В. Информатика в системе наук. Предмет изучения и задачи информатики. История развития информатики как науки

В. Информатика в системе наук. Предмет изучения и задачи информатики. История развития информатики как науки

 

Происхождение термина «информатика». Впервые появился во Франции. Широко распространен термин «компьютерная наука».

В России. 1993г – термин «информатика».

Информатика – комплексная научная и инженерная дисциплина, изучающая все аспекты разработки, проектирования и тд, их применения и воздействия на различные области социальной практики.

Термины Информатика:

· Наука о способах передачи, обработки и хранения информации, с помощью вычислительных средств.

· Основанная на использовании компьютерной техники дисциплина, изучающая структуру и общие свойства информации, а также закономерности и методы её создания, хранения, поиска, преобразования, передачи и применения в различных сферах человеческой деятельности. 

Составляющие информации:

· Аппаратное обеспечение – hardware

· Программное обеспечение - software

· Разработка алгоритмов и изучение методов и приемов их построения - brainware

Предмет и основная задача информатики:

Предмет:

· АО средств ВТ

· ПО средств ВТ

· Средства взаимодействия АО и ПО

· Средства взаимодействия человека с АО и ПО

Задача:

· Систематизация приемов и методов работы с аппаратными и программными средствами ВТ

Направления для практических приложений:

· Архитектура вычисл. Систем

· Интерфейсы выч сис

· Программирование

· Преобразование данных

· Защита информации

· Автоматизация

· Стандартизация

 

 

История возникновения информатики.

 

Первая половина 19в –Ампер создал единую классификацию всех наук. Появилась кибернетикой.

1948г. – Норберт Винер возродил термин кибернетика. Определил её как науку об управлении в живой природе и технических системах.

Приоритетные направления применения информатики:

· Разработка вычислительных систем и ПО

· Теория информации

· Математическое моделирование, методы вычислительной и прикладной математики

· Методы искусственного интеллекта

· Системный анализ

· Биоинформатика

· Социальная информатика

· Методы машинной графики, анимации

· Телекоммуникационные системы и сети

· Разнообразные приложения

В.Понятие ЭВМ. Поколения ЭВМ. Основные характеристики каждого поколения.

 

Сложные электромеханические и релейные машины – предвестники ЭВМ.

Конрад Цузе.

· Первая в истории работающая программно-управляемая универсальная вычислительная машина. Z-3. 1941 г.

· 1 в мире при построении ВМ использовал двоичную систему. 1937 г.

· Создал 1 в мире цифровую управляющую ВМ. 1943 г.

Электронная вычислительная машина - это комплекс технических и программных средств, предназначенные для автоматизации подготовки и решения задач пользователей. Под пользователем понимают человека, в интересах которого проводится обработка данных на ЭВМ.

Структура - это совокупность элементов и их связей. Различают структуры технических, программных и аппаратурно-программных средств.

Архитектура ЭВМ - это многоуровневая иерархия аппаратурно-программных средств, из которых строится ЭВМ. Каждый из уровней допускает многовариантное построение и применение. Конкретная реализация уровней определяет особенности структурного построения ЭВМ.

 

Поколения ЭВМ

Первая ЭВМ (электронно-вычислительная машина) ENIAC. Создана в 1945 г. В Пенсильванскоом университете. Джо Моучли, Герман Голдстайн, Эккерт – руководители проекта.

В. Методы классификации ЭВМ. Краткая характеристика основных классов.

Классификация по размеру

-настольные (desktop);

-портативные (notebook);

-карманные (palmtop).

Наиболее распространенными являются настольные ПК, которые позволяют легко изменять конфигурацию. Портативные удобны для пользования, имеют средства компьютерной связи. Карманные модели можно назвать "интеллектуальными" записными книжками, разрешают хранить оперативные данные и получать к ним быстрый доступ.

