Защита - кто, и каким образом может получить доступ к файлу (пользователи, группы, чтение/запись). Используются в Windows и UNIX.

Вопрос №1.

 

Информатика - это комплексная, техническая наука, которая систематизирует приемы создания, сохранения, воспроизведения, обработки и передачи данных средствами вычислительной техники, а также принципы функционирования этих средств и методы управления ними. Термин "информатика" происходит от французского слова Informatique и образован из двух слов: информация и автоматика. Этот термин введен во Франции в середине 60-х лет XX ст., когда началось широкое использование вычислительной техники. Тогда в англоязычных странах вошел в употребление термин "Computer Science" для обозначения науки о преобразовании информации, которая базируется на использовании вычислительной техники.

В свое время Е.П. Ершов определил информатику так:

 

Информатика - это находящаяся в процессе становления наука, изучающая законы и методы накопления, передачи и обработки информации с помощью ЭВМ, а также область человеческой деятельности, связанная с применением ЭВМ.

 

С разработкой первых ЭВМ принято связывать возникновение информатики как науки, начало ее истории. Сам термин «информатика» появился благодаря развитию вычислительной техники, и поначалу под ним понималась наука о вычислениях (первые ЭВМ большей частью использовались для проведения числовых расчетов). Сам термин «информатика» появился благодаря развитию вычислительной техники, и поначалу под ним понималась наука о вычислениях (первые ЭВМ большей частью использовались для проведения числовых расчетов).

Основные направления информатики:

Теоретическую информатика

Кибернетика

Программирование

Искусственный интеллект

Информационные системы

Вычислительную техника

Информатику в природе и общества

 

Предмет информатики составляют следующие понятия:

 

· Аппаратное обеспечение средств вычислительной техники;

 

· Программное обеспечение средств вычислительной техники;

 

· Средства взаимодействия аппаратного и программного обеспечения;

 

· Средства взаимодействия человека с аппаратным и программным обеспечением.

 

Особое внимание уделяется вопросам взаимодействия, для этого вводится понятие интерфейса. Методы и средства взаимодействия человека с аппаратными и программными средствами называют пользовательским интерфейсом. Существуют аппаратные, программные и аппаратно-программные интерфейсы.

 

Вопрос №2.

Слово «информация» происходит от латинского слова informatio,что в переводе означает сведение, разъяснение, ознакомление.

 

 

Сигнал представляет собой любой процесс, несущий информацию.

Данные — это информация, представленная в формализованном виде и предназначенная для обработки ее техническими средствами, например, ЭВМ.

 

Регистрация сигналов: Все виды энергообмена сопровождаются появлением сигналов. Сигналы можно регистрировать. Результат регистрации сигналов информатика рассматривает как данные.

 

Да́нные - представление фактов и идей в формализованном виде, пригодном для передачи и обработки в некотором информационном процессе.

 

Метод - систематизированная совокупность шагов, действий, которые необходимо предпринять, чтобы решить определённую задачу или достичь определённой цели.

 

Основные виды информации:

· графическая или изобразительная

· звуковая

· Текстовая

· Числовая

· Видеоинформация

 

Свойства информации:

· Объективность информации.

· Достоверность информации.

· Полнота информации.

· Точность информации

· Актуальность информации

· Полезность (ценность) информации

 

 

Вопрос №3.

 

Информационный процесс — процесс получения, создания, сбора, обработки, накопления, хранения, поиска, распространения и использования информации.

 

Различают три вида информационных процессов: хранение информации, передача и обработка.

 

Хранение. В первую очередь здесь речь идет о носителях информации - физической среде или объектах. Относительно каждого объекта можно различать внутреннюю память и внешнюю. Например, для компьютера внутренняя - это оперативная память, а внешняя - это жесткий диск, флеш-карты, диски и др., а для человека внутренняя память - это мозг, а внешняя - все остальное.

 

Передача. В процессе передачи информации в первую очередь используются источник и приемник. Источник информации может быть каким угодно: телевизор, книжка, надпись на стене. Приемником тоже может являться не только человек. Например, телевизор получает информацию через антенну.

 

Обработка информации может быть самой различной - от отсеивания лишней информации до декодирования. Но в любом случае есть исходная, конечная информация и исполнитель обработки.

