Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru

Тема : Общая характеристика и классификация технических средств информатизации

1. Технические средства информатизации -аппаратный базис информационных технологий

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

В процессе своего развития человеческое общество прошло этапы проникновения в тайны материи, научилось управлять различными видами энергии и, наконец, вступило в эпоху информатизации. До середины XIX в., когда доминирующими были процессы сбора и накопления информации, средства информатизации представляли собой перо, чернильницу и бумагу.

На смену примитивным средствам информационной техники в конце XIX в. пришли механические: пишущая машинка, телефон, телеграф, что послужило базой для принципиальных изменений в технологии обработки информации. Лишь спустя много лет информационные процессы запоминания и передачи информации были дополнены процессами ее обработки . Это стало возможным с появлением во второй половине XX в. такой информационной техники, как электронные вычислительные машины (ЭВМ), положившие начало информационным технологиям .

Информационные технологии базируются на следующих технических достижениях:

Новые средства накопления информации на машиночитаемых носителях (магнитные ленты, кинофильмы, магнитные и лазерные диски и т.п.);

Системы дистанционной передачи информации (локальные вычислительные сети, сети передачи данных, телефонная сеть, радиосвязь, спутниковая связь и др.);

Автоматизированная обработка информации с помощью компьютера по заданным алгоритмам.

Естественно, что информационные технологии строятся на сочетании аппаратных средств, программных средств и творческой мысли создателей, как этих средств, так и компьютерных технологий.

Специалисты называют аппаратные средства компьютерной техники Hardware (скобяные товары или жесткая проволока), а программное обеспечение -- Software (мягкая проволока). Сочетание «Hardware&Software », переводимое как «твердый и мягкий», -- профессиональный термин. В России программы на профессиональном сленге иногда называют новым словом «софтвер », а компьютер и периферию -- «железом ». Приоритетность роли программных или аппаратных средств в информационных технологиях не подлежит обсуждению, поскольку без программного обеспечения любой самый совершенный компьютер представляет собой набор электронных плат.

Технические средства информатизации представляют собой совокупность компьютерной техники и ее периферийных устройств -- Hardware, обеспечивающих сбор, хранение и переработку информации, и коммуникационной техники (телефон, телеграф, радио, телевидение, спутниковая связь, сети ЭВМ), осуществляющей дистанционную передачу информации. информатизация технический технология информация

Создание ЭВМ в середине XX в. является одним из самых выдающихся достижений в истории человечества. Постоянное развитие индустрии компьютерной техники и других технических средств информатизации за короткий срок превратилось в один из определяющих факторов научно-технического прогресса. Многие крупные научно-технические проекты современности в области космических исследований, атомной энергетики, экологии не могли бы претворяться в жизнь без применения технических средств информатизации. На протяжении последних десятилетий информационные технологии, базирующиеся на современных технических средствах информатизации, все активней вторгаются в различные сферы человеческой деятельности. Несомненна тесная взаимосвязь совершенствования программного обеспечения, технических средств информатизации и наукоемких технологий, на базе которых они производятся. Разработка нового программного обеспечения требует создания все более совершенных технических средств, что, в свою очередь, стимулирует разработку новых высокопроизводительных и экономичных технологических процессов для производства технических средств информатизации.

2 . Классификация ТСИ

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

1. Устройства ввода информации :

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

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

2. Устройства вывода информации :

Текста (монитор);

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

3. Устройства обработки информации:

Микропроцессор

Сопроцессор

4. Устройства передачи и приема информации:

Сетевая карта

5. Многофункциональные устройства:

Устройства копирования

Устройства размножения

Издательские системы

6. Устройства хранения информации

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

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

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

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

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

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

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

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

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

ТСИ в общем случае можно представить в виде информационно-вычислительного комплекса, содержащего собственно компьютер с его основными устройствами, а также дополнительные, или периферийные устройства.

К числу основных устройств персонального компьютера, располагающихся в его системном блоке, относят материнскую плату , процессор , видеоадаптер (видеокарту), звуковую карту , средства обработки видеосигнала , оперативную память , TV-тюнер . В системном блоке располагаются также приводы и дисководы для накопителей информации различных типов: на гибких и жестких дисках, компакт-дисках типа CD-ROM, CD-R, CD-RW, DVD.

Все разнообразие функций, выполняемых периферийными устройствами при решении различных задач, можно разделить на несколько групп, как показано нарис. 1.1 .

Устройства отображения информации служат для обработки видеоинформации и ее представления для визуального восприятия. Это прежде всего мониторы, изготовленные на базе широкого спектра современных технологий. Формирование объемных изображений осуществляется с помощью шлемов виртуальной реальности, 3D-очков и 3D-мониторов различного принципа действия. Для решения задач, связанных с демонстрацией информации на экране для большой аудитории, применяют оверхед-проекторы , жидкокристаллические панели и мультимедийные проекторы.

Для обеспечения взаимосвязи между компьютером и устройством отображения информации служит видеоадаптер , выполняющий преобразование цифрового сигнала, циркулирующего внутри ПК, в аналоговые электрические сигналы, подаваемые на монитор. Для компьютерной обработки сигналов таких устройств, как телевизионный тюнер, видеомагнитофон, видеокамера, т.е. преобразования их из аналоговой в цифровую форму, применяют специальные средства обработки видеосигнала, например, видеобластер .

Звуковая и акустическая системы компьютера обеспечивают обработку и воспроизведение аудиоинформации.

Устройства ввода информации представляют собой совокупность устройств управления и ввода данных. Эти функции выполняют клавиатура, мышь, джойстик. Для ввода информации в ПК все более широко применяются световое перо, сканер, цифровая камера, дигитайзер. Особым разнообразием конструктивных решений отличаются сканеры. Они бывают планшетные , роликовые , барабанные, проекционные, ручные и многофункциональные.

Печатающие устройства (принтеры) служат для вывода на твердые, как правило, бумажные носители текстовой информации. По принципу действия принтеры весьма разнообразны: ударные , струйные , лазерные , светодиодные , термические . Для вывода графической информации в виде чертежей используют плоттеры . Функционирование пишущих блоков плоттеров основано на тех же принципах, что и принтеров, а по конструкции они подразделяются на планшетные и рулонные.

Средства телекоммуникаций предназначены для дистанционной передачи информации. К ним относятся пейджеры , радиотелефоны , персональные терминалы для спутниковой связи, обеспечивающие передачу звуковой и текстовой информации. Факсимильные аппараты , осуществляющие процесс дистанционной передачи изображения и текста, подразделяются на термографические, электрографические, струйные, лазерные, фотографические, электрохимические и электромеханические. Модемы в основном используются для обмена информацией между компьютерами через телефонную линию и конструктивно выполняются как внешними, функционирующими автономно, так и внутренними, встраиваемыми в аппаратуру.

