Глава 1. Теоретические основы информатики

Глава 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИНФОРМАТИКИ

Информатика – предмет и задачи

Информатика – это наука об общих свойствах информации, закономерностях и методах ее поиска и получения, записи, хранения, преобразования, передачи, переработки, распространения и использования в различных сферах человеческой деятельности. В качестве объектов изучения информатики выступают: информация, данные, информационные технологии и информационные процессы в технических системах, природе и обществе.

Термин информатика возник в 60-х годах ХХ века во Франции для названия области, занимающейся автоматизированной обработкой информации с помощью электронных вычислительных машин: informatique (информатика) = information (информация) + automatique (автоматика). В англоязычных странах этому термину соответствует синоним computer science (наука о компьютерной технике).

Информатика в широком смысле представляет собой единство разнообразных отраслей науки, техники и производства, связанных с переработкой информации главным образом с помощью компьютеров и телекоммуникационных систем во всех сферах человеческой деятельности. В настоящее время в их число входят: теория информации, теория алгоритмов и системный анализ, базы данных, бионика и др. Информатика по существу состоит из трех взаимосвязанных частей:

· технических средств (hardware);

· программных средств (software);

· интеллектуальных средств (brainware).

 

Понятие информации. Свойства информации

Что такое информация? Информация – это сведения об объекте или процессе (от латинского слова informatio – разъяснение, осведомление, изложение). Информация – это глубокое понятие и его нельзя объяснить одной фразой. В технике, науке и в житейских ситуациях в это слово вкладывается различный смысл.

В бытовом смысле под информацией понимают любые данные или знания, которые кого-либо интересуют. При таком понимании одно и то же информационное сообщение может содержать различное количество информации для разных людей – в зависимости от уровня понимания и интереса к нему.

Однако такой подход не годится, если речь идет об обработке данных на ЭВМ. В этом случае под информацией понимается произвольная последовательность символов, несущих смысловую нагрузку. Каждый новый символ увеличивает количество информации.

Информационная культура – умение целенаправленно работать с информацией и использовать для ее получения, обработки и передачи компьютерную информационную технологию, современные технические средства и методы.

Свойства информации

Достоверность информации. В момент регистрации сигнала не все сигналы являются полезными. Присутствует «информационный шум». При увеличении уровня шумов достоверность снижается. В этом случае при передаче того же количества информации требуется использовать либо больше данных, либо более сложные методы анализа информации.

Актуальность информации – степень соответствия информации текущему моменту времени.

Доступность информации – мера возможности получить ту или иную информацию. На степень доступности информации влияют одновременно как доступность данных, так и доступность адекватных методов для их интерпретации.

Избыточность ­– это свойство, полезность которого человек ощущает очень часто, как качество, которое позволяет ему меньше напрягать свое внимание и меньше утомляться. Обычный текст на русском языке имеет избыточность 20 – 25 %. Видеоинформация имеет избыточность до 98 – 99 %, что позволяет нам рассеивать внимание и отдыхать, например, при просмотре кинофильма.

Объективность информации – это понятие является относительным. Например, принято считать, что в результате наблюдения фотоснимка объекта информация будет более объективной, чем в результате наблюдения рисунка того же объекта.

Полнота информации – во многом характеризует её качество и определяет достаточность данных для принятия решений. Чем полнее данные, тем шире диапазон методов, которые можно использовать.

Информация может существовать в самых разнообразных формах:

· в форме световых, звуковых или радиоволн;

· в форме электрического тока или напряжения;

· в форме магнитных полей;

· в виде знаков на бумаге и др.

В принципе информацию может переносить любая материальная структура или поток энергии.

Под обработкой информации в информатике понимают любое преобразование информации из одного вида в другой, производимое по строгим формальным правилам. Компьютеры обрабатывают информацию путем выполнения некоторых алгоритмов. Система, предназначенная для передачи и преобразования информации, называется информационной системой (ИС).

