Основы работы на компьютере

Размещено на http://www.allbest.ru/

27

1. Информация. Виды и способы представления информации

С середины ХХ века информация - это общенародное понятие, которое включает в себя обмен сведениями между людьми, человеком и автоматом, автоматом и автоматом, обмен сигналами в животном и растительном мире. Передача признаков от клетки к клетке, от организма к организму.

Информация - это сведения об окружающем мире и протекающих в нем процессах, воспринимаемые человеком или специальным устройством для обеспечения целенаправленных действий.

Наиболее важными представляются следующие свойства: объективность, полнота, достоверность, адекватность, доступность, актуальность и эргономичность.

Объективность и субъективность информации. Понятие объективности информации является относительным, т.к. методы ее сбора субъективны. В ходе информационного процесса степень объективности информации понижается.

Полнота информации во многом характеризует качество информации и определяет достаточность данных для принятия решения или создания новых данных на основе уже имеющихся

Достоверность информации

Адекватность информации - степень соответствия реальному объективному состоянию дела

Доступность информации - мера возможности получить ту или иную информацию

На степень доступности информации влияют доступность данных и доступность методов ее получения.

Актуальность - это степень соответствия реальному текущему моменту времени. (актуальность + полнота = коммерческая ценность информации)

Эргономичность - свойство характеризующее удобство формы и объема информации с точки зрения данного потребителя

Информация по своей физической природе может быть:

1. Числовой

2. Текстовой

3. звуковой

4. видео

С точки зрения времени может быть:

1. постоянной

2. переменной

3. случайной

4. вероятностной

Наибольший интерес представляет переменная информация, т.к. она позволяет выявлять причинно-следственные связи в процессах и явлениях.

Информация:

1. источник

2. потребитель информации

3. приемник

Существует два принципиально разных способа представления и обработки информации: аналоговый (непрерывный) и цифровой (дискретный).

Рассмотрим оба способа передачи информации:

1) Использование непрерывного (аналогового) сигнала

Применяется в:

1. Фотографии и кино

2. Механическая (граммофоны)

3. Магнитная (магнитофоны)

4. Оптическая(кино)

5. запись звука

6. телефон, радио, телевидение, видеозапись

Во всех этих сферах при записи и воспроизведении происходят физические и химические процессы. Человека прежде всего интересуют две главные характеристики аналоговых технологических средств:

· качество записи, обработки и воспроизведения

· надежность и физическая долговечность аналоговых носителей информации

по качеству современные аналоговые аппараты далеко ушли от своих предков, но тем не менее принципиально неустранимой проблемой аналогового способа является долговечность фотографий, кинолент, фото- и видеографики. Все без исключения физические носители информации со временем изнашиваются, теряют часть информации, а затем и вовсе приходят в негодность. Единственный способ сохранить информацию - своевременно копировать на свежие носители, однако при этом часть информации неизбежно теряется или искажается.

2) Компьютерная технология. Предполагает принципиально иной подход - дискретное (цифровое) представление информации.

Как и люди при письменном общении компьютер пользуется знаковой системой, но состоит она всего из двух цифр двоичной системы счисления: 1 и 0. Цифра двоичной системы называется битом.

Бит - наименьшая единица информации известная в природе. С помощью набора битов можно представить любой знак и любое число. Знаки представляются восьмиразрядными комбинациями битов - байтами. Любую комбинацию битов можно интерпретировать как число. Число может быть представлено несколькими байтами. Из битов складывается все многообразие обрабатываемой информации. Все без исключения виды информации - текст, графика, видео, звук - в компьютерной технологии отображаются конечными наборами двух цифр - 0 и 1.

Основные преимущества цифрового способа по сравнению с аналоговым:

· Единые аппаратные и программные средства обработки информации

· Высокое качество записи и отображения информации

· Простота и надежность дублирования (копирования) информации без потери качества (как в целях тиражирования, так и в целях архивации)

· Резко расширяются возможности обработки, преобразования, синтезирования информации (компьютерная анимация, модификация изображений, синтез музыки, трехмерная графика и т.д.)

2. Информатика. Три основных ее части

1. Hardware

2. Software

3. Brainware

Информатика - техническая наука, систематизирующая приемы создания, хранения, воспроизведения, обработки и передачи данных средствами вычислительной техники, а также принципы функционирования этих средств и методы управления ими.

Предмет информатики составляет следующие понятия:

1. Hardware (железо) - аппаратное обеспечение средств вычислительной техники

2. Software - программное обеспечение средств вычислительной техники

3. Средство взаимодействия аппаратного и программного обеспечения

4. Средство взаимодействия человека с аппаратными и программными средствами.

Особое внимание уделяется вопросам взаимодействия, для чего ввели специальное понятие - интерфейс.

Интерфейс.

Методы и средства взаимодействия человека с аппаратными и программными средствами называют пользовательским интерфейсом. Также существуют аппаратные интерфейсы, программные интерфейсы и аппаратно-программные интерфейсы.

2.1 Три основных понятия информатики

1. Термин, характеризующий «мозговой» фактор, т.е. человеческий мозг как часть информационной системы.

2. Hardware - аппаратное обеспечение («железо»). Это прежде всего компьютеры с их основными аппаратными элементами - мониторами, системным блоком, клавиатурой и принтером.