Большие ЭВМ (Main Frame)

Применяют для обслуживания крупных областей народного хозяйства. Они характеризуются 64-разрядными параллельно работающими процессорами (количество которых достигает до 100), интегральным быстродействием до десятков миллиардов операций в секунду, многопользовательским режимом работы. Доминирующее положение в выпуске компьютеров такого класса занимает фирма IBM (США). Наиболее известными моделями суперЭВМ являются: IBM 360, IBM 370, IBM ES/9000, Cray 3, Cray 4, VAX-100, Hitachi, Fujitsu VP2000.

На базе больших ЭВМ создают вычислительный центр, который содержит несколько отделов или групп (структура которого изображена на рис. 2). Штат обслуживания - десятки людей.

Центральный процессор - основной блок ЭВМ, в котором происходит обработка данных и вычисление результатов. Представляет собой несколько системных блоков в отдельной комнате, где поддерживается постоянная температура и влажность воздуха.

Группа системного программирования - занимается разработкой, отладкой и внедрением программного обеспечения, необходимого для функционирования вычислительной системы. Системные программы обеспечивают взаимодействие программ с оборудованием, то есть программно-аппаратный интерфейс вычислительной системы.

Группа прикладного программирования - занимается созданием программ для выполнения конкретных действий с данными, то есть обеспечение пользовательского интерфейса вычислительной системы.

Группа подготовки данных - занимается подготовкой данных, которые будут обработаны на прикладных программах, созданных прикладными программистами. В частности, это набор текста, сканирование изображений, заполнение баз данных.

Группа технического обеспечения - занимается техническим обслуживанием всей вычислительной системы, ремонтом и отладкой аппаратуры, подсоединением новых устройств.

Группа информационного обеспечения - обеспечивает технической информацией все подразделения вычислительного центра, создает и сохраняет архивы разработанных программ (библиотеки программ) и накопленных данных (банки данных).

Отдел выдачи данных - получает данные от центрального процессора и превращает их в форму, удобную для заказчика (распечатка).

Большим ЭВМ присуща высокая стоимость оборудования и обслуживания, поэтому работа организована непрерывным циклом.

 

МиниЭВМ

Похожа на большие ЭВМ, но меньших размеров. Используют на крупных предприятиях, научных учреждениях и организациях. Часто используют для управления производственными процессами. Характеризуются мультипроцессорной архитектурой, подключением до 200 терминалов, дисковыми запоминающими устройствами, которые наращиваются до сотен гигабайт, разветвленной периферией. Для организации работы с миниЭВМ, нужен вычислительный центр, но меньший чем для больших ЭВМ.

МикроЭВМ

Доступны многим учреждениям. Для обслуживания достаточно вычислительной лаборатории в составе нескольких человек, с наличием прикладных программистов. Необходимые системные программы покупаются вместе с микроЭВМ, разработку прикладных программ заказывают в больших вычислительных центрах или специализированных организациях.

Программисты вычислительной лаборатории занимаются внедрением приобретенного или заказанного программного обеспечения, выполняют его настройку и согласовывают его работу с другими программами и устройствами компьютера. Могут вносить изменения в отдельные фрагменты программного и системного обеспечения.

Персональные компьютеры

Бурное развитие приобрели в последние 20 лет. Персональный компьютер (ПК) предназначен для обслуживания одного рабочего места и способен удовлетворить потребности малых предприятий и отдельных лиц. С появлением Интернета популярность ПК значительно возросла, поскольку с помощью персонального компьютера можно пользоваться научной, справочной, учебной и развлекательной информацией.
Персональные компьютеры условно можно поделить на профессиональные и бытовые, но в связи с удешевлением аппаратного обеспечения, грань между ними размывается. С 1999 года введен международный сертификационный стандарт - спецификация РС99:

-массовый персональный компьютер (Consumer PC)

-деловой персональный компьютер (Office PC)

-портативный персональный компьютер (Mobile PC)

-рабочая станция (WorkStation)

-развлекательный персональный компьютер (Entertaiment PC)

Большинство персональных компьютеров на рынке подпадают до категории массовых ПК. Деловые ПК - имеют минимум средств воспроизведения графики и звука. Портативные ПК отличаются наличием средств коммуникации отдаленного доступа (компьютерная связь). Рабочие станции - увеличенные требования к устройствам хранения данных. Развлекательные ПК - основной акцент на средствах воспроизведения графики и звука.