Что такое информационные технологии? Информационные технологии (ИТ) – это технологии для создания и нформационных систем и управления ими.

Эволюция информатики. Истоки и этапы развития информационных технологий

На ранних этапах развития общества профессиональные навыки передавались в основном личным примером по принципу «делай, как я». В качестве форм передачи информации использовались ритуальные танцы, обрядовые песни, устные предания и т.д. Первый этап развития информационной технологии связан с открытием способов длительного хранения информации на материальном носителе. Это – пещерная живопись, гравировка по кости (лунный календарь, числовые нарезки для измерения). Период между появлением инструментов для обработки материальных объектов и регистрации информационных образов составляет около миллиона лет. Второй этап развития информационной технологии начал свой отсчет около 6 тыс. лет назад и связан с появлением письменности. Эра письменности характеризуется появлением технологии регистрации на материальном носителе символьной информации. Применение этих технологий позволяет хранить и накапливать знания. В качестве носителей информации выступали и до сих пор выступают: камень, кость, дерево, глина, папирус, шелк, бумага. (Сейчас можно добавить магнитные покрытия, жидкие кристаллы, оптические носители, полупроводники и т.д.). В этот период накопление знаний происходит достаточно медленно, чтообусловлено трудностями, связанными с доступом к информации. Рукописные издания хранились вединичных экземплярах, доступ к которым был существенно затруднен. Этот барьер был разрушен на следующем этапе. Начало третьего этапа датируется 1445 годом, когда Иоганн Гуттенберг изобрел печатный станок. Появление книг открыло доступ к информации широкому кругу людей и резко ускорило темпы накопления систематизированных по отраслям знаний. С этого момента началось бурное развитие технологической цивилизации. Книгопечатание – это первая информационная революция. Четвертый этап развития информационной технологии начинается в 1946 году с появлением первой вычислительной машины для обработки информации. (ПерваяЭВМ ENIAC запущена в эксплуатацию в Пенсильванском университете.) Пятый этап развития информационной технологии наступил в 1982 году после публикации эталонной модели взаимодействия открытых систем – ЭМ ВОС – ISO (Open Systems Interconnection).

 

 

Глава 2. АРХИТЕКТУРА ЭВМ

Эволюция ЭВМ – пять поколений

Смена поколений ЭВМ характеризуется, с одной стороны; изменением элементной базы и структуры ЭВМ, а с другой – развитием системы программного обеспечения, что отображено в табл. 2.1. Термин «поколение» возник в 50-х годах, когда на смену первых ЭВМ на лампах пришли машины нового поколения на полупроводниках.

Е поколение, 1945–1955 годы

Особенности ЭВМ: применение вакуумно-ламповой технологии, использование систем памяти на ртутных линиях задержки, магнитных барабанах, электронно-лучевых трубках (трубках Вильямса). Для ввода-вывода данных использовались коммутационные панели, перфоленты и перфокарты, магнитные ленты и печатающие устройства. Была реализована концепция хранимой программы.

Быстродействие (количество операций в секунду): 10 – 20 тыс.

Программное обеспечение: машинные языки (машинные команды).

Примеры: ENIAC (США) МЭСМ, Стрела, Урал, Минск-2 (СССР).

Е поколение, 1955–1965 годы

Особенности ЭВМ: замена электронных ламп, как основных элементов компьютера, на транзисторы. Компьютеры стали более надежными, быстродействие их повысилось, потребление энергии уменьшилось. С появлением памяти на магнитных сердечниках цикл ее работы уменьшился до десятков микросекунд. Главный принцип структуры – централизация. Появились устройства памяти на магнитных дисках.

Быстродействие (операций в секунду):100-500 тыс.

Программное обеспечение: Алгоритмические языки, диспетчерские системы, пакетный режим обработки заданий.

Примеры: IBM 701 (США) БЭСМ-6, БЭСМ-4, Минск-22, Минск-32 (СССР).

