкомпьютеры.
    4. Мейнфреймы.
    5. Мобильные компьютеры.

    Микрокомпьютеры. Они меньше и дешевле по сравнению с мейнфреймами и суперкомпьютерами, но и менее эффективны. Например, персональные компьютеры (ПК) и настольные устройства.

    Миникомпьютеры. среднего размера, которые стоят дешевле, чем мейнфреймы и суперкомпьютеры. Например, машины среднего класса IBM.

    Мобильные девайсы. Классификация персональных компьютеров - это ноутбуки и нетбуки среднего размера, размещенные на коленях пользователя при работе, карманные устройства меньшего размера, которые могут удерживаться руками - мобильные телефоны, калькуляторы и карманный персональный компьютер (КПК).

    ЭВМ-мейнфреймы. Это очень большие дорогостоящие компьютерные системы. Они быстрее обрабатывают данные и дешевле по сравнению с суперкомпьютерами.

    Суперкомпьютеры. Более быстрые машины, очень дорогие, так как выполняют большое количество математических вычислений. Их используют для обработки очень больших массивов данных.

    Самый быстрый и мощный суперкомпьютер очень дорог и используется для специализированных приложений, требующих огромных математических расчетов, например, для прогнозирования погоды. Другие применения суперкомпьютеров включают анимированную графику, жидкостные динамические расчеты, исследования ядерной энергии и разведку нефти.

    Основное различие между суперкомпьютером и мейнфреймом заключается в том, что первый направляет всю свою мощность на выполнение немногих специфических задач, тогда как мейнфреймы используют свою мощность для одновременного выполнения многих программ. Компьютер для мейнфреймов очень большой и дорогой, способный одновременно поддерживать сотни или даже тысячи пользователей.

    В иерархии, которая начинается с простого микропроцессора, например, в часах внизу и суперкомпьютеров на вершине списка, мейнфреймы находятся чуть ниже суперкомпьютеров. В некотором смысле, мейнфреймы более мощные, чем суперкомпьютеры, потому что они поддерживают множество одновременно работающих пользователей, но суперкомпьютеры могут выполнять одну программу быстрее, чем мейнфреймы.

    Микрокомпьютер — самая маленькая система обработки общего назначения. Старший ПК начал 8-битный процессор со скоростью 3,7 Мб и текущий 64-процессорный процессор с частотой 4,66 Гб.

    Подобные устройства можно разделить на два типа:

    1. Настольные девайсы.
    2. Портативные механизмы.

    Разница заключается в том, что портативные варианты могут использоваться во время поездок, тогда как настольные компьютеры не могут переноситься.

    Систематизация по количеству микропроцессоров

    Основываясь на количестве микропроцессоров, компьютеры можно разделить:

    1. Последовательные.
    2. Параллельные.

    Последовательные компьютеры — любая задача, выполняемая на таких устройствах, выполняется только микрокомпьютером. Большинство подобных устройств являются последовательными компьютерами, где в любой задаче завершается последовательная инструкция от начала до конца.

    Параллельные компьютеры относительно быстры. Новые типы машин, которые используют большое количество процессоров. Процессоры выполняют разные задачи самостоятельно и одновременно повышают скорость выполнения сложных программ. Параллельные компьютеры соответствуют скорости суперкомпьютеров, при этом имеют гораздо меньшую цену.

    Разделение по принципу BIT

    Это классификация компьютеров на основе длины слова. Бинарная цифра называется BIT. Слово представляет собой группу битов, которая фиксируется для компьютера. Количество бит в слове (или длине слова) определяет представление всех символов в этих битах. Длина слова в диапазоне от 16 до 64 бит у большинства современных компьютеров.

    Бинарная цифра или бит — это наименьшая единица информации на компьютере. Используется для хранения информации и имеет значение true / false или on / off. Индивидуальный бит имеет значение 0 или 1, которое обычно используется для хранения данных и реализации инструкций в группах байтов. Компьютер часто классифицируется по количеству бит, которое он может обрабатывать за один раз, или по количеству бит в адресе памяти.

    Многие системы используют четыре восьмибитных байта для формирования 32-битного слова. Значение бит обычно хранится выше или ниже выделенного уровня электрического заряда конденсатора внутри модуля памяти. Для устройств, использующих положительную логику, значение 1 (истинное значение или высокое) является положительным напряжением относительно электрического заземления, а значение 0 (ложное значение или низкое) — 0.