 

 

В.Информация. Определение. Свойства. Единицы измерения информации. Формулы Хартли и Шеннона, применяемые для кодирования информации. Примеры.

 

Информация(лат) – сведения, разъяснения, изложение.

Клод Шеннон – основоположник основ теории информации рассматривал информацию как снятую неопределённость человеческих знаний о чём-либо.

 

Классификация знаний(один из подходов):

· Декларативные знания (факты) – знания об определенных явлениях, событиях и тд.

· Процедурные знания (правила) – знания о действиях, которые нужно предпринять для достижения какой-либо цели.

Информация:

· По способу восприятия – зрительная, слуховая и тд

· По форме представления – текстовая, числовая, музыкальная

· По общественному значение – массовая(политич), эстетическая, специальная, обыденная, личная (знания, умения, интуиция)

Передается форме сообщений от некоторого источника информации приемнику посредством канала связи между ними.

Свойства информации:

· Объективность – не зависит от мнения

· Достоверность

· Полнота

· Актуальность

· Полезность

· Понятность

Обработка информации – получение одних информационных объектов из других информационных объектов путем выполнения некоторых алгоритмов

Информационные ресурсы – это идеи человечества и указания для их реализации накопленные в форме позволяющих их воспроизводство

Информационные технологии – совокупность методов и устройств используемых людьми для обработки информации

 

Система кодирования

(ASCLL) Американский стандартный код для обмена информации разработана в 1963 году Американской Ассоциацией Стандартов.

1 символ – 8 бит.

Первые 32 символа – управляющие символы (кнопки шифт, делит и тд)

Символы 32-127: интернациональные (лат. Алфавит, знаки препинания, мат.операции)

Символы 128-255: национальные (русский алфавит и тд)

 

Кодировка UNICODE

Разработана 1991 г. Организацией «Консорциум Юникода»

Юникод – промышленный стандарт, обеспечивающий цифровое представление симоволов всех письменностей мира.

1 символ кодируется 16 бит.

 

2^ i = N, где Н-количество символов в алфавите, и – количество инфомрации, содержащейся в одном символе алфавита.

I = K * i

КОЛИЧЕСТВО ИНФОРМАЦИИ В ТЕКСТЕ, где К- число символов в тексте, И-объем информации.

 

 

ВОПРОС.

Система счисления (СС) – изображение (запись) чисел с помощью различных знаков (цифр).

                                                                                                                                                                                                                            

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                

 

Непозиционные СС.

Римская система счисления – для записи чисел используется буквы латинского алфавита.

Для записи используются 2 правила:

1) Каждый меньший знак поставленный слева от большего, вычитается из него. IV = 5-1=4

2) Каждый меньший знак, поставленный справа от большего прибавляется к нему. VI = 5+1=6

 

Позиционные СС.

Основание СС показывает, во сколько раз изменяется количественное значение цифры при перемещении на соседнюю позицию, и какое число различных цифр используется для записи любого числа.

Основанием СС может быть любое натуральное число >=2

База СС- последовательность цифр, используемая для записи любого числа.

 

        

 

 

ВОПРОС.

Система счисления (СС) – изображение (запись) чисел с помощью различных знаков (цифр).

                                                                                                                                                                                                                            

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                     

 

Непозиционные СС.

Римская система счисления – для записи чисел используется буквы латинского алфавита.