Табл.2.1. Эволюция ЭВМ

Примеры ЭВМ	Univac МЭСМ-1 БЭСМ-1 Стрела	«Традис» М-20 IBM-701 БЭСМ-4	ЕС-1030 IBM-360 БЭСМ-6	IBM-486 Конверт УКНЦ
Языки	Машинные языки	Автокоды (ассемблер)	Алгоритмические языки	Языки высокого уровня	Языки сверхвысокого уровня
In/Out	Перфораторы	Телетайпы	Дисплеи	Интерактивные устройства	Сенсорные устройства
Накопители	Магнитный барабан	Магнитные ленты	Магнитные диски	Винчестеры	Оптические диски
Быстродействие	10 – 20 тыс. оп/с	100 – 1000 тыс. оп/с	1 – 10 млн. оп/с	1 – 100 млн. оп/с	Более 100 млн. оп/с
Элементная база	Лампы	Транзисторы	Интегральные схемы	Большие интегральные схемы	Сверх большие интегральные схемы
Годы XX в.	40 – 50	50 – 60	60 – 70	70 – 80	90 – н.в.
Поколение ЭВМ

 

 

Е поколение, 1966 – 1975 годы

Особенности ЭВМ: Компьютеры проектировались на основе полупроводниковых интегральных схем малой степени интеграции (МИС – 10 – 100 компонентов на кристалл) и средней степени интеграции (СИС – 100 – 1000 компонентов на кристалл). Появилась и была реализована идея проектирования семейства компьютеров с одной и той же архитектурой. В конце 60-х годов появились мини-компьютеры. В 1971 году появился первый микропроцессор.

Быстродействие (количество операций в секунду):порядка 1 млн.

Программное обеспечение:операционные системы, режим разделения времени.

Примеры:IBM 360 (США), БЭСМ – 6, ЕС – 1030, ЕС – 1060 (СССР).

Е поколение, с 1975 года

Особенности ЭВМ:использование при создании компьютеров больших интегральных схем (БИС – 1000 – 100000 компонентов на кристалл) и сверхбольших интегральных схем (СБИС – 100 тыс. – 10 млн элементов на кристалл). Началом данного поколения считают 1975 год – фирма Amdahl Corp. выпустила шесть компьютеров AMDAHL 470 V/6, в которых были применены БИС в качестве элементной базы. Стали использоваться быстродействующие системы памяти на интегральных схемах емкостью в несколько мегабайт. При включении машины запуск системы осуществляется с использованием хранимой в ПЗУ программы самозагрузки, обеспечивающей выгрузку операционной системы и резидентного программного обеспечения. В середине 70-х появились первые персональные компьютеры (ПК).

Быстродействие (количество операций в секунду):десятки и сотни млн.

Программное обеспечение: б азы и банки данных

Примеры:суперкомпьютеры (многопроцессорная архитектура и использование принципа параллелизма), широкое использование ПК.

Перспективы эволюции ЭВМ 5-го поколения:

Главный упор при создании компьютеров делается на их «интеллектуальность», внимание акцентируется не столько на элементной базе, сколько на переходе от архитектуры, ориентированной на обработку данных, к архитектуре, ориентированной на обработку знаний – использование и обработка компьютером знаний, которыми владеет человек для решения проблем и принятия решений.

Особенности ЭВМ: вычислительные системы с многими десятками параллельно работающих микропроцессоров, позволяющих строить эффективные системы обработки знаний; параллельно-векторная структура. Оптоэлектронные ЭВМ с массовым параллелизмом и нейронной структурой – с распределенной сетью большого числа (десятки тысяч) микропроцессоров, моделирующих архитектуру нейронных биологических систем.