По разным причинам наибольшее распространение в нашей стране получили ПК компании IBM, но кроме этого, компьютеры этого типа производятся сотнями производителей во всем мире.

Множество разновидностей ПК этого типа различаются между собой производительностью (скоростью работ), емкостью внутренней и внешней памяти и рядом других функциональных возможностей.

Существуют ПК других типов, например Macintosh Apple - родоначальника ПК.

Кроме того, существуют машины других классов, более мощные, чем привычные ПК.

Согласование между отдельными узлами и блоками выполняют с помощью переходных аппаратно-логических устройств, называемых аппаратными интерфейсами. Стандарты на аппаратные интерфейсы в вычислительной технике называются протоколами.

Протокол - это совокупность технических условий, которые должны быть обеспечены разработчиками устройств для успешного согласования при работе с другими устройствами.

Многочисленные интерфейсы, можно разделить на 2 большие группы:

· Последовательные

· Параллельные

Через последовательный интерфейс данные передаются последовательно, бит за битом, а через параллельный - одновременно группами битов. Количество битов, участвующих в одной посылке, определяется разрядностью интерфейса. Параллельные интерфейсы обычно имеют более сложное устройство, чем последовательные, имеют более высокую производительность. Их применяют там, где важна скорость передачи данных: для подключения печатающих устройств, устройств ввода графической информации, устройств записи данных на внешний носитель и т.д. Производительность интерфейса измеряют байтами в секунду (байт/с, Мб/с и т.д.)

Устройство последовательного интерфейса проще. Как правило, для них не надо синхронизировать работу передающего и принимающего устройства(поэтому их часто называют асинхронными интерфейсами), но пропускная способность их меньше и КПД ниже, т.к. из-за отсутствия синхронизации на 1 байт получения данных могут приходиться 1-3 служебных бита.

3. Software - программное обеспечение, совокупность программ, процедур и правил, а также документации, относящихся к функционированию системы обработки данных (стандарт ISO 2382/1-84)

Программное обеспечение - комплекс программных средств регулярного применения, предназначенные для подготовки и решения задач пользователей. ПО отдельной ЭВМ и вычислительной системы может сильно различаться составом используемых программ, которые вычисляются классом вычислительной техники, режимами ее применения, содержанием вычислительных работ пользователей и т.п. Состав ПО ВС называют программной конфигурацией. Между программами существует взаимосвязь.

2.2 Уровни ПО

Базовый уровень - самый низкий уровень ПО, который отвечает за взаимодействие с базовыми аппаратными средствами. Как правило, базовые аппаратные средства входят в состав базового оборудования и хранятся в специальных микросхемах, которые называются постоянными запоминающими устройствами(ПЗУ - read only memory, ROM). Программы и данные записываются(прошиваются) в микросхемы ПЗУ на этапе производства и не могут быть изменены в процессе эксплуатации. В тех случаях, когда изменение базовых программных средств во время эксплуатации является технически целесообразным, в место микросхем ПЗУ применяют перепрограммируемые постоянные запоминающие устройства (ППЗУ)

Системный уровень - переходный. Программы, работающие на этом уровне обеспечивают взаимодействие прочих программ компьютерной системы с программами базового уровня и непосредственно с аппаратным обеспечением, то есть выполняют посреднические функции. От ПО этого уровня во многом зависят эксплуатационные показатели всей вычислительной системы в целом. К таким программам относят драйвера

Драйвер - подпрограмма, отвечающая за взаимодействие с конкретными устройствами.

Другой класс ПО системного уровня, отвечающий за взаимодействие с пользователем называется средством обеспечения пользовательского интерфейса. Благодаря ему пользователь имеет возможность вводить данные в вычислительную систему, управлять ее работой и получать данные в удобной для себя форме. Совокупность ПО системного уровня образуют ядро операционной системы компьютера.

Служебный уровень. Основное назначение служебных программ(утилиты) состоит в автоматизации работ по проверке, наладке и настройке компьютерной системы. Во многих случаях они используются для расширения или улучшения функций системных программ.

Прикладной уровень. ПО прикладного уровня представляет собой комплекс прикладных программ с помощью которых на данном рабочем месте выполняются конкретные задания.



ОС - операционная система

САП - системы автоматизации программирования

ППОС - пакеты программ дополняющие возможности ОС.

КПТО - комплекс программного технического обслуживания

СД - система документации

Классификация технических средств информатизации

3. Классификация ЭВМ

I. Классификация по назначению

1. Большие ЭВМ

2. Мини ЭВМ

3. Микро ЭВМ

4. ПК

а) массовые

б) деловые

в) портативные

г) развлекательные

д) рабочие станции

II. Классификация по уровню специализации

III. Классификация по типоразмерам

IV. Классификация по совместимости

V. Классификация по типу используемого процессора

3.1 Методы классификации компьютеров

Существует достаточно много систем классификации компьютеров. Мы рассмотрим лишь некоторые из них, сосредоточившись на тех, о которых наиболее часто упоминают

в доступной технической литературе и средствах массовой информации.

Классификация по назначению

Классификация по назначению -- один из наиболее ранних методов классификации. Он связан с тем, как компьютер применяется. По этому принципу различают большие ЭВМ {электронно-вычислительные машины), мини-ЭВМ, микро-ЭВМ и персональные компьютеры, которые, в свою очередь, подразделяют на массовые, деловые, портативные, развлекательные и рабочие станции.