 

Источник информации => Сигнала S1 – Восприятие(сбор) – Сигнал S2 – Передача – Сигнал S3 –Обработка - хранение

- сигнал S4 – Передача – Сигнал S5 – Представление(воздействие) – Сигнал S6 – Потребитель информации

 

 

Вопрос №4.

 

данные- представление фактов и идей в формализованном виде, пригодном для передачи и обработки в некотором информационном процессе.. виды носителей данных: Бумага, лазерные диски. флеш-диски, магнитные диски, магнитные ленты, фоографии. Св-ва носит: 1.Плотность записи. 2 Динамический диапазон. Основные операц. с данн: 1. Сбор данных, 2. формализация данных. 3. фильтрация данн. 4. Сортировка данн. 5. Группировка данн. по задан. признаку. 6. архивация данн. 7. защита данн. 8. Транспортировка данн. 9. преобразование данных.

 

Вопрос №5.

Кодирование – способ представления информации.

двоичная форма кодирования: в записи любой информации в виде последовательности только двух символов. Каждая такая последовательность называется двоичным кодом. Недостаток двоичного кодирования – длинные коды. Но в технике легче иметь дело с большим числом простых однотипных элементов, чем с небольшим числом сложных.

В информационных документах широко используются не только русские, но и латинские буквы, цифры, математические знаки и другие специальные знаки, всего их количество составляет примерно 200-250 символов. Поэтому для кодировки всех указанных символов используется восьмиразрядная последовательность цифр 0 и 1. Таким образом, текстовая информация кодируется с помощью кодовой таблицы.

 

Кодовая таблица – это внутреннее преставление символов в компьютере. Во всем мире в качестве стандарта принята таблица ASCII – Американский стандартный код для обмена информацией. Для хранения двоичного кода одного символа выделен 1 байт = 8 бит.

 

Следует отметить, что указанный способ кодирования используется тогда, когда к нему не предъявляются дополнительные требования, такие как необходимость указать на возникшую ошибку, исправление ошибки, секретность информации. При специальном кодировании коды получаются длиннее, чем в указанной таблице.

Числовая информация – переводится в двоичную систему.

Для представления графической информации в двоичной форме используется так называемый поточечный способ. На первом этапе вертикальными и горизонтальными линиями делят изображение. Чем больше при этом получилось квадратов, тем точнее будет передана информация о картинке. Как известно из физики, любой цвет может быть представлен в виде суммы различной яркости зеленого, синего, красного цветов. Поэтому информация о каждой клетке должна содержать кодировку значения яркости и количеств зеленого, синего и красного компонентов. Таким образом кодируется растровое изображение – изображение, разбитое на отдельные точки. Объем растрового изображения определяется умножением количества точек на рисунке на информационный объем одной точки, который зависит от количества возможных цветов отображения (для черно-белого изображения информационный объем одной точки равен 1 биту и кодируется двумя цифрами – 0 или 1). Разные цвета и их оттенки получаются за счет наличия или отсутствия трех основных цветов – красного, синего, зеленого и их яркости. Каждая точка на экране кодируется с помощью 4 битов.

 

Векторное изображение кодируется разбиением рисунка на элементарные отрезки, геометрические фигуры и дуги. Положение этих элементарных объектов определяется координатами точек. Для каждой линии указывается ее тип (сплошная, пунктирная, штрих- пунктирная), толщина и цвет. Информация о векторном изображении кодируется как обычная буквенно-цифровая и обрабатывается специальными программами.

Звуковая информация может быть представлена последовательностью элементарных звуков и пауз между ними. Вывод звуков из компьютера осуществляется синтезатором речи, который считывает из памяти хранящийся код звука. Речь человека имеет большое разнообразие оттенков, поэтому каждое произнесенное слово должно сравниваться с предварительно занесенным в память компьютера эталоном, и при их совпадении происходит его распознавание и запись

Вопрос №6.

