Vilka är de tekniska medlen för informationsbehandling. Tekniska medel för databehandling

Huvudegenskaper hos PC-moduler

Persondatorer består vanligtvis av följande grundmoduler:

1. systemenhet
1. Strömförsörjning
2. Moderkort
3. CPU
4. Minne
2. informationsutgångsenheter (monitor)
3. inmatningsenheter (tangentbord, mus)
4. förvarings media

Låt oss överväga dessa moduler mer i detalj.

Systemenhet (väska).

PC-fodralet skyddar de interna delarna av PC:n från yttre påverkan.

Fodralet innehåller: Strömförsörjning, anslutningskablar moderkort, ytterligare fläktar.

Antalet fack är viktigt för systemets utbyggbarhet.

Typer av kapslingar.

namn	Mått, höjd / bredd / längd (cm)	Strömförsörjningsenhet, W	Antal fack	ytterligare egenskaper
5,25	3,5
Slimline	7*35*45		1-2	1-2	Begränsade expansions- och uppgraderingsmöjligheter
Skrivbord	20*45*45	200-250	2-3	1-2	Tar mycket plats
Minitorn	45*20*45	200-250
Midi tornet	50*20*45	200-250			Mest vanliga
Stort torn	63*20*45	250-350
Fil server	73*35*55	350-400			Käraste

Strömförsörjning.

Strömförsörjningen genererar olika spänningar för de interna enheterna och moderkortet. Strömförsörjningsenhetens livslängd är 4-7 år, och den kan förlängas genom att mer sällan slå på och av datorn.

Det finns tre formfaktorer (typer) av nätaggregat och, följaktligen, moderkort.

• AT - ansluts till två kontakter på moderkortet. Används i äldre PC-typer. Slå på och av strömmen i dem görs med en konventionell strömbrytare, som står under nätspänning.
• ATX - 1 kontakt. Ingår på kommando från mattan. brädor. ATX-strömförsörjningsenheterna fungerar enligt följande schema: vid t 0 till 35 0 С roterar fläkten med en lägsta hastighet och är praktiskt taget ohörbar. När t 0 når 50 0 С ökar fläkthastigheten till maxvärdet och minskar inte förrän temperaturen sjunker.

ATX-moderkort är i allmänhet inte kompatibla med AT-strömförsörjning. Det är nödvändigt att chassit och moderkort är av samma typ.

• BTX - har 2 nödvändiga komponenter:
• Termisk balansmodul som leder frisk luft direkt till processorns kylfläns.
• Supportmodulen som moderkortet är installerat på. Stödmodulen är utformad för att kompensera för stötar och stötar i systemet, för att minska knäcken på moderkortet. Tack vare honom lyckades vi öka den högsta tillåtna vikten på processorns kylfläns från 450 till 900 gram. Dessutom har konfigurationen av moderkortet och systemenheten ändrats avsevärt. De hetaste PC-komponenterna är nu placerade i luftflödesbanan, vilket ökar effektiviteten hos höljekylare.

"-" inkompatibilitet med ATX, trots den mekaniska och elektriska kompatibiliteten hos nätaggregat (400 W, 120 mm fläkt).

Vad är hotet från datorn otillräcklig kraft BP.

I händelse av en överbelastning av strömförsörjningsenheten kommer skyddskretsen att fungera, och strömförsörjningsenheten kommer helt enkelt inte att starta. I värsta fall kan konsekvenserna bli väldigt olika, till exempel väldigt tråkigt för hårddiskar. En minskning av hårddiskens matningsspänning betraktas som en avstängningssignal och hårddisken börjar parkera läshuvudena. När spänningsnivån är återställd slås skivan på igen och börjar snurra.

Det kan också finnas oklara programfel. En strömförsörjningsenhet av dålig kvalitet i en nödsituation kan stänga av mattan. kort och grafikkort.

Moderkort

@ Moderkort (system)kort är den centrala delen av alla datorer som vanligtvis är värdar CPU, samprocessor, kontroller tillhandahålla kommunikation mellan den centrala processorn och kringutrustning, Bagge , cacheminne, BIOS-objekt(grundläggande in-/utgångssystem), ackumulatorbatteri, kristallklockgenerator och slots(kontakter) för ansluta andra enheter... Alla dessa moduler är sammankopplade med hjälp av systembussen, som, som vi redan har tagit reda på, finns på moderkortet.

Den övergripande prestandan för ett moderkort bestäms inte bara av klockfrekvens, men också kvantitet(bitness) data, bearbetas per tidsenhet centrala behandlingsenheten, och bitbredd på datautbytesbussen mellan olika enheter moderkort.

Moderkortens arkitektur förbättras ständigt: deras funktionella mättnad ökar, prestanda ökar. Det har blivit standard för moderkortet att ha sådana inbyggda enheter som en dubbelkanals E-IDE HDD-kontroller ( hårddiskar), FDD (floppy) diskkontroller, avancerade parallella (LPT) och seriella (COM) portar och seriell infraröd port.

@ Hamn - multi-bitars ingång eller utgång i enheten.

COM1, COM2- Seriella portar som överför elektriska impulser (information) sekventiellt efter varandra (skanner, mus). Hårdvara implementerad med 25-stifts och 9-stifts kontakter, som visas på bakpanelen systemenhet.

LPT- parallellporten har en högre hastighet, eftersom den samtidigt sänder 8 elektriska impulser (anslut skrivaren). Hårdvaran är implementerad i form av en 25-stiftskontakt på baksidan av systemenheten.

USB- (universell seriell buss) ger höghastighetsanslutning till en PC av flera kringutrustning samtidigt (anslut flash-enheter, webbkameror, externa modem, hårddisk, etc.). Denna port är universell och kan ersätta alla andra portar.

^ PS / 2- Dedikerad port för tangentbord och mus.

AGP- accelererad grafikport för att ansluta en bildskärm.

Prestandan hos olika datorkomponenter (processor, RAM och kringutrustning) kan variera avsevärt.

^ Att komma överens om prestanda på moderkortet speciella mikrokretsar är installerade(chipset), inklusive en RAM-kontroller (den så kallade norra bron) och en kringutrustning ( södra bron).

North Bridge tillhandahåller informationsutbyte mellan processorn och huvudminnet via systemets stamnät.

Processorn använder intern frekvensmultiplikation, så processorfrekvensen är flera gånger högre än systembussfrekvensen. I moderna datorer kan processorfrekvensen överstiga systembussfrekvensen med upp till 10 gånger (till exempel är processorfrekvensen 1 GHz och bussfrekvensen är 100 MHz).

Logisk diagram över moderkortet

En PCI-buss (Peripherial Component Interconnect-buss) är ansluten till den norra bron, som ger informationsutbyte med perifera styrenheter. (Frekvensen för styrenheter är mindre än frekvensen för systembussen, till exempel, om frekvensen på systembussen är 100 MHz, är frekvensen för PCI-bussen vanligtvis tre gånger mindre - 33 MHz.) Perifera styrenheter ( Ljudkort, nätverkskort, SCSI-kontroller, internt modem) är installerade i systemkortets expansionskortplatser .

En speciell AGP-buss används för att ansluta grafikkortet(Accelerated Graphic Port), ansluten till nordbryggan och har en frekvens flera gånger högre än PCI-bussen.

CPU

I allmänhet@ underprocessor förstås en enhet som utför en uppsättning operationer på data som presenteras i digital form (binär kod).

Tillämpas på Computing @ processormedel en central processing unit (CPU) som har förmågan att välja, avkoda och exekvera instruktioner, samt sända och ta emot information från andra enheter.

Antalet företag som designar och tillverkar PC-processorer är litet. För närvarande känd: Intel, Cyrix, AMD, NexGen, Texas Instrument.

Processorstruktur och funktioner:

Processorstrukturen kan representeras av följande diagram:

1 ) U U - styr hela förloppet av den beräknings- och logiska processen i datorn. Detta är datorns "hjärna", som kontrollerar alla dess handlingar. Styrenhetens funktioner är att läsa nästa kommando, känna igen det och sedan ansluta de nödvändiga elektroniska kretsarna och enheterna för dess genomförande.

2) ALU- utför direkt bearbetning av data i binär kod. ALU kan endast utföra en viss uppsättning av de enklaste operationerna:

• Aritmetiska operationer (+, -, *, /);
• Logiska operationer(jämförelse, tillståndskontroll);
• Vidarebefordran(från ett område av RAM till ett annat).