3.2 Большие ЭВМ

Это самые мощные компьютеры. Их применяют для обслуживания очень крупных организаций и даже целых отраслей народного хозяйства. За рубежом компьютеры этого класса называют мэйнфреймами (mainframe). В России за ними закрепился термин большие ЭВМ. Штат обслуживания большой ЭВМ достигает многих десятков человек. На базе таких суперкомпьютеров создают вычислительные центры, включающие в себя несколько отделов или групп.

Рис. 2.6. Структура современного вычислительного центра на базе большой ЭВМ

Центральный процессор -- основной блок ЭВМ, в котором непосредственно и происходит обработка данных и вычисление результатов. Обычно центральный процессор представляет собой несколько стоек аппаратуры и размещается в отдельном помещении, в котором соблюдаются повышенные требования по температуре, влажности, защищенности от электромагнитных помех, пыли и дыма.

Группа системного программирования занимается разработкой, отладкой и внедрением программного обеспечения, необходимого для функционирования самой вычислительной системы. Работников этой группы называют системными программистами.

Они должны хорошо знать техническое устройство всех компонентов ЭВМ, поскольку их программы предназначены в первую очередь для управления физическими устройствами. Системные программы обеспечивают взаимодействие программ более высокого уровня с оборудованием, то есть группа системного программирования обеспечивает программно-аппаратный интерфейс вычислительной системы.

Группа прикладного программирования занимается созданием программ для выполнения конкретных операций с данными. Работников этой группы называют прикладными программистами, В отличие от системных программистов им не надо знать техническое устройство компонентов ЭВМ, поскольку их программы работают не с устройствами, а с программами, подготовленными системными программистами.

С другой стороны, с их программами работают пользователи, то есть конкретные исполнители работ. Поэтому можно говорить о том, что группа прикладного программирования обеспечивает пользовательский интерфейс вычислительной системы.

Группа подготовки данных: занимается подготовкой данных, с которыми будут работать программы, созданные прикладными программистами. Во многих случаях сотрудники этой группы сами вводят данные с помощью клавиатуры, но они могут выполнять и преобразование готовых данных из одного вида в другой. Например, они могут получать иллюстрации, нарисованные художниками на бумаге, и преобразовывать их в электронный вид с помощью специальных устройств, называемых сканерами. Группа технического обеспечения занимается техническим обслуживанием всей вычислительной системы, ремонтом и наладкой устройств, а также подключением новых устройств, необходимых для работы прочих подразделений. Группа информационного обеспечения обеспечивает технической информацией все прочие подразделения вычислительного центра по их заказу. Эта же группа создает и хранит архивы ранее разработанных программ и накопленных данных. Такие архивы называют библиотеками программ или банками данных. Отдел выдачи данных получает данные от центрального процессора и преобразует их в форму, удобную для заказчика. Здесь информация распечатывается на печатающих устройствах (принтерах) или отображается на экранах дисплеев. Большие ЭВМ отличаются высокой стоимостью оборудования и обслуживания, поэтому работа таких суперкомпьютеров организована по непрерывному циклу. Наиболее трудоемкие и продолжительные вычисления планируют на ночные часы, когда количество обслуживающего персонала минимально. В дневное время ЭВМ исполняет менее трудоемкие, но более многочисленные задачи. При этом для повышения эффективности компьютер работает одновременно с несколькими задачами и, соответственно, с несколькими пользователями. Он поочередно переключается с одной задачи на другую и делает это настолько быстро и часто, что у каждого пользователя создается впечатление, будто компьютер работает только с ним. Такое распределение ресурсов вычислительной системы носит название принципа разделения времени.

3.3 Мини-ЭВМ

От больших ЭВМ компьютеры этой группы отличаются уменьшенными размерами и, соответственно, меньшей производительностью и стоимостью. Такие компьютеры используются крупными предприятиями, научными учреждениями и некоторыми высшими учебными заведениями, сочетающими учебную деятельность с научной.

Мини-ЭВМ часто применяют для управления производственными процессами. Например, в механическом цехе компьютер может поддерживать ритмичность подачи заготовок, узлов и комплектующих на рабочие места; управлять гибкими автоматизированными линиями и промышленными роботами; собирать информацию с инструментальных постов технического контроля и сигнализировать о необходимости замены изношенных инструментов и приспособлений; готовить данные для станков с числовым программным управлением; а также своевременно информировать цеховые и заводские службы о необходимости выполнения мероприятий по переналадке оборудования. Тот же компьютер может сочетать управление производством с другими задачами. Например, он может помогать экономистам в осуществлении контроля над себестоимостью продукции, нормировщикам в оптимизации времени технологических операций, конструкторам в автоматизации проектирования станочных приспособлений, бухгалтерии в осуществлении учета первичных документов и подготовки регулярных отчетов для налоговых органов. Для организации работы с мини-ЭВМ тоже требуется специальный вычислительный центр, хотя и не такой многочисленный, как для больших ЭВМ.