Единица измерения инфы – бит. Бит - количество информации, содержащейся в сообщении, которое вдвое уменьшает неопределенность знаний о чем-либо. Формула Хартли определяет количество информации, содержащееся в сообщении длины n. I = log2 N= nlog2. N=mn. где N — возможное количество различных сообщений; m — количество букв в алфавите; n — количество букв в сообщении; I — количество информации, бит. При алфавитном подходе к измерению информации количество информации зависит от т объёма текста и от мощности, а не от содержания. Мощность алфавита — полное число символов алфавита- N. Каждый символ несёт i бит информации; число i можно определить из уравнения: 2i = N.

Количество инфы, содержащееся в символьном сообщении, равно К х i, где К – число символов в тексте сообщения а i – информационн. вес символа. Где N – мощность используемого алфавита.

Вероятностный подход - Количество информации можно рассматривать как меру уменьшения неопределённости знания при получении информац. сообщений.

Для вычисления количества инфы в сообщении о неравновероятном событии используют следующую формулу: I=log2(1/p).где I – это количество инфы, р – вероятность события. Вероятность события выражается в долях единицы и вычисляется по формуле: р=K/N. где К – величина, показывающая сколько раз произошло интересующее нас событие, N – общее число возможных исходов какого-то процесса. Величина, характеризующая количество неопределенности в теории информации обозначается символом H и имеет название энтропия. Энтропия (H) – мера неопределенности, выраженная в битах. Формула Шеннона: где I - количество информации;N - количество возможных событий;рi - вероятность i-го события.

Вопрос№7. Первая революция связана с изобретением письменности.

Вторая (середина XVI в.) вызвана изобретением книгопечатания.

Третья (конец XIX в.) обусловлена изобретением электричества.

Четвертая (70-е гг. XX в.) связана с изобретением микропроцессорной технологии и появлением персональногокомпьютера.). Этот период характеризуют три фундаментальные инновации:

• переход от механических и электрических средств преобразования информации к электронным;

• миниатюризация всех узлов, устройств, приборов, машин;

• создание программно-управляемых устройств и процессов.

Сегодня мы переживаем пятую информационную революцию, связанную с формированием и развитием трансграничных глобальных информационно-телекоммуникационных сетей, охватывающих все страны и континенты, проникающих в каждый дом и воздействующих одновременно и на каждого человека в отдельности, и на огромные массы людей. Поколения ЭВМ: 1948 — 1958 гг., первое поколение ЭВМ. 1959 — 1967 гг., второе поколение ЭВМ. 1968 — 1973 гг., третье поколение ЭВМ. 1974 — 1982 гг., четвертое поколение ЭВМ.

вычислительная техника — вычислительная система, состоящая из аппаратных устройств и программного обеспечения, функционирующих в единой системе и предназначенных для решения задач

определенного класса. Компьютер - устройство или система, способное выполнять заданную, чётко определённую последовательность операций.

По размерам и функциональным возможностям все компьютеры можно разделить на 4 основных класса:

 

1) суперкомпьютеры - очень мощные, многопроцессорные, вычислительные машины, предназначенные для решения задач, требующих огромных объемов вычислений;

2) большие компьютеры (мейнфреймы) - многопользовательские, многопроцессорные, вычислительные машины, предназначенные для обработки больших объемов информации;

3) малые компьютеры - многопроцессорные вычислительные машины, занимающие промежуточное положение между мейнфреймами и ПК. Область применения - использование в крупных организациях и научных учреждениях, для которых недостаточно производительности обычных ПК;

4) микрокомпьютеры - включают несколько типов компьютеров:

4.1 ПК - однопользовательские микрокомпьютеры, выделяют две основные группы:

а) стационарныеб) портативные (ноутбуки, нетбуки, КПК)

4.2 рабочие станции - однопользовательские микрокомпьютеры, подключенные к компьютерной сети;

4.3 серверы - высокопроизводительные, многопользовательские микрокомпьютеры в вычислительных сетях.

Вопрос№8.

