Информатика в системе наук. История развития информатики как науки. Информация: определение, измерение информации.

Информатика в системе наук. История развития информатики как науки. Информация: определение, измерение информации.

История возникновения информатики

· первая половина XIX в. - французский физик Андре Мари Ампер решил создать единую классификацию всех наук. Эту науку он назвал кибернетикой от греческого слова кибернетикос (искусный в управлении)

· 1948 г. - Норберт Винер возродил термин «кибернетика» и определил ее как науку об управлении в живой природе и технических системах

Информатика возникла из кибернетики, впитав из неё понятие информации, идеи автоматического управления и коммуникации.

В 40-50-е гг. ХХ в. идёт процесс становления компьютеров и другой информационной техники.

Термин "информатика" происходит от французских слов, что дословно означает "информационная автоматика". Понятие «Информатика» стало международным с середины 70-х гг.

1983 г. - в России утверждён термин «информатика» на сессии годичного собрания Академии наук СССР, где рассматривался вопрос организации нового отделения информатики, ВТ и автоматизации.

Информация — это обозначение содержания, полученного из внешнего мира в процессе нашего приспособления к нему и приспособления к нему наших чувств.

Информация есть характеристика не сообщения, а соотношения между сообщением и его потребителем. Без наличия потребителя, хотя бы потенциального, говорить об информации бессмысленно.

Измерение информации

Подходы к определению количества информации. Формулы Хартли и Шеннона.

Американский инженер Р. Хартли в 1928 г. процесс получения информации рассматривал как выбор одного сообщения из конечного наперёд заданного множества из N равновероятных сообщений, а количество информации I, содержащееся в выбранном сообщении, определял как двоичный логарифм N.

Формула Хартли: I = log₂N

Американский учёный Клод Шеннон предложил в 1948 г. другую формулу определения количества информации, учитывающую возможную неодинаковую вероятность сообщений в наборе.

Формула Шеннона: I = — (p₁log₂ p₁ + p₂ log₂ p₂ +... + p_N log₂ p_N),
где p_i — вероятность того, что именно i-е сообщение выделено в наборе из N сообщений.

В качестве единицы информации Клод Шеннон предложил принять один бит.

Бит в теории информации — количество информации, необходимое для различения двух равновероятных сообщений (типа "орел"—"решка", "чет"—"нечет" и т.п.).

В вычислительной технике битом называют наименьшую "порцию" памяти компьютера, необходимую для хранения одного из двух знаков "0" и "1", используемых для внутримашинного представления данных и команд.

1 бит = 8 байт

1 Килобайт (Кбайт) = 1024 байт = 2¹⁰ байт,

1 Мегабайт (Мбайт) = 1024 Кбайт = 2²⁰ байт,

1 Гигабайт (Гбайт) = 1024 Мбайт = 2³⁰ байт,

1 Терабайт (Тбайт) = 1024 Гбайт = 2⁴⁰ байт,

1 Петабайт (Пбайт) = 1024 Тбайт = 2⁵⁰ байт.

За единицу информации можно было бы выбрать количество информации, необходимое для различения, например, десяти равновероятных сообщений. Это будет не двоичная (бит), а десятичная (дит) единица информации.

Истоки зарождения вычислительной техники. Этапы развития ВТ. Поколения ЭВМ.

Древние средства счета:

· Кости с зарубками

· Узелковое письмо (Южная Америка, VII век н.э.)

· Саламинская доска

Первые проекты счетных машин:

Леонардо да Винчи (XV в.) – суммирующее устройство с зубчатыми колесами: сложение 13-разрядных чисел

Вильгельм Шиккард (XVI в.) – суммирующие «счетные часы» сложение и умножение,6-разрядных чисел (машина построена, но сгорела)

«Паскалина» (1642). Изобрёл Блез Паскаль (1623 - 1662). Была построена. Характеристики: зубчатые колеса, сложение и вычитание
8-разрядных чисел, десятичная система.

Машина Лейбница (1672). Изобрёл Вильгельм Готфрид Лейбниц
(1646 - 1716). Основные характеристики: сложение, вычитание, умножение, деление, 12-разрядные числа, десятичная система.