3) Klockgenerator- ställer in rytmen för alla operationer i processorn genom att skicka en puls med jämna mellanrum (klocka). Den synkroniserar arbetet med PC-enheter.

@Takt Är tidsintervallet mellan starten av två på varandra följande pulser från klockfrekvensgeneratorn. GTC synkroniserar arbetet med PC-noder.

^ 4) Medprocessor- låter dig avsevärt påskynda driften av en dator med flyttal (vi pratar om riktiga nummer t.ex. 1,233 * 10-5). Vid arbete med texter används inte samprocessorn.

5) En modern processor har så hög prestanda att information från RAM-minnet inte hinner nå den i tid och processorn är inaktiv. För att förhindra att detta händer är en speciell mikrokrets inbäddad i processorn. cacheminne .

@ Cacheminne - Supersnabbt minne utformat för att lagra mellanliggande beräkningsresultat. Den har en volym på 128-1024 Kb.

Förutom den specificerade elementbasen innehåller processorn speciella register som är direkt involverade i kommandobearbetningen.

6) Register- processorminne, eller ett antal speciella lagringsceller.

Register tjänar två syften:

• korttidslagring av ett nummer eller kommando;
• utföra några operationer på dem.

De viktigaste processorregistren är:

1. kommandoräknare - tjänar för automatiskt val av programkommandon från sekventiella minnesceller, den lagrar adressen för kommandot som exekveras;
2. kommando- och statsregister - tjänar till att lagra kommandokoden.

Utförandet av ett kommando av processorn är uppdelat i följande steg:

1. ett kommando väljs från minnescellen, vars adress är lagrad i kommandoräknaren, i RAM-minnet (innehållet i kommandoräknaren ökar);
2. från OP:n överförs kommandot till styrenheten (till kommandoregistret);
3. styranordningen dekrypterar adressfältet för kommandot;
4. genom signaler från styrenheten operander hämtas från minnet i ALU (i operanderregister);
5. UU dekrypterar operationskoden och utfärdar ALU-signalen för att utföra operationen, som utförs i adderaren;
6. resultatet av operationen förblir i processorn eller returneras till RAM-minnet.

Minne

^ Klassificering av minneselement.

Filsystem

Ordningen för att lagra filer på disken bestäms av det använda filsystemet, vilket direkt betyder filallokeringstabellen, som lagras i 2 instanser i systemområdet på disken.

På den fysiska disknivån är en fil en sekvens av byte. Men sedan den minsta enheten på en disk är en sektor då kunde filen förstås som en viss sekvens av sektorer. Men filen är faktiskt en sammanfogad sekvens av kluster.

@ Klunga Är en samling av flera sammanhängande disksektorer (från 1 till flera dussin).

Traditionellt tror man att ett kluster och en sektor är en och samma sak, men det är olika saker. Klusterstorleken kan variera beroende på diskkapacitet. Ju större diskkapacitet, desto större klusterstorlek. Klusterstorleken kan variera från 512 byte till 64 KB.

^ Kluster behövs för att minska storleken på filallokeringstabellen.

Om filallokeringstabellen är skadad på något sätt, kommer de att vara otillgängliga, trots att data finns på disken. I detta avseende lagras 2 sådana tabeller på disken.

Kluster minskar storleken på bordet. Men här kommer ett annat problem. ^ Bortkastat diskutrymme.

När du skriver en fil till disk kommer ett heltal av kluster alltid att vara upptaget.

Till exempel är filen 1792 byte stor och klusterstorleken är 512 byte. För att spara filen behöver vi 2 hela sektorer + 256 byte från den tredje sektorn. I den tredje sektorn kommer alltså 256 byte att förbli lediga. (1792 = 3 * 512 +256); (512 * 4 = 2048)

^ Återstående byte i det fjärde klustret kan inte användas... Man tror att det i genomsnitt finns 0,5 kluster av slösat utrymme per fil, vilket är leder till en förlust på upp till 15 % av diskutrymmet... Det vill säga från 2 GB ockuperad plats- 300 MB förlorat. När filer raderas kommer de tillbaka online.

Filallokeringstabellen användes först i MS-DOS-operativsystemet och den kallades FAT-tabellen (File Allocation Table).

^ Det finns flera typer av filallokeringstabeller (FAT).

Allmän struktur för FAT

						TILL

Det initiala 34:e klustret lagrar adressen för det 35:e klustret, den 35:e adressen för det 36:e, den 36:e adressen för det 53:e, etc. Det 55:e klustret lagrar tecknet för filslut.

Filsystem NTFS.

NTFS-filsystemet var baserat på filsystem familjer av UNIX-operativsystem.

Här har ett filelement två delar: filnamnet och inoden.

Filen skrivs till disken enligt följande:

Det finns 13 block där adresserna till datablock som finns på disken kan skrivas, varav:

11 - Indikerar ett indirekt adresseringsblock med 256 datablock. Den används i de fall där de första 10 blocken inte räckte till för att skriva datablockens adresser, d.v.s. filen är stor.

12 - indikerar inte ett block med dubbel indirekt adressering (256 * 256), det används när det inte finns tillräckligt med utrymme för att skriva adresserna till datablock.

13 - adress för trippeladresseringsblocket (256 * 256 * 256).

Således, maximal filstorlek kanske upp till 16 GB.

Denna mekanism ger kolossal datasäkerhet. Om du i FAT bara kan förstöra tabeller, i NTFS kommer du att behöva vandra mellan blocken under lång tid.

NTFS kan förskjuta, till och med fragmentera över disken, alla dess serviceområden, och kringgå alla ytfel - förutom de första 16 MFT-elementen. Den andra kopian av de tre första posterna lagras exakt i mitten av skivan.

NTFS är ett feltolerant system som kan föra sig till rätt tillstånd i händelse av nästan alla verkliga fel. Alla moderna filsystem är baserat på ett sådant koncept som transaktion - en åtgärd som utförs helt och korrekt eller inte utförs alls.

Exempel 1: data skrivs till disken. Plötsligt visar det sig att vi inte kunde skriva till platsen där vi precis bestämde oss för att skriva nästa databit - fysisk skada på ytan. Beteendet för NTFS i det här fallet är ganska logiskt: hela skrivtransaktionen rullas tillbaka - systemet inser att skrivningen inte har gjorts. Platsen markeras som dålig och data skrivs till en annan plats - en ny transaktion startar.

Exempel 2: ett mer komplicerat fall - data skrivs till disk. Plötsligt stängs strömmen av och systemet startar om. Vid vilken fas stoppade inspelningen, var finns data? En annan systemmekanism kommer till undsättning - transaktionsloggen, som markerar början och slutet av varje transaktion. Faktum är att systemet, som insåg sin önskan att skriva till disk, markerade sitt tillstånd i metafilen. Vid omstart undersöks denna fil för närvaron av ofullständiga transaktioner som avbröts av en olycka och vars resultat är oförutsägbart - alla dessa transaktioner avbryts: platsen till vilken skrivningen gjordes markeras igen som ledig, index och MFT element förs till det tillstånd de var i innan de misslyckades, och systemet som helhet förblir stabilt.

^ Det är dock viktigt att förstå att NTFS-återställningssystemet garanterar att filsystemet är korrekt,inte dina uppgifter.

I NTFS är varje disk uppdelad i volymer. Varje volym innehåller sin egen MFT (filtabell), som kan placeras var som helst på disken i volymen.

HDD-innehåll

1. Magnetisk skivaär en rund platta gjord av aluminium (i sällsynta fall gjord av specialglas), vars yta är bearbetad med högsta noggrannhet. Det kan finnas flera sådana magnetiska skivor från 1 till 4. För att göra plattorna magnetiska är deras yta belagd med en legering baserad på krom, kobolt eller ferromagnet. Denna beläggning har en hög hårdhet... Varje sida av skivan är numrerad.

^ 2. För att rotera skivorna, en speciell elektrisk motor , vars design inkluderar speciella lager, som kan vara både konventionella kulor och vätska (istället för bollar använder de en speciell olja som absorberar stötbelastningar, vilket ökar motorns hållbarhet). Vätskelager har en lägre ljudnivå och genererar nästan ingen värme under drift.

Dessutom har vissa moderna hårddiskar en motor helt nedsänkt i en förseglad behållare med olja, vilket hjälper till att effektivt avlägsna värme från lindningarna.