Вопрос 8

Блоки: I/O (ввода и вывода данных, монитор, клавиатура, мышь, принтер, модем, колонки, планшет, микрофон, камера, порты USB, привод DVD, и подобное). Блок процессора - вычислитель, по шине данных обменивается данными и использует оперативную память, содержит внутри зашитый список команд. Блок контроллеров памяти, прямой доступ DMA, южный мост - контроллеры накопителей и внешних контроллеров, видеоадаптер, аудиоконтроллер, микросхема BIOS, вроде все. Файловая система в данное время используется в основном NTFS, она позволяет сохранять файлы размером более 1 Гбайта. Для работы с файловой системой можно выделить программные продукты компаний Auslogics и Acronis, как наиболее качественные в своей сфере, позволяющие форматировать жесткие диски, создавать, удалять, перемещать разделы на накопителях, менять структуру файловых систем и решать проблемы с поврежденными секторами путем их скрытия (так называемый Remapping).

УВв-устройство ввода

УВыв-устройство вывода

ОЗУ- Оперативное запоминающее устройство

АЛУ- Арифметическо-логическое устройство

ВЗУ- Внешние запоминающие устройства

УУ- Устройство управления

Принципы фон Неймана

Использование двоичной системы счисления в вычислительных машинах. Преимущество перед десятичной системой счисления заключается в том, что устройства можно делать достаточно простыми, арифметические и логические операции в двоичной системе счисления также выполняются достаточно просто.

Программное управление ЭВМ. Работа ЭВМ контролируется программой, состоящей из набора команд. Команды выполняются последовательно друг за другом. Созданием машины с хранимой в памяти программой было положено начало тому, что мы сегодня называем программированием.

Память компьютера используется не только для хранения данных, но и программ. При этом и команды программы и данные кодируются в двоичной системе счисления, т.е. их способ записи одинаков. Поэтому в определенных ситуациях над командами можно выполнять те же действия, что и над данными.

Ячейки памяти ЭВМ имеют адреса, которые последовательно пронумерованы. В любой момент можно обратиться к любой ячейке памяти по ее адресу. Этот принцип открыл возможность использовать переменные в программировании.

Возможность условного перехода в процессе выполнения программы. Не смотря на то, что команды выполняются последовательно, в программах можно реализовать возможность перехода к любому участку кода.

Совместное использование шины для памяти программ и памяти данных приводит к узкому месту архитектуры фон Неймана, а именно ограничению пропускной способности между процессором и памятью по сравнению с объёмом памяти. Из-за того, что память программ и память данных не могут быть доступны в одно и то же время, пропускная способность является значительно меньшей, чем скорость, с которой процессор может работать. Это серьезно ограничивает эффективное быстродействие при использовании процессоров, необходимых для выполнения минимальной обработки на больших объёмах данных. Процессор постоянно вынужден ждать необходимых данных, которые будут переданы в память или из памяти. Так как скорость процессора и объём памяти увеличивались гораздо быстрее, чем пропускная способность между ними, узкое место стало большой проблемой, серьезность которой возрастает с каждым новым поколением процессоров.

Гарвардская архитектура

Гарвардская архитектура отличается от архитектуры фон Неймана тем, что программный код и данные хранятся в разной памяти. В такой архитектуре невозможны многие методы программирования (например, программа не может во время выполнения менять свой код; невозможно динамически перераспределять память между программным кодом и данными); зато гарвардская архитектура позволяет более эффективно выполнять работу в случае ограниченных ресурсов, поэтому она часто применяется во встраиваемых системах

Параллельная архитектура

Архитектура фон Неймана обладает тем недостатком, что она последовательная. Какой бы огромный массив данных ни требовалось обработать, каждый его байт должен будет пройти через центральный процессор, даже если над всеми байтами требуется провести одну и ту же операцию. Этот эффект называется узким горлышком фон Неймана.

Для преодоления этого недостатка предлагались и предлагаются архитектуры процессоров, которые называются параллельными. Параллельные процессоры используются в суперкомпьютерах.

Возможными вариантами параллельной архитектуры могут служить (по классификации Флинна):

SISD — один поток команд, один поток данных;

SIMD — один поток команд, много потоков данных;

MISD — много потоков команд, один поток данных;

MIMD — много потоков команд, много потоков данных.

Многопроцессорная архитектура компьютера

Многопроцессорная архитектура компьютера - архитектура компьютера, предусматривающая наличие в компьютере нескольких процессоров, что позволяет параллельно обрабатывать несколько потоков данных и несколько потоков команд.

 

Вопрос №9.