    Типология по области приложения и пользователям

    Классификация компьютеров в современном мире зависит от их приложений и назначений. Также и от того, сколько пользователей будут использовать машины в своей работе. Устройства классифицируются по приложениям:

    1. Машины специального назначения.
    2. Компьютеры общего назначения.

    Первые предназначены только для соответствия требованиям конкретной задачи или приложения. Инструкции, необходимые для выполнения определенной задачи, постоянно сохраняются во внутренней памяти, так что она может выполнять задание по одной команде. Такой ПК не имеет лишних вариантов и поэтому он дешевле.

    Компьютеры общего назначения спроектированы для удовлетворения потребностей многих различных приложений. На этих машинах инструкции, необходимые для выполнения конкретной задачи, постоянно подключаются во внутреннюю память. Когда одно задание завершено, инструкции для другого задания могут быть загружены во внутреннюю память для обработки. Это машина общего назначения может быть использована для подготовки платежных ведомостей, управления запасами, отчета о продажах и т. д.

    Классификация персональных компьютеров в зависимости от количества пользователей:

    1. Однопользовательский режим — только один пользователь может использовать ресурс в любое время.
    2. Многопользовательский режим — совместно используемый один компьютер несколькими пользователями в любое время.

    Компьютерная сеть — несколько взаимосвязанных автономных машин, которыми пользуется множество пользователей в любое время.

    Спецификация по аппаратно-программному обеспечению

    Аппаратное обеспечение — физические компоненты, составляющие компьютерную систему. Классификация программного обеспечения персонального компьютера подразделяет программное обеспечение и связанные с ними данные для компьютерного оборудования.

    Аппаратное и программное обеспечение имеет симбиотические отношения, это означает, что без программного обеспечения ПК очень ограничен, а без аппаратного обеспечения программное вообще не сможет работать. Они нуждаются друг в друге, чтобы реализовать свой потенциал.

    Классификация обеспечения компьютера:

    1. Операционная система — это программное обеспечение, которое позволяет пользователю управлять оборудованием, не вникая в ее сложности.
    2. Утилитные программы — выполняют конкретные задачи, связанные с управлением оборудованием. Классификация программного обеспечения компьютера по этому типу включают в себя программы сжатия, форматирования, дефрагментации и другие инструменты управления дисками.
    3. Библиотечные программы — это скомпилированные библиотеки общеупотребительных подпрограмм. В системе Windows они обычно несут DLL— расширение файла и часто называются библиотеками времени выполнения.
    4. Переводчики — независимо от языка или типа языка, который использует пользователь для написания программ, они должны быть в машинных кодах, чтобы их распознал и выполнил компьютер.
    5. Прикладное программное обеспечение обычно используется для задач, которые имеют связь с миром за пределами девайса.

    Классификация устройства компьютера подразделяет компьютеры по видам аппаратного обеспечения, таких как жесткий диск, который физически подключен к компьютеру, всего того, к чему можно физически коснуться. Компакт-диск, монитор, принтер и видеокарта — все это примеры компьютерного оборудования. Без какого-либо оснащения компьютер не будет функционировать, и программное обеспечение не будет работать.

    Аппаратное и программное обеспечение взаимодействуют друг с другом: программное сообщает аппаратному, какие задачи оно должно выполнять.

    Классификация обеспечения компьютера по типам устройств:

    • устройства ввода;
    • хранения;
    • обработки;
    • управления;
    • вывода.

    Характеристика компьютерной памяти

    Компьютерная память — это как человеческий мозг, который используется для хранения данных и инструкций. Память компьютера разделена на очень маленькие ячейки. Каждая из последних имеет уникальное местоположение, каждое место имеет постоянный адрес, который варьируется от 0 до 65535.