3. Varje skiva motsvarar ett par läs-/skrivhuvuden. Gapet mellan huvuden och skivornas yta är 0,1 mikron, vilket är 500 gånger mindre än tjockleken på ett människohår. Magnethuvud är en komplex struktur som består av dussintals delar. (Dessa delar är så små att de är gjorda med fotolitografi på samma sätt som moderna mikrokretsar, dvs de bränns ut med en laser med hög precision) Arbetsytan på den keramiska huvudkroppen är polerad med samma höga precision som skivan .

4. Ställdon är en platt solenoidspole gjord av koppartråd, placerad mellan polerna på en permanentmagnet och fixerad vid änden av en spak som roterar på ett lager. I andra änden är lätt pil med magnethuvuden.

Spolen är kapabel att röra sig i ett magnetfält under inverkan av en ström som passerar genom den, samtidigt som alla huvuden flyttas i radiell riktning. För att förhindra att spolen med huvuden dinglar från sida till sida när den inte fungerar, finns det en magnetisk spärr som håller huvuden på den avstängda hårddisken på plats. I drivenhetens inoperativa tillstånd är huvudena placerade nära mitten av skivorna, i "parkeringszonen" och pressas mot plattornas sidor av lätta fjädrar. Detta är det enda ögonblicket som huvudena vidrör skivans yta. Men så snart skivorna börjar rotera, höjer luftflödet huvudena över deras yta och övervinner fjädrarnas kraft. Huvuden "svävar" och är från det ögonblicket ovanför skivan utan att röra den alls. Eftersom det inte finns någon mekanisk kontakt mellan huvudet och skivan, är det inget slitage på skivor och huvuden.

5. Även inne i HDA är signalförstärkare placeras närmare huvudena för att minska upptagningen från externa störningar. Den är ansluten till huvudena med en flexibel bandkabel. Samma kabel används för att mata ström till drivhuvudets rörliga spole, och ibland till motorn. Alla dessa komponenter är anslutna till styrkortet via en liten kontakt.

I processen med att formatera diskar kan det visa sig att det finns ett eller flera små områden på plattornas yta, läsning eller skrivning som åtföljs av fel (de så kallade dåliga sektorerna eller dåliga block).

Sektorer, läsning eller skrivning som åtföljs av fel kallas @ dåliga sektorer .

men på grund av detta slängs inte skivan och anser inte att det är bortskämt, utan bara bara markera dessa sektorer på ett speciellt sätt, och de ignoreras ytterligare... För att förhindra att användaren ser denna skam, innehåller hårddisken ett antal reservspår med vilka drivelektroniken "i farten" ersätter defekta områden på ytan, vilket gör dem helt transparenta för operativ system.

Dessutom är inte hela skivområdet reserverat för inspelning av data. En del av informationsytan används av enheten för sina egna behov. Detta är tjänsteområdet, som det ibland kallas, ingenjörsinformation.

Strukturera optisk skiva

V Enligt accepterade standarder är skivans yta uppdelad i tre områden:

1. Inmatningskatalog - det ringformade området närmast skivans mitt (4 mm brett). Att läsa information från en skiva börjar exakt från inmatningskatalogen, som innehåller innehållsförteckningen, inspelningsadresser, antalet titlar, skivans volym, skivans namn;

2. Dataområde ;

3. Utdatakatalog - har ett skivslutmärke.

Typer av optiska skivor:

1. cd-rom... Informationen är industriellt inspelad på en CD-ROM-skiva och kan inte skrivas om. De mest använda är 5-tums CD-ROM-skivor med en kapacitet på 670 MB. När det gäller deras egenskaper är de helt identiska med vanliga musik-CD-skivor. Data på skivan skrivs i ett spiralmönster.
2. CD-R... Förkortningen CD-R (CD-Recordable) betecknar en optisk skriv-en gång-teknologi som kan användas för arkivering av data, prototypskivor för massproduktion och för småskaliga upplagor på CD-skivor, inspelning av ljud och video. Syftet med en CD-R-enhet är att skriva data på CD-R CD-skivor, som sedan kan läsas på CD-ROM- och CD-RW-enheter.
3. CD-RW... Gamla data kan raderas och nya data kan skrivas över. Kapaciteten för CD-RW-media är 650 MB och är lika med kapaciteten för CD-ROM- och CD-R-skivor.
4. ^ DVD-ROM, DVD-R, DVD-RW... Liknar de tidigare diskuterade typerna av optiska skivor, men med stor kapacitet.
5. håller på att utvecklas HVD(Holografic Versatile Dosc) med en kapacitet på 1 TB.

DVD-teknik tillåter 4 typer av skivor:

• enkelsidig, enkellager - 4,7 GB
• enkelsidig, dubbelt lager - 8,5 GB
• dubbelsidig, enkellager - 9,4 GB
• dubbelsidigt, dubbelt lager - 17 GB

I dubbellagerskivor används ett förstärkande lager, på vilket information registreras. När man läser information från det första lagret som ligger i skivans djup, passerar lasern genom den transparenta filmen i det andra lagret. Vid läsning av information från det andra lagret sänder drivstyrenheten en signal för att fokusera laserstrålen på det andra lagret och läsning utförs från det. Med allt detta är skivans diameter 120 mm, och dess tjocklek är 1,2 mm.

Som redan nämnts kan till exempel en dubbelsidig DVD-skiva med dubbla lager innehålla upp till 17 GB information, vilket är cirka 8 timmar högkvalitativ video, 26 timmar musik eller, tydligast, en 1,4 kilometer lång stack av papper skrivet på båda sidor!

^ DVD-format

1. DVD-R. kan bara vara enkellager, men det är möjligt att skapa dubbelsidiga skivor. Principen efter vilken den är gjord DVD-R bränning exakt samma som CD-R. Det reflekterande lagret ändrar sina egenskaper under inverkan av en högeffektlaserstråle. DVD-R är inget nytt, tekniskt sett är det samma CD-R, endast designad för tunnare spår. På Skapande av DVD-R den största uppmärksamheten ägnas åt kompatibilitet med befintliga DVD-ROM-enheter. Inspelningslaserns längd 635 Nm + kopieringsskydd för de inspelningsbara skivorna.
2. DVD + R... Principerna som DVD + R bygger på är identiska med de som används i DVD-R. Skillnaden mellan de två ligger i det inspelningsformat som används. Så till exempel DVD + R-skivor stöder inspelning i flera steg. Längden på inspelningslasern är 650 Nm + högre reflekterande yta.

^ Det finns två huvudklasser av CD-skivor: CD och DVD.

ZIP-enheter.

Magneto-optiska skivor.

De är gjorda av aluminiumlegering och inneslutna i en plastmantel. Kapacitet 25-50 GB.

Läsning utförs med optisk metod och skrivning med magnetiska medel, som på disketter.

Datainspelningstekniken är som följer: en laserstråle värmer upp en punkt på skivan, och en elektromagnet ändrar den magnetiska orienteringen för denna punkt, beroende på vad som behöver spelas in: 0 eller 1.

Avläsningen utförs av en laserstråle med lägre effekt, som, reflekterad från denna punkt, ändrar sin polaritet.

Externt ser det magneto-optiska mediet ut som en 3,5-diskett, bara något tjockare.

Flash-enheter

Denna teknik är ganska ny och tillhör därför inte billiga lösningar, men det finns alla förutsättningar för att minska kostnaderna för enheter av denna klass,

Grunden för alla flashenheter är icke-flyktigt minne. Enheten har inga rörliga delar och är inte känslig för vibrationer och mekaniska stötar. Flash är inte inneboende magnetisk bärare och det påverkas inte av magnetfält. Och strömförbrukningen uppstår endast under skriv-/läsoperationer, och strömmen från USB är tillräckligt.

^ Flash-lagringskapaciteten sträcker sig från cirka 256 MB till flera GB (4-5 GB).

Förutom att en flash-enhet kan användas för inspelning, tillförlitlig lagring och överföring av information, kan den delas upp i logiska enheter och installera den med en startbar disk.

Värdighet

• Kompakt storlek;
• inget behov av extern strömförsörjning;
• ganska acceptabel arbetshastighet.

Tekniska medel informationsbearbetning

Medlen för att intensifiera informationen är den vetenskapliga och tekniska revolutionen, användningen av de senaste landvinningarna inom vetenskap och teknik inom informationsbranschen; vetenskaplig organisation, informationsprocesshantering; utbildning och förbättring av specialister som betjänar informationstjänster för ledningssystemet.