Архитектура ЭВМ - это общее описание структуры и функций ЭВМ на уровне, достаточном для понимания принципов работы и системы команд ЭВМ, не включающее деталей технического и физического устройства компьютера.

 

К архитектуре относятся следующие принципы построения ЭВМ:

1. структура памяти ЭВМ;

2. способы доступа к памяти и внешним устройствам;

3. возможность изменения конфигурации;

4. система команд;

5. форматы данных;

6. организация интерфейса.

 

Третье поколение выполнялось на микросхемах, содержавших на одной пластинке сотни или тысячи транзисторов. Пример машины третьего поколения - ЕС ЭВМ. Управление работой этих машин происходило с алфавитно-цифровых терминалов. Для управления использовались языки высокого уровня и Ассемблер. Данные и программы вводились как с терминала, так и с перфокарт и перфолент.

 

В первых ВМ третьего поколения использовались интегральные схемы с малой степенью интеграции.

 

В 1964 году Сеймур Крей (Seymour Cray,1925-1996) построил вычислительную систему CDC 6600, в архитектуру которой впервые был заложен функциональный параллелизм. Благодаря наличию 10 независимых функциональных блоков, способных работать параллельно, и 32 независимых модулей памяти удалось достичь быстродействия в 1 MFLOPS (миллион операций с плавающей запятой в секунду)

 

Первые машины 3-го поколения IBM 360 (ЕСЭВМ ряд1), IBM 370 (ЕСЭВМ ряд2). ЭВМ 3-го и последующих поколений развивались в Советском Союзе в рамках ЕСЭВМ. Основными устройствами этих ЭВМ являются:

 

1) Процессор;

 

2) ОЗУ;

 

3) Байт мультиплексный канал (БТК);

 

4) Блок мультиплексного канала (БЛК);

 

5) Селекторный канал (СК).

 

Функция каналов – управлять вводом-выводом. Процессор запускает работу канала, он запускает ввод-вывод и работает дальше.

 

Достоинства и недостатки архитектуры вычислительных машин и систем изначально зависят от способа соединения компонентов.

Схема ЭВМ 4-го поколения:

 

Системная шина представляет из себя совокупность сигнальных линий, объединённых по их назначению (данные, адреса, управление). Основной функцией системной шины является передача информации между базовым микропроцессором и остальными электронными компонентами компьютера.

 

Контроллер — устройство управления в электронике и вычислительной технике.

Системный контроллер — компонент чипсета, организующий взаимодействие процессора с оперативной памятью и формирующий компьютерную платформу.

 

 

В персональных компьютеров выделяют 2 части: аппаратную часть — Hardware и программное обеспечение Software. Иногда говорят еще о третьей части — Brainware — интеллекте пользователя, способного эффективно использовать как Hardware, так и Software. Описанное как ниже, так и выше пока касается только Hardware.

 

В состав Персонального Компьютера входят:

 

Системный блок;

Монитор;

Клавиатура;

Мышь (стандартная конфигурация ПК).

 

Любой компьютер содержит:

 

Арифметико-логическое устройство (АЛУ)

Запоминающее устройство (память),

Управляющее устройство

Устройство ввода-вывода информации (УВВ) и имеет программу, хранимую в его памяти (архитектура Джона фон Неймана).

 

Материнская плата — главная плата компьютера, по-английски она так и называется main board. Материнская плата помещается внутри системного блока и несет на себе основные компоненты персонального компьютера: центральный процессор, оперативную память, видеоадаптер и т.д.

 

На плате всегда расположена пара микросхем системный логики — северный и южный мост. Их еще называют чипсет(chipset). Северный мост (North bridge) — отвечает за работу процессора, оперативной памяти и графического адаптера. Южный мост (South bridge) — отвечает за работу периферийных устройств, содержит контроллер шин PCI и USB, аудио контроллер, контроллер сети ethernet, контроллер жестких дисков. Микросхемы северного и южного мостов объединены между собой внутренней шиной данных. Они обычно нагреваются, поэтому сверху накрыты радиаторами.