3.4 Микро-ЭВМ

Компьютеры данного класса доступны многим предприятиям. Организации, использующие микро-ЭВМ, обычно не создают вычислительные центры. Для обслуживания такого компьютера им достаточно небольшой вычислительной лаборатории в составе нескольких человек. В число сотрудников вычислительной лаборатории обязательно входят программисты, хотя напрямую разработкой программ они не занимаются. Необходимые системные программы обычно покупают вместе с микро-ЭВМ, а разработку нужных прикладных программ заказывают более крупным вычислительным центрам или специализированным организациям. Программисты вычислительной лаборатории занимаются внедрением приобретенного или заказанного программного обеспечения, выполняют его доводку и настройку, согласовывают его работу с другими программами и устройствами компьютера.

Хотя программисты этой категории и не разрабатывают системные и прикладные программы, они могут вносить в них изменения, создавать или изменять отдельные фрагменты. Это требует высокой квалификации и универсальных знаний. Программисты, обслуживающие микро-ЭВМ, часто сочетают в себе качества системных и прикладных программистов одновременно.

Несмотря на относительно невысокую производительность по сравнению с большими ЭВМ, микро-ЭВМ находят применение и в крупных вычислительных центрах. Там им поручают вспомогательные операции, для которых нет смысла использовать дорогие суперкомпьютеры. К таким задачам, например, относится предварительная подготовка данных.

3.5 Персональные компьютеры (ПК)

Эта категория компьютеров получила особо бурное развитие в течение последних двадцати лет. Из названия видно, что такой компьютер предназначен для обслуживания одного рабочего места. Как правило, с персональным компьютером работает один человек. Несмотря на свои небольшие размеры и относительно невысокую стоимость, современные персональные компьютеры обладают немалой производительностью.

Многие современные персональные модели превосходят большие ЭВМ 70-х годов, мини-ЭВМ 80-х годов и микро-ЭВМ первой половины 90-х годов. Персональный компьютер (Personal Computer, PC) вполне способен удовлетворить большинство потребностей малых предприятий и отдельных лиц. Особенно широкую популярность персональные компьютеры получили после 1995 года в связи с бурным развитием Интернета. Персонального компьютера вполне достаточно для использования всемирной сети в качестве источника научной, справочной, учебной, культурной и развлекательной информации. Персональные компьютеры являются также удобным средством автоматизации учебного процесса по любым дисциплинам, средством организации дистанционного (заочного) обучения и средством организации досуга. Они вносят большой вклад не только в производственные, но и в социальные отношения. Их нередко используют для организации надомной трудовой деятельности, что особенно важно в условиях ограниченной трудозанятости.

До последнего времени модели персональных компьютеров условно рассматривали в двух категориях: бытовые ПК и профессиональные ПК. Бытовые модели, как правило, имели меньшую производительность, но в них были приняты особые меры для работы с цветной графикой и звуком, чего не требовалось для профессиональных моделей. В связи с достигнутым в последние годы резким удешевлением средств вычислительной техники границы между профессиональными и бытовыми моделями в значительной степени стерлись, и сегодня в качестве бытовых нередко используют высокопроизводительные профессиональные модели, а профессиональные модели, в свою очередь, комплектуют устройствами для воспроизведения мультимедийной информации, что ранее было характерно для бытовых устройств.

Под термином мультимедиа подразумевается сочетание нескольких видов данных в одном документе (текстовые, графические, музыкальные и видеоданные) или совокупность устройств для воспроизведения этого комплекса данных.

С 1999 по 2002 год в области персональных компьютеров действовали международные сертификационные стандарты -- спецификации РС99-РС2002. Они регламентировали принципы классификации персональных компьютеров и оговаривали минимальные и рекомендуемые требования к каждой из категорий. Стандарты устанавливали следующие категории персональных компьютеров:

* Соnsumer PC (Массовый ПК);

* Office PC (деловой ПК);

* Mobile PC (портативный ПК);

* Workstation PC (рабочая станция);

* Entertaiment PC (развлекательный ПК).

Каждая категория имела свои особенности: для портативных ПК обязательным было наличие средств компьютерной связи, в категории рабочих станций предъявлялись повышенные требования к устройствам хранения данных, а в категории развлекательных ПК -- к средствам воспроизведения графики и звука.

Одна из целей такой стандартизации состояла и в том, чтобы наметить пути дальнейшего развития и совершенствования персональных компьютеров. Однако развитие аппаратных средств персонального компьютера привело к постепенному размытию границ между разными категориями, а планы развития часто не оправдывались. Поэтому обновление этих стандартов было прекращено, хотя при приобретении компьютера для конкретных задач классификацию, введенную этими стандартами, все еще полезно держать в голове.

3.6 Другие виды классификации компьютеров

Классификация по уровню специализации. По уровню специализации компьютеры делят на универсальные и специализированные. На базе универсальных компьютеров можно собирать вычислительные системы произвольного состава (состав компьютерной системы называется конфигурацией). Так, например, один и тот же персональный компьютер можно использовать для работы с текстами, музыкой, графикой, фото- и видеоматериалами.