Блок-схема ЭВМ

В этой главе рассмотрим архитектуру вычислительной машины, в том числе и персонального компьютера (ПК). Архитектура определяет принципы организации вычислительной системы и функции отдельных устройств системы, не уточняя, как эти принципы реализуются внутри ЭВМ. Основные принципы и схему устройств первых вычислительных машин (рис.2.1.) предложил коллектив ученых во главе с Джоном фон Нейманом. Эти принципы работы во многом сохранились и в современных компьютерах.

Принципы Джона фон Неймана:

1. Принцип двоичного кодирования. В соответствии с этим принципом вся информация кодируется с помощью двоичных сигналов (битов). Ранее для этой цели использовалась десятичная система счисления. 2. Принцип программного управления. Программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором друг за другом в определенной последовательности. 3. Принцип однородности памяти. Программы и данные хранятся в одной и той же памяти. 4. Принцип адресуемости памяти. ОП состоит из пронумерованных ячеек и процессору в любой момент времени доступна любая ячейка.

Разработанные фон Нейманом основы архитектуры вычислительных устройств оказались настолько фундаментальными, что получили в литературе название «фон-неймановской архитектуры». На базе структуры ЭВМ фон Неймана проектировались вычислительные машины с первого по четвертое поколений. В дальнейшем центральные устройства АЛУ и УУ были объединены в единый блок, называемый центральным процессором (ЦП),

Рис. 2.1. Блок – схема ЭВМ по Нейману

который непосредственно осуществляет процесс обработки данных и программное управление этим процессом. (Если ЦП реализован в виде большой интегральной схемы, то он называется микропроцессором МП). Такая блок-схема представлена на рис. 2.2. с указанием минимального набора функциональных блоков.

· Процессор, который включает арифметико-логическое устройство (АЛУ), служащее для выполнения арифметических и логических операций, и устройство управления (УУ).

· Память для хранения программ, исходных данных и результатов расчета (ЗУ – запоминающее устройство).

· Устройства для ввода исходных данных и для вывода результатов (УВВ).

 

В ЭВМ (рис. 2.2) происходит последовательное считывание команд из памяти и их выполнение. Номер (адрес) очередной ячейки памяти, из которой будет извлечена следующая команда программы, указывается специальным устройством – счетчиком команд в УУ. Его наличие также является одним из характерных признаков рассматриваемой архитектуры. Подавляющее большинство вычислительных машин на сегодняшний день – фон-неймановские машины. Исключение составляют лишь отдельные разновидности систем для параллельных вычислений, в которых отсутствует счетчик команд, не реализована классическая концепция переменной и имеются другие существенные принципиальные отличия от классической модели (примерами могут служить потоковая и редукционная вычислительные машины). Вероятно, в ЭВМ пятого поколения будет другая архитектура,

Рис.2.2. Структура ЭВМ

 

отличная от фон-неймановской, учитывая тот факт, что в основе обработки информации будут использоваться не вычислительные алгоритмы, а алгоритмы искусственного интеллекта, логические выводы и т.п.

Блок-схема и состав ПК

Персональный компьютер (ПК) – универсальная ЭВМ, предназначенная для индивидуального пользования. В основе схемного решения ПК заложен принцип открытой архитектуры, что позволяет собирать ПК из отдельных узлов и деталей, а также при наличии в ПК внутренних расширительных гнезд использовать дополнительные устройства, удовлетворяющие заданному стандарту (рис. 2.3). Связь между устройствами ПК осуществляется с помощью сопряжений, называемых интерфейсами, которые представляет собой совокупность стандартизованных аппаратных и программных средств, обеспечивающих обмен информацией между устройствами. В основе построения интерфейсов лежат унификация и стандартизация (использование единых способов кодирования данных, форматов данных, стандартизация разъемов и т.д.). Наличие стандартных интерфейсов позволяет унифицировать передачу информации между устройствами независимо от их особенностей. В персональных компьютерах, как правило, используется структура с одним общим интерфейсом, называемым системной шиной. При такой структуре все устройства ПК обмениваются информацией и управляющими сигналами через системную шину (рис. 2.3). Физически она представляет собой систему функционально объединенных проводов, по которым передаются три потока данных: непосредственно информация, управляющие сигналы и адреса. Количество проводов в системной шине, предназначенных для передачи непосредственно информации, называется разрядностью шины. Разрядность шины соответствует числу битов информации, которое может передаваться по шине одновременно, а количество проводов для передачи адресов (адресных линий) определяет, какой объем оперативной памяти может быть адресован. Поскольку шина является общей для всех устройств компьютера, в нем предусмотрена система приоритетных прерываний, устанавливающая, какое из устройств системы займет шину в данный момент времени. Поэтому каждому устройству, подключенному к шине, присваивается определенный приоритет.

