Технические средства реализации информационных процессов

ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА РЕАЛИЗАЦИИ ИНФОРМАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ

Состав и назначение основных элементов персонального компьютера

Архитектура классической ЭВМ

Основы построения электронных вычислительных машин в их современном понимании были заложены в 30-е – 40-е годы прошлого века видными учеными: английским математиком Аланом Тьюрингом и американцем венгерского происхождения Джоном (Яношем) Нейманом.

Машина Тьюринга не стала реально действующим устройством, однако до настоящего времени постоянно используется в качестве основной модели для выяснения сущности таких понятий, как «вычислительный процесс», «алгоритм», а также для выяснения связи между алгоритмом и вычислительными машинами.

В 1946 году Джоном Нейманом на летней сессии Пенсильванского университета был распространен отчет, заложивший основы развития вычислительной техники на несколько десятилетий вперед. Последующий опыт разработки ЭВМ показал правильность основных выводов Неймана, которые в последующие годы развивались и уточнялись. Основные рекомендации, предложенные Нейманом для разработчиков ЭВМ, следующие:

1. Машины на электронных элементах должны работать не в десятичной, а в двоичной системе счисления.

2. Программа должна размещаться в одном из блоков машины – в запоминающем устройстве (ЗУ), обладающем достаточной емкостью и соответствующими скоростями выборки и записи команд программы.

3. Программа так же, как и числа, с которыми оперирует машина, представляется в двоичном коде. Таким образом, по форме представления команды и числа однотипны. Это обстоятельство приводит к следующим важным последствиям:

- промежуточные результаты вычислений, константы и другие числа могут размещаться в том же ЗУ, что и программа;

- числовая форма записи программы позволяет машине производить операции над величинами, которыми закодированы команды программы.

4. Арифметические устройства машины конструируются на основе схем, выполняющих операцию сложения. Создание специальных устройств для вычисления других операций нецелесообразно.

5. В машине используется параллельный принцип организации вычислительного процесса (операции над словами производятся одновременно по всем разрядам).

Архитектура компьютера обычно определяется совокупностью ее свойств, существенных для пользователя. Основное внимание при этом уделяется структуре и функциональным возможностям машины, которые можно разделить на основные и дополнительные.

Основные функции определяют назначение ЭВМ: обработка и хранение информации, обмен информацией с внешними объектами. Дополнительные функции повышают эффективность выполнения основных функций: обеспечивают эффективные режимы ее работы, диалог с пользователем, высокую надежность и др. Названные функции ЭВМ реализуются с помощью ее компонентов: аппаратных и программных средств.

Персональный компьютер – это настольная или переносная ЭВМ, удовлетворяющая требованиям общедоступности и универсальности применения.

 

 

Базовая конфигурация ПК

Конструктивно ПК выполнены в виде центрального системного блока, к которому через разъемы подключаются внешние устройства: дополнительные устройства памяти, клавиатура, дисплей, принтер и др.

Системный блок обычно включает в себя системную плату, блок питания, накопители на дисках, разъемы для дополнительных устройств и платы расширения с контроллерами – адаптерами внешних устройств.

На системной плате (чаще ее называют материнской платой – Mother Board), как правило, размещаются:

- микропроцессор;

- математический сопроцессор;

- генератор тактовых импульсов;

- блоки (микросхемы) ОЗУ и ПЗУ;

- адаптеры клавиатуры, НЖМД и НГМД;

- таймер и др.

 

 

Центральный процессор

Микропроцессор (МП)(центральный процессор – Central Processing Unit (CPU)) – функционально законченное программно-управляемое устройство обработки информации, выполненное в виде одной или нескольких больших или сверхбольших интегральных схем. Процессор – это «мозг» ПК. Он решает все общие вычислительные задачи и согласовывает работу памяти, видеоадаптера, дисковых накопителей и других компонентов системы. Процессор – это необычайно сложная микросхема, подключающаяся на большинстве ПК непосредственно к материнской плате, но иногда устанавливаемая и на дочерней плате, которая, в свою очередь, подключается к материнской посредством специализированного слота.