Широко распространенными средствами работы с информацией на твердых носителях являются многочисленные устройства копировальной техники : электрографические, термографические, диазографические, фотографические, электронно-графические. Для уничтожения конфиденциальной информации на твердых носителях используются специальные устройства -- шреддеры .

Контрольные вопросы:

1. Что принято за единицу измерения количества информации?

2. Какие единицы измерения информации вам известны, их соотношение?

3. Каким образом можно измерить количество информации? Привести формулы, связывающие между собой количество возможных исходов N и количество информации I

4. Как кодируются символы текста?

5. Какие существуют кодировки русских букв?

6. Чем различаются существующие кодировки русских букв?

7. В чем разница между традиционными 8-битными кодировками и новой кодировкой Unicode?

8. От каких параметров зависит качество двоичного кодирования звука?

9. Каким образом производится двоичное кодирование графической информации?

10. Что входит в состав технических средств информатизации?

11. Привести классификацию ТСИ.

Упражнения

Упражнение 1.

1). Какое количество информации получит второй игрок в игре «Угадай число», если первый игрок загадал число: 32, 128?

2). Какое количество информации необходимо для кодирования одной точки изображения при палитре из 16 цветов?

Упражнение 2.

Используя Таблицу символов, запишите последовательность десятичных числовых кодов в кодировке Windows (CP1251) для слова компьютер.

Упражнение 3.

Используя Таблицу символов, а затем Калькулятор, запишите последовательность двоичных числовых кодов в кодировке Windows (СР1251) для слова бит.

Упражнение 4.

Используя Блокнот, определите, какие слова в кодировке Windows (СР1251) заданы последовательностями числовых кодов:

225, 224, 233, 242

11011101,11000010,11001100

Упражнение 5.

Используя Блокнот, определите, какие слова в кодировке MS-DOS (СР866) заданы последовательностями числовых кодов:

161, 160, 169, 226

10011101, 10000010, 10001100

Упражнение 6.

В последнее время начал использоваться графический режим с глубиной цвета 32 бит. Определите:

1). Какое количество цветов отображается на экране при этой глубине цвета?

2). Какой объем видеопамяти необходим для реализации данной глубины цвета при различных разрешающих способностях экрана?

Упражнение 7.

1). Какое количество уровней звукового сигнала кодируется в устаревших 8-битных звуковых картах?

2). Рассчитайте объем моноаудиофайла длительностью 10 секунд при 16-битном кодировании и частоте дискретизации 44 Кгц.

Источники

http://qo.do.am/publ/teorija/tekhnicheskie_sredstva_informatizacii/tema_1_2_obshhaja_kharakteristika_i_klassifikacija_tekhnicheskikh_sredstv_informatizacii/62-1-0-1080

http://qo.do.am/publ/teorija/tekhnicheskie_sredstva_informatizacii/62

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Цели и задачи отдела "Информатизации и компьютерных технологий" Брянской городской администрации. Характер и уровень конфиденциальности обрабатываемой информации. Состав комплекса технических средств. Программно-аппаратные средства защиты информации.

курсовая работа , добавлен 14.01.2013


Характеристика информационных революций и их значения. Теоретико-методологические подходы к информатизации общества. Роль информатизации общества в развитии средств массовой информации. Социальные проблемы и варианты их решения в условиях информатизации.

курсовая работа , добавлен 27.11.2010


Перепланировка кабинета для приема граждан в Управлении Пенсионного фонда РФ по г. Заречному Пензенской области до защищенного объекта информатизации. Выявление угроз объекту информатизации. Разработка перечня технических мероприятий по защите информации.

курсовая работа , добавлен 24.06.2013


Общая характеристика технических средств информационных технологий. Жизненный цикл технических информационных технологий, его основные этапы и отличительные особенности. Определение необходимости технической поддержки определенного вида деятельности.

реферат , добавлен 05.11.2010


Характеристики объекта информатизации ОВД, с точки защищаемой информации. Способы утечки информации. Разработка предложений по защите информации на объекте информатизации ОВД. Алгоритм выбора оптимальных средств инженерно-технической защиты информации.

курсовая работа , добавлен 28.08.2014


Развитие информационных технологий. Концепция информатизации железнодорожного транспорта. Задачи автоматизации управления эксплуатационной работой и ремонтом технических средств хозяйств пути. Технологии хозяйств и служб в области управления кадрами.

презентация , добавлен 10.03.2015


Экономические и социальные цели информатизации. Классификация задач по степени их формализованности и задания, решаемые разными группами работников. Этапы развития информационных технологий. Стратегии внедрения системы поддержки и принятия решений.

реферат , добавлен 02.12.2010


Концепции информатизации высшего образования: массовая компьютерная грамотность и формирование новой информационной культуры мышления. Роль информационных технологий в современном обществе. Социальные последствия процесса информатизации образования.

реферат , добавлен 23.02.2012


Цели и направления информатизации общества. Состав инфраструктуры информатизации. Факторы, влияющие на становление информационных технологий. Анализ состояния государственных информационных ресурсов. Информатизация в социальной и экономической сферах.

контрольная работа , добавлен 23.06.2011


Проект оснащения организации техническими средствами защиты информации. Стоимость технических средств, позволяющих предотвратить утечку акустической информации за пределы контролируемого помещения и обеспечить конфиденциальность переговоров и совещаний.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА И КЛАССИФИКАЦИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ИНФОРМАТИЗАЦИИ

Учитель 2 кв. категории

Березовская СКОШИ

Янышева С.А.

Контрольные вопросы

• Что входит в состав технических средств информатизации?

• Что принято за единицу измерения количества информации?

• Как кодируются символы текста?

• В чем разница между традиционными 8-Битными кодировками новой кодировкой Unicode?

• Какие параметры определяют количество двоичного кодирования звука?

• Каким образом производится двоичного кодирования графической информации?

Информационная технология (ИТ)

- это процесс, использующий совокупность средств и методов сбора, обработки и передачи данных (первичной информации) для получения информации нового качества о состоянии объекта, процесса или явления.

Информационные технологии базируются на следующих технических достижениях:

• Новые средства накопления информации на машиночитаемых носителях (магнитные ленты, кинофильмы, магнитные и лазерные диски и т.п.);

• Системы дистанционной передачи информации (локальные вычислительные сети, сети передачи данных, телефонная сеть, радиосвязь, спутниковая связь и др.);

• Автоматизированная обработка информации с помощью компьютера по заданным алгоритмам.

информационные технологии

1 байт = 8 бит.

1 байт = 8 бит.

1 Кбайт = 210 байт = 1024 байт;

1 Мбайт = 210 Кбайт = 1024 Кбайт.

Двоичное кодирование -

это кодирование информации в компьютере в последовательности электрических импульсов: есть импульс – 1, нет импульса – 0, т.е. в последовательности нулей и единиц.