Специализированные компьютеры предназначены для решения конкретного круга задач. К таким компьютерам относятся, например, бортовые компьютеры автомобилей, судов, самолетов, космических аппаратов. Бортовые компьютеры управляют средствами ориентации и навигации, осуществляют контроль состояния бортовых систем, выполняют некоторые функции автоматического управления и связи, а также большинство функций по оптимизации параметров работы систем объекта (например, оптимизацию расхода топлива в зависимости от конкретных условий движения объекта). Специализированные мини-ЭВМ, ориентированные на работу с графикой, называют графическими станциями. Их используют при подготовке кино- и видеофильмов, а также рекламной продукции. Специализированные компьютеры, объединяющие компьютеры предприятия в одну сеть, называют файловыми серверами.

Компьютеры, обеспечивающие передачу информации между различными участниками всемирной компьютерной сети, называют сетевыми серверами.

Во многих случаях с задачами специализированных компьютерных систем могут справляться и обычные универсальные компьютеры, но считается, что использование специализированных систем все-таки эффективнее. Критерием оценки эффективности выступает отношение производительности оборудования к величине его стоимости.

Классификация по типоразмерам. Персональные компьютеры можно классифицировать по типоразмерам. Так, различают

· настольные (desktop),

· портативные (notebook) и

· карманные (palmtop) модели.

Настольные модели распространены наиболее широко. Они являются принадлежностью рабочего места. Эти модели отличаются простотой изменения конфигурации за счет несложного подключения дополнительных внешних приборов или установки дополнительных внутренних компонентов. Достаточные размеры корпусав настольном исполнении позволяют выполнять большинство подобных работ без привлечения специалистов, а это позволяет настраивать компьютерную систему оптимально для решения именно тех задач, для которых она была приобретена.

Портативные модели удобны для транспортировки. Их используют бизнесмены, коммерсанты, руководители предприятий и организаций, проводящие много времени в командировках и переездах. С портативным компьютером можно работать при отсутствии рабочего места. Особая привлекательность портативных компьютеров связана с тем, что их можно использовать в качестве средства связи. Подключив такой компьютер к телефонной сети, можно из любой географической точки установить обмен данными между ним и центральным компьютером своей организации.

Так производят обмен данными, передачу приказов и распоряжений, получение коммерческих данных, докладов и отчетов. Для эксплуатации на рабочем месте портативные компьютеры не очень удобны, но их можно подключать к настольным компьютерам, используемым стационарно.

Карманные модели выполняют функции «интеллектуальных записных книжек».

Они позволяют хранить оперативные данные и получать к ним быстрый доступ.

Некоторые карманные модели имеют жестко встроенное программное обеспечение, что облегчает непосредственную работу, но снижает гибкость в выборе прикладных программ.

Мобильные вычислительные устройства сочетают в себе функции карманных моделей компьютеров и средств мобильной связи (сотовых радиотелефонов). Их отличительная особенность -- возможность мобильной работы с Интернетом, а в ближайшем будущем и возможность приема телевизионных передач. Дополнительно МВУ комплектуют средствами связи по инфракрасному лучу, благодаря которым эти карманные устройства могут обмениваться данными с настольными ПК и друг с другом.

Классификация по совместимости. В мире существует множество различных видов и типов компьютеров. Они выпускаются разными производителями, собираются из разных деталей, работают с разными программами. При этом очень важным вопросом становится совместимость различных компьютеров между собой. От совместимости зависит взаимозаменяемость узлов и приборов, предназначенных для разных компьютеров, возможность переноса программ с одного компьютера на другой и возможность совместной работы разных типов компьютеров с одними и теми же данными.

· Аппаратная совместимость. По аппаратной совместимости различают так называемыеаппаратные платформы. В области персональных компьютеров сегоднянаиболее широко распространены две аппаратные платформы -- IBM PC vi Apple Macintosh. Кроме них существуют и другие платформы, распространенность которых ограничивается отдельными регионами или отдельными отраслями. Принадлежность компьютеров к одной аппаратной платформе повышает совместимость между ними, а принадлежность к разным платформам -- понижает.

Кроме аппаратной совместимости существуют и другие виды совместимости:

· совместимость на уровне операционной системы,

· программная совместимость,

· совместимость

· на уровне данных.

Классификация по типу используемого процессора.

Процессор -- основной компонент любого компьютера. В электронно-вычислительных машинах это специальный блок, а в персональных компьютерах -- специальная микросхема, которая выполняет все вычисления в компьютере. Даже если компьютеры принадлежат одной аппаратной платформе, они могут различаться по типу процессора.

4. Закодированная информация

Под кодированием понимают запись данных с использованием некоторого кода. Для предоставления любой информации в современных ЭВМ используют двоичные числа (коды). За основу кодирования символов в ПЭВМ взят код ASCI. Американский стандартный код для обмена информацией. Был введен в 1963 г. Ставит в соответствие каждому символу семиразрядный двоичный код. В стандартном коде ASCI 128 символов. ASCI-кодировка это маленькая матрица элементами которой являются обозначения символов, а индексами - шестнадцатеричные цифры кодов символов. ASCI содержит две группы символов:

1. прописные и строчные латинские буквы, цифры, а также спецзнаки (символы пишущей машинки)

2. Управляющие символы используемые в коммуникационных протоколах для передачи команд

Расширенный код ASCI.