Машины Чарльза Бэббиджа: разностная машина (1822), аналитическая машина (1834) Основные характеристики: «мельница» (автоматическое выполнение вычислений), «склад» (хранение данных), «контора» (управление), ввод данных и программы с перфокарт, ввод программы «на ходу».

Ада Лавлейс (1815-1852). Первая программа – вычисление чисел Бернулли (циклы, условные переходы), 1979 – язык программирования Ада

Первые компьютеры

§ 1937-1941. Конрад Цузе: Z1, Z2, Z3, Z4. Основные характеристики: электромеханические реле (устройства с двумя состояниями), двоичная система, использование булевой алгебры, ввод данных с киноленты.

§ 1939-1942. Первый макет электронного лампового компьютера, Дж. Атанасофф. Основные характеристики: двоичная система, решение систем 29 линейных уравнений.

Принципы фон Неймана

· Принцип двоичного кодирования: вся информация кодируется в двоичном виде.

· Принцип программного управления: программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определенной последовательности.

· Принцип однородности памяти: программы и данные хранятся в одной и той же памяти.

· Принцип адресности: память состоит из пронумерованных ячеек; процессору в любой момент времени доступна любая ячейка.

Поколения ЭВМ

	Первое поколение	Второе поколение	Третье поколение	Четвертое поколение
Годы	1951-1960	1960-1965	1965 -1975	1975 -1980
Основной логичес - кий элемент	Электронная лампа	Транзистор (изобретён в 1948 г.)	ИС, СИС	БИС(1971 г. - появился 1-ый микропроцессор)
Техноло - гия и емкость оперативной памяти (слов)	Линии задержки, электронно-лучевые трубки, ферритовые матрицы 1000 – 10 000	Ферритовые матрицы, 10 000 – 1 000 000	Ферритовые матрицы, 10^5 - 10^7	Полупроводниковые БИС, 10^7- 10 ^8
Устройства ввода-вывода	Перфокарты, перфоленты, алфавитно-цифровые печатающие устройства (АЦПУ)	Алфавитно-цифровые дисплеи, печатающие устройства
Мировой парк	> 5000 шт. (1960 г.)	>30 000 шт. (1965 г.)	> 300 000 шт. (1975 г.)	>1 000 000 шт. (1980 г.)
Быстродействие (оп/с)			10^5 - 10^7	10^6 - 10^8

 

 

 

Двоичное кодирование графической информации

Графическая информация на экране монитора представляется в виде изображения, которое формируется из точек (пикселей). В простейшем случае (черно-белое изображение без градаций серого цвета) каждая точка экрана может иметь лишь два состояния — «черная» или «белая», т.е. для хранения ее состояния необходим 1 бит. Цветные изображения могут иметь различную глубину цвета (бит на точку: 4. 8, 16, 24). Каждый цвет можно рассматривать как возможное состояние точки, и тогда по формуле N = 21 может быть вычислено количество цветов, отображаемых на экране монитора. Изображение может иметь различный размер, который определяется количеством точек по горизонтали и по вертикали. В современных персональных компьютерах обычно используются четыре основных размера изображения или разрешающих способностей экрана: 640*480, 800*600, 1024*768 и 1280*1024 точки.

Графический режим вывода изображения на экран определяется разрешающей способностью экрана и глубиной цвета. Полная информация о всех точках изображения, хранящаяся в видеопамяти, называется битовой картой изображения.

Для того чтобы на экране монитора формировалось изображение, информация о каждой его точке (цвет точки) должна храниться в видеопамяти компьютера.

 

Внешняя память компьютера.

Основные виды внешней памяти.

Основное назначение внешней памяти компьютера – долговременное хранение большого количества различных файлов (программ, данных и т.д.). Устройство, которое обеспечивает запись/считывание информации, называется накопителем, а хранится информация на носителях. Наиболее распространенными являются накопители следующих типов:

Жесткие магнитные диски состоят из нескольких дисков, размещенных на одной оси и вращающихся с большой угловой скоростью (несколько тысяч оборотов в минуту), заключенных в металлический корпус. Большая информационная емкость жестких дисков достигается за счет увеличения количества дорожек на каждом диске до нескольких тысяч, а количества секторов на дорожке – до нескольких десятков. Большая угловая скорость вращения дисков позволяет достигать высокой скорости считывания / записи информации (более 5 Мб/с).