МП выполняет следующие функции:

- чтение и дешифрацию команд из основной памяти;

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

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

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

- выработку управляющих сигналов для всех прочих узлов и блоков ПК.

Разрядность шины данных МП определяет разрядность ПК в целом; разрядность шины адреса МП – его адресное пространство.

 

Запоминающие устройства ПК

Основная (системная) память

 

Основная память содержит оперативное (RAM – random access memory – память с произвольным доступом) и постоянное (ROM – read only memory) запоминающие устройства.

Кэш-память

Одним из революционных технических решений в компьютерном мире стало изобретение кэш-памяти. Это быстрая (или даже сверхбыстрая) память хранит набор наиболее важных команд микропроцессора или данных и обеспечивает упреждающий вызов нужных команд и данных. Вначале она применялась в больших ЭВМ, а затем появилась в персональных компьютерах и даже была включена в кристалл микропроцессоров нового поколения, начиная с 486-х.

Кэш-память – это буферная, не доступная для пользователя быстродействующая память, автоматически используемая компьютером для ускорения операций с информацией, хранящейся в более медленно действующих запоминающих устройствах. В нее загружаются коды команд микропроцессора или данные, которые часто используются в работе микропроцессора.

Упреждение основано на том, что многие команды микропроцессора заранее предполагают какие-то действия. Например, прежде чем выполнить арифметическую операцию, нужно вывести данные из определенных регистров микропроцессора. На этом и основано действие кэш-памяти. Если востребованная команда или данные находятся в кэш-памяти, то говорят о попадании запроса. В этом случае команда или данные быстро извлекаются из кэш-памяти (гораздо быстрее, чем из ОЗУ или накопителя). При этом процессор не тратит времени на ожидание. Если происходит пропуск, то команда или данное изымается из ОЗУ в обычном порядке, что замедляет работу микропроцессора и приводит к тактам ожидания.

Система кэш-памяти имеет ряд уровней. В современных компьютерах обязательно имеется хотя бы один уровень кэш-памяти, чаще всего их два, а иногда бывает и три.

Первый уровень L1 – сверхбыстрая кэш-память небольшого объема, встроенная в кристалл самого микропроцессора. Кэш-память микропроцессора очень быстрая (время доступа – несколько наносекунд), поэтому эффективность ее весьма высока, хотя объем этой памяти невелик – от 4 до 32 Кбайтов у разных типов микропроцессоров. Для ускорения операций кэширования у большинства микропроцессоров используются две области кэш-памяти – отдельно для данных и для команд. Количество и тип кэш-памяти L1 зависят от процессора, который установлен в ПК, и нельзя изменить ее параметры, не поменяв процессор.

Второй уровень кэширования L2 – внешняя кэш-память. На материнскую плату устанавливаются микросхемы быстрой статической кэш-памяти с временем доступа 10-20 нс (для сравнения – динамическое ОЗУ имеет время доступа 50-100 нс). Хотя они не столь быстры, как элементы кэш-памяти микропроцессора, у них есть важное преимущество – существенно больший объем памяти, достигающий 256-512 Кбайт у наиболее мощных ПК и меньше – у менее мощных. В такой кэш помещаются целые программы или их крупные фрагменты. Объем КЭШа, установленного на материнской плате, можно увеличить, добавив новые микросхемы, тогда как интегрированный кэш (в системах Celeron, Pentium II/III/4, Athlon/Duron) модернизации не подлежит.

Третий уровень кэширования – кэш-память некоторых периферийных устройств. Чаще всего она применяется в контроллерах жесткого диска, поскольку такие диски обмениваются с ПК большими объемами информации. Такое кэширование носит частный характер. Например, контроллеры дисков с кэшированием резко сокращают время поиска информации на диске, но никоим образом не влияют на скорость обмена информацией между микропроцессором и ОЗУ.

Кэш-память программно недоступна. Для обращения к ней используют аппаратные средства процессора и компьютера.

Отмечено, что наличие кэш-памяти емкостью 256 Кбайт увеличивает производительность ПК примерно на 20%.

Включают или отключат кэш-память в разделе настройки параметров чипсета (Chipset Setup) программы CMOS Setup.