Полностью включает в себя ASCI и содержит дополнительно 128 кодов с единицей в старшем бите. Среди дополнительных символов часто используются буквы ряда европейских алфавитов, буквы греческого алфавита, математические символы и символы псевдографики

Например:

W=57₁₆=0101011₂=87₁₀=127₈

Перевод из двоичной в десятичную:

101101102 = (1·2⁷)+(0·2⁶)+(1·2⁵)+(1·2⁴)+(0·2³)+(1·2²)+(1·2¹)+(0·2⁰) = 128+32+16+4+2 = 18210

И обратно:

5. Базовые параметры и технические характеристики ЭВМ

Провести сравнительную характеристику ЭВМ можно по: техническим характеристикам, стоимости приобретения, стоимости эксплуатации.

Основные технические характеристики:

1. Производительность - это показатель эффективности ЭВМ или ВС, использующих некоторые характеристики скорости работы системы, измеряется обычно в числе наиболее повторяющихся либо средних по продолжительности операций в секунду. Значение производительности изменяется от сотен операций в секунду до 10⁸ и более операций в секунду(супер ЭВМ)

2. Емкость ОЗУ определяет возможности ЭВМ по выполнению сложных программ с обработкой больших объемов информации

3. Пропускная способность подсистемы ввода-вывода. Позволяет определить возможности ЭВМ при обмене информацией с различными внешними устройствами или с другими ЭВМ. Измеряется максимальным количеством единиц информации передаваемых через подсистему ввода-вывода за единицу времени.

4. Надежность функционирования ЭВМ. Выражается показателями имеющими вероятностный характер и основываются на значениях л характеристики интенсивности отказа составных элементов.

Основные показатели надежности функционирования:

a) Вероятность безотказной работы в течение интервала Р(ф)

b) Среднее время восстановления работоспособности Тв

c) Время наработки до первого отказа (То или Тн)

d) Коэффициент готовности

e) Живучесть системы - способность системы сохранять свои основные функции, хотя бы при пониженной эффективности системы, при воздействии факторов катастрофического характера.

5.1 Типы основной памяти компьютера

СОЗУ - сверхоперативные ЗУ (местная память)

ПЗУ - постоянные ЗУ или односторонние ЗУ

ОЗУ - оперативная память

БЗУ - буферные ЗУ

ВЗУ - внешние ЗУ

Память ЭВМ - это функциональная часть ЭВМ предназначенная для записи, хранения и выдачи данных. В соответствии с этим различают 3 режима работы памяти: запись, хранение и считывание.

Запоминающие устройства разделяют:

1. По использованию

а) внешние

б) внутренние (оперативные)

2. по назначению

а) сверхоперативные

б) оперативные

в) постоянные

г) буферные

д) внешние

3. По физическим принципам действия

а) полупроводниковые

б) магнитные

в) оптические

4. По способу хранения информации

а) статические

б) динамические

5. По способу доступа к заданной ячейке (для адресных трех):

а) последовательный доступ

б) циклический доступ

в) произвольный доступ

6. По характеру обращения

а) с адресным обращением (адресная выборка)

б) ассоциативное обращение (ассоциативная выборка)

Для достижения в ЭВМ одновременно большой информационной емкости и высокого быстродействия используется принцип иерархического построения памяти. Техническая реализация иерархических структур обеспечивает большую ёмкость памяти и малое время обращений, что позволяет на ЭВМ решать сложные задачи, которые требуют хранения большего количества данных. В иерархической структуре можно выделить следующие уровни памяти:

1. Сверхоперативные ЗУ (СОЗУ или местная память) имеет быстродействие соизмеримое с быстродействием процессора. Емкость СОЗУ от нескольких десятков до нескольких тысяч слов. Предназначены для хранения ряда чисел используемых в некоторой текущее последовательности команд программы. СОЗУ применяют в том случае, если быстродействие процессора ограничивается быстродействием ОЗУ

2. Оперативные ЗУ (ОЗУ или основная память) предназначена для хранения данных и программ текущих вычислений, а также программ, которым следует быстро перейти если в ходе вычислительного процесса возникло прерывание ОЗУ имеет емкость от нескольких тысяч до сотен тысяч слов, в период обращения от долей до нескольких микросекунд. ОЗУ может быть связана с процессором как непосредственно так и через СОЗУ. В качестве элементов памяти ОЗУ и СОЗУ используют полупроводниковые элементы, тонкие магнитные пленки.

3. Постоянные ЗУ (ПЗУ или односторонние ЗУ) предназначены только для хранения и считывания информации, которая не изменяется в процессе вычисления. ПЗУ имеет меньшую аппаратную сложность, чем ОЗУ.

4. Буферное ЗУ (БЗУ) - предназначено для хранения больших массивов информации. Период обращения составляет от нескольких миллисекунд до нескольких десятков секунд. Данные хранятся в ВЗУ непосредственно не используются в вычислительных процессах, а передаются из ВЗУ в ОЗУ. В качестве ВЗУ используют накопители информации на гибких и жестких магнитных дисках, на микросхемах, а также различных оптических дисках.

5.2 Мониторы

Монитор (дисплей) работает под управлением специального аппаратного устройства - видеоадаптера. Они могут работать в двух режимах: текстовом или графическом.

В текстовом режиме экран разбивается условно на знакоместа - обычно до 80 символов (знакомест) в каждой из 25 строк (всего 2000 позиций) в каждую позицию может быть выведен любой из символов кодовой таблицы. Каждому знакоместу может соответствовать свой цвет символа и фона. Видеоадаптеры допускают работу в нескольких текстовых режимах с разным числом строк и знакомест в строке.