Для записи используются 2 правила:

1) Каждый меньший знак поставленный слева от большего, вычитается из него. IV = 5-1=4

2) Каждый меньший знак, поставленный справа от большего прибавляется к нему. VI = 5+1=6

 

Позиционные СС.

Основание СС показывает, во сколько раз изменяется количественное значение цифры при перемещении на соседнюю позицию, и какое число различных цифр используется для записи любого числа.

Основанием СС может быть любое натуральное число >=2

База СС- последовательность цифр, используемая для записи любого числа.

ВОПРОС 16.

Кодирование звуковой и видеоинформации. Измерение размера звукового файла. Форматы хранения звуковой информации

Звуковой сигнал - это непрерывная волна с изменяющейся амплитудой и частотой. Чем больше амплитуда сигнала, тем он громче для человека, чем больше частота сигнала, тем выше тон. Для того чтобы компью­тер мог обрабатывать непрерывный звуковой сигнал, он должен быть дистретизирован, т.е. превращен в последовательность электрических импульсов (двоичных нулей и единиц). Современные звуковые карты обеспечивают 16-битное кодирование звука. При каждой выборке значению амплитуды звукового сигнала присваивается 16-битный код. Количество выборок в секунду может быть в диапазоне от 8000 до 48000, т.е. частота дискретизации аналогового звукового сигнала может принимать значения от 8 до 48 Кгц. При частоте 8 Кгц качество дискретизированного звукового сигнала соответствует качеству радиотрансляции, а при частоте 48 Кгц - качеству звучания аудио-CD. Следует также учитывать, что возможны как моно-, так и стерео-режимы.

Кодирование видеоинформации. Чтобы хранить и обрабатывать видео на компьютере, необходимо закодировать его особым образом. Изображение в видео состоит из отдельных кадров, которые меняются с определенной частотой. Кадр кодируется как обычное растровое изображение, то есть разбивается на множество пикселей. Закодировав отдельные кадры и собрав их вместе, мы сможем описать все видео. Видеоданные характеризуются частотой кадров и экранным разрешением. Скорость воспроизведения видеосигнала составляет 30 или 25 кадров в секунду, в зависимости от телевизионного стандарта. Наиболее известными из таких стандартов являются: SECAM, принятый в России и Франции, PAL, используемый в Европе, и NTSC, распространенный в Северной Америке и Японии. Разрешение для стандарта NTSC составляет 768 на 484 точек, а для PAL и SECAM – 768 на 576 точек.

В основе кодирования цветного видео лежит известная модель RGB. В телевидении же используется другая модель представления цвета изображения, а именно модель YUV. В такой модели цвет кодируется с помощью яркости Y и двух цветоразностных компонент U и V, определяющих цветность. Цветоразностная компонента образуется путем вычитания из яркостной компоненты красного и зеленого цвета. Обычно используется один байт для каждой компоненты цвета, то есть всего для обозначения цвета используется три байта информации.

Если представить каждый кадр изображения как отдельный рисунок указанного выше размера, то видеоизображение будет занимать очень большой объем, поэтому на практике используются различные алгоритмы сжатия для уменьшения скорости и объема потока видеоинформации. Если использовать сжатие без потерь, то самые эффективные алгоритмы позволяют уменьшить поток информации не более чем в два раза. Для более существенного снижения объемов видеоинформации используют сжатие с потерями. Среди алгоритмов с потерями одним из наиболее известных является MotionJPEG или MJPEG. Приставка Motion говорит, что алгоритм JPEG используется для сжатия не одного, а нескольких кадров. При кодировании видео принято, что качеству VHS соответствует кодирование MJPEG с потоком около 2 Мбит/с, S-VHS – 4 Мбит/с.