Двоичное кодирование текстовой информации

• используют для кодирования каждого символа 1 байт (8 двоичных разрядов), что позволяет закодировать N =28=256 различных символов

• Каждому символу присвоен определенный двоичный код в кодовой таблице, своя уникальная последовательность из восьми нулей и единиц

• существуют пять различных кодовых таблиц для русских букв

Разница между традиционными 8-Битными кодировкой и новой кодировкойUnicode

Одним из первых стандартов кодирования русских букв на компьютерах был код КОИ-8 (код обмена информацией 8-битный), который применяется на компьютерах с операционной системой UNIX.

Новый международный стандарт Unicode отводит на каждый символ не один байт, а два, и потому с его помощью можно закодировать не 256 символов, а N = 216=65536 различных символов. Эту кодировку поддерживает платформа Microsoft Windows @ Office 97

Двоичное кодирование графической информации

Создавать и хранить графические объекты в компьютере можно двумя способами – как растровое или как векторное изображение.

Для каждого типа изображений используется свой способ кодирования.

Кодирование растровых изображений

Растровое изображение представляет собой совокупность точек (пикселей ) разных цветов.

В случае обычного черно-белого изображения (без градаций серого цвета) каждая точка экрана может иметь лишь два состояния – «черная» (1) или «белая» (0), т.е. для хранения ее состояния необходим 1 бит.

Каждый цвет можно рассматривать как возможное состояние точки, и тогда по формуле N=2I может быть вычислено количество цветов, отображаемых на экране монитора.

Растровое изображение

• при увеличении распадается на пиксели

• большое по объему

• может быть создано в ГР Paint

Кодирование векторных изображений

Векторное изображение представляет собой совокупность графических примитивов (точка, отрезок, эллипс…).

Каждый примитив описывается математическими формулами.

Кодирование зависит

от прикладной среды.

Векторное изображение

• не ухудшается при увеличении

• небольшое по объему

• может быть создано в ТР Word

Двоичное кодирование звуковой информации

представляет собой двоичное кодирование непрерывного звукового сигнала после его дискретизации, т.е. преобразования последнего в последовательность электрических импульсов – выборок.

Зависимость громкости, а также высоты тона звука от интенсивности и частоты звуковой волны.

Преобразование непрерывного звукового сигнала в цифровую дискретную форму.

Точность процедуры двоичного кодирования звуковой информации

определяется:

• числом дискретных значений, которое может обеспечить звуковая система компьютера (звуковая карта)

• числом дискретных выборок, выполненных за одну секунду.

Устройства ввода информации

представляют собой совокупность устройств управления и ввода данных.

Сканеры

Дигитайзеры

• Планшеты для оцифровки изображения, или по-русски - координатографы.

• Обычно такой планшет включает внутреннюю координатную систему с высоким разрешением, поверх которой помещается карта или графическое изображение.

Печатающие устройства

служат для вывода на твердые, как правило, бумажные носители текстовой информации.

По принципу действия принтеры бывают:

• ударные,

• струйные,

• лазерные,

• светодиодные,

• термические.

Средства телекоммуникаций

предназначены для дистанционной передачи информации.

К ним относятся пейджеры, радиотелефоны, персональные терминалы для спутниковой связи, обеспечивающие передачу звуковой и текстовой информации.

Модемы

в основном используются для обмена информацией между компьютерами через телефонную линию и конструктивно выполняются как внешними, функционирующими автономно, так и внутренними, встраиваемыми в аппаратуру.

Факсимильные аппараты

осуществляют процесс дистанционной передачи изображения и текста.

Подразделяются на:

• термографические,

• электрографические,

• струйные,

• лазерные,

• фотографические,

• электрохимические

• электромеханические.

Средствами работы с информацией на твердых носителях

являются многочисленные устройства копировальной техники: электрографические, термографические, диазографические, фотографические, электронно-графические.

Литература

• Гагарина Л.Г. Технические средства информатизации. «Форум», 2010.

• Гребенюк Е.И., Гребенюк Н.А. Технические средства информатизации: – М.: Академия, 2003.

• Колесниченко О.В., Шишигин И.В. Аппаратные средства РС.– 5-е изд. – СПб.: БХВ-Петербург, 2004.

Тема 1.2. Общая характеристика и классификация технических средств информатизации.

План:

Технические средства информатизации – аппаратный базис информационных технологий.

Классификация ТСИ.

1 . Технические средства информатизации – аппаратный базис информационных технологий.

В процессе своего развития человеческое общество прошло этапы проникновения в тайны материи, научилось управлять различными видами энергии и, наконец, вступило в эпоху информатизации. До середины XIX в., когда доминирующими были процессы сбора и накопления информации, средства информатизации представляли собой перо, чернильницу и бумагу. На смену примитивным средствам информационной техники в конце XIX в. пришли механические: пишущая машинка, телефон, телеграф, что послужило базой для принципиальных изменений в технологии обработки информации. Лишь спустя много лет информационные процессы запоминания и передачи информации были дополнены процессами ее обработки. Это стало возможным с появлением во второй половине XX в. такой информационной техники, как электронные вычислительные машины (ЭВМ), положившие начало информационным технологиям.

Информационные технологии базируются на следующих технических достижениях:

новые средства накопления информации на машиночитаемых носителях (магнитные ленты, кинофильмы, магнитные и лазерные диски и т.п.);

системы дистанционной передачи информации (локальные вычислительные сети, сети передачи данных, телефонная сеть, радиосвязь, спутниковая связь и др.);

автоматизированная обработка информации с помощью компьютера по заданным алгоритмам.

Естественно, что информационные технологии строятся на сочетании аппаратных средств, программных средств и творческой мысли создателей как этих средств, так и компьютерных технологий.

Специалисты называют аппаратные средства компьютерной техники Hardware (скобяные товары или жесткая проволока), а программное обеспечение - Software (мягкая проволока). Сочетание «Hardware&Software», переводимое как «твердый и мягкий», - профессиональный термин. В России программы на профессиональном сленге иногда называют новым словом «софтвер», а компьютер и периферию - «железом». Приоритетность роли программных или аппаратных средств в информационных технологиях не подлежит обсуждению, поскольку без программного обеспечения любой самый совершенный компьютер представляет собой набор электронных плат.

Технические средства информатизации представляют собой совокупность компьютерной техники и ее периферийных устройств - Hardware, обеспечивающих сбор, хранение и переработку информации, и коммуникационной техники (телефон, телеграф, радио, телевидение, спутниковая связь, сети ЭВМ), осуществляющей дистанционную передачу информации.

Создание электронно-вычислительных машин в середине XXв. является одним из самых выдающихся достижений в истории человечества. Постоянное развитие индустрии компьютерной техники и других технических средств информатизации за короткий срок превратилось в один из определяющих факторов научно-технического прогресса. Многие крупные научно-технические проекты современности в области космических исследований, атомной энергетики, экологии не могли бы претворяться в жизнь без применения технических средств информатизации. На протяжении последних десятилетий информационные технологии, базирующиеся на современных технических средствах информатизации, все активней вторгаются в различные сферы человеческой деятельности. Несомненна тесная взаимосвязь совершенствования программного обеспечения, технических средств информатизации и наукоемких технологий, на базе которых они производятся. Разработка нового программного обеспечения требует создания все более совершенных технических средств, что, в свою очередь, стимулирует разработку новых высокопроизводительных и экономичных технологических процессов для производства технических средств информатизации.