Графический режим предназначен для вывода на экран различных изображений, графиков, а также текста оформленного произвольными шрифтами. В графическом режиме экран монитора состоит из пикселов, каждая из которых может иметь свой цвет.

Количество точек по вертикали и горизонтали называют разрешающей способностью.

Видеоадаптеры как правило допускают работу в нескольких графических режимах.

Стандарт	Цвет	Текстовой режим	Графический режим
MDA	Монохромный	80*25, 2 цвета	Не поддерживается
HGA	Монохромный	80*25, 2 цвета	720*348, 2 цвета
CGA	Цветной	80*25, 16 цветов	640*200, 2 цвета 320*200, 4 цвета
EGA	Цветной	80*43, 16 цветов	640*350, 16 цветов
VGA	Цветной	80*50, 16 цветов	640*480, 16 цветов; 320*200, 256 цветов
SVGA	Цветной	80*50, 16 цветов	1024*768, 16 цветов; 1600*1200, 256 цветов, True color (32 бита)

5.3 Эволюция стандартов графических адаптеров

информация компьютерный программный монитор принтер сканер

Одним из первых графических адаптеров для IBM PC стал MDA (Monochrome Display Adapter) в 1981 году. Он работал только в текстовом режиме с разрешением 80Ч25 символов (физически 720Ч350 точек) и поддерживал пять атрибутов текста: обычный, яркий, инверсный, подчёркнутый и мигающий. Никакой цветовой или графической информации он передавать не мог, и то, какого цвета будут буквы, определялось моделью использовавшегося монитора. Обычно они были чёрно-белыми, янтарными или изумрудными. Фирма Hercules в 1982 году выпустила дальнейшее развитие адаптера MDA, видеоадаптер HGC (Hercules Graphics Controller -- графический адаптер Геркулес), который имел графическое разрешение 720Ч348 точек и поддерживал две графические страницы. Но он всё ещё не позволял работать с цветом.

Первой цветной видеокартой стала CGA (Color Graphics Adapter), выпущенная IBM и ставшая основой для последующих стандартов видеокарт. Она могла работать либо в текстовом режиме с разрешениями 40Ч25 знакомест и 80Ч25 знакомест (матрица символа -- 8Ч8), либо в графическом с разрешениями 320Ч200 точек или 640Ч200 точек. В текстовых режимах доступно 256 атрибутов символа -- 16 цветов символа и 16 цветов фона (либо 8 цветов фона и атрибут мигания), в графическом режиме 320Ч200 было доступно четыре палитры по четыре цвета каждая, режим высокого разрешения 640Ч200 был монохромным. В развитие этой карты появился EGA (Enhanced Graphics Adapter) -- улучшенный графический адаптер, с расширенной до 64 цветов палитрой, и промежуточным буфером. Было улучшено разрешение до 640Ч350, в результате добавился текстовый режим 80Ч43 при матрице символа 8Ч8. Для режима 80Ч25 использовалась большая матрица -- 8Ч14, одновременно можно было использовать 16 цветов, цветовая палитра была расширена до 64 цветов. Графический режим также позволял использовать при разрешении 640Ч350 16 цветов из палитры в 64 цвета. Был совместим с CGA и MDA.

Стоит заметить, что интерфейсы с монитором всех этих типов видеоадаптеров были цифровые, MDA и HGC передавали только светится или не светится точка и дополнительный сигнал яркости для атрибута текста «яркий», аналогично CGA по трём каналам (красный, зелёный, синий) передавал основной видеосигнал, и мог дополнительно передавать сигнал яркости (всего получалось 16 цветов), EGA имел по две линии передачи на каждый из основных цветов, то есть каждый основной цвет мог отображаться с полной яркостью, 2/3 или 1/3 от полной яркости, что и давало в сумме максимум 64 цвета.

В ранних моделях компьютеров от IBM PS/2, появляется новый графический адаптер MCGA (Multicolor Graphics Adapter -- многоцветный графический адаптер). Текстовое разрешение было поднято до 640x400, что позволило использовать режим 80x50 при матрице 8x8, а для режима 80x25 использовать матрицу 8x16. Количество цветов увеличено до 262144 (64 уровня яркости по каждому цвету), для совместимости с EGA в текстовых режимах была введена таблица цветов, через которую выполнялось преобразование 64-цветного пространства EGA в цветовое пространство MCGA. Появился режим 320x200x256, где каждый пиксел на экране кодировался соответствующим байтом в видеопамяти, никаких битовых плоскостей не было, соответственно с EGA осталась совместимость только по текстовым режимам, совместимость с CGA была полная. Из-за огромного количества яркостей основных цветов возникла необходимость использования уже аналогового цветового сигнала, частота строчной развертки составляла уже 31,5 кГц.

Потом IBM пошла ещё дальше и сделала VGA (Video Graphics Array -- графический видео массив), это расширение MCGA, совместимое с EGA и введённое в средних моделях PS/2. Это фактический стандарт видеоадаптера с конца 80-х годов. Добавлены: текстовое разрешение 720x400 для эмуляции MDA и графический режим 640x480 с доступом через битовые плоскости. Режим 640x480 замечателен тем, что в нём используется квадратный пиксел, то есть соотношение числа пикселов по горизонтали и вертикали совпадает со стандартным соотношением сторон экрана -- 4:3. Дальше появился IBM 8514/a с разрешениями 640x480x256 и 1024x768x256, и IBM XGA с текстовым режимом 132x25 (1056x400) и увеличенной глубиной цвета (640x480x65K).