Вопрос №10. процессор - это центральное устройство компьютера, которое выполняет операции по обработке данных и управляет периферийными устройствами компьютера. У компьютеров четвёртого поколения и старше функции центрального процессора выполняет микропроцессор на основе СБИС, содержащей несколько миллионов элементов, конструктивно созданный на полупроводниковом кристалле путём применения сложной микроэлектронной технологии.

 

В состав центрального процессора входят:

 

устройство управления (УУ);

арифметико-логическое устройство (АЛУ);

запоминающее устройство (ЗУ) на основе регистров процессорной памяти и кэш-памяти процессора;

генератор тактовой частоты (ГТЧ).

 

Устройство управления организует процесс выполнения программ и координирует взаимодействие всех устройств ЭВМ во время её работы.

Арифметико-логическое устройство выполняет арифметические и логические операции над данными: сложение, вычитание, умножение, деление, сравнение и др.

 

Запоминающее устройство - это внутренняя память процессора. Регистры служит промежуточной быстрой памятью, используя которые, процессор выполняет расчёты и сохраняет промежуточные результаты. Для ускорения работы с оперативной памятью используется кэш-память, в которую с опережением подкачиваются команды и данные из оперативной памяти, необходимые процессору для последующих операций.

 

Генератор тактовой частоты генерирует электрические импульсы, синхронизирующие работу всех узлов компьютера. В ритме ГТЧ работает центральный процессор.Работа процессора

Работает процессор под управлением программы, находящейся в оперативной памяти.

Блок управления помимо прочего отвечает за вызов очередной команды и определение ее типа.

Арифметико-логическое устройство, получив данные и команду, выполняет указанную операцию и записывает результат в один из свободных регистров.

Текущая команда находится в специально для нее отведенном регистре команд. В процессе работы с текущей командой увеличивается значение так называемого счетчика команд, который теперь указывает на следующую команду (если, конечно, не было команды перехода или останова).

Часто команду представляют как структуру, состоящую из записи операции (которую требуется выполнить) и адресов ячеек исходных данных и результата. По адресам указанным в команде берутся данные и помещаются в обычные регистры (в смысле не в регистр команды), получившийся результат тоже сначала оказывается в регистре, а уж потом перемещается по своему адресу, указанному в команде.

К основным характеристикам процессора относятся:

 

Быстродействие (вычислительная мощность) – это среднее число операций процессора в секунду.

Тактовая частота в МГц. Тактовая равна количеству тактов в секунду. Такт - это промежуток времени между началом подачи текущего импульса ГТЧ и началом подачи следующего. Характерные тактовые частоты микропроцессоров: 40 МГц, 66 МГц, 100 МГц, 130 МГц, 166 МГц, 200 МГц, 333 МГц, 400 МГц, 600 МГц, 800 МГц, 1000 МГц и т. д. До 3ГГц Тактовая частота отражает уровень промышленной технологии, по которой изготавливался данный процессор. Она также характеризирует и компьютер, поэтому по названию модели микропроцессора можно составить достаточно полное представление о том, к какому классу принадлежит компьютер. Поэтому часто компьютерам дают имена микропроцессоров, входящих в их состав. Ниже приведены названия наиболее массовых процессоров, выпущенных фирмой Intel и годы их создания: 8080 (1974 г.), 80286 (1982 г.), 80386DX (1985 г.), 80486DX (1989 г.), 80586 или Pentium (1993 г.), Pentium Pro (1995 г.), Pentium II (1997 г.), Pentium III (1999 г.), Pentium IV (2001 г.). Как видно, увеличение частоты – одна из основных тенденций развития микропроцессоров. На рынке массовых компьютеров лидирующее место среди производителей процессоров занимают 2 фирмы: Intel и AMD. За ними закрепилось базовое название, переходящее от модели к модели. У Intel – это Pentium и модель с урезанной кэш-памятью Pentium Celeron; у AMD – это Athlon и модель с урезанной кэш-памятью Duron.

Разрядность процессора - это максимальное количество бит информации, которые могут обрабатываться и передаваться процессором одновременно. Разрядность процессора определяется разрядностью регистров, в которые помещаются обрабатываемые данные. Например, если регистр имеет разрядность 2 байта, то разрядность процессора равна 16 (2x8); если 4 байта, то 32; если 8 байтов, то 64.