2 . Классификация ТСИ.

Современные технические средства информатизации в общем случае можно представить в виде информационно-вычислительного комплекса, содержащего собственно компьютер с его основными устройствами, а также дополнительные, или периферийные устройства. Классификация технических средств информатизации дана на рис. 1.1.

К числу основных устройств персонального компьютера , располагающихся в его системном блоке, относят материнскую плату, процессор, видеоадаптер (видеокарту), звуковую карту, средства обработки видеосигнала, оперативную память, TV-тюнер. В системном блоке располагаются также приводы и дисководы для накопителей информации различных типов: на гибких и жестких дисках, компакт-дисках типа CD-ROM, CD-R, CD-RW, DVD.

Все разнообразие функций, выполняемых периферийными устройствами при решении различных задач, можно разделить на несколько групп, как показано на рис. 1.1.

Устройства отображения информации служат для обработки видеоинформации и ее представления для визуального восприятия. Это прежде всего мониторы, изготовленные на базе широкого спектра современных технологий. Формирование объемных изображений осуществляется с помощью шлемов виртуальной реальности , 3D-очков и 3D-мониторов различного принципа действия. Для решения задач, связанных с демонстрацией информации на экране для большой аудитории, применяют оверхед-проекторы, жидкокристаллические панели и мультимедийные проекторы . Для обеспечения взаимосвязи между компьютером и устройством отображения информации служит видеоадаптер, выполняющий преобразование цифрового сигнала, циркулирующего внутри ПК, в аналоговые электрические сигналы, подаваемые на монитор. Для компьютерной обработки сигналов таких устройств, как телевизионный тюнер, видеомагнитофон, видеокамера, т. е. преобразования их из аналоговой в цифровую форму, применяют специальные средства обработки видеосигнала, например, видеобластер .

Звуковая и акустическая системы компьютера обеспечивают обработку и воспроизведение аудиоинформации.

Устройства ввода информации представляют собой совокупность устройств управления и ввода данных. Эти функции выполняют клавиатура, мышь, джойстик . Для ввода информации в ПК все более широко применяются световое перо, сканер, цифровая камера, дигитайзер . Особым разнообразием конструктивных решений отличаются сканеры. Они бывают планшетные, роликовые, барабанные, проекционные, ручные и многофункциональные.

Печатающие устройства (принтеры) служат для вывода на твердые, как правило, бумажные носители текстовой информации. По принципу действия принтеры весьма разнообразны: ударные, струйные, лазерные, светодиодные, термические. Для вывода графической информации в виде чертежей используют плоттеры. Функционирование пишущих блоков плоттеров основано на тех же принципах, что и принтеров, а по конструкции они подразделяются на планшетные и рулонные.

Средства телекоммуникаций предназначены для дистанционной передачи информации. К ним относятся пейджеры, радиотелефоны, персональные терминалы для спутниковой связи, обеспечивающие передачу звуковой и текстовой информации. Факсимильные аппараты, осуществляющие процесс дистанционной передачи изображения и текста, подразделяются на термографические, электрографические, струйные, лазерные, фотографические, электрохимические и электромеханические. Модемы в основном используются для обмена информацией между компьютерами через телефонную линию и конструктивно выполняются как внешними, функционирующими автономно, так и внутренними, встраиваемыми в аппаратуру.

Широко распространенными средствами работы с информацией на твердых носителях являются многочисленные устройства копировальной техники : электрографические, термографические, диазографические, фотографические, электронно-графические. Для уничтожения конфиденциальной информации на твердых носителях используются специальные устройства - шреддеры .

Контрольные вопросы:

Что принято за единицу измерения количества информации?

Какие единицы измерения информации вам известны, их соотношение?

Каким образом можно измерить количество информации? Привести формулы, связывающие между собой количество возможных исходов N и количество информации I

Как кодируются символы текста?

Какие существуют кодировки русских букв?

Чем различаются существующие кодировки русских букв?

В чем разница между традиционными 8-битными кодировками и новой кодировкой Unicode?

От каких параметров зависит качество двоичного кодирования звука?

Каким образом производится двоичное кодирование графической информации?

Что входит в состав технических средств информатизации?

Привести классификацию ТСИ.

Упражнения.

Упражнение 1.

1). Какое количество информации получит второй игрок в игре «Угадай число», если первый игрок загадал число: 32, 128?

2). Какое количество информации необходимо для кодирования одной точки изображения при палитре из 16 цветов?

Упражнение 2.

Используя Таблицу символов, запишите последовательность десятичных числовых кодов в кодировке Windows (CP1251) для слова компьютер.

Упражнение 3.

Используя Таблицу символов, а затем Калькулятор, запишите последовательность двоичных числовых кодов в кодировке Windows (СР1251) для слова бит.

Упражнение 4.

Используя Блокнот, определите, какие слова в кодировке Windows (СР1251) заданы последовательностями числовых кодов:

225, 224, 233, 242

11011101,11000010,11001100

Упражнение 5.

Используя Блокнот, определите, какие слова в кодировке MS-DOS (СР866) заданы последовательностями числовых кодов:

161, 160, 169, 226

10011101, 10000010, 10001100

Упражнение 6.

В последнее время начал использоваться графический режим с глубиной цвета 32 бит Определите:

1). Какое количество цветов отображается на экране при этой глубине цвета?

2). Какой объем видеопамяти необходим для реализации данной глубины цвета при различных разрешающих способностях экрана?

Упражнение 7.

1). Какое количество уровней звукового сигнала кодируется в устаревших 8-битных звуковых картах?

2). Рассчитайте объем моноаудиофайла длительностью 10 секунд при 16-битном кодировании и частоте дискретизации 44 Кгц.

Раздел 2. Технические характеристики современных компьютеров.

Тема 2.1. Общие сведения об электронных вычислительных машинах (ЭВМ).

План:

Важнейшие этапы истории вычислительной техники.

Устройство и принцип действия ЭВМ.

Классификация ЭВМ.

1. Важнейшие этапы истории вычислительной техники

Создание электронно-вычислительных машин в середине XXв. по праву относят к числу самых выдающихся достижений в истории человечества. Вычислительная техника расширила интеллектуальные возможности человека и превратилась в один из решающих факторов научно-технического прогресса. При этом ее развитие неразрывно связано с развитием техники и технологии в ряде промышленных отраслей.