С 1991 года появилось понятие SVGA (Super VGA -- «сверх» VGA) -- расширение VGA с добавлением более высоких режимов и дополнительного сервиса, например возможности поставить произвольную частоту кадров. Число одновременно отображаемых цветов увеличивается до 65 536 (High Color, 16 бит) и 16 777 216 (True Color, 24 бита), появляются дополнительные текстовые режимы. Из сервисных функций появляется поддержка VBE (VESA BIOS Extention -- расширение BIOS стандарта VESA). SVGA воспринимается как фактический стандарт видеоадаптера где-то с середины 1992 года, после принятия ассоциацией VESA стандарта VBE версии 1.0. До того момента практически все видеоадаптеры SVGA были несовместимы между собой.

Параметры качества изображения:

1) Расстояние между точками люминофора (dot pitch), которое для современных мониторов не должно превышать 0,28 мм.

2) Размер экрана по диагонали

3) Частота кадровой и строчной разверстки (чем выше частота кадров, тем устойчивее изображение и менее утомительна работа; чем выше частота кадра, тем выше частота строчной разверстки)

4) Тип разверстки в режимах высокого разрешения (построчная и черезстрочная)

5) Фокусировка (резкость)

6) Астигматизм (возможность одновременной фокусировки во всех частях экрана)

7) Сведение лучей (проявляется в изменении цвета от кромок изображения(

Защита от излучений.

1. Электрическое воздействие (возникает в результате подаваемого на кинескоп высоковольтного напряжения) оно становится причиной возникновения статического напряжения

2. Рентгеновское излучение генерируется в результате соударения электронов (в цветовых пучках) со слоем люминофора на поверхности экрана

3. Низкочастотное электромагнитное поле

Кроме аппаратной защиты в качестве самого простого и дешевого средства уменьшения отрицательного воздействия на зрение используют защитный экран.

Они бывают сетчатые, пленочные и стеклянные. Сетчатые фильтры увеличивают контрастность изображения. Пленочные фильтры поглощают УФ излучение и улучшают контрастность. Стеклянные фильтры выполняются в двух модификациях:

- простые стеклянные фильтры. Слегка затемненное стекло снимает статическое электричество, повышает контрастность и частично поглощает ультрафиолет

- полная защита

Классификация дисплеев

Размещено на http://www.allbest.ru/

27

Основу любого дисплея составляет индикатор - устройство осуществляющее непосредственно преобразование электрического сигнала в изображение. В роли индикатора могут выступать разнообразные приборы, предназначенные для получения видимых изображений (ЭЛТ, плоские панели и т.д.) и имеющие дополнительные особые свойства, например воспроизведение цветного изображения при хранении визуальной информации при включенном питании. Работу всех устройств дисплея организует устройство управления (УУ), в котором необходимые процедуры по управлению отображения и редактирования могут быть реализованы либо аппаратными средствами, либо сочетанием аппаратных и программных средств.

В последнем случае, в качестве УУ используется дисплейный процессор. Коды отображаемых знаков и элементов чертежа через блок согласования поступают от ЭВМ или с клавиатуры или светового пера и хранятся в буферном ЗУ. Эти коды преобразуются специальным образом в сигналы с помощью которых на индикаторе формируется изображение знака или элементы чертежа.

Устройство ЭЛТ

Электронно-лучевая трубка (кинескоп) предназначена для воспроизведения изображения. В настоящее время на рынке преобладают цветные мониторы, поэтому мы будем рассматривать устройство именно цветной электронно-лучевой трубки. К тому же она обладает более сложным построением. К основным элементам трубки относятся:

1. стеклянный баллон;

2. электронный прожектор (электронная пушка);

3. экран (мишень);

4. теневая маска (апертурная решетка);

5. отклоняющая система;

6. магнито-статическое устройство (система сведения);

7. система взрывозащиты.

Взаимное расположение указанных выше элементов и устройство цветной электронно-лучевой трубки (ЭЛТ) приводится на рис.1.

В монохромных ЭЛТ отсутствует теневая маска и магнито-статическое устройство, так как изображение создается только одним лучом.

Отличие цветной ЭЛТ от монохромной состоит в использовании трех электронных пушек, трех типов люминофора и теневой маски. Каждый тип люминофора соответствует одному из трех основных цветов.

Современные кинескопы имеют электростатическую фокусировку электронных лучей и электромагнитное отклонение лучей по горизонтали и вертикали. Отклоняющая система надевается на горловину кинескопа и состоит из четырех (двух парных) катушек без ферромагнитных сердечников. Ток, протекающий в катушках, создает взаимно перпендикулярные переменные магнитные поля. Строчные и кадровые катушки отклонения совмещаются в пространстве для уменьшения общей длины отклоняющей системы.

Электронный прожектор обеспечивает формирование потока электронов - электронного луча. В цветных электронно-лучевых трубках имеется три прожектора, а в монохромных - один.

...