Достоинства ЭВМ с шинной структурой:

· простота и, как следствие, невысокая стоимость;

· гибкость, так как унификация связи между устройствами позволяет достаточно легко включать в состав ПК дополнительные устройства, т.е. легко модифицировать конфигурацию компьютера.

Недостатком является снижение производительности системы из-за задержек, связанных со временем ожидания устройствами возможности занять шину, пока осуществляется передача информации между устройствами с более высоким приоритетом. Для преодоления этого недостатка в ПК может использоваться архитектура с двумя шинами.

 

Характеристики блоков ПК.

Визуально пользователю видны только системный блок, монитор, компьютерная мышь, клавиатура и другие внешние устройства. Рассмотрим подробнее основные составные части персонального компьютера.

В состав системного блока входят:

1. Центральный процессор (ЦП) – микропроцессор (МП);

2. Вентилятор центрального процессора;

3. Системная плата («материнская»);

4. Оперативная память;

5. Жёсткий диск;

6. Видеокарта;

7. Дисковод компакт-дисков;

8. Корпус с блоком питания;

9. Вентилятор корпуса;

10. Звуковая карта;

11. Сетевая карта;

12. Модем;

13. Плата USB;

14. Плата 1394.

К системному блоку подключаются:

15. Клавиатура;

16. Мышь;

17. Монитор.

 

 

тактовый клавиатура

генератор

 

центральный оперативная постоянная

процессор память (ОЗУ) память (ПЗУ)

С И С Т Е М Н А Я Ш И Н А

контроллер контроллер контроллер

 

периферийное периферийное периферийное

устройство устройство устройство

 

Рис.2.3. Шинная структура ПК

 

 

Кроме этого, подключаются внешние устройства различного назначения:

18. Принтер;

19. Сканер;

20. Устройство графического ввода;

21. Устройство Wi-Fi;

22. Устройство Bluetooth;

23. Устройство считывания различных карт памяти;

24. Цифровой фотоаппарат.

Первые 14 устройств, входящие в системный блок, являются обязательными. Без них функционирование ПК на сегодняшний день невозможно. Поэтому многие из них, такие как звуковая карта, сетевая карта, модем, плата USB, плата 1394 сегодня помещаются непосредственно на системную плату в виде больших интегральных схем (БИС). Подключаемые устройства 15 – 17 также необходимы для работы компьютера. Остальные ВУ (внешние устройства) можно считать дополнительными функциональными устройствами.

Микропроцессор (Центральный процессор) – это главный блок ПК, предназначенный для управления работой всех блоков и для выполнения арифметических и логических операций. От его свойств во многом зависят все характеристики вычислительной системы. Исторически около двух десятков фирм открывало собственное проектирование и производство процессоров. Большинство из них (такие как Motorola, Zilog и др.) остаются известными производителями электроники, но глобальное производство процессоров для ПК осталось у 2-х традиционных производителей: Intel и AMD (Advanced Micro Devices). Это давно образовавшиеся научно-производственные корпорации с полным циклом производства, маркетинга и сбыта продукции.