Внешняя память

Рис. Винчестер: внешний вид (слева) и со снятой крышкой (справа)

Рис. Флэш-память

Рис. Материнская плата

Память

DIMM (Dual Inline Memory Module) - модуль памяти с контактами в два ряда.

DRAM (Dynamic Random Access Memory) - динамическая память с произвольным доступом к ячейке.

SDRAM (Synchronous Dynamic RAM) - синхронная динамическая память с произвольным доступом; была разработана для синхронизации работы памяти с частотой процессорной шины. Основана на стандартной DRAM, но при этом скорость работы значительно быстрее - до 4 раз.

DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM) - память SDRAM с удвоенной пропускной способностью шины. На сегодняшний день является стандартом "де-факто" для платформы Wintel.

PC2100 (то же, что DDR266) - стандартные обозначения модулей памяти DDR SDRAM, способных работать на частоте шины 266 МГц (133х2), с максимальной пропускной способностью 2.1 Гбайт/с. Оба обозначения абсолютно равноправны с той точки зрения, что в первом случае имеется в виду пропускная способность модуля, во втором - частота работы шины.

PC2700 (то же, что DDR333) - стандартные обозначения модулей памяти DDR SDRAM, способных работать на частоте шины 333 МГц (166х2), с максимальной пропускной способностью 2,7 Гбайт/с.

PC3200 (то же, что DDR400) - стандартные обозначения модулей памяти DDR SDRAM, способных работать на частоте шины 400 МГц (200х2), с максимальной пропускной способностью 3.2 Гбайт/с.

PC3500, PC4000 (то же, что DDR354 и DDR500) - обозначение модулей памяти DDR SDRAM, способных работать на частотах шины 454 МГц (227х2) и 500 МГц (250х2), с максимальной пропускной способностью 3,5 Гбайт/с и 4 Гбайт/с соответственно. Стандарты не являются официально принятыми и используются некоторыми производителями для обозначения модулей, способных гарантированно работать на повышенных частотах.

Двухканальная память - стандартные 64-битные модули DDR, устанавливаемые парами для работы с чипсетами в двухканальном режиме обмена данными (2х64 бит = 128 бит). Такая комбинация используется для удвоения пропускной способности шины памяти: таким образом, пара модулей DDR400 способна обеспечивать пропускную способность в 6,4 Гбайт/с.

ECC (Error Correction Codes) - алгоритм обнаружения ошибок и исправления однобитовых ошибок "на лету". Модули памяти ECC традиционно дороже обычных и используются преимущественно в серверах и рабочих станциях.

Видеоподсистема

UMA (Unified Memory Architecture) - архитектура памяти, разработанная для чипсетов с интегрированными видеоадаптерами. Основана на использовании части оперативной памяти компьютера в качестве видеопамяти, вследствие чего имеет достаточно низкие показатели пропускной способности по сравнению с локальной памятью традиционных видеокарт.

RAMDAC (Random Access Memory Digital-to-Analog Converter) - ЦАП (аналого-цифровой преобразователь), преобразующий цифровые данные из оперативной памяти видеокарты в аналоговые сигналы, понятные монитору для последующего воспроизведения на дисплее. Физически - микросхема, устанавливаемая на современные видеоадаптеры.

AGP (Accelerated Graphics Port) - буквально: ускоренный графический порт; интерфейс для взаимодействия видеоадаптера с набором системной логики. Физически представляет собой отдельную магистраль для ускоренного обмена данными видеоадаптера и оперативной памяти. Разработка компании Intel. Последней версии интерфейса присвоен индекс 8х, что означает пропускную способность в 4,2 Гбайт/с.

DPMS (Display Power Management Signaling) - система управления питанием монитора; стандарт VESA, включающий в себя переход в режим пониженного потребления энергии, ожидание и "сон" (sleep).

VESA (Video Electronics Standards Association) - консорциум производителей, разрабатывающий стандарты в области видеоэлектроники.

DSP (Digital Signal Processor) - процессор (микросхема), предназначенный для быстрой обработки цифровых сигналов. Применяется в различных узлах персонального компьютера, работающих в реальном масштабе времени, в том числе в высокоскоростных модемах, звуковых платах, устройствах компрессии и декомпрессии видео- и аудио данных.