История использования механических и полуавтоматических средств для арифметических операций насчитывает не одно тысячелетие. Первые вычислительные устройства были созданы еще в Древней Греции. В 1642 г. французский математик Блез Паскаль (1623- 1662) создал механический арифмометр , позволявший выполнять четыре арифметических действия. Немецкий философ и математик Готфрид Вильгельм фон Лейбниц (1646-1716) изобрел механическую счетную машину , выполняющую сложение и умножение. Англичанин Чарльз Бэббидж (1792-1871) разработал концепцию вычислительной машины с гибкой схемой программирования и запоминающим устройством. Программы вводились с помощью перфокарт - карточек из плотного материала, на которых информация представлялась в виде комбинации отверстий и хранилась в «складе» (памяти) в виде исходных данных и промежуточных результатов.

Наиболее стремительным и последовательным развитием и внедрением вычислительных устройств ознаменовалась первая половина XX в. Возможность создания универсальной вычислительной машины обосновал английский математик Алан Мати-сон Тьюринг (1912-1954).

В 1943 г. американец Говард Эйкен на основе уже созданных к этому времени электромеханических реле сконструировал и изготовил на одном из предприятий фирмы IBM вычислительную машину, названную «Марк-1».

Применение электронных ламп при создании первых вычислительных машин способствовало прогрессу в этой области. В 1946 г. в США группой специалистов под руководством Джона Мочли и Преспера Экерта была создана первая вычислительная машина на основе электронных ламп , названная ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer - электронный числовой интегратор и вычислитель) и предназначенная для баллистических расчетов. Для выполнения других вычислений требовалось практически заново перестраивать машину.

В 1949 г. был создан компьютер, в котором нашли воплощение принципы построения логической схемы вычислительной машины выдающегося математика Джона фон Неймана (1903-1957). Эта машина использовала гибкую запоминаемую программу, которую можно было изменять, не перестраивая всей машины.

Компьютеры на электронных лампах были громоздкими и стоили очень дорого, поэтому были доступны только крупным компаниям и учреждениям.

Изобретение в 1948 г. транзисторов , заменивших в компьютерах электронные лампы, развитие технологии их массового производства способствовали во второй половине 1950-х гг. существенному усовершенствованию, уменьшению размеров компьютеров и снижению их стоимости. Если компьютеры на электронных лампах занимали целые залы, то первый мини-компьютер, выпущенный фирмой Digital Equipment в 1965 г., был размером всего лишь с холодильник.

Следующий шаг по пути миниатюризации и совершенствования компьютеров был связан с изобретением интегральных схем . В 1959 г. Роберт Нойс , впоследствии основатель фирмы Intel, предложил создавать на одной пластине как сами транзисторы, так и все соединения между ними, так называемые интегральные схемы, или чипы . Первый компьютер на интегральных схемах выпустила в 1968 г. фирма Burroughs . В 1970 г. конструкторы фирмы Intel создали интегральную схему, аналогичную по своим функциям центральному процессору большой ЭВМ. Первый микропроцессор был способен одновременно обрабатывать только 4 бита информации. Но уже в 1973 г. был выпущен 8-битовый микропроцессор Intel-8008 , а в 1974 г. - усовершенствованный вариант Intel-8080, который до конца 1970-х гг. стал стандартом для индустрии микрокомпьютеров. На базе Intel-8080 в 1975 г. был создан первый коммерчески распространяемый компьютер «Альтаир 8800» , еще не укомплектованный клавиатурой и монитором, с оперативной памятью 256 байт. Персональный компьютер «Альтаир» завоевал популярность благодаря тому, что Пол Аллен и Билл Гейтс (будущие основатели фирмы Microsoft) создали для него интерпретатор языка Basic , что позволило пользователям достаточно просто общаться с компьютером. Компьютеры стали продаваться уже в полной комплектации, с клавиатурой и монитором. Спрос на них год от года увеличивался.

В 1979 г. фирма IBM (International Business Machine Corporation) вышла на рынок персональных компьютеров . При этом было решено не создавать принципиально новый персональный компьютер, а использовать блоки, изготовленные другими фирмами. В качестве основного микропроцессора компьютера был выбран новейший тогда 16-разрядный микропроцессор Intel-8088 с емкостью памяти 1 Мб, использовались комплектующие различных фирм, а программное обеспечение было поручено разработать небольшой тогда фирме Microsoft . В августе 1981 г. состоялась официальная презентация нового компьютера под названием IBM PC, который быстро занял ведущее место на рынке, став стандартом персонального компьютера. Сейчас компьютеры, совместимые с IBM PC, составляют более 90% всех производимых в мире персональных компьютеров.

Популярность компьютеров IBM PC обусловлена тем, что фирма IBM при разработке руководствовалась принципом открытой архитектуры , т.е. изначально сделала компьютер не единым неразъемным устройством, а обеспечила возможность изменять его конфигурации из отдельных компонентов в зависимости от круга решаемых задач.

Под архитектурой ЭВМ понимается совокупность общих принципов построения ЭВМ, реализующих программное управление работой и взаимодействие основных ее функциональных узлов.

Общие принципы построения ЭВМ, которые относятся к архитектуре:

структура памяти ЭВМ;

способы доступа к памяти и внешним устройствам;

возможность изменения конфигурации компьютера;

система команд;

форматы данных;

организация интерфейса.

Архитектура регламентирует не все связи составных частей вычислительного средства, а наиболее важные, необходимые для более эффективного использования. Архитектуру вычислительного средства следует отличать от его структуры.

Структура вычислительного средства определяет его конкретный состав на некотором уровне детализации (устройства, блоки, узлы и т.д.) и описывает связи внутри системы.

В соответствии с принципом открытой архитектуры на основной электронной плате компьютера IBM PC (системной, или материнской, плате) размещены только те блоки, которые осуществляют обработку информации (вычисления). Схемы, управляющие всеми остальными (периферийными) устройствами компьютера, - монитором, дисками, принтером и т.д., реализованы на отдельных платах (контроллерах), которые вставляются в стандартные разъемы на системной плате - слоты. К этим электронным схемам подводится электропитание из единого блока питания, а для удобства и надежности все это заключается в общий корпус - системный блок. Открытость архитектуры заключается в том, что для IBM PC-совместимых компьютеров все спецификации взаимодействия внешних устройств с контроллерами, контроллеров с системной платой (шиной) доступны. Основные этапы развития IBM PC-совместимых компьютеров и периферийных устройств даны в табл. 2.1.

Таблица 2.1

Основные этапы развития IBM PC-совместимых компьютеров и периферийных устройств

Слайд 2

Технические средства информатизации (ТСИ)- это совокупность систем, машин, приборов, механизмов, устройств и прочих видов оборудования, предназначенных для автоматизации различных технологических процессов информатики, выходным продуктом которых является информация (данные), используемая для удовлетворения информационных потребностей в разных областях деятельности общества. Практически любые технические средства, в том числе и ком­пьютерные, по назначению можно разделить на универсальные, используемые в различных областях, и специальные, созданные для эксплуатации в специфических условиях или сферах деятельности.