Свое развитие алгоритм MJPEG получил в алгоритме DV, который обеспечивает лучшее качество при таком же потоке данных. Еще одним методом сжатия видеосигнала является MPEG. Поскольку видеосигнал транслируется в реальном времени, то нет возможности обработать все кадры одновременно. В алгоритме MPEG запоминается несколько кадров. Основной принцип состоит в предположении того, что соседние кадры мало отличаются друг от друга. Поэтому можно сохранить один кадр, который называют исходным, а затем сохраняются только изменения от исходного кадра, называемые предсказуемыми кадрами. В настоящее время используются алгоритм сжатия MPEG-1, разработанный для хранения видео на компакт-дисках с качеством VHS, MPEG-2, используемый в цифровом, спутниковом телевидении и DVD, а также алгоритм MPEG-4, разработанный для передачи информации по компьютерным сетям и широко используемый в цифровых видеокамерах и для домашнего хранения видеофильмов.

 

ВОПРОС 17.

Структурная схема ЭВМ первых поколений. Неймановская архитектура компьютера. Назначение и функции основных элементов схемы.

В настоящее время арифметико-логическое устройство (АЛУ - устройство, в котором производятся все по операции по обработке всех видов информации) и устройство управления (УУ - устройство, обеспечивающее организацию выполнения программы обработки информации и согласованные взаимодействие всех узлов машины в ходе этого процесса) объединены в единую микросхему – микропроцессор.

· устройство, предназначенное для хранения данных, программ и результатов вычисления (запоминающее устройство ЗУ).

· разнообразные устройства, запоминающиеся преобразованием информации в форму, доступную компьютеру –устройство ввода (Увв).

· устройство, преобразующее результаты обработки в доступную человеку форму- устройство вывода(Увыв).

Фон- Неймон сформулировал классические принципы устройства ЭВМ:

¾ Использование двоичной системы для представления чисел. Этот принцип обеспечил удобство и простоту выполнения арифметических и логических операций.

¾ Принцип «хранимой информации» - программа должна храниться в виде набора нулей и единиц, при чем в той же самой памяти, что и обрабатываемые ей числа.

¾ Принцип адресности – команды и данные помещаются в ячейки памяти, доступ кот-ому осуществляется по адресу (номеру).

¾ Наличие программного счетчика – адрес очередной ячейки памяти, из кот-ой будет извлечена следующая команда программы формируется и хранится в специальном устройстве – счетчики команд.

Структура ЭВМ по Фон Неймона

Устройство ввода увв

 

Память(ОЗУ, ПВУ)

 

Устройство вывода увыв

 

Процессор (АЛУ УУ)

 

Внешняя память

\

 

Вся деятельность ЭВМ - это непрерывное выполнение тех или иных программ, причем программы эти могут в свою очередь загружать новые программы и т.д.

Каждая команда состоит из отдельных машинных команд. Каждая машинная команда, делится на ряд элементарных составных частей, которые принято называть тактами. В зависимости от сложности команд она может быть реализована за разное число тактов. Например, пересылка информации из одного внутреннего регистра процессора в другой выполняется за несколько тактов, а для перемножения двух целых чисел их требуется на порядок больше. Существенное удлинение команды происходит, если обрабатываемые данные еще не находятся внутри процессора и их приходится считывать из ОЗУ.

При выполнении каждой команды ЭВМ проделывает определенные стандартные действия: согласно содержимому счетчика адреса команд, считывается очередная команда программы; счетчик команд автоматически изменяется так, чтобы в нем содержался адрес следующей команды; считанная в регистр команд операция расшифровывается, извлекаются необходимые данные и над ними выполняются требуемые действия. Затем во всех случаях, за исключением команды останова или наступления прерывания, все описанные действия циклически повторяются. После выборки команды останова ЭВМ прекращает обработку программы. Для выхода из этого состояния требуется либо запрос от внешних устройств, либо перезапуск машины.

 

ВОПРОС 18.

Структурная схема ЭВМ IV-ого поколения. Назначение и функции основных элементов схемы. Контроллеры.

В персональных ЭВМ, относящихся к ЭВМ четвертого поколения, произошло дальнейшее изменение структуры. Они унаследовали ее от мини-ЭВМ.