    Компьютер в основном использует три типа памяти:

    1. Кэш-память — это высокоскоростная память, которая ускоряет работу процессора. Она действует как буфер между процессором и основной памятью. Регулярно используемые файлы данных и программ, которые используются ЦП, хранятся в памяти кэша. CPU может получить доступ к данным, когда это потребуется. При запуске операционной системы он переносит некоторые важные файлы и данные с диска в кэш-память, откуда процессор может легко получить к ним доступ.
    2. Первичная память (основная память). В первичной памяти есть все файлы и данные или инструкции, на которых работает компьютер. Когда компьютер выключен, данные, хранящиеся в первичной памяти, теряются навсегда. Емкость этого ресурса ограничена. Полупроводниковое устройство используется в первичной памяти, которая медленнее регистра. Две подкатегории основной памяти — ОЗУ и ПЗУ.
    3. Вторичная память. Мы знаем ее как внешнюю. Она медленнее основной памяти. Ресурс используется для постоянного хранения данных и информации. Процессор получает доступ к данным вторичной памяти с помощью некоторых процедур ввода-вывода. Содержимое вторичных ячеек памяти сначала передается в основную память, а затем центральный процессор может получить к ней доступ. Пример дополнительной памяти: DVD, диск, CD-ROM и т. д.

    Ознакомившись с этой информацией, пользователю несложно будет ответить на вопрос привести классификацию компьютеров.

    5-е поколение компьютеров: настоящее и будущее

    Построены на технологическом прогрессе, полученном в предыдущих поколениях устройств. Реализация их планируется на улучшении взаимодействия между людьми и машиной путем использования человеческого интеллекта и баз данных, накопленных с самого начала эпохи цифровых технологий. Многие эти проекты уже внедряются, а другие все еще находятся на стадии разработки.

    Классификация современных компьютеров для устройств 5-го поколения - это система, имеющая начало, но не обладающая концом, поскольку девайсы этой группы все еще находятся в разработке и изобретениях. Развитие их началось в 1990-х годах и продолжается в настоящее время. Они используют технологию широкомасштабной интеграции (VLSI).

    Пионерами в ускорении AI являются Google, Amazon, Microsoft, Apple, Facebook и Tesla. Первоначальные результаты уже видны на интеллектуальных домашних устройствах, которые предназначены для автоматизации и интеграции действий в системе жизнеобеспечения дома.



    Эта статья также доступна на следующих языках: Тайский
    • Next

      Огромное Вам СПАСИБО за очень полезную информацию в статье. Очень понятно все изложено. Чувствуется, что проделана большая работа по анализу работы магазина eBay

      • Спасибо вам и другим постоянным читателям моего блога. Без вас у меня не было бы достаточной мотивации, чтобы посвящать много времени ведению этого сайта. У меня мозги так устроены: люблю копнуть вглубь, систематизировать разрозненные данные, пробовать то, что раньше до меня никто не делал, либо не смотрел под таким углом зрения. Жаль, что только нашим соотечественникам из-за кризиса в России отнюдь не до шоппинга на eBay. Покупают на Алиэкспрессе из Китая, так как там в разы дешевле товары (часто в ущерб качеству). Но онлайн-аукционы eBay, Amazon, ETSY легко дадут китайцам фору по ассортименту брендовых вещей, винтажных вещей, ручной работы и разных этнических товаров.

        • Next

          В ваших статьях ценно именно ваше личное отношение и анализ темы. Вы этот блог не бросайте, я сюда часто заглядываю. Нас таких много должно быть. Мне на эл. почту пришло недавно предложение о том, что научат торговать на Амазоне и eBay. И я вспомнила про ваши подробные статьи об этих торг. площ. Перечитала все заново и сделала вывод, что курсы- это лохотрон. Сама на eBay еще ничего не покупала. Я не из России , а из Казахстана (г. Алматы). Но нам тоже лишних трат пока не надо. Желаю вам удачи и берегите себя в азиатских краях.

    • Еще приятно, что попытки eBay по руссификации интерфейса для пользователей из России и стран СНГ, начали приносить плоды. Ведь подавляющая часть граждан стран бывшего СССР не сильна познаниями иностранных языков. Английский язык знают не более 5% населения. Среди молодежи — побольше. Поэтому хотя бы интерфейс на русском языке — это большая помощь для онлайн-шоппинга на этой торговой площадке. Ебей не пошел по пути китайского собрата Алиэкспресс, где совершается машинный (очень корявый и непонятный, местами вызывающий смех) перевод описания товаров. Надеюсь, что на более продвинутом этапе развития искусственного интеллекта станет реальностью качественный машинный перевод с любого языка на любой за считанные доли секунды. Пока имеем вот что (профиль одного из продавцов на ебей с русским интерфейсом, но англоязычным описанием):
      https://uploads.disquscdn.com/images/7a52c9a89108b922159a4fad35de0ab0bee0c8804b9731f56d8a1dc659655d60.png