Слайд 3

По принципу действия различают: ■ механические - приводятся в движение мускульной силой человека (тележки, пишущие машинки, раздвижные стеллажи и т.д.); ■ электромеханические -источник движения - электродвигатель (лифты и конвейеры для транспортировки носителей информации и др.) ■ электрические - применяют сигналы постоянного или перемен-ного тока (телефонная и радиосвязь, табло, датчики электрических сигналов) ■ электронные -вычислительная техника, телевизоры, электронные датчики сигналов, звуковые колонки, модемы и т.п. ■ электронно-механические - проигрыватели и плееры, видеомагнитофоны и видеоплееры, CD-проигрыватели и др. ■ фотооптические - на фотоэффекте (фото- и киноаппараты, проек-торы. Лазерные устройства: копиры, принтеры, сканеры, CD-драйвы и др.) ■ пневматические - например стеллажи и подъемники.

Слайд 4

В зависимости от выполняемых функций все ТСИ можно разделить на 6 групп: 1. Устройства ввода информации: ■ текста (клавиатура) ■ местоуказания (мышь, световое перо, трекбол, планшет, джойстик) ■ мультимедиа (графика - сканер и цифровая фотокамера; звук -микрофон, видео - видео­камера). 2. Устройства вывода информации: ■ текста (монитор); ■ мультимедиа (графика - принтер, плоттер; звук - наушники, акустические системы; видео - видеомагнитофон, видеокамера) . 3. Устройства обработки информации: ■ микропроцессор; ■ сопроцессор.

Слайд 5

В зависимости от выполняемых функций все ТСИ можно разделить на 6 групп: 4. Устройства передачи и приема информации: ■ модем (модулятор-демодулятор) ■ роутер, маршрутизатор ■ сетевой адаптер (сетевая плата) 5. Многофункциональные устройства: ■ устройства копирования ■ устройства тиражирования ■ издательские системы 6. Устройства хранения информации.

Слайд 6

Все устройства ввода/вывода компьютера относятся к периферийным устройствам, т. е. подключаемым к микропроцессору через системную шину и соответствующие контроллеры. Эти устройства относятся к устройствам обработки информации. Главным устройством вычислительной машины является микропроцессор, обеспечивающий в наиболее общем случае управление всеми устройствами и обработку информации. Для решения специфических задач, например математических вычислений, современные ПК оснащаются сопроцес- сорами.

Слайд 7

Пять формальных признаков для определения, является ли данный компьютер персональным или нет. 1. Способ управления простой, наглядный, удобный, не требую­щий глубоких знаний в области вычислительной техники. Все тех­нические, обеспечивающие взаимодействие человека и ЭВМ, сделаны так, чтобы на них безбоязненно мог работать даже ребенок. Общение человека и компьютера организовано в диало­говом режиме. 2. Разработано большое количество программных средств для различных областей применения. Это избавляет пользователя от не­обходимости самому составлять программу на машинном языке. 3. Малогабаритные устройства внешней памяти большой емкости допускают замену одного накопителя другим (накопители на жестких магнитныхи оптических дисках, флэш-накопители). 4. Благодаря малым габаритным размерам и массе для установки не требуются специальные приспособления. 5. Конструкция компьютера, его внешнее оформление удовлетворяют эргономическим показателям.

Слайд 8

Бытовые компьютеры используют в домашних условиях. Их основное назначение: обеспечение несложных расчетов, выполнение функции записной книжки, ведение личной картотеки, средство обучения различным дисциплинам, инструмент доступа по каналам связи к общественным информационным фондам и т.д. Широкое распространение бытовой компьютер получил как средство развлечения - организатор и партнер в различных играх и персональный мульти-медийныйцентр. Сегодня многие предпочитают виртуальное общение реальному.

Слайд 9

Персонально-профессиональные компьютеры используют в конкретной про­фессиональной сфере, все программные и технические средства ориентированы на конкретную профессию. Однако независимо от профессиональной направленности ЭВМ их основное назначение - выполнение рутинной работы: они осуществляют поиск информации в справочно-нормативной документации и архивах, составляют типовые формы документации, ведут дневник или ла­бораторный журнал, фиксируют результаты исследований, запоминают и выдают по запросу пользователя информацию по данной профессиональной деятельности и т. д.

Слайд 10

Средства информатизации

Слайд 26

Иерархическая файловая система

Корневой каталог Каталог_1 Каталог_2 Файл_1 Каталог_1.1 Каталог_1.2 Файл_1.1

Слайд 27

Иерархическая структура папок

Рабочий стол Сетевое окружение Мой компьютер Корзина Е: А: С: D: Comp 1 Comp 2 Comp 3 Comp 4

Слайд 28

Вопрос: «Хорошо или плохо интернет влияет на подростка и молодежь» 28

Слайд 29

БОРОТЬСЯ С ИНТЕРНЕТ – ЗАВИСИМОСТЬЮ САМОСТОЯТЕЛЬНО Что для этого нужно делать? – Не надо дожидаться пока зависимость овладеет Вами, и Вы окажетесь в ловушке. Начните контролировать свое поведение, строго регламентируйте время, которое Вы планируете провести в интернете. Это может быть 10 минут, полчаса, час, но после этого решительно отключайтесь от сети. Поймите, что пока Вы в зависимости, не Вы управляете своей жизнью, а интернет. - вернитесь к тем формам активности, которые интересовали Вас ранее или найдите новые интересные занятия. - найдите силы и средства для преодоления возникших социальных страхов и негативных привычек, сложившихся за то время, на которое вы попались в сеть. - Помните русскую поговорку «Увяз коготок – всей птичке пропасть». И действуйте, – вырывайтесь из сети! 29

Слайд 30

Специальная программа (поисковый робот) непрерывно просматривает страницы WEB-сайтов, выбирает ключевые слова и адреса документов, в которых эти слова обнаружены и записывает их в таблицы адресов на Web-сервере. Web-сервер через поисковую систему принимает от пользователя запрос на поиск, преобразует его и передает специальной программе - поисковой машине. Поисковая машина просматривает базу данных индексов, составляет список страниц, удовлетворяющим условиям запроса (точнее список ссылок на эти страницы) и возвращает его Web–серверу. Web-сервер оформляет результаты выполнения запроса в удобном для пользователя виде и передает их на машину клиента. ПРИНЦИП ПОИСКА ИНФОРМАЦИИ В СЕТИ 30

Слайд 31

31 Существуют три основных способа поиска информации1: Указание адреса страницыЭто самый быстрый способ поиска, но его можно использовать только в том случае, если точно известен адрес документа или сайта, где расположен документ.2: Передвижение по гиперссылкамЭто наименее удобный способ, так как с его помощью можно искать документы только близкие по смыслу текущему документу. Но этот способ очень простой и подходит для начинающего пользователя.3: Обращение к поисковой системеНа помощь приходят специальные поисковые системы (их еще называют поисковыми машинами). Результатом выполнения запроса является перечень ссылок на Web-страницы, рядом с которыми присутствуют заданные текстовые фрагменты. Наиболее популярные поисковые серверы: Яндекс(yandex.ru), Гугл (google.ru) и Рамблер (rambler.ru). В настоящее на почтовых серверах также работают поисковики. Языки запросов различных поисковиков несколько отличаются друг от друга.