• Соединение всех устройств в единую машину обеспечивается с помощью общей шины, представляющей собой линии передачи данных, адресов, сигналов управления и питания. Единая система аппаратных соединений значительно упростила структуру, сделав ее еще более децентрализованной. Все передачи данных по шине осуществляются под управлением сервисных программ.
• Ядро ПК образуют процессор и основная память (ОП), состоящая ОЗУ и постоянного запоминающего устройства (ПЗУ). ПЗУ предназначено для записи и постоянного хранения наиболее часто используемых программ управления.
• Подключение всех внешних устройств (ВнУ), дисплея, клавиатуры, внешних ЗУ и других обеспечивается через соответствующие адаптеры или контроллеры - специальные устройства управления ВнУ. Контроллеры в ПЭВМ играют роль каналов ввода-вывода. В качестве особых устройств следует выделить таймер - устройство измерения времени и контроллер прямого доступа к памяти (КПД) - устройство, обеспечивающее доступ к ОП, минуя процессор.

Котроллер- это специализированный процессор, управляющий работой вверенного ему внешнего устройства по спец-ным встроенным программам обмена. Такой процессор имеет собственную систему команд. Сведения об успешности выполнения команды заносятся во внутренние регистры контроллера, к-ые могут быть в дальнейшем прочитаны центральным процессором.

Открытая архитектура предполагает возможность подключения в состав компьютера новых устройств. Контроллер прямого доступа к памяти – режим, при к-ом внешнее устройство обменивается непосредственно с оперативной памятью без участия центрального процессора называется прямым доступом к памяти. В режиме прямого доступа к памяти центральны процессор передает контроллеру прямого доступа к памяти необходимую для обмена информацию (кол-во инфо-ции, № первой ячейки памяти, после чего освобождается, а обменами руководит уже контроллер прямого доступа к памяти. Если такой обмен недо задействует все возможные шины, то центральный процессор в это время может продолжить работу.

 

Вопрос.

Основные устройства ПК IV поколения:

Системный блок – содержит ключевые компоненты, которые определяют характеристики компьютера;

Устройства ввода, с помощью которых пользователь вводит входные данные в компьютер (клавиатура, мышь, сканеры и т.п.);

Устройства вывода, с их помощью пользователь воспринимает выходную информацию. Некоторые из них: мониторы, принтеры, проекторы, плоттеры, аудиоустройства;

Системный блок – это корпус, в котором размещаются электронные компоненты ПК. Им определяется возможность установки дополнительных плат расширения, возможность организации оптимального охлаждения комплектующих, и количество портов ввода-вывода.

Тип системного блока определяет возможность установки комплектующих (прежде всего материнских плат) того или иного типоразмера. Некоторые существующие типы системных блоков:

Full Tower – самый большой корпус для ПК, который можно приобрести на рынке. Из плюсов можно отметить большое внутреннее пространство что влечёт за собой удобство сборки, а также позволяет установить в нём мощные комплектующие и обеспечить для них хорошее охлаждение. Из минусов можно отметить что такой корпус занимает много места;

Middle Tower – самый распространённый тип корпусов для домашнего компьютера. Несколько меньшие размеры как правило не мешают размещению достаточного количества накопителей в них и как правило такие корпуса также позволяют создавать мощную систему. По сравнению с Full Tower занимает меньше места, что можно отнести к плюсам;

Mini Tower – самый маленький среди корпусов башенного типа. Из-за ограниченного внутреннего объёма в нём сложно организовать хорошую продуваемость и установить большое количество модулей. Однако такие корпуса занимают мало места, что может оказаться решающим фактором для некоторых пользователей. Тем не менее, встречаются производительные системы в корпусах такого формата.

Small Form Factor – такие корпуса встречаются очень нечасто. Малые размеры влекут за собой малый вес из-за чего они могут служить неплохой альтернативой ноутбукам. Однако в отличие от них они обладают меньшей стоимостью и большей производительностью. Из минусов: как правило нестандартная система охлаждения и зачастую невозможность их апгрейда. К тому же в отличие от ноутбуков у них нет встроенного экрана и клавиатуры.

Основные устройства ПК:

Центральный процессор – осуществляет вычислительные операции и управляет работой всего ПК;

Материнская плата – обеспечивает объединение всех компонентов ПК в единую систему, а также координирует их работу;

Оперативная память – содержит информацию, которая необходима для текущих вычислений и операций. При выключении теряет всю информацию;

Постоянная память (накопители) – Содержит постоянную информацию, которая не теряется при выключении;

Видеоадаптер – с его помощью компьютер выводит изображение на монитор;

Блок питания – обеспечивает питанием все компоненты компьютера. Он должен иметь достаточную мощность, чтобы обеспечивать стабильное питание комплектующих компьютера под любой нагрузкой.

 

Вопрос.

Материнская плата – главная плата, которая обеспечивает объединение всех комплектующих ПК в единое устройство.

Основные устройства материнской платы:

Центральный процессор (ЦП) – главная микросхема в ПК. Изначально материнская плата не содержит ЦП в своём составе. Подключается в специальный разъём, называемый сокетом. Тип сокета определяет физическую совместимость ЦП и материнской платы (сокеты Intel: LGA775, LGA1151v1, LGA1151v2, LGA1200; сокеты AMD: AM1, AM2, AM3, AM4);

Оперативная память, а конкретно разъёмы под её модули, называемые слотами. Тип слота определяет физическую совместимость планок ОЗУ и материнской платы. Некоторые типы ОЗУ от устаревших до актуальных: DDR1, DDR2, DDR3, DDR4, DDR5 (выйдет в 2022 году);

Чипсет в составе северного и южного мостов. Северный мост управляет работой процессора, оперативной памяти, видеоадаптера и южного моста. Южный мост в свою очередь отвечает за работу портов ввода-вывода, контроллеров шин (PATA, SATA, PCI), звукового контроллера, часов реального времени, управление электропитанием системы и контроллера прерываний. Чипсет определяет характеристики материнской платы: максимальную частоту ОЗУ, совместимость с процессорами, максимальное количество портов ввода-вывода, возможность работы на нештатных частотах (разгона) и многое другое.

Загрузочное ПЗУ или BIOS (Basic Input Output System) – микросхема, на которой хранится загрузочная программа, которая выполняется на начальном этапе запуска ПК. BIOS производит проверку работоспособности ПК и если всё нормально, загружает операционную систему и передаёт управление ей. Как правило микросхема BIOS одна, но на некоторых продвинутых материнских платах их две.

Вопрос.

Оперативная память. Из нее процессор берет программы и исходные данные для обработки, в нее он записывает полученные результаты. Данная память работает очень быстро, так что процессору практически не приходится ждать при чтении данных из неё или записи в неё. Однако содержащиеся в ней данные сохраняются только пока компьютер включен. При выключении питания содержимое оперативной памяти стирается;

Кэш-память. Для ускорения доступа к оперативной памяти на быстродействующих компьютерах используется специальная сверхбыстродействующая кэш-память, которая располагается как бы «между» микропроцессором и оперативной памятью и хранит копии наиболее часто используемых участков оперативной памяти;

BIOS - постоянная память. Эти данные не могут быть изменены штатным способом, выполняемые на компьютере программы могут только их считывать. Но в последнее время стали выпускаться материнские платы, которые допускают обновление BIOS со стороны специального программного обеспечения;

СМOS полупостоянная память. Это небольшой участок памяти для хранения параметров конфигурации компьютера. Его часто называют СМOS-памятью, поскольку эта память обычно выполняется по СМOS технологии и обладает низким энергопотреблением. Содержимое СМOS не изменяется при выключении электропитания компьютера, поскольку для ее электропитания используется специальная батарейка.

Аккумулятор снабжает и встроенные в компьютер часы (так называемые часы реального времени). Наличие этих часов позволяет сохранять настройки времени.

Видеопамять. Еще один вид памяти в компьютерах — это видеопамять, то есть память, используемая для хранения изображения, выводимого на экран монитора.

Вопрос.

Внутренняя память содержится в самом ПК и используется непосредственно в нём. Виды внутренней памяти в ПК:

Оперативная память предназначена для временного хранения выполняемых программ и данных, обрабатываемых этими программами. Это энергозависимая память. Физически реализуется в модулях ОЗУ различного типа (DDR, DDR2, DDR3, DDR4). При выключении электропитания вся информация в оперативной памяти исчезает.

Объём хранящейся информации в ОЗУ составляет от 32 до 512 Мбайт и более. Занесение информации в память и её извлечение, производится по адресам. Каждый байт ОЗУ имеет свой индивидуальный адрес. Адрес – число, которое идентифицирует ячейки памяти. ОЗУ состоит из большого количества ячеек, в каждой из которых хранится определенный объем информации. ОЗУ непосредственно связано с процессором. Возможности ПК во многом зависят от объёма ОЗУ – чем больше, тем больше задач может выполнять ПК одновременно.

Кеш память - очень быстрая память малого объема служит для увеличения производительности компьютера, согласования работы устройств различной скорости. Как правило используется процессором.

Специальная - постоянная, Flash, видеопамять и тд.

Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) – энергонезависимая память для хранения программ управления работой и тестирования устройств ПК. Важнейшая микросхема ПЗУ – модуль BIOS (базовая система ввода/вывода), в котором хранятся программы автоматического тестирования устройств после включения компьютера и загрузки ОС в оперативную память. Это неразрушимая память, которая не изменяется при выключении питания. Перепрограммируемая постоянная память – энергонезависимая память, допускающая многократную перезапись своего содержимого.

CMOS RAM - память с невысоким быстродействием и минимальным энергопотреблением от батарейки. Используется для хранения информации о конфигурации и составе оборудования компьютера, о режимах его работы. Содержимое изменяется программой, находящейся в BIOS.

Видеопамять – запоминающее устройство, расположенное на видеоадаптере и предназначенное для хранения текстовой и графической информации, отображаемой на экране. Содержимое этой памяти сразу доступно двум устройствам – процессору и дисплею, что позволяет изменять изображение на экране одновременно с обновлением видеоданных в памяти.

 

Вопрос.

Процессор это главная микросхема ПК, которая выполняет основные вычисления и управляет работой компьютера.

В состав процессора ПК входят:

Арифметико-логическое устройство (АЛУ) – выполняет арифметическую и логическую обработку поступающих данных;

Блок обработки команд (декодер) – принимает и расшифровывает команды, а также управляет другими узлами обработки данных;

Регистр команд, в котором содержатся команды, предназначенные для использования процессором;

Счётчик команд – специальный регистр процессора, который указывает, какую команду следует выполнить следующей.

Также современные ЦП содержат в себе кэш память. Она выполняет роль ОЗУ, однако она намного быстрее и меньше по объём чем последняя. Если ЦП делает запрос данных из ОЗУ, то сперва они ищутся в кэше, если их нет, они ищутся в ОЗУ. Существуют кэш память первого, второго, третьего и очень редко четвёртого уровня.

Основные характеристики процессора:

Частота шины, т.е. частота, с которой происходит обмен данными между процессором и системной шиной

Множитель частоты – коэффициент, на который умножается частота шины. В результата получается тактовая частота процессора;

Тактовая частота – чем она выше, тем производительнее работает процессор, хотя это не совсем так;

Разрядность – число разрядов, которое ЦП способен обрабатывать за один такт. От разрядности также зависит возможность адресации ЦП оп