LCD (Liquid-Crystal Display) - дословно: дисплей на жидких кристаллах. Технология изготовления дисплеев, использующая для формирования изображения на экране поляризационные пленочные фильтры и жидкокристаллические ячейки. Для изменения интенсивности красной, зеленой и синей точек, образующих пиксел, управляющая схема сообщает разный заряд жидкокристаллическим ячейкам, через которые поляризованный свет проходит к экрану. Количество попадающего на экран света, таким образом, определяется величиной заряда, а также углом, на который "повернут" свет перед прохождением второго поляризационного фильтра и красной, зеленой, синей цветовых масок.

TFT LCD (Thin Film Transistor Liquid-Crystal Display) - дословно: жидкокристаллический дисплей на тонкопленочных транзисторах. Разновидность LCD-дисплеев, широко применяющаяся в современных портативных компьютерах. ЖК-панели, выполненные с применением данной технологии, отличаются наиболее близкими к электронно-лучевым трубкам (ЭЛТ) характеристиками яркости, контрастности и инерционности изображения.

 

Носители информации

IDE (Integrated Device Electronics или Intelligent Drive Electronics) - спецификация интерфейса для подключения жестких дисков, описывающая в том числе и электронику, управляющую работой дисковода.

SCSI (Small Computer Systems Interface) - интерфейс для подключения различных периферийных устройств, как внутри компьютера, так и вне его, таких, как жесткие диски, оптические приводы, сканеры, внешние накопители и проч. Отличается гибкостью, расширяемостью и большой пропускной способностью. Один контроллер SCSI допускает последовательное подключение до 7 устройств, при этом пропускная способность шины остается неизменной для любого из них. Более поздние расширенные версии интерфейса обозначаются как SCSI-2, Fast SCSI, Wide SCSI, Wide SCSI-2, Ultra SCSI (SCSI-3), Ultra SCSI-160 и, наконец, Ultra SCSI-320.

ATA (AT Attachment) - дословно: присоединение к AT, спецификация 1989 года, определяющая параллельный интерфейс подключения IDE. Именно поэтому IDE-устройства также называют ATA-устройствами. Дальнейшее развитие этой спецификации получило название ATA-2 или EIDE (Enhanced IDE - расширенный IDE).

EIDE (Enhanced IDE) - дословно: расширенный IDE; улучшенная версия интерфейса, которую отличает более чем вдвое возросшая скорость передачи данных, а также больший возможный объем логических дисков (до 8,4 Гбайт вместо 528 Мбайт у IDE). Кроме жестких дисков, EIDE допускает подключение и других накопителей с этим интерфейсом, а число подключаемых устройств к одному двухканальному контроллеру выросло до четырех (по 2 устройства на каждый канал).

ATAPI (ATA Packet Interface) - стандарт, описывающий протокол подключения привода CD-ROM к контроллеру тем же шлейфом, что и жесткий диск. По сути, реализованный в протоколе пакетный режим передачи данных является адаптацией набора команд SCSI к интерфейсу IDE.

Fast ATA, Fast ATA-2, Ultra ATA/33 (он же Ultra DMA, ATA/ATAPI-4, DMA-33), Ultra ATA/66 (ATA/ATAPI-5) - спецификации, определяющие дальнейшее развитие стандарта EIDE. Две последние версии - Ultra ATA/100 (ATA/ATAPI-6) и Ultra ATA/133 описывают, в том числе, параллельное подключение жестких дисков по 80-жильному кабелю с пиковой пропускной способностью канала 100 и 133 Мбайт/с соответственно.

S.M.A.R.T. (Self-Monitoring Analysis and Reporting Technology) - технология самоконтроля и предотвращения сбоев в современных жестких дисках.

Serial ATA - новый последовательный интерфейс подключения накопителей, разработанный как замена параллельному ATA. Он будет поддерживать все накопители, включая жесткие диски, оптические приводы, флоппи-дисководы и другие подобные устройства при подключении их к системным платам. Максимальная длина кабеля (состоящего из 7 жил: две дифференциальные пары для передачи/приема и три общих (заземляющих) провода) составляет 1 метр, а пиковая пропускная способность интерфейса - 150 Мбайт/с. На сегодняшний момент многие наборы микросхем уже оснащены встроенным контроллером Serial ATA.

MTBF (Mean Time Between Failure) - время наработки на отказ. Например, для винчестера значение MTBF=100 000 часов означает, что он должен работать непрерывно работать больше 10 лет, прежде чем сможет "позволить себе" хотя бы один сбойный сектор.

RPM (Rotation per Minute) - дословно: оборотов в минуту, параметр, определяющий скорость вращения шпинделя жесткого диска. Современные диски вращаются со скоростью 5400 и 7200 rpm.

FAT (File Allocation Table) - буквально: таблица размещения файлов. Файловая система, используемая DOS и 16-битовыми версиями Windows для управления хранением файлов на жестких дисках и других носителях.

 

Системные платы

ATX (AT Extension, то же, что Full ATX) - дословно: расширение AT - стандарт корпуса и системной платы для настольных компьютеров. Стандартный размер платы ATX - 305x244 мм, наружные интерфейсные разъемы располагаются в области верхнего правого угла платы и могут устанавливаться друг над другом. Для разъемов расширения отведена левая половина платы (до семи разъемов); за счет вынесения процессора на правую сторону ограничения на длину устанавливаемых плат отсутствуют. Разъемы для модулей памяти расположены посередине, а интерфейсные разъемы дисков - в правом нижнем углу, в непосредственной близости от самих дисков.

MicroATX - форм-фактор материнской платы, отличающийся меньшими габаритами по сравнению с Full ATX - 244x244 мм. Может быть установлена в любой корпус стандарта ATX.

Mini-ITX - форм-фактор миниатюрных плат, разработанный компанией VIA Technologies. Материнские платы Mini-ITX имеют размеры всего 170x170 мм и отличаются высокой степенью интеграции. Тем не менее, платы Mini-ITX пригодны для установки в любой корпус стандарта ATX.

BIOS (Basic Input/Output System) - дословно: базовая система ввода/вывода; набор программ проверки и обслуживания аппаратной части компьютера, получает управление после подачи питания на системную плату, тестирует основные блоки компьютера, после чего передает управление операционной системе. BIOS "зашит" в микросхеме ППЗУ (ее часто называют ROM BIOS), расположенной на материнской плате.

CMOS (читается "Си-Мос") - технология ИС, требующих для работы малого количества энергии. В системах АТ и ATX для хранения данных о конфигурации системы используется микросхема CMOS-памяти, питающаяся от батареи.

 

Корпуса

Tower - буквально: башня; компьютерный корпус, ориентированный вертикально. Преимущественно, предназначен для напольного размещения. Модификации, называемые Mini-Tower, Middle-Tower и Big-Tower отличаются высотой корпуса и числом свободных мест для установки оптических накопителей и жестких дисков.

Desktop - буквально: настольный; компьютерный корпус с горизонтальной ориентацией. В настоящее время встречается очень редко.

Slim Desktop - отличается от стандартного desktop меньшей высотой (от 1,5 до 2 раз). Платы расширения в таком корпусе устанавливаются с помощью специальных плат расширения, называемых riser-card (русский эквивалент - "елочка").

 

Оптические приводы

 

CAV (Constant Angular Velocity) - буквально: постоянная угловая скорость; формат записи на оптический диск, при котором диск вращается с постоянной скоростью (аналогично записи на гибкий магнитный диск). В формате CAV (по сравнению с CLV) можно записать ограниченный объем информации.

CLV (Constant Linear Velosity) - буквально: постоянная линейная скорость, формат записи на оптический диск. При записи интервалы между данными одинаковы на всем диске, а скорость вращения диска зависит от того, какая дорожка считывается в конкретный момент, поскольку на внешних дорожках диска размещается больше секторов данных, чем на внутренних.

CD (Compact Disk) - оптический диск размером 4,75 дюйма (12 см), содержащий информацию в цифровой форме. Один стандартный компакт-диск может содержать до 90 мин звуковой информации или до 640 Мбайт данных.

CDDA (Compact Disk Digital Audio) - формат цифровой записи звука на компакт-диски. Использует частоту дискретизации (квантования), равную 44,1 кГц, и хранит 16 бит информации в каждой выборке.

CD-R (Compact Disk Recordable) - чистый компакт-диск с возможностью однократной записи.

CD-RW (Compact Disk ReWritable) - чистый компакт-диск с возможностью множественной перезаписи (до нескольких тысяч раз). Привод CD-RW может считывать данные с компакт-дисков, а также считывать и записывать данные на диски CD-R и CD-RW.

CD-ROM XA (CD-ROM eXtended Architecture) - стандарт, разработанный компаниями Sony, Philips и Microsoft в 1988 году. Накопители, поддерживающие стандарт XA, позволяют одновременно считывать данные и воспроизводить звуковую информацию.

CD+G (Compact Disk Graphics) - формат компакт-диска описывающий совместную запись аудиоданных и графической информации.

CD-I - формат записи компакт-диска, позволяющий одновременную смешанную запись видео- и аудиоданных, обычных данных и графики.

CD Video - формат записи компакт-диска, утвержденный в 1987 году; может содержать 20 минут цифрового аудио- и 6 минут аналогового видеосигнала на стандартном CD (в этом формате выпускались т.н. "видеосинглы").

Photo CD - формат, описывающий хранение изображений на диске CD-R, разработанный фирмами Eastman Kodak и Philips. На Photo CD может быть записано до ста изображений в 24-битном цвете с максимальным разрешением 2048x3072 пикселей. Записанные изображения индексируются путем присвоения каждому четырехзначного цифрового кода.

DVD (Digital Versatile Disk или Digital Video Disk) - новый тип высокоемких дисков и накопителей. Объем одного 12-дюймового одностороннего однослойного DVD-диска достигает 4,7 Гбайт, односторонний двухслойный диск позволяет записать до 8,5 Гбайт. При двухсторонней двухслойной записи емкость DVD-диска может достигать 17 Гбайт. Привод DVD может считывать традиционные CD, CDDA, СD-R, CD-RW и, разумеется, DVD-диски.

DVD-RAM - cтандарт записи, предложенный компанией Matsushita (емкость диска 4,7 Гбайт). В настоящее время считается тупиковым, так как большинство бытовых проигрывателей DVD, и приводов DVD-ROM не могут считывать информацию с DVD-RAM.

DVD-R и DVD-RW. Самый распространенный на сегодняшний день стандарт записи DVD-дисков, разработанный компанией Pioneer (емкость 4,7 Гбайт). Основной плюс этой технологии - относительная дешевизна и доступность дисков DVD-R/RW, к тому же форматы DVD-R и DVD-RW одобрены консорциумом DVD-Forum. Приводы DVD-R/-RW могут записывать диски однократной записи DVD-R и многократной записи DVD-RW, а также диски CD-R/RW, CDDA и СD-ROM.

DVD+RW - самый молодой и перспективный формат записи DVD-дисков (объем 4,7 Гбайт). Был предложен, активно поддерживается и продвигается альянсом, в который входят такие производители, как Hewlett-Packard, Verbatim, Ricoh, Philips, Sony, Thomson Multimedia и Yamaha. Основное преимущество DVD+RW - совместимость с большинством бытовых DVD-плееров и приводов DVD-ROM. Приводы DVD+R/+RW могут записывать и считывать диски однократной записи DVD+R и многократной записи DVD+RW, а также диски CD-R/RW, CDDA и СD-ROM.

DVD-Multi - стандарт, объединеняющий спецификации DVD-Video, DVD-ROM, DVD-Audio, DVD-R, DVD-RW, DVD-RAM и DVD-Video Recording. По окончании разработки нового формата DVD Audio Recording он также станет частью DVD Multi.

DVI (Digital Video Interactive) - буквально: интерактивное цифровое видео. Один из стандартов записи сжатой аудио- и видеоинформации на оптический диск, предложенный фирмой Intel.

 

Звук

 

ADPCM (Adaptive Differential Pulse Code Modulation) - стандартная технология кодирования аналоговых голосовых сигналов в цифровые при скорости передачи данных 32 Кбит/с.

dB (decibel) - децибел, единица измерения соотношения силы двух сигналов.