В своей основе эти два конкурирующих процессора имеют различные научные школы проектирования вычислительной техники и, как результат, процессоры различной архитектуры. На одном кристалле сосредоточены миллионы транзисторов, соединённых в блоки вычислений, передачи данных, формирования сигналов для взаимодействия с другими частями компьютера, временного хранения промежуточных данных, вычисления оптимального программного пути в серии микрокоманд, работа с шиной данных.

ЦП имеет множество параметров – порядка 80 – 100 или более. Мы из всего числа выберем несколько, по которым упрощённо, но эффективно можно сравнить и выбрать процессор в обычных условиях. Об остальных характеристиках скажем, что они очень интересны сами по себе, но в реальных условиях работы инженера мы не сможем их корректно сравнить без проведения специализированных тестов, применения дорогостоящего оборудования и огромных трудозатрат.

Итак, перечислим некоторые основные характеристики процессоров.

Частота ядра – частота, на которой работают внутренние элементы процессора: внутренняя шина, арифметическо-логическое устройство (АЛУ), внутренняя память процессора. Например – 2,4 ГГц, 4,8 ГГц.

Частота и поддерживаемый тип системной шины – шины для передачи адресов и данных на системной плате. Например – 400 МГц FSB (Front Side Bus).

Двоичная совместимость – с приложениями, написанными для предыдущих моделей процессора. Например – полная двоичная совместимость.

Тип сокета – тип монтажного разъёма, в который вставляется процессор при сборке ПК. Например – 423, 478 и т.д.

Тип технологического процесса – обычно указывается ширина дорожки проводника на кристалле. Например – 0,13 мкм, 90 нм, 45 нм.

Поддержка новых технологий внутренней работы процессора – архитектуры, наборов команд. Например – Hyper Threading, Net Burst, SSE3.

От правильного выбора этих параметров будет зависеть не только производительность компьютера сегодня, но и возможность его модернизации («апгрейд») через год, два и более.

Система охлаждения. Вентиляторы МП и корпуса являются необходимыми элементами создания правильного температурного режима работы процессора и всех компонентов, находящихся внутри закрытого пространства корпуса. Это критично также и для системной платы, жёсткого диска и видеокарты.

Системная плата («материнская»)коммутирует все отдельные платы и компоненты ПК: микропроцессор, оперативную память, жёсткий диск и от ее характеристик во многом зависит работа ПК. В IBM-совместимых ПК системная плата выполняет минимально необходимые (базовые) функции, а остальным занимаются присоединенные к ней платы расширения. Большая часть устройств системной платы помещена в одну или несколько СБИС (сверхбольших микросхем), называемых набором микросхем (chipset). От этого набора в значительной степени зависят характеристики системной платы и всего ПК. Говорят, что свойства системной платы не могут быть лучше свойств «чипсета», на котором она изготовлена. Из многих производителей чипсетов можно отметить (кроме самих производителей процессоров – Intel и AMD) фирмы ATI и MSI. Они же изготавливают и хорошие системные платы для всех видов ПК. Для серверов высоким качеством отмечена продукция фирмы Tyan.

Из множества характеристик плат укажем лишь практически применимые:

тип применяемого процессора – все системные платы ориентированы на конкретные типы микропроцессоров;

качество изготовления самой платы – применение высококачественного стеклотекстолита, который не деформируется в течение времени под воздействием непредсказуемого градиента температур, слабых, но продолжительных механических нагрузок, кратковременных ударов при монтаже, сохранение свойств платы при попадании на неё элементов пыли, жидкости, теплопроводящей пасты, применяемой при монтаже процессора. Например – качественные платы из красного стеклотекстолита фирмы MSI;

гибкость конфигурации – наличие перспективного сокета под процессор, наличие достаточного количества разъёмов для расширения памяти, подключения внутренних дополнительных плат и внешних устройств как в первоначальном варианте, так и с течением времени, когда задачи и потребности пользователя могут измениться. Например – перспективный сокет, имеющий 4 линейки ОЗУ, 2 разъёма для подключения жёстких дисков по протоколу SATA, 2 разъёма для подключения жёстких дисков по протоколу SATA II и т.д.;

форм-фактор системной платы – геометрический стандарт изготовления, который определит типы корпусов, в которые плата может быть размещена. Например – MicroVAX, которая войдёт в маленький аккуратный корпус типа Tower.