Utvecklingen av ett åtgärdssystem som utökar möjligheterna till mest effektiv användning av information är en viktig förutsättning för att lyckas i förvaltningen. Bland dessa åtgärder, av största vikt, är den noggranna förberedelsen av ämnet ledning för uppfattningen, bedömningen av information, utvecklingen av förmågan att bedöma dess sociala betydelse, att välja bland informationsflödet den mest allmänt betydelsefulla, den mest sociala , eftersom denna typ av information är ovärderlig i förvaltningen.

Insamling och bearbetning av social information är otänkbar utan användning av moderna tekniska medel.

Det viktigaste sättet att erhålla tillförlitlig social information är inte bara den utbredda användningen av tekniska (dator)medel för att få social information, utan också bildandet av en ny typ av kultur - humanitär och teknologisk.

Den viktigaste mekanismen för dess bildande är en förändring av tankestilen, som gradvis blir konceptuell (humanitär), strategisk och konstruktiv, teknisk, och hittar sätt och medel för att lösa allt mer komplexa sociala problem. Närvaron i vårt samhälle av två kulturer, "humanitära" och teknokratiska, som hittills samverkar svagt, ger upphov till många informationsproblem i förvaltningen.

Världssamfundet som helhet, inklusive vårt land, har gått in i ett nytt stadium i utvecklingen av sin civilisation - bildandet av ett informationssamhälle. Denna process kallas ofta för den tredje sociotekniska revolutionen, informatiseringen av samhället.

Informatiseringen av samhället påverkar oundvikligen inte bara materiell produktion och kommunikation, utan också sociala relationer, kultur, intellektuell aktivitet i alla dess olika manifestationer.

Det är helt uppenbart att informatiseringen av samhället sätter sina avtryck direkt på verksamheten hos människor som arbetar inom organisation och ledning. De har ojämförligt bredare möjligheter att erhålla, lagra, bearbeta, överföra och ordna de mest olikartade i sitt innehåll och form av presentation av information om olika aspekter av samhället.

Till exempel ställdes Japans parlament, regering och folk i början av 60-talet av 1900-talet inför frågan om vilken väg man skulle styra landets utveckling. På vägen mot materiellt välbefinnande eller information och intellektuell utveckling, informatisering av samhället, uppbyggnad av informationsresurser och teknologier, det vill säga längs den materiella eller informationsvägen?

Sedan 1964 har Japan valt den andra vägen och föredrar materiell rikedom - rikedomen av information och dess resurser. Sedan den tiden har världshistorien för informatisering av samhället, informationsresurser och teknologier räknats.

USA, med sina kraftfulla underrättelseinsamlingstekniker, antog det japanska utvecklingsinformationssystemet i slutet av 1960-talet och början av 1970-talet.

I slutet av 60-talet började Sovjetunionen också ta itu med liknande problem med informatisering av förra seklet. Emellertid blev det offentliga informationsmedvetandet i utvecklade länder inte sovjetsamhällets allmänna informationsegendom av ett antal skäl.

För närvarande följer alla världens länder vägen för informationsframsteg. Information har blivit en icke-alternativ källa till utveckling och välbefinnande för många folk; informationsresurser och teknologier har lyft vetenskap och tekniska framsteg till en aldrig tidigare skådad nivå jämfört med vad fysik, mekanik, kemi och elektrodynamik kombinerat tidigare.

Det är därför International Academy of Informatization lägger stor vikt vid främjandet av idéerna om informatisering, pedagogiskt och pedagogiskt arbete inom området information, informationssäkerhet, informationsresurser och teknologier.

Det är svårt att hitta en sfär eller ett område för mänsklig aktivitet, där information inte spelar en viktig roll, eftersom det ger självorganisering inte bara av människan utan också av hela djur- och växtvärlden.

Därför har en ny gren av vetenskaplig kunskap dykt upp - informationslogi är vetenskapen om grundläggande forskning av alla processer och fenomen i mikro- och makrokosmos i universum, generalisering av det praktiska och teoretiska materialet av fysikalisk-kemiska, astrofysiska, nukleära, biologiska, rymden och andra studier från en enda informationssynpunkt.

En framgångsrik användning av datorteknik är endast möjlig under följande förhållanden:

Ekonomi, det vill säga att uppnå en större effekt jämfört med användningen av konventionella beräkningsmedel;

Noggrann bestämning av primärinformationens lämplighet för bearbetning och analys med datormedel;

Överensstämmelse med kontrollsystemet med möjligheterna till framgångsrik användning av datorer;

Dokumentationens överensstämmelse med principerna för datoranvändning;

Tillgång till relevanta specialister.

Tack vare datateknik agerar automatiskt, enligt program som utarbetats i förväg av en person, de utför allt det faktiska arbetet med att bearbeta och analysera information utan direkt deltagande av en person; som ett resultat är hastigheten på dessa maskiner inte begränsad av dess fysiologiska kapacitet. Det bestäms av hastigheten hos de fysiska elementen som de är sammansatta av. Fysiska enheter som ägs av moderna enheter tillåter att memorera och lagra praktiskt taget obegränsade mängder information.

Datortekniken som ett verktyg för att bearbeta och analysera information öppnar alltså upp fundamentalt nya möjligheter för snabb bearbetning av stora mängder information, som gör det möjligt att tillräckligt djupt och fullständigt avslöja tendenser och mönster i samhällsutvecklingen och därigenom framgångsrikt lösa ledning problem.

Till exempel under 1980- och 1990-talen sänkte den snabba utvecklingen av mikroelektronik kostnaderna och storleken på datorer i en sådan utsträckning att de kunde användas på alla arbetsplatser.

Detta ledde till en ytterligare förändring av förvaltningsapparatens tekniska utrustning. Drivkraften i processen att omvandla den till en elektronisk är en mikrodator. Genom att transformera information enligt ett komplext program, förkroppsligar han den primitiva formen av "intelligens", ändrar innehållet och inte formen eller platsen för informationen som kommer in i den, som gjordes av "informationstekniken" från föregående period.

Uppfinningen av mikroprocessorn minskade kostnaderna för elektronisk datoranvändning i en sådan utsträckning att elektronisk "intelligens" applicerades på så breda möjliga områden och installerades till förändrade kostnader precis där det behövdes, och inte till betydande kostnader i ett avlägset centrum.

Nu kan den utvecklande tekniska utrustningen för ledningsapparaten inkludera:

Tekniska kontorsenheter utrustade med mikrodatorer placerade på arbetsplatserna för nästan alla chefer;

Program som säkerställer interaktion mellan människa och maskin inkluderar de nödvändiga medlen för informationsbehandling och återspeglar den samlade erfarenheten av ledningsapparaten;

Kommunikationsnätverk som förbinder kontorsutrustningsblock med varandra och med centrala bearbetningsenheter såväl som med externa informationskällor;

Delade enheter, såsom elektroniska filer, utskrifts- och skanningsenheter, tillgängliga för alla kontorsenheter via kommunikationslinjer.

Förändringar i innehåll, organisation och ledningsteknik under påverkan av informationsteknologi och automatiserade kontor sker i följande riktningar.

För det första förändras organisationen och tekniken för informationsstöd för huvudet radikalt. Av särskild vikt är det massiva införandet av mini- och mikrodatorer, persondatorer som komponenter informationssystem kopplat till ett nätverk av databanker. Samtidigt utförs arbetet med att samla in, bearbeta och sprida information av människa-maskin-gränssnitt, som inte kräver särskild utbildning.

Tekniken att lagra och bearbeta information förändras också avsevärt, ofullständig information, dubblering, information avsedd för andra ledningsnivåer är inte tillåtna.

För det andra genomförs en viss automatisering av chefens funktioner. Antalet effektivt fungerande automatiserade system har ökat och omfattar produktion, ekonomiska aktiviteter, organisatoriska och tekniska processer.

En allt större del av arbetet med att upprätta planer förs över till datorn. Samtidigt förbättras kvaliteten på planer som tagits fram med hjälp av mikrodatorer på en lägre kontrollnivå avsevärt. Dessutom är planerna för de enskilda styrdelsystemen tydligt samordnade.

Kontrollsystemen har förbättrats, bland annat de som gör det möjligt att upptäcka avvikelser från den planerade nivån och säkerställa att de troliga orsakerna till sådana avvikelser hittas.

För det tredje har kommunikationsmedlen förändrats avsevärt, bortsett från utbytet av meddelanden genom nätverket av mikroprocessorer.

Av särskild betydelse är telekommunikationssystemet, som gör det möjligt att hålla frånvaromöten, konferenser mellan avlägsna platser och snabbt ta emot information av artister. Följaktligen förändras metoderna och teknikerna för kommunikation mellan chefer och underordnade och med högre myndigheter.

Komplex av tekniska metoder för informationsbehandlingÄr en uppsättning autonoma enheter för insamling, ackumulering, överföring, bearbetning och presentation av information, såväl som kontorsutrustning, hantering, underhåll och andra.

Ett antal krav ställs på komplexet av tekniska medel:

Tillhandahåller lösningar på problem med minimala kostnader, erforderlig noggrannhet och tillförlitlighet

Möjlighet till teknisk kompatibilitet för enheter, deras aggregering

Säkerställer hög tillförlitlighet

Minsta anskaffningskostnader

Inhemsk och utländsk industri producerar ett brett utbud av tekniska metoder för informationsbearbetning, som skiljer sig i elementbas, design, användning av olika lagringsmedier, operativa egenskaper, etc.

Tekniska medel för informationsbehandling är indelade i två stora grupper. Dessa är de viktigaste och extra bearbetningsverktygen.

AnläggningstillgångarÄr verktyg för automatiserad behandling information.

Det är känt att för att styra vissa processer krävs viss ledningsinformation som kännetecknar tillstånden och parametrarna. tekniska processer, kvantitativa, kostnads- och arbetsindikatorer för produktion, utbud, försäljning, finansiella aktiviteter etc.

De huvudsakliga medlen för teknisk behandling inkluderar: medel för att registrera och samla in information, medel för att ta emot och överföra data, medel för att förbereda data, inmatningsmedel, medel för att behandla information och medel för att visa information. Nedan diskuteras alla dessa verktyg i detalj.

Inhämtning av första information och registrering är en av de mödosamma processerna. Därför används anordningar för mekaniserad och automatiserad mätning, insamling och registrering av data i stor utsträckning. Utbudet av dessa fonder är mycket omfattande. Dessa inkluderar: elektroniska vågar, olika räknare, resultattavlor, flödesmätare, kassaapparater, maskiner för att räkna sedlar, bankomater och mycket mer. Hit hör även olika produktionsinspelare, utformade för registrering och inspelning av information om affärsverksamheten på datamedia.

· Medel för att ta emot och överföra information.

Under överföring av information processen att överföra data (meddelanden) från en enhet till en annan förstås. Den interagerande uppsättningen objekt som bildas av dataöverförings- och bearbetningsanordningar kallas nätverk ... Kombinera enheter utformade för att överföra och ta emot information. De tillhandahåller utbyte av information mellan platsen för dess ursprung och platsen för dess behandling. Strukturen för medlen och metoderna för dataöverföring bestäms av platsen för informationskällor och databehandlingsmedel, volymer och tid för dataöverföring, typer av kommunikationslinjer och andra faktorer. Dataöverföringsfaciliteter representeras av abonnentstationer (AP), överföringsutrustning, modem, multiplexorer.

Dataförberedande verktyg representeras av anordningar för framställning av information på maskinmedier, anordningar för överföring av information från dokument till media, inklusive datoranordningar. Dessa enheter kan sortera och korrigera.

Inmatningshjälpmedel tjäna för uppfattningen av data från maskinmedia och inmatning av information i datorsystem

Informationsbehandlingsanläggningar spelar en avgörande roll i komplexet av tekniska metoder för informationsbehandling. Datorer kan klassificeras som bearbetningsverktyg, som i sin tur kan delas in i fyra klasser: mikro, liten (mini); stora och superdatorer.

Mikrodatorär av två typer: universella och specialiserade. Både universella och specialiserade kan vara både fleranvändare - kraftfulla datorer utrustade med flera terminaler och arbetar i ett tidsdelningsläge (servrar), och enanvändare (arbetsstationer), som är specialiserade på att utföra en typ av arbete.

Små datorer- arbeta i lägen för tidsdelning och multitasking. Deras positiva sida är tillförlitlighet och användarvänlighet.

Stora datorer- (stordatorer) kännetecknas av stor minneskapacitet, hög feltolerans och prestanda. Också kännetecknad av hög tillförlitlighet och dataskydd; möjligheten att ansluta ett stort antal användare.

SuperdatorÄr kraftfulla multiprocessordatorer med en hastighet på 40 miljarder operationer per sekund.

Server- en dator dedikerad för att behandla förfrågningar från alla stationer i nätverket och ge dessa stationer tillgång till systemresurser och distribuera dessa resurser.

Universell server kallas - server-applikation.

Kraftfulla servrar kan klassificeras som små och stordatorer. Nu är ledaren Marshall-servrar, och det finns även Cray-servrar (64 processorer).

Informationsvisningsmöjligheter används för att mata ut resultaten av beräkningar, referensdata och program till datormedia, utskrift, skärm och så vidare. Utdataenheter inkluderar bildskärmar, skrivare och plottrar.

ÖvervakaÄr en enhet utformad för att visa information som matats in av en användare från ett tangentbord eller utdata från en dator.

en skrivareÄr en enhet för att mata ut text och grafisk information till papper.

PlotterÄr en enhet för utmatning av ritningar och diagram av stora format till papper.

Hjälpmedel- detta är utrustning som säkerställer prestanda för anläggningstillgångar, samt utrustning som underlättar och gör chefsarbetet bekvämare.

Hjälpmedel för informationsbehandling inkluderar kontorsutrustning och underhålls- och reparationsverktyg. Kontorsutrustning representeras av ett mycket brett utbud av verktyg, från kontorsmaterial till leveranssätt, reproduktion, lagring, sökning och förstörelse av grundläggande data, administrativ och produktionskommunikation, och så vidare, vilket gör en chefs arbete bekvämt och bekvämt .

Den tekniska processen för databehandling i informationssystem utförs med hjälp av:

tekniska medel för att samla in och registrera data;

telekommunikationsanläggningar;

system för datalagring, sökning och hämtning;

medel för databehandling;

tekniska hjälpmedel för kontorsutrustning.

I moderna informationssystem används tekniska metoder för databehandling på ett integrerat sätt, på grundval av en teknisk och ekonomisk beräkning av genomförbarheten av deras användning, med hänsyn till pris/kvalitetsförhållandet och tillförlitligheten i driften av tekniska medel .

Informationsteknologi

Informationsteknik kan definieras som en uppsättning av metoder- tekniker och algoritmer för databehandling och verktyg- databehandling av mjukvara och hårdvara.

Informationsteknologi kan grovt delas in i kategorier:

Grundläggande informationsteknik är universella tekniska operationer för databehandling, som regel, oberoende av innehållet i den information som behandlas, till exempel lansering av program för exekvering, kopiering, radering, flyttning och sökning efter filer, etc. De är baserade på användningen av mycket använd programvara och hårdvarudatabehandling.

Särskild informationsteknologi - ett komplex av informationsrelaterad grundläggande informationsteknik utformad för att utföra speciella operationer, med hänsyn till innehållet och / eller formen av datapresentation.

Informationsteknik är en nödvändig bas för att skapa informationssystem.

Informationssystem

Ett informationssystem (IS) är ett kommunikationssystem för att samla in, överföra, bearbeta information om ett objekt, förse arbetare av olika rang med information för att implementera ledningsfunktionen.

Användarna av IS är organisatoriska ledningsenheter - strukturella divisioner, ledningspersonal, utförare. Innehållsbasen för IS består av funktionella komponenter - modeller, metoder och algoritmer för bildandet av styrinformation. Den funktionella strukturen för en IS är en uppsättning funktionella komponenter: delsystem, uppgiftskomplex, isom bestämmer sekvensen och villkoren för deras implementering.

Införandet av informationssystem utförs för att öka effektiviteten i produktionen och den ekonomiska verksamheten i anläggningen genom att inte bara bearbeta och lagra rutininformation, automatisera kontorsarbete utan också genom fundamentalt nya förvaltningsmetoder. Dessa metoder bygger på att modellera verksamheten hos organisationens specialister när de fattar beslut (artificiell intelligensmetoder, expertsystem etc.), med hjälp av modern telekommunikation (e-post, telekonferenser), globala och lokala datornät etc.

IP-klassificering utförs enligt följande kriterier:

informationsbehandlingens karaktär;

skala och integration av IP-komponenter;

IT-arkitekturen för IS.

Beroende på typen av informationsbehandling och komplexiteten hos algoritmer för bearbetning av IC:er är det vanligt att dela in i två stora klasser:

IS för operativ databehandling. Dessa är traditionella IS:er för redovisning och bearbetning av primärdata av stor volym med hjälp av strikt reglerade algoritmer, en fast struktur av databasen (DB), etc.

IS av stöd och beslutsfattande... De är fokuserade på analytisk bearbetning av stora mängder information, integration av heterogena datakällor, användning av metoder och verktyg för analytisk bearbetning.

För närvarande har de viktigaste informationsteknologiska arkitekturerna utvecklats:

IP med centraliserad bearbetning data,

filserverarkitektur,

klient-server-arkitektur.

Centraliserad bearbetning förutsätter sammanslagning av användargränssnitt, applikationer och databaser på en dator.

V arkitektur “fil server”Många nätverksanvändare tillhandahålls filer huvuddatorn i nätverket, kallad fil server... Dessa kan vara individuella användarfiler, databasfiler och applikationsprogram. All databehandling sker på användarnas datorer. En sådan dator kallas arbetsstation(RS). På den är PS för användargränssnittet och applikationer installerade, som kan matas in både från PC-inmatningsenheterna och överföras över nätverket från filservern. Filservern kan också användas för centraliserad lagring av filer från enskilda användare, skickade av dem över nätverket från PC:n. Arkitektur" fil server”Används främst i lokala datornätverk.

V arkitektur “klient-server”Programvaran är inte bara fokuserad på den kollektiva användningen av resurser, utan också på deras bearbetning på platsen för resursen på begäran av användare. Programvarusystem för klient-serverarkitektur består av två delar: serverprogramvara och användar-klientmjukvara. Driften av dessa system är organiserad enligt följande: klientprogram körs på användarens dator och skickar förfrågningar till ett serverprogram som körs på en delad dator. Den huvudsakliga databehandlingen utförs av en kraftfull server, och endast resultaten av frågan skickas till användarens dator. Så till exempel används en databasserver i kraftfulla DBMS som Microsoft SQL Server, Oracle, etc., som arbetar med distribuerade databaser. Databasservrar är designade för att fungera med stora mängder data (tiotals gigabyte eller mer) och ett stort antal användare, samtidigt som de ger hög prestanda, tillförlitlighet och säkerhet. Klient-server-arkitekturen, på sätt och vis, är den huvudsakliga i tillämpningar av globala datornätverk.

Föreläsning nummer 3

Föreläsningens huvudfrågor:

1. Tekniska hjälpmedel för informatik.

2. Begreppet principerna för datordrift.

3. Huvudkomponenterna i en persondator.

Tekniska medel för informatik

Datorn är det viktigaste tekniska medlet för informationsbehandling, klassificerat enligt ett antal egenskaper, särskilt: efter syfte, handlingsprincip, metoder för att organisera beräkningsprocessen, storlek och beräkningskraft, funktionalitet, möjlighet att köra program parallellt och så vidare.

Förbi utnämning Datorer kan delas in i tre grupper:

· universell (allmänt syfte) - utformad för att lösa en mängd tekniska och tekniska problem: ekonomiska, matematiska, informations- och andra problem som skiljer sig åt i komplexiteten hos algoritmer och en stor mängd bearbetad data. De karakteristiska egenskaperna hos dessa datorer är hög prestanda, en mängd olika former av bearbetad data (binär, decimal, symbolisk), en mängd utförda operationer (aritmetiska, logiska, speciella), en stor kapacitet av direktminne, en utvecklad organisation av information input-output;

· problemorienterad - utformad för att lösa ett snävare spektrum av uppgifter, vanligtvis förknippade med tekniska objekt, registrering, ackumulering och bearbetning av små mängder data (kontrolldatorsystem);

· specialiserade - att lösa ett snävt utbud av uppgifter för att minska komplexiteten och kostnaderna för dessa datorer, samtidigt som hög prestanda och tillförlitlighet bibehålls (programmerbara mikroprocessorer för speciella ändamål, kontroller som utför funktionerna för att kontrollera tekniska enheter).

Förbi handlingsprincipen(kriteriet för att dela upp datorer är formen för presentation av information som de arbetar med):

· Analoga datorer (AVM) - datorer med kontinuerlig drift, arbetar med information presenterad i kontinuerlig form, d.v.s. i form av en kontinuerlig serie värden av vilken fysisk kvantitet som helst (oftast elektrisk spänning); i detta fall är spänningsvärdet analogt med värdet för någon uppmätt variabel. Till exempel, att ange 19,42 på en skala av 0,1 är ekvivalent med att applicera en spänning på 1,942 V till ingången;

· Digitala datorer (DCM) - datorer med diskret handling, arbetar med information presenterad i diskret, eller snarare i digital form - i form av flera olika spänningar, motsvarande antalet enheter i variabelns representerade värde;

· Hybriddatorer (GVM) - datorer med kombinerad verkan, arbetar med information presenterad i både digital och analog form.

AVM är enkla och lätta att använda; programmeringsuppgifter för att lösa dem är inte mödosamma, hastigheten på lösningen ändras på begäran av operatören (mer än en digital dators), men lösningens noggrannhet är mycket låg (relativt fel 2-5%). AVM används för att lösa matematiska problem som innehåller differentialekvationer som inte innehåller komplex logik. Digitala datorer är mest utbredda, de menas när de pratar om datorer. Det är tillrådligt att använda GVM för att styra komplexa tekniska höghastighetskomplex.

Förbi generationer följande grupper kan särskiljas:

1:a generationen.År 1946. idén om att använda binär aritmetik (John von Neumann, A. Burns) och principen för ett lagrat program publicerades, som aktivt används i datorer av den 1: a generationen. Datorer kännetecknades av sina stora dimensioner, höga energiförbrukning, låga hastighet, låga tillförlitlighet och programmering i koder. Uppgifterna löstes i huvudsak beräkningsmässigt innehållande komplexa beräkningar som krävs för väderprognoser, lösa kärnkraftsproblem, styra flygplan och andra strategiska uppgifter.

2:a generationen. 1948 tillkännagav Bell Telefon Laboratory skapandet av den första transistorn. I jämförelse med datorerna från föregående generation har alla tekniska egenskaper förbättrats. Algoritmiska språk används för programmering, de första försöken med automatisk programmering har gjorts.

3:e generationen. En egenskap hos datorer av den 3: e generationen anses vara användningen av integrerade kretsar i deras design och operativsystem för styrning av datordrift. Möjligheterna med multiprogrammering, minneshantering, input-out-enheter dök upp. Återställning efter katastrof hanterades av operativsystemet. Från mitten av 60-talet till mitten av 70-talet en viktig art informationstjänster har blivit databaser innehållande olika typer information om alla slags kunskapsgrenar. För första gången dyker informationsteknologi av beslutsstöd upp. Detta är absolut nytt sätt människa-datorinteraktion.

4:e generationen. Huvuddragen i denna generation av datorer är närvaron av lagringsenheter, lanseringen av datorn med ett bootstrap-system från ROM, en mängd olika arkitekturer, kraftfulla operativsystem och integrationen av datorer i ett nätverk. Sedan mitten av 70-talet, med skapandet av nationella och globala nätverk Dataöverföring den ledande typen av informationstjänster har blivit dialogsökningen efter information i databaser på avstånd från användaren.

5:e generationen. Datorer med dussintals processorer som arbetar parallellt, vilket gör det möjligt att bygga effektiva kunskapsbearbetningssystem; En dator baserad på superkomplexa mikroprocessorer med en parallell vektorstruktur, som samtidigt exekverar dussintals sekventiella programkommandon.

6:e generationen. Optoelektroniska datorer med massiv parallellism och neural struktur - med ett nätverk av ett stort antal (tiotusentals) enkla mikroprocessorer som simulerar strukturen hos neurala biologiska system.

Datorklassificering i storlek och funktionalitet.

Stora datorer. Historiskt sett var stora datorer de första som dök upp, vars elementbas gick från vakuumrör till integrerade kretsar med en ultrahög grad av integration. Deras produktivitet visade sig dock vara otillräcklig för att modellera ekologiska system, genteknikproblem, hantera komplexa försvarskomplex, etc.

Stordatorer kallas ofta utomlands för MAINFRAME, och ryktena om deras död är kraftigt överdrivna.

Vanligtvis har de:

Prestanda på minst 10 MIPS (miljontals flyttalsoperationer per sekund)

Huvudminne från 64 till 10000 MB

Externt minne på minst 50 GV

Fleranvändarläge

Huvudsakliga användningsanvisningar- är lösningen av vetenskapliga och tekniska problem, arbete med stora databaser, förvaltning dator nätverk och deras resurser som servrar.

Små datorer. Små (mini) datorer är pålitliga, billiga och lätta att använda, de har något lägre kapacitet än stora datorer.

Super-mini-datorer har:

Huvudminneskapacitet - 4-512 MB

Disklagringskapacitet - 2 - 100 GW

· Antalet användare som stöds - 16-512.

Minidatorer är inriktade på att använda som styrdatorsystem, i enkla modelleringssystem, i automatiserade styrsystem, för att styra tekniska processer.

Superdator. Det här är kraftfulla multiprocessordatorer med en hastighet på hundratals miljoner – tiotals miljarder operationer per sekund.

Det är omöjligt att uppnå sådan prestanda på en mikroprocessor med modern teknik, med tanke på det slutliga värdet av utbredningshastigheten för elektromagnetiska vågor (300 000 km/sek), eftersom tiden för signalutbredning över ett avstånd på flera millimeter blir proportionell med exekveringstid för en operation. Därför skapas superdatorer i form av mycket parallella multiprocessorberäkningssystem.

För närvarande finns det flera tusen superdatorer i världen, allt från enkla kontors Cray EL till kraftfulla Cray 3, SX-X från NEC, VP2000 från Fujitsu (Japan), VPP 500 från Siemens (Tyskland).

Mikrodator eller persondator. Datorn måste ha egenskaper som uppfyller kraven för allmän tillgänglighet och mångsidighet:

Låg kostnad

Verksamhetens autonomi

· Arkitekturens flexibilitet, vilket gör det möjligt att anpassa sig inom området utbildning, vetenskap, förvaltning, i vardagen;

· Vänlighet hos operativsystemet;

· Hög tillförlitlighet (mer än 5000 timmar MTBF).

De flesta av dem drivs av batterier, men kan anslutas till nätverket.

Specialdatorer. Specialdatorer fokuserat på att lösa speciella beräkningsproblem eller kontrollproblem. Elektroniska mikroräknare kan också betraktas som en speciell dator. Programmet som processorn kör finns i ROM eller i RAM, och sedan maskinen löser vanligtvis ett problem, sedan ändras bara data. Det är bekvämt (programmet lagras i ROM), i det här fallet ökar datorns tillförlitlighet och hastighet. Detta tillvägagångssätt används ofta i omborddatorer, styrning av driftläget för en kamera, filmkamera och i sportsimulatorer.

Konceptet med principerna för datordrift

Arkitekturen hos moderna persondatorer är baserad på trunk-modular-principen. Den modulära principen tillåter konsumenten att slutföra den nödvändiga datorkonfigurationen och vid behov uppgradera den. Den modulära organisationen av en dator är baserad på trunk (bus) principen för informationsutbyte mellan enheter.

Stamnätet inkluderar tre multi-bit bussar:

Databuss,

Adressbuss

· Och styrbuss.

Samlingsskenor är flertrådsledningar.

Databuss. På denna buss överförs data mellan olika enheter. Till exempel kan data som läses från huvudminnet överföras till en processor för bearbetning, och sedan kan mottagna data skickas tillbaka till huvudminnet för lagring. Således kan data på databussen överföras från enhet till enhet i vilken riktning som helst.

Databussens bitbredd bestäms av processorns bitbredd, dvs. antalet bitar som processorn bearbetar i en klockcykel. Bitkapaciteten hos processorer har ständigt ökat med utvecklingen av datorteknik.

Adressbuss. Valet av en enhet eller minnescell där data skickas eller läses från via databussen görs av processorn. Varje enhet eller RAM-cell har sin egen adress. Adressen sänds över adressbussen och signaler sänds längs den i en riktning från processorn till huvudminnet och enheterna (enkelriktad buss). Adressbussens bredd definierar adressutrymmet för processorn, dvs. antalet minnesceller som kan ha unika adresser. Adressbussens bitbredd har ständigt ökat och i moderna persondatorer är den 32 bitar.

Styrbuss. Signaler sänds över styrbussen som bestämmer typen av informationsutbyte längs motorvägen. Styrsignaler bestämmer vilken operation som ska läsas eller skrivas information från minnet som ska utföras, synkronisera informationsutbytet mellan enheter, etc.

Den överväldigande majoriteten av datorer är baserade på följande generella principer formulerad 1945 av en amerikansk vetenskapsman John von Neumann.

1. Principen för programmerad styrning. Programmet består av en uppsättning instruktioner som exekveras av processorn automatiskt i en specifik sekvens Programmet hämtas från minnet med hjälp av kommandoräknaren. Detta processorregister ökar sekventiellt adressen för nästa instruktion som är lagrad i det med instruktionslängden. Och eftersom programkommandona är placerade i minnet efter varandra, är således valet av en kedja av kommandon från sekventiellt placerade minnesceller organiserat. Om du, efter att ha utfört kommandot, inte behöver gå till nästa, utan till någon annan, använd kommandona villkorlig eller villkorslöst hopp, som anger numret på minnescellen som innehåller nästa kommando i kommandoräknaren. Hämtning av kommandon från minnet avbryts efter att ha nått och utfört kommandot "stopp". Således, processorn kör programmet automatiskt, utan mänsklig inblandning.

2. Principen om minneshomogenitet. Program och data lagras i samma minne, så datorn kan inte urskilja vad som är lagrat på en given minnesplats - ett nummer, en text eller ett kommando. Du kan utföra samma åtgärder på kommandon som på data, och detta öppnar upp för ett antal möjligheter. Till exempel, programmet under dess genomförande kan också genomgå bearbetning, som låter dig specificera i själva programmet reglerna för att erhålla några av dess delar (detta är hur exekveringen av loopar och subrutiner är organiserad i programmet). Dessutom kan kommandon från ett program tas emot som resultat av exekveringen av ett annat program. Denna princip bygger på sändningsmetoder- översättning av programtexten från ett högnivåprogrammeringsspråk till språket för en specifik maskin.

3. Inriktningsprincipen. Strukturellt består huvudminnet av omnumrerade celler. Vilken cell som helst är tillgänglig för processorn när som helst. Därför är det möjligt att ge namn till minnesområden så att de värden som är lagrade i dem senare kan nås eller ändras under körningen av program med de tilldelade namnen. Datorer byggda enligt de listade principerna är av den typen von Neumann. Men det finns datorer som skiljer sig fundamentalt från von Neumanns. För dem kan till exempel principen för programstyrning inte uppfyllas, det vill säga de kan fungera utan en instruktionsräknare som indikerar det programkommando som för närvarande körs. Dessa datorer behöver inte ge den ett namn för att referera till en variabel i minnet. Sådana datorer kallas inte von Neumann.

Huvudkomponenterna i en persondator

Datorn har modulär struktur vilket ingår:

Systemenhet

Metallhölje med strömförsörjning. För närvarande produceras systemenheter i ATX-standard, 21x42x40cm i storlek, strömförsörjning - 230W, driftspänning 210-240V, 3x5,25 "" och 2x3,5 "" fack, automatisk avstängning efter avslutat arbete. Huset rymmer även en högtalare.

1.1. System (moder)kort(moderkort), som innehåller de olika enheterna som ingår i systemenheten. Moderkortets design är gjord på principen om en modulär konstruktör, vilket gör att varje användare enkelt kan ersätta misslyckade eller föråldrade element i systemenheten. På moderkort bifogas:

a) CPU (CPU - Central Processing Unit) - en stor integrerad krets på ett chip. Utför logiska och aritmetiska operationer, kontrollerar datorns funktion. Processorn kännetecknas av tillverkaren och klockfrekvens... De mest kända tillverkarna är Intel och AMD. Processorer har sina egna namn Athlon, Pentium 4, Celeron, etc. Klockfrekvensen bestämmer processorns hastighet och mäts i Hertz (1 \ s). Så, Pentium 4 2,2 GHz, har en klockhastighet på 220 000 000 Hz (utför mer än 2 miljarder operationer per sekund). En annan egenskap hos processorn är närvaron cacheminne- ännu snabbare än RAM-minne, som lagrar de data som oftast används av processorn. Cachen är en buffert mellan processorn och RAM-minnet. Cachen är helt transparent och kan inte upptäckas programmatiskt. Cachen minskar det totala antalet CPU-klockcykler vid åtkomst till RAM.

b) Medprocessor (FPU - Floating Point Unit). Inbyggd i CPU:n. Utför flyttalsaritmetik.

v) Styrenheter - mikrokretsar som ansvarar för driften av olika datorenheter (tangentbord, hårddisk, FDD, mus, etc.). Detta inkluderar även ROM-mikrokretsen (Read Only Memory) i vilken ROM-BIOS är lagrad.

d) Slots(bussar) - kontakter (ISA, PCI, SCSI, AGP, etc.) för olika enheter (RAM, grafikkort, etc.).