Distortion - нежелательное изменение формы сигнала при его прохождении между двумя точками.

MIDI - интерфейс подключения музыкальных инструментов (синтезаторов) к компьютерам, а также формат файлов для хранения музыкальных данных. В файлах MIDI содержится информация о нотах и длительности их звучания, громкости и типе инструментов.

МPEG (Moving Picture Expert Group) - организация, состоящая из разработчиков аудио, видео и компьютерной техники, а также программистов и специалистов, занимающихся разработкой и внедрением стандартов на алгоритмы компрессии, передачи, хранения и воспроизведения аудио- и видео данных.

MPEG-1 - стандарт кодирования видеоизображения и/или звука, позволяющий при потоке данных на уровне 1,5 Мбит/с (170 Кбайт/с) кодировать изображение с качеством бытового видеомагнитофона стандарта VHS со стереофоническим звуковым сопровождением. Качество полученного изображения соответствует 352х240 точкам при 30 кадрах в секунду. Диски в MPEG-1 формате обычно называют Video CD.

MPEG-2 - стандарт кодирования, передачи и хранения изображений в вещательном формате (720х480 пикселей), аудиоинформации и данных при потоке 28 Мбит/с (3,5 Мбайт/с). Предусматривает одновременную передачу множества TV-каналов с возможностью шифрования для ограничения доступа к информации. Допускается многоканальная передача аудиоданных.

MPEG-3 (то же, что MP3 или MPEG Layer3) - один из потоковых форматов хранения и передачи аудиосигнала в цифровой форме, разработанный институтом Fraunhofer IIS и компанией THOMSON, позднее утвержденный как часть стандартов сжатого видео и аудио MPEG-1 и MPEG-2. Используется главным образом для передачи аудио в реальном времени по сетевым каналам и для кодирования CD Audio. Передача данных происходит потоком независимых отдельных блоков данных - фреймов. Для этого исходный сигнал при кодировании разбивается на равные по продолжительности участки, именуемые фреймами и кодируемые отдельно. При декодировании сигнал формируется из последовательности декодированных фреймов. Высокая степень компактности MP3 по сравнению с CD Audio и ему подобными форматами при сохранении аналогичного качества звучания достигается с помощью дополнительного квантования по установленной схеме, позволяющей минимизировать потери качества.

MPEG-4 - алгоритм кодирования аудио- и видеоинформации, который задумывался как способ передачи потоковых медиа-данных, в первую очередь видео, по каналам с низкой пропускной способностью. Применение более сложных алгоритмов компрессии позволило размещать полнометражные фильмы длительностью полтора-два часа в приемлемом качестве всего на одном компакт-диске. При одном и том же битрейте и определенных условиях кодирования, качество изображения, полученного с помощью MPEG-4 может быть сравнимым или даже лучшим, чем в случае применения алгоритмов MPEG-1 или MPEG-2.

CODEC (COder/DECoder) - микросхема преобразования цифрового сигнала в аналоговый и наоборот. Русский эквивалент - АЦП/ЦАП.

AC'97 (Audio Codec 1997) - спецификация, определяющая архитектуру высококачественной аудиосистемы, которая призвана способствовать переходу к цифровому звуку при сохранении поддержки аналоговых каналов передачи для обеспечения обратной совместимости.

 

КПК - см. PDA.

Pocket PC (то же, что Pocket PC 2002) - программная платформа, класс КПК, работающих под управлением операционных систем семейства Windows CE и Windows Mobile 2003 (последние также называют Pocket PC 2003).

Palm - класс КПК под управлением операционной системы семейства Palm OS, разработанной компанией Palm Computing.

 

Принтеры, сканеры

 

SPP (Standard Printer Port) - классический параллельный интерфейс для соединения принтера и компьютера. Также часто встречается альтернативное название Centronics.

ЕРР (Enhanced Parallel Port) - дословно: усовершенствованный параллельный порт). Спецификация, которая практически преобразует параллельный порт компьютера во внешнюю шину расширения, которая, помимо принтеров, может управлять внешними накопителями (на дисках и лентах), внешними дисководами CD-ROM и другими устройствами общим числом до 64.