Оперативная память или RAM (Random Access Memory) – выполняется в виде прямоугольной пластины из стеклотекстолита в виде линейки, на которой расположен набор микросхем динамической памяти, которая адресуется произвольно (Random), имеет минимальное время доступа в сравнении со всеми остальными видами памяти, но сохраняет информацию только до момента выключения питания. Технологические требования плотности расположения элементов на кристалле БИС достаточно специфичны. По этой причине список производителей микросхем RAM весьма ограничен. Это Micron и Samsung, а также Hyundai, Infineon, Win bond. Лидером разработки микросхем и выпуска качественных модулей остаётся американская корпорация Micron. Цена её быстрых и качественных модулей выше средней, поэтому найти новый «родной» Micron на нашем рынке достаточно сложно. Также можно отметить американскую марку Transcend.

Для сравнения оперативной памяти в качестве основных параметров стоит рассматривать следующие:

частота шины памяти – допустимая частота внешнего обмена данными. Например – 166 МГц, 200 МГц;

тип протокола обмена – почти все производители RAM перешли на DDR (Double Data Rate), когда обмен происходит по каждому фронту тактового импульса. Например – DDR2, DDR3;

архитектура модуля, количество корпусов БИС – внутреннее построение модуля, его разбиение на банки данных с соответствующими особенностями адресации и шириной внутренней шины. Например – 1 ГБ, 2 банка по 512 МБ или 4 банка по 256 МБ;

наличие SPD – Serial Presents Detect показывает при загрузке и работе серийный номер, производителя модуля памяти и некоторые его характеристики.

Жесткий диск – сложное энергонезависимое ЗУ, объединяющее в себе электронику (контроллер диска), магнитные материалы (сам диск и его поверхность), физику твёрдого тела (вращение) и аэродинамику (полёт головок над быстро вращающейся поверхностью). Диск с магнитной поверхностью вращается на шпинделе, над диском располагаются магнитные головки, которые производят запись-считывание информации с поверхности вращающегося диска. Сложнейшее устройство хранения информации традиционно выпускалось технологическими лидерами IBM, Hitachi, Seagate, Maxtor, Western Digital. Сегодня лидирующие позиции выдерживают WD и Seagate.

Как и у остальных устройств, выделим часть параметров в качестве основных.

Тип интерфейса – тип обмена данных между диском и системной платой. Например – АТА-6 133 МБ/с, SАТА-II 300 МБ/с.

Ёмкость жёсткого диска – 80 ГБ, 160 ГБ.

Количество дисков – физическое количество вращающихся пластин. Например – 1 диск, 2 диска.

Скорость вращения шпинделя – 7,5 тыс. об/мин, 5,4 тыс. об/мин (RPM).

Среднее ожидание сектора – среднее время подвода головки к заданному сектору (Average Latency).

 

Операционная система

Операционная система (ОС) – комплекс системных и управляющих программ, предназначенных для эффективного использования всех ресурсов вычислительной системы (ВС) и предоставлению пользователям сервисных средств, облегчающих работу на ПК (Рис 3.1.)

Вычислительная система – взаимосвязанная совокупность аппаратных средств и программного обеспечения, предназначенная для обработки информации и удобства работы с ней.

Рис. 3.1. Состав операционных систем

Файловая система Windows.

Файловая система – система файлов и каталогов на диске, а также совокупность средств для работы с ними.

Файл – поименованная область на диске.

Каталог – группа файлов.