Слайд 32

32 Правила задания условий поиска информации Все популярные поисковые системы располагают специальными возможностями для поиска ресурсов в простом и расширенном поисковом режиме. Простой поиск - поиск по одному или нескольким ключевым словам, введенным в строку запроса. Перед тем как начинать вводить в строку поиска поисковой системы запрос, тщательно его сформулируйте. Чем более четкой будет выбранная формулировка, тем меньше ненужных вам сайтов предложит в результатах поиска поисковая система.

Слайд 33

33 Правила задания условий поиска информации Расширенный поиск Чтобы попасть на веб-страницу, предоставляющую такие возможности, необходимо воспользоваться ссылкой типа «Расширенный поиск».Перейдя по этой ссылке, мы увидим большую поисковую форму, в которой можно указать множество параметров. Поисковая система Яндекс позволяет, например, настраивать параметры поиска слов в зависимости от их расположения (рядом, в одном предложении, на одной странице) и формы.Кроме того, она может искать веб-страницы по их языку (русский, украинский, белорусский и т.д.), по дате последнего изменения и даже по формату файла веб-страницы.С помощью Яндекса информацию можно искать на каком-то конкретном сайте. Это бывает полезно в том случае, если на нужном вам сайте нет встроенной поисковой системы.

Слайд 34

34 Правила задания условий поиска информации Для каждой поисковой системы существуют свои языки запросов. Логический язык запросов для Яндексапозволяет в режиме обычного поиска вводить в строку поиска дополнительные служебные команды, уточняющие требования. Используйте знаки "+" и "-". Чтобы исключить документы, где встречается определенное слово, поставьте перед ним знак минуса (-). И наоборот, чтобы определенное слово обязательно присутствовало в документе, поставьте перед ним плюс (+). Слово и знак плюс-минус должны быть написаны слитно.Например, если вы хотите узнать про аквариумных рыбок, но без продажи и разведения, то набираем в поисковой строке:«аквариумные рыбки -разведение -продажа».

Слайд 35

35 Поиск точного соответствия - знак "!". Искать по точной словоформе. Вы можете дать команду Яндексу не учитывать формы слов из запроса при поиске. Например, запрос!иванов найдет только страницы с упоминанием этой фамилии, а не города "Иваново". Поиск точной фразы – кавычки «». Помещать поисковый запрос в кавычки (например, «кто виноват и что делать») нужно только в том случае, если мы хотим найти фразу, на 100% совпадающую с текстом нашего запроса. Кавычки заставляют поисковый механизм отбирать лишь документы, в которых слова из запроса стоят в точно таком же порядке, в котором мы указали их в поисковом запросе. Если же кавычек нет, то по запросу «кто виноват и что делать» поисковая система может предложить нам страницу, содержащую фразу «кто виноват - тому и делать, что скажут» или же «ну и кто виноват, что Петр Петрович не умеет делать пельмени». Формально при этом поисковая система справится со своей работой, ведь в указанных отрывках есть все слова из введенной фразы. А то, что они стоят совсем не в том порядке, в котором нам нужно, - это уже другой вопрос, который и уточняется использованием кавычек.

Слайд 36

36 Условия отображения результата поиска информации Релевантность - это степень соответствия найденных документов нашему запросу. Например, в Яндексе его можно обнаружить внизу каждой веб-страницы, содержащей результаты поиска, сразу под набором цифр-ссылок. Оно используется в качестве параметра для функции «Отсортировано». Если страницы в результатах поиска сортируются по релевантности, это значит, что в самом начале указываются сайты с наибольшим уровнем соответствия вашему запросу, после них располагаются ресурсы с меньшим уровнем релевантности и т.д. Помимо параметра по релевантности, доступен также вариант по дате.

Слайд 37

37 ЭЛЕКТРОННАЯ ПОЧТА Электронной переписке свойственны особенности: общение носит межличностный или групповой характер; общение всегда опосредовано и дистантно (в роли посредников выступает компьютер и почтовая служба); по способу взаимодействия виртуальное общение может быть монологом либо диалогом; форма общения может быть письменная и устная (если общение идет с помощью звуковых речевых файлов, прикрепленных к письмам); стиль речи может быть как официально-деловой, так и любой другой, вплоть до разговорной речи и использования ненормативной лексики. Электронная почта по сравнению с бумажной почтой имеет некоторые преимущества: - мизерные затраты времени и денег на пересылку; - меньшее количество требуемых данных для успешной доставки; - возможность отправки вместе с письмом звуковых материалов; - возможность отправки одного письма сразу нескольким адресатам; - возможность переадресации писем и т.д.

Слайд 38

Слайд 39

Посмотреть все слайды

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

Современные технические средства информатизации и информационные системы на их основе характеризуются двумя основными свойствами.

Во-первых, они состоят из большого числа взаимосвязанных и взаимодействующих элементов, причем не обязательно одинаковой физической природы, объединенных общностью целей и задач функционирования в составе системы. Во-вторых, они отличаются сложностью процессов движения информации и поведения, что обусловлено большим числом взаимосвязанных функций, реализуемых техническими средствами и системами, случайным характером внешних воздействий, необходимостью функционирования в условиях априорной неопределенности и часто меняющихся обстоятельств.

Все технические средства информатизации в зависимости от выполняемых функций можно разделить на шесть групп (рис. 1.1):

• устройства ввода информации;
• устройства вывода информации;
• устройства обработки информации;
• устройства приема и передачи информации;
• устройства хранения информации;
• многофункциональные устройства.

Как следует из приведенной классификации, большая часть современных технических средств информатизации в той или иной мере связана с электронными вычислительными машинами, которые, по сути, объединяют множество технических средств, обеспечивающих автоматизированную обработку информации.

Например, устройства ввода и вывода (ввода/вывода) являются непременным и обязательным элементом любой ЭВМ, начи-

Рис. 1.1.

функциям ная с самой первой и заканчивая современными персональными компьютерами (ПК), поскольку именно эти устройства обеспечивают взаимодействие пользователя с вычислительной системой.

С одной стороны, пользователь вводит команды или данные в компьютер через устройства ввода для их обработки, с другой стороны, вычислительная система выдает пользователю результаты своей работы посредством устройств вывода.

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

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

Устройства передачи и приема информации (или устройства связи) являются непременными атрибутами современных информационных систем, которые все больше приобретают черты распределенных, т. е. таких, где информация хранится не в одном месте, а распределена в пределах некоторой сети, например, сети предприятия или глобальной сети Интернет. В зависимости от целого ряда параметров (тип линии связи, вид подключения, удаленность носителей информационных ресурсов и др.) используются различные устройства связи.

Модем (модулятор-демодулятор) - устройство, преобразующее информацию в вид, предназначенный для передачи по телефонным линиям связи. Внутренние модемы имеют РС1-интер- фейс и подключаются непосредственно к системной плате. Внешние модемы подключаются через порты СОМ или USB.

Модемы выполняют цифроаналоговое преобразование цифровых сигналов ПК для их передачи по телефонной линии связи или аналого-цифровое преобразование аналоговых сигналов в цифровые сигналы для обработки в компьютере. Скорость передачи данных по обычным телефонным каналам - 56 000 бит/с, однако поскольку перед отправлением осуществляется сжатие данных, реальная скорость передачи может превышать максимальную скорость модема.

Сетевой адаптер (сетевая плата) - электронное устройство, выполненное в виде платы расширения (может быть интегрирован в системную плату) с разъемом для подключения к линии связи. Сетевой адаптер используется в ПК при создании локальной компьютерной сети.

Средства хранения информации применяются для временного (непродолжительного) или длительного хранения обрабатываемой и накапливаемой информации и включают внутреннюю (машинную) и внешнюю память, которая в свою очередь классифицируется по ряду компонентов (рис. 1.2).

Рис. 1.2.

Стримеры применяются для создания архивов данных; на одной кассете с магнитной лентой хранится до нескольких сотен гигабайтов информации.

RAID-массив - это ряд сменных магнитных дисков, расположенных в одной стойке. Особенностью RAID-массива является то, что запись разных блоков одного и того же файла может идти параллельно на несколько дисков сразу. Более того, одни и те же данные могут одновременно записываться на несколько дисков (операция так называемого зеркалирования) для повышения надежности сохранения данных, причем самым различным образом.

RAID-массивы применяются в серверах в случаях, когда необходимо параллельно выполнять запись/считывание больших потоков данных для множества пользователей и обеспечивать высокую надежность их хранения.

Многофункциональные устройства появились сравнительно недавно. Отличительная особенность этих устройств заключается в сочетании целого ряда функций (например, сканирование и печать или печать и брошюровка печатных копий, и т. д.), автоматизирующих действия пользователя. К многофункциональным устройствам относятся издательские системы, устройства копирования и размножения информации.

Общая организация узлов и устройств ЭВМ представлена на рис. 1.3.

Основой архитектуры современных компьютеров является магистрально-модульный принцип построения. Здесь все информационные и управляющие потоки между устройствами организуются с помощью шинной технологии.

В системную магистраль (системную шину) микропроцессорной системы входят три основные информационные шины: адреса, данных и управления.

Шина данных - это основная шина, ради которой и создается вся система. Количество ее разрядов (линий связи) определяет скорость и эффективность информационного обмена, а также максимально возможное количество команд. Шина данных всегда двунаправленная, так как предполагает передачу информации в обоих направлениях. Наиболее часто встречающийся тип выходного каскада для линий этой шины - выход с тремя состояниями.

Обычно шина данных имеет 8, 16, 32 или 64 разряда. Понятно, что за один цикл обмена по 64-разрядной шине может пере-

Рис. 1.3.

16 Глава 1. Информация и технические средства информатизации

даваться 8 байт информации, а по 8-разрядной - только 1 байт. Разрядность шины данных определяет разрядность всей магистрали. Например, когда говорят о 32-разрядной системной магистрали, подразумевается, что она имеет 32-разрядную шину данных.

Шина адреса - вторая по важности шина, которая определяет допустимый объем памяти и, следовательно, максимально возможные размер программы и объем запоминаемых данных. Количество адресов, обеспечиваемых шиной адреса, определяется как 2 N , где N - количество разрядов. Например, 16-разрядная шина адреса обеспечивает 65 536 адресов. Разрядность шины адреса обычно кратна четырем и может достигать 32 и даже 64. Шина адреса бывает однонаправленной (когда магистралью управляет только процессор) или двунаправленной (когда процессор может временно передавать управление магистралью другому устройству, например контроллеру прямого доступа к памяти).

Как в шине данных, так и в шине адреса может использоваться положительная или отрицательная логика. При положительной логике высокий уровень напряжения соответствует логической единице на соответствующей линии связи, низкий - логическому нулю, а при отрицательной логике, наоборот.

Шина управления - это вспомогательная шина, управляющие сигналы на которой определяют тип текущего цикла и фиксируют моменты времени, соответствующие разным частям или стадиям цикла. Кроме того, управляющие сигналы обеспечивают согласование работы процессора (или другого хозяина магистрали, задатчика в режиме «master-slave», что в переводе означает «хозяин-раб»). Управляющие сигналы также обслуживают запрос и предоставление прерываний, запрос и предоставление прямого доступа.

Сигналы шины управления передаются как в положительной логике (довольно редко), так и в отрицательной логике (чаще). Линии шины управления бывают одно- и двунаправленными. Типы выходных каскадов соответственно производят с двумя состояниями (для однонаправленных линий), с тремя состояниями (для двунаправленных линий), с открытым коллектором (для двунаправленных и мультиплексированных линий).

Для снижения общего количества линий связи магистрали часто применяется мультиплексирование шин адреса и данных, т. е. одни и те же линии связи используются в разные моменты времени для передачи как адреса, так и данных (в начале цикла -

Рис. 1.4. Технические средства информатизации адрес, в конце цикла - данные). Для фиксации этих моментов (стробирования) служат специальные сигналы на шине управления. Понятно, что мультиплексированная шина адреса/данных обеспечивает меньшую скорость обмена, требует более длительного цикла обмена. По типу шины адреса и шины данных все магистрали также делятся на мультиплексированные и ^мультиплексированные.

Современные технические средства информатизации (рис. 1.4) в общем случае можно представить в виде информационно-вычислительного комплекса, содержащего компьютер с его основными конструктивными элементами, а также периферийные устройства.

При дальнейшем изложении материала технические средства информатизации будут рассмотрены подробнее.

Контрольные вопросы

• 1. Назовите основные подходы к определению понятия «информация».
• 2. Укажите формы представления информации.
• 3. Перечислите основные операции с данными. В чем они заключаются?
• 4. В чем заключается суть двоичного представления данных?
• 5. Перечислите единицы измерения данных для представления в ЭВМ.
• 6. Перечислите отличительные свойства современных технических средств информатизации.
• 7. На какие основные группы делятся современные технические средства информатизации?
• 8. Охарактеризуйте средства хранения информации. По каким компонентам классифицируются внутренняя и внешняя память?
• 9. Опишите магистрально-модульный принцип организации аппаратных компонентов компьютеров.
• 10. Перечислите конструктивные элементы средств вычислительной техники.
• 11. На какие группы делятся периферийные устройства вычислительной техники? Что к ним относится?