En buss är faktiskt en uppsättning ledningar (linjer) som kopplar samman olika komponenter i en dator för att förse dem med ström och utbyta data. Befintliga bussar: ISA (frekvens - 8 MHz, antal bitar - 16, dataöverföringshastighet - 16 Mb/s),

e) Random access minne (RAM, RAM - Random Access Memory (typer SIMM, DIMM (Dual Inline Memory Module), DRAM (Dynamic RAM), SDRAM (Synchronous DRAM), RDRAM)) - mikrokretsar som används för korttidslagring av mellanliggande instruktioner, värden av beräkningar utförda av processorn samt andra data. På samma plats, för att öka prestandan, lagras körbara program... RAM - höghastighetsminne med en regenereringstid på 7 · 10 -9 sek. Kapacitet upp till 1GB. 3,3V strömförsörjning.

e) Grafikkort (videoaccelerator) - en enhet som utökar möjligheterna och påskyndar arbetet med grafik. Grafikkortet har ett eget videominne (16, 32, 64, 128 MB) för lagring av grafisk information och en grafisk processor (GPU - Graphic Processor Unit), som tar hand om beräkningar vid arbete med 3D-grafik och video. GPU:n körs på 350MHz och innehåller 60 miljoner. transistorer. Stöder 2048x1536 60Hz upplösning vid 32-bitars färg. Prestanda: 286 miljoner pixlar/sek. Den kan ha en TV och videoingång. Effekter som stöds: transparens och genomskinlighet, skuggning (få realistisk belysning), bländning, färgbelysning (ljuskällor i olika färger), oskärpa, tredimensionell, imma, reflektion, reflektion i en krökt spegel, ytskakning, bildförvrängning orsakad av vatten och varm luft, transformation av distorsioner med hjälp av brusalgoritmer, imitation av moln på himlen, etc.

g) Ljudkort - en enhet som förbättrar ljudkapaciteten hos en dator. Ljud genereras med hjälp av sampel av ljud av olika klangfärger lagrade i minnet (32MB). Upp till 1024 ljud spelas samtidigt. Olika effekter stöds. Kan ha line-in/out, hörlursutgång, mic-in, joystick-uttag, telefonsvarare, analog och digital CD-ljudingång.

h) Nätverkskort - en enhet som ansvarar för att ansluta en dator till nätverket för utbyte av information.

Förutom moderkortet innehåller systemenheten:

1.2. Hårddisk(hårddisk, HDD - Hard Disk Drive) - ett hermetiskt förseglat hölje med roterande magnetiska skivor och magnethuvuden. Serverar för långtidslagring av information i form av filer (program, texter, grafik, fotografi, musik, video). Kapacitet - 75 Gb, buffertstorlek 1-2 Mb, dataöverföringshastighet 66,6 Mb/s. Max spindelrotationshastighet - 10 000, 15 000 rpm. IBM HDD har en kapacitet på 120GB, spindelhastigheten är 7200 rpm.

1.3. Diskettenhet(floppy drive, floppy, FDD - Floppy Disk Drive) - en enhet som används för att skriva/läsa information från disketter som kan överföras från dator till dator. Diskettkapacitet: 1,22 MB (storlek 5,25 "" (1 "" = 2,54 cm)), 1,44 MB (storlek 3,5 ""). 1,44MB motsvarar 620 sidor text.

1.4. cd-rom(Compact Disc Read Only Memory) - en enhet som bara läser information från en CD. Binär information från CD-ytan läses av en laserstråle. CD-kapacitet - 640MB = 74min. musik = 150 000 s. text. Spindelhastigheten är 8560 rpm, buffertstorleken är 128Kb, den maximala dataöverföringshastigheten är 33,3Mb/s. Hopp och avbrott under videouppspelning är anledningarna till att bufferten som används för mellanlagring av överförda data inte fylls eller överfylls. Det finns en volymkontroll och en hörlursutgång (för att lyssna på musik-CD-skivor).

1.5. CD-R(Compact Disc Recorder) - en enhet som används för att läsa och skriva en gång information på en CD. Inspelningen är baserad på förändringen i de reflekterande egenskaperna hos CD-substratmaterialet under inverkan av en laserstråle.

1.6. DVD-ROM skivor (digitala videoskivor) har en mycket större informationskapacitet (upp till 17 GB), eftersom information kan skrivas på två sidor, i två lager på ena sidan, och själva spåren är tunnare.

Den första generationens DVD-ROM-enheter gav en läshastighet på cirka 1,3 MB/s. För närvarande når 5-hastighets DVD-ROM läshastigheter på upp till 6,8 MB/s.

Existerar DVD-R skivor (R - inspelningsbara), som är gyllene till färgen. Speciella DVD-R-enheter har en tillräckligt kraftfull laser, som, i processen att spela in information, ändrar reflektionsförmågan hos områden på ytan på skivan som spelas in. Information på sådana skivor kan bara spelas in en gång.

1.7. Det finns också CD-RW och DVD-RW skivor (RW - Rewritable, rewritable), som har en "platina"-ton. Särskilda CD-RW- och DVD-RW-enheter som håller på att spela in information ändrar också reflektionsförmågan för vissa områden på skivans yta, men information på sådana skivor kan spelas in många gånger. Före omskrivning "raderas" den inspelade informationen genom att värma upp delar av skivans yta med en laser.

Datorns sammansättning, förutom systemenheten, inkluderar följande in- och utgångsenheter.

2. Övervaka(display) - utmatningsenhet för grafisk information. Det finns digitala och flytande kristaller. Diagonala storlekar - 14 "", 15 "", 17 "", 19 "", 21 "", 24 ". Pixelstorlek - 0,2-0,3 mm. Bildhastighet - 77Hz @ 1920x1200 pixlar, 85Hz @ 1280x1024, 160Hz @ 800x600. Antalet färger bestäms av antalet bitar per pixel och kan vara 256 (2 8, där 8 är antalet bitar), 65536 (2 16, High Color-läge), 16 777 216 (2 24, True Color-läge , kanske 2 32) ... Det finns katodstråle och LCD-skärmar. Bildskärmar använder RGB-färgutbildningssystem, dvs. färgen erhålls genom att blanda 3 primära färger: röd (röd), grön (grön) och blå (blå).

3. Tangentbord(tangentbord) - en enhet för att mata in kommandon och symbolisk information (108 nycklar). Ansluts till seriellt gränssnitt (COM-port).

4. Manipulator av mustyp(mus) - kommandoinmatningsenhet. En 3-knappsmus med rullningshjul är standard.

5. Utskriftsenhet(skrivare) - en anordning för att visa information på papper, film eller annan yta. Ansluts till parallellgränssnittet (LPT-port). USB (Universal Serial Bus) är en universell seriell buss som ersätter de föråldrade COM- och LPT-portarna.

a) Matris. Bilden bildas av nålar som genomborrar färgbandet.

b) Jet. Bilden bildas av droppar av färg som sprutas ut från munstyckena (upp till 256). Dropphastigheten är upp till 40m/s.

v) Laser. Bilden överförs till papperet från en speciell trumma, elektrifierad av en laser, till vilken bläck (toner) partiklar attraheras.

6. Skanner- en enhet för att mata in bilder till en dator. Det finns manual, surfplatta, trumma.

7. Modem(Modulator-DEModulator) - en enhet som låter dig utbyta information mellan datorer via analoga eller digitala kanaler. Modem skiljer sig från varandra i den maximala dataöverföringshastigheten (2400, 9600, 14400, 19200, 28800, 33600, 56000 bitar per sekund), som stöds av kommunikationsprotokollen. Det finns interna och externa modem.