На диске создается древовидная, иерархическая структура файлов и каталогов:

• каталог, включенный в другой каталог как единое целое, называется

подкаталогом;

• каталог, в который включены другие каталоги, называется родительским;

• существует один и только один каталог, называемый корневым (или

просто корнем), который не имеет родительского каталога;

• в структуре дерева существует единственный путь от данного каталога к

каждому из его подкаталогов.

В операционной системе Windows наиболее распространены файловые системы FAT (и модификации) и NTFS (рис. 3.2).

Рис. 3.2 Система управления файлами

Файловая система FAT (File Allocation Table) представляет собой систему, разработанную для небольших дисков и простых структур каталогов. Таблица размещения файлов и корневой каталог располагаются по строго фиксированным адресам.

Том, отформатированный для использования файловой системы FAT, размечается по кластерам. При использовании файловой системы FAT номер кластера должен иметь длину не более 16 бит. Размеры кластеров по умолчанию в зависимости от размера тома приведены в табл. 3.1. При необходимости пользователь имеет возможность при форматировании тома FAT указать другой размер кластера.

Таблица 3.1. Примеры форматирования тома.

Размер раздела, Мбайт	Количество секторов на кластер	Размер кластера, кбайт
0 – 32		0,5
33 – 64
65 – 128
129 – 255
256 – 511
512 – 1023
1024 – 2047
2048 – 4986

 

Рис. 3.3 Структура тома FAT

Файловая система Windows NT (NTFS) обеспечивает более высокую производительность, надежность и совместимость, чем файловая система FAT. Разрабатывалась NTFS с целью обеспечения скоростного выполнения стандартных операций над файлами (включая чтение, запись, поиск) и предоставления продвинутых возможностей, включая восстановление поврежденной файловой системы на больших дисках. Кроме того, NTFS обладает характеристиками защищенности, которые необходимы на мощных файловых серверах и высокопроизводительных компьютерах в корпоративных средах.

Файловая система NTFS, как и FAT, использует кластеры в качестве фундаментальной единицы дискового пространства. В NTFS размер кластера по умолчанию зависит от размера тома. Программа Disk Administrator позволяет устанавливать размер кластера до 4 Кб.

Состав Microsoft Office

Microsoft Office – пакет приложений, созданный корпорацией Microsoft для операционных систем Microsoft Windows и Apple Mac OS X. В состав этого пакета входит программное обеспечение для работы с различными типами документов: текстами, электронными таблицами, базами данных и др. Microsoft Office поставляется в нескольких редакциях. Отличия редакций в составе пакета и цене. Наиболее часто используемые приложения приводятся ниже.

· Microsoft Office Word – текстовый процессор;

· Microsoft Office Excel – табличный процессор;

· Microsoft Office PowerPoint – приложение для подготовки

презентаций;

· Microsoft Office Access – приложение для управления базами данных;

· Microsoft Office Outlook (не путать с Outlook Express) — персональный коммуникатор;

· Microsoft Office InfoPath – приложение для сбора данных и управления ими — упрощает процесс сбора сведений;

· Microsoft Office Communicator предназначено для организации всестороннего общения между людьми;

· Microsoft Office Publisher – приложение для подготовки публикаций;

· Microsoft Office Visio – приложение для работы с бизнес-диаграммами и техническими диаграммами и позволяет преобразовывать концепции и обычные бизнес-данные в диаграммы;

· Microsoft Office Project – управление проектами;

· Microsoft Query – просмотр и отбор информации из баз данных;

· Microsoft Office OneNote – приложение для записи заметок и управления ими;

· Microsoft Office Groove 2007 – приложение для поддержки совместной работы;

· Microsoft Office SharePoint Designer – инструмент для построения приложений на платформе Microsoft SharePoint и адаптации узлов SharePoint;

· Microsoft Office Picture Manager – приложение для работы с рисунками;

· Microsoft Office Diagnostics – диагностика и восстановление поврежденных приложений Microsoft Office.

Далее будет дана краткая информация о некоторых приложениях Microsoft Office.

Несколько слов о Microsoft Word: