Хороший учебник для вузов:Информатика и информационные технологии. Под ред. Романовой Ю.Д

1. История развития ЭВМ, поколения ЭВМ.

Поколения ЭВМ.

 

ЭВМ 1-го поколения в качестве элементарной базы использовали электрические лампы и реле. В 1948г были изобретены транзисторы и запоминающие устройства на магнитных сердечниках. На их основе созданы в сер. 50-х гг. ЭВМ 2-го поколения. В 1858г. Американский инженер Дж. Килби разработал 1-ю интегральную схему. В сер. 60-х 3-е поколение ЭВМ. Элементарные базы — микросхемы малой и средней интеграции. В 1971г. Американский инженер Мартиан Эдвард Хофор объединил основные элементы компьютера в один небольшой кремниевый чип, который называется микропроцессором. (Intel 4004). ЭВМ 4-го поколения строятся на интегральных микросхемах с большой степенью интеграции. Среди ЭВМ 4-го поколения появились ПК (Altair-8800, созданный в 1974г. Э. Робертсом). В настоящее время разрабатывается ЭВМ 5-го поколения. Характерная особенность — способность к самообучению, речевой ввод и вывод информации.

1. История развития ПК, классификация компьютеров.
2. Основные типы компьютеров. Конфигурация ПК.

В современной информатике типы компьютеров различаются в зависимости от их назначения, архитектуры, размеров и функциональных возможностей.

 

По назначению выделяют следующие виды компьютеров:

 

а) универсальные - предназначены для решения различных задач, типы которые не оговариваются. Эти ЭВМ характеризуются: разнообразием форм обрабатываемых данных (числовых, символьных и т.д.) при большом диапазоне их изменения и высокой точности представления; большой емкостью внутренней памяти; развитой системой организации ввода-вывода информации, обеспечивающей подключение разнообразных устройств ввода-вывода.

б) проблемно-ориентированные - служат для решения более узкого круга задач, связанных, как правило, с управлением технологическими объектами, регистрацией, накоплением и обработкой небольших объемов данных, выполнением расчетов по несложным правилам. Они обладают ограниченным набором аппаратных и программных средств.

в) специализированные - применяются для решения очень узкого круга задач. Это позволяет специализировать их структуру, снизить стоимость и сложность при сохранении высокой производительности и надежности. К этому классу ЭВМ относятся компьютеры, управляющие работой устройств ввода-вывода и внешней памятью в современных компьютерах. Такие устройства называются адаптерами, или контроллерами.

 

По размерам и функциональным возможностям различают четыре вида компьютеров: суперЭВМ, большие, малые и микроЭВМ.

 

СуперЭВМ являются мощными многопроцессорными компьютерами с огромным быстродействием. Многопроцессорность позволяет распараллеливать решение задач и увеличивает объемы памяти, что значительно убыстряет процесс решения. Они часто используются для решения экспериментальных задач, например, для проведения шахматных турниров с человеком.

 

Большие ЭВМ (их называют мэйнфреймами от англ. mainframe) характеризуются многопользовательским режимом (до 1000 пользователей одновременно могут решать свои задачи). Основное направление – решение научно-технических задач, работа с большими объемами данных, управление компьютерными сетями и их ресурсами.

 

Малые ЭВМ используются как управляющие компьютеры для контроля над технологическими процессами. Применяются также для вычислений в многопользовательских системах, в системах автоматизации проектирования, в системах моделирования несложных объектов, в системах искусственного интеллекта.

 

По назначению микроЭВМ могут быть универсальными и специализированными. По числу пользователей, одновременно работающих за компьютером – много- и однопользовательские. Специализированные многопользовательские микроЭВМ (серверы - от англ. server) являются мощными компьютерами, используемыми в компьютерных сетях для обработки запросов всех компьютеров сети. Специализированные однопользовательские (рабочие станции – workstation, англ.) эксплуатируются в компьютерных сетях для выполнения прикладных задач. Универсальные многопользовательские микроЭВМ являются мощными компьютерами, оборудованными несколькими терминалами. Универсальные однопользовательские микроЭВМ общедоступны. К их числу относятся персональные компьютеры – ПК. Наиболее популярным представителем ПК в нашей стране является компьютер класса IBM PC (International Business Machines – Personal Computer).

 

По конструктивным особенностям ПК делятся на стационарные (настольные – тип DeskTop) и переносные. В свою очередь переносные ПК встречаются различных типов, например, ноутбуки, органайзеры, карманные и т.д.

Конфигурация ПК

Вероятно, вы уже слышали выражение «конфигурация ПК», означающее, что конкретный компьютер может работать с разным набором внешних устройств, — например, с принтером, модемом, графопостроителем, сканером и т. д.

Тем не менее существует «минимальная» конфигурация, т. е. минимальный набор элементов, без которого работа с ПК становится бессмысленной.

Этот набор из трех элементов легко увидеть на любом столе, где находится персональный компьютер

1) системный блок;

2) монитор (дисплей);

3) клавиатура.

Сердце машины и ее мозг — системный блок, с которым соединены кабелями клавиатура и монитор. Системный блок и монитор независимо друг от друга подключаются к источнику питания — сети переменного тока (как правило, напряжением 220 В, но возможны и другие напряжения). В новых компьютерах дисплей и системный блок иногда монтируются в одном корпусе. Далее мы кратко рассмотрим назначение и функции основных элементов компьютера. Системный блок.

В системном блоке располагаются основные аппаратные компоненты ПК:

♦ микропроцессор — «мозг» машины, который выполняет поступающие на его вход команды, а именно: проводит вычисления и дирижирует работой остальных элементов компьютера;

♦ оперативная память, предназначенная для временного хранения программ и данных, а также для постоянного хранения встроенного блока операционной системы;

♦ счетчик времени, который функционирует независимо от того, включена машина или нет.

♦ электронные схемы, которые управляют элементами компьютера и обменом данными между памятью и другими устройствами запоминания и отображения информации (диском, монитором, принтером);

♦ накопители на гибких и жестких магнитных дисках.

В современных ПК системный блок часто содержит дополнительные встроенные элементы: дисковод для компакт-дисков (CD-ROM), модем, звуковые платы, видеоплаты и др. Магнитные диски. Эти носители в отличие от оперативной памяти предназначены для постоянного хранения информации. В персональном компьютере применяются два вида магнитных дисков:

♦ жесткий несъемный диск (винчестер*);

♦ сменные гибкие диски (дискеты). Вся информация на дисках представлена в форме файлов — наборов байтов, о которых мы будем говорить далее.

Жесткий диск предназначен для постоянного хранения той информации, которая более или менее часто используется в работе: программ операционной системы, компиляторов с языков программирования, сервисных (обслуживающих) программ, прикладных программ пользователя, текстовых документов, файлов базы данных и т. д. Винчестер значительно превосходит гибкие диски по скорости доступа, емкости и надежности. Емкость жестких дисков измеряется в байтах и меняется в широких пределах: на старых IBM PC AT чаще всего мы видим винчестеры емкостью 20, 40, 80 Мбайт; на старших моделях — 40, 80, 120, 180, 210, 540, 1000 Мбайт и более. Обычная емкость современных винчестеров — от 1 до 4 гигабайт. Как правило, ПК имеет один винчестер, однако бывают машины и с несколькими дисками.

1. Микропроцессор, его основные характеристики

Микропроцессор — это центральный блок персонального компьютера, предназначенный для управления работой всех остальных блоков и выполнения арифметических и логических операций над информацией.

 

Микропроцессор выполняет следующие основные функции:

· чтение и дешифрацию команд из основной памяти;

· чтение данных из основной памяти и регистров адаптеров внешних устройств;

· прием и обработку запросов и команд от адаптеров на обслуживание внешних устройств;

· обработку данных и их запись в основную память и регистры адаптеров внешних устройств;

· выработку управляющих сигналов для всех прочих узлов и блоков компьютера.

Важнейшими характеристиками микропроцессора являются:

тактовая частота. Характеризует быстродействие компьютера. Режим работы процессора задается микросхемой, называемой генератором тактовых импульсов. На выполнение процессором каждой операции отводится определенное количество тактов. Тактовая частота указывает, сколько элементарных операций выполняет микропроцессор за одну секунду. Тактовая частота измеряется в МГц;

разрядность процессора — это максимальное количество разрядов двоичного числа, над которым одновременно может выполняться машинная операция. Чем больше разрядность процессора, тем больше информации он может обрабатывать в единицу времени и тем больше, при прочих равных условиях, производительность компьютера;

1. Устройства хранения информации.

Устройства хранения информации делятся на 2 вида:

внешние (периферийные) устройства

внутренние устройства

 

К внешним устройствам относятся магнитные диски, CD,DVD,BD,cтримеры,жесткий диск(винчестер),а также флэш-карта. Внешняя память дешевле внутренней, создаваемой обычно на основе полупроводников. Кроме того, большинство устройств внешней памяти может переноситься с одного компьютера на другой. Главный их недостаток в том, что они работают медленнее устройств внутренней памяти.

 

К внутренним устройствам относятся оперативная память, кэш-память, CMOS-память, BIOS. Главным достоинством является скорость обработки информации. Но в то же время устройства внутренней памяти довольно дорогостоящи.

 

1. Устройства вывода информации

Устройства вывода — периферийные устройства, преобразующие результаты обработки цифровых машинных кодов в форму, удобную для восприятия человеком или пригодную для воздействия на исполнительные органы объекта управления.

Предназначены для вывода информации от компьютера. К устройствам вывода относятся монитор, печатающие устройства, графопостроители и т. д.