ЕСР (Extended Capabilities Port) - дословно: порт с расширенными возможностями. Стандарт параллельного порта, предназначенный для двунаправленной связи с внешними устройствами с использованием DMA. В настоящее время используется наравне и совместно с ЕРР.

EPS (Encapsulated PostScript) - набор команд или язык описания страниц под названием PostScript, который используется для описания машинно-независимых объектов. Графический файл в формате EPS можно распечатать на любом принтере, интерпретирующем команды PostScript.

PCL (Printer Control Language) - язык управления принтером, разработанный в 1984 году фирмой Hewlett-Packard для принтеров серии LaserJet. PCL определяет стандартный набор команд, с помощью которого приложения могут управлять HP-совместимыми принтерами.

CMYK (Cyan, Magenta, Yellow, BlacK) - четырехцветный набор (голубой, пурпурный, желтый, черный), с помощью которого цветной принтер формирует изображение, выводимое на печать.

Связь и Интернет

 

FTP (File Transfer Protocol) - протокол передачи файлов, который позволяет двум компьютерам "общаться" друг с другом в процессе передачи файла. В основном, используется для файлового обмена посредством глобальной сети Интернет.

Full duplex - линии связи или устройства, позволяющие осуществлять обмен информацией в двух направлениях в одно и то же время.

TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) - дословно: протокол управления передачей/межсетевой протокол. Набор коммуникационных протоколов, которые позволяют разнородным компьютерам совместно использовать информацию при подключении к вычислительной сети.

Internet (Интернет) - группа сетей и межсетевых шлюзов, использующих набор протоколов TCP/IP, территориально охватывающая весь мир.

Internet address (то же, что IP-адрес) - это 32-битный аппаратно независимый адрес, применяемый для распознавания оконечных устройств, использующих протокол TCP/IP.

IP (Internet Protocol) - протокол сетевого уровня в наборе протоколов TCP/IP.

Dial-up - коммутируемое соединение с сервером посредством телефонной линии.

DNS (Domain Name Service) - служба именования доменов, протокол обслуживания имен в TCP/IP, позволяющий коммуникационным программам и службам "ориентироваться" в сети Интернет.

ADSL (Assimetric Digital Subscriber Line) - высокоскоростная технология передачи данных, разработанная компанией Bellcore.

Hub ("Хаб") - соединительный элемент, а также средство расширения топологических, функциональных и скоростных возможностей сети на витой паре. Простейшие хабы представляют собой многопортовые повторители (репитеры).

ISDN - международный телекоммуникационный стандарт, который позволяет использовать стандартный канал для передачи данных в цифровом формате, включая голосовую и видеоинформацию.

K56Flex - собственный стандарт передачи данных модемом на скорости 56 Кбит/с, разработанный компанией Rockwell. На сегодняшний день получил распространение наравне со стандартом V.90.

V.90 - стандарт ITU-T, который описывает передачу данных посредством аналоговых телефонных линий на скорости до 56 Кбит/с. Разработан компанией USRobotics (ныне 3Com). Дальнейшим развитием этого стандарта считается версия V.92.

Литература

 

1. Гуров В.В., Чуканов В.О. Основы теории и организации ЭВМ: Учебное пособие. – М.: Интернет-Университет Информационных Технологий: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2006. – 272 с.: ил., табл. – (Серия «Основы информационных технологий»).

2. Дьяконов В.П. Мой Pentium. – М.: ООО «Издательство АСТ-ЛТД», 1998. – 536 с., илл.

3. Информатика: Учебник. – 3-е перераб. изд./Под ред. Н.В. Макаровой. – М.: Финансы и статистика, 2006. – 768 с.: ил.

4. Полешкин Б. Современные технологии в образовании. Образованный ПК. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://office.hi-fi.ru/doc/read.php?id=2880&template=1&p=2

5. Томпсон Р., Томпсон Б. Железо ПК: Энциклопедия. – 3-е изд. – СПб.: Питер, 2004. – 956 с.: ил.

 

ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА РЕАЛИЗАЦИИ ИНФОРМАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