Для пользователей процессор интересен прежде всего своей системой команд и скоростью их выполнения. Система команд процессора представляет собой набор отдельных операций, которые может выполнить процессор данного типа. Разные модели микропроцессоров выполняют одни и те же операции за разное число тактов. Чем выше модель микропроцессора, тем, как правило, меньше тактов требуется для выполнения одних и тех же операций.

 

Для математических вычислений к основному микропроцессору добавляют математический сопроцессор. Начиная с модели 80486DX процессор и сопроцессор выполняют на одном кристалле.

Кэш-память (МГ/КБ): Область временного хранения часто используемых данных или информации, доступ к которой осуществлялся недавно. Хранение данных в кэш-памяти повышает скорость работы компьютера. Объем кэш-памяти измеряется в мегабайтах (МБ) или килобайтах (КБ).

 

Системная шина: Магистраль, соединяющая процессор и другие ключевые компоненты системы, такие как контроллер-концентратор памяти. Частота системной шины измеряется в ГГц или МГц

Физическая память, к которой процессор имеет доступ по шине адреса, называется оперативной памятью (или оперативным запоминающим устройством — ОЗУ). На самом нижнем уровне память компьютера можно рассматривать как массив битов. У бита два устойчивых состояния - 0 и 1. Но адресовать каждый бит сложно, так как их очень много. А вот байты адресуются, поэтому каждый байт имеет уникальный адрес, называемый физическим. Байт (BYTE) в командах обозначается суффиксом B (db, byte ptr). Он состоит из восьми бит. Выделяют также слово. Это последовательность из двух байтов, расположенная по чётному адресу. Слово (WORD)в командах обозначается суффиксом W (dw, word ptr). Таким образом, все слова имеют чётные адреса и не перекрывают друг друга. Слово записывается в память побайтово. Слово в памяти располагается младшим байтом вперед. Например, при записи слова 0x01F5 произойдёт следующее: сначала запишется байт 0xF5, а затем - байт 0x01. Поэтому, если записать слово в ОП, а потом считать его как пару байт, то эти байты нужно будет переставить местами. Верно и обратное: если по адресу 0x2A00 (к примеру) записать байт 0xAA, a следом за ним записать байт 0xBB, а затем считать с адреса 0x2A00 слово в регистр AX (к примеру), то значением регистра AX будет 0xBBAA. Сделать это можно следующими командами:

 

Двойное слово (DOUBLE WORD) - это последовательность из двух слов. В командах двойное слово обозначается суффиксом D (dd, dword ptr). Двойное слово начинается с адресов кратных четырем.

Они также не перекрывают друг друга. Запись байтов двойного слова, как и в случае со словом, производится от младшего байта к старшему (если запись производить из 4-байтовых регистров, eax, ebx, …).

 

Четверное слово (QUARTER WORD) - это последовательность из четырёх слов. В командах обозначается суффиксом Q (dq, qword ptr). Четверное слово адресуется с адресов кратных восьми. Они также не перекрывают друг друга.

 

Параграф – это последовательность из 16 байтов, или 8 слов, или 4 двойных слов. Параграф начинается с адресов кратных шестнадцати. Параграфы не перекрывают друг друга.

 

Адресное пространство – это максимальное количество байтов в ОП.

В I8086 m=20. Процессор I8086 мог адресовать 1 Мб памяти. 220 - 1 = 210 x 210 = 1024 x 1024 - 1 = 1 (Мегабайт адресов: 0... 1 048 575). При этом возникла проблема: разрядность адресов 20, а разрядность регистров 16 (они накрывают 216 байт = 64 Кб). Проблема была решена с помощью механизма сегментации.

 

Ввели сегмент, порцию информации размером 64 Кб. Сегменты начинаются с параграфа (с адресов, кратных 16-ти) и перекрывают друг друга. Каждый сегмент содержит 4096 параграфов, и значит, что в нём лежат начала 4095-ти других сегментов. Для каждого байта данных можно определить канонический сегмент. Им будет тот сегмент, адрес начала которого находится на минимальном смещении от адреса этого байта. Аналогично канонический сегмент определяется для слова и двойного слова. Также можно сказать так: сегмент, начинающийся с параграфа, которому принадлежит данный байт (слово, двойное слово), является для него каноническим.

 

Физический адрес – адрес любого байта в адресном пространстве. Разрядность 20. Эффективный адрес – адрес байта внутри сегмента. Разрядность 16. Адрес сегмента – номер некоторого параграфа. Разрядность 16. Сегментные регистры хранят адреса сегментов, на рисунке выше приведены их возможные значения.

Вопрос№11.

Принцип открытой архитектуры заключается в следующем:

Регламентируются и стандартизируются только описание принципа действия компьютера и его конфигурация (определённая совокупность аппаратных средств и соединений между ними). Таким образом компьютер можно собирать из отдельных узлов и деталей, разработанных и изготовленных независимыми фирмами-производителями.

Компьютер легко расширяется и модернизируется за счёт наличия внутренних расширительных гнёзд, в которые пользователь может вставлять разнообразные устройства, и, тем самым устанавливать конфигурацию своей машины в соответствии со своими личными предпочтениями.

Внутренняя память

Внутренняя память компьютера предназначена для оперативной обработки данных. Она является более быстрой, чем внешняя память, что соответствует принципу иерархии памяти, выдвинутому в проекте Принстонской машины. Следуя этому принципу, можно выделить уровни иерархии и во внутренней памяти.

Выделяют следующие виды внутренней памяти:

оперативная. В нее помещаются программы для выполнения и данные для работы программы, которые используются микропроцессором. Она обладает большим быстродействием и является энергозависимой. Обозначается RAM - Random Access Memory -память с произвольным доступом;

кэш-память (от англ. caсhe – тайник). Она служит буфером между RAM и микропроцессором и позволяет увеличить скорость выполнения операций, т.к. является сверхбыстродействующей. В нее помещаются данные, которые процессор получил и будет использовать в ближайшие такты своей работы. Эта память хранит копии наиболее часто используемых участков RAM. При обращении микропроцессора к памяти сначала ищутся данные в кэш-памяти, а затем, если остается необходимость, в оперативной памяти;

постоянная память - BIOS (Basic Input-Output System). В нее данные занесены при изготовлении компьютера. Обозначается ROM - Read Only Memory. Хранит:

программы для проверки оборудования при загрузке операционной системы;

программы начала загрузки операционной системы;

программы по выполнению базовых функций по обслуживанию устройств компьютера;

программу настройки конфигурации компьютера - Setup. Позволяет установить характеристики: типы видеоконтроллера, жестких дисков и дисководов для дискет, режимы работы с RAM, запрос пароля при загрузке и т.д;

полупостоянная память - CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor). Хранит параметры конфигурации компьютера. Обладает низким энергопотреблением, потому не изменяется при выключении компьютера, т.к. питается от аккумулятора;

видеопамять. Используется для хранения видеоизображения, выводимого на экран. Входит в состав видеоконтроллера.

CMOS (полупостоянная память). Эта память обычно выполняется по технологии, обладающей низким энергопотреблением. Содержимое CMOS -памяти не изменяется при выключении энергопитания компьютера, поскольку для ее электропитания используется специальный аккумулятор.

 

Видеопамять. Еще один вид памяти в компьютерах это видеопамять, то есть память, используемая для хранения изображения, выводимого на экран монитора. Эта память обычно входит в состав видеоконтроллера - электронной схемы, управляющей выводом изображения на экран.

 

Флеш-памятью (англ. Flash-Memory) называют разновидность твердотельной полупроводниковой энергонезависимой перезаписываемой памяти (ПППЗУ). Считывать из такой памяти можно неограниченное число раз в пределах срока хранения данных, который составляет от 10 до 100 лет. А вот количество циклов записи в такую память ограничено: около миллиона циклов.

 

RAM (Random Access Memory) - оперативная память устройств с произвольным доступом. Память вкоторой временно хранятся данные и команды, необходимые процессору для выполнения им операции. Обязательным условием является адресуемость. Каждое слово имеет индивидуальный адрес.

 

Вопрос №12.

Накопители на жёстких магнитных дисках (винчестеры, НЖМД) - несъемные жесткие магнитные диски. Ёмкость совр