CD-ROM накопители используют оптический принцип чтения информации. Информация на CD-ROM диске записана на одну спиралевидную дорожку, содержащую чередующиеся участки с различной отражающей способностью. Лазерный луч падает на поверхность вращающегося CD-ROM-диска, интенсивность отраженного луча соответствует значениям 0 или 1. C помощью фотопреобразователя они преобразуются в последовательности электрических импульсов.

Скорость считывания информации в CD-ROM накопителе зависит от скорости вращения диска. Производятся CD-ROM диски либо путем штамповки (диски белого цвета), либо записываются (диски желтого цвета) на специальных устройствах, которые называются CD-recorder.

DVD-ROM диски (цифровые видео диски) имеют гораздо большую информационную емкость (до 17 Гбайт), т.к. информация может быть записана на двух сторонах, в два слоя на одной стороне, а сами дорожки имеют меньшую толщину.

Существуют CD-R и DVD-R диски (R записываемый), которые имеют золотистый цвет. Специальные CD-R и DVD-R дисководы обладают достаточно мощным лазером, который в процессе записи информации меняют отражающую способность участков поверхности записываемого диска. Информация на таких дисках может быть записана только один раз.

Существуют также CD-RW и DVD-RW диски (RW перезаписываемый), которые имеют «платиновый» оттенок. Специальные CD-RW и DVD-RW дисководы в процессе записи информации также меняют отражающую способность отдельных участков поверхности дисков, однако информация на таких дисках может быть записана многократно. Перед перезаписью записанную информацию «стирают» путем нагревания участков поверхности диска с помощью лазера.

 

 

Внутренняя память. Оперативная память (ОП) предназначена для временного хранения выполняемых программ и данных, обрабатываемых этими программами. Это энергозависимая память. Физически реализуется в модулях ОЗУ (оперативных запоминающих устройствах) различного типа. 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 ОП имеет свой индивидуальный адрес (порядковый номер). Адрес – число, которое идентифицирует ячейки памяти (регистры). ОП состоит из большого количества ячеек, в каждой из которых хранится определенный объем информации. ОП непосредственно связана с процессором. Возможности ПК во многом зависят от объёма ОП.

Кеш память - очень быстрая память малого объема служит для увеличения производительности компьютера, согласования работы устройств различной скорости. Специальная - постоянная, Fiash, 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 (Basic Input Output System).

Видеопамять – запоминающее устройство, расположенное на плате управления дисплеем 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.

 

 

Конструкция клавиатуры

классические клавиатуры имеют клавиши прямоугольной формы, расположенные горизонтальными рядами параллельно друг другу.

эргономические клавиатуры разделены на две части, которые располагаются под углом 120 градусов друг относительно друга, профиль алфавитной части имеет форму выпуклой дуги. Благодаря такой конструкции нет необходимости держать руки параллельно плоскости стола.

раздвижные клавиатуры состоят из двух несвязанных блоков, которые можно расположить под любым удобным углом.

ромбические имеют форму ромба и расположены под углом к вертикали, благодаря чему при десятипальцевой "слепой" печати руки занимают более естественное положение.

Клавиатуры для КПК чаще всего имеют складную конструкцию для более легкой транспортировки. Цифровые блоки предназначены, в первую очередь, для пользователей ноутбуков, которым приходится много работать с числовой информацией.

Назначение. Клавиатура IВМ РС предназначена для ввода в компьютер информации от пользователя.

Принцип действия. Каждая клавиша клавиатуры представляет собой крышку для миниатюрного переключателя (механического или мембранного). Держащийся в клавиатуре небольшой микропроцессор отслеживает состояние этих переключателей, и при нажатии или отпускании каждой клавиши - ссылает в компьютер соответствующее сообщение (прерывание), а программы компьютера (операционной системы) обрабатывают эти сообщения.

 

 

Глубина цвета.

Глубина цвета – это характеристика, обозначающая количество цветов, которое способен распознать сканер. У сканеров эта характеристика, как правило, выше - 30 бит, и, у наиболее качественных из планшетных сканеров, - 36 бит и более.

Динамический диапазон (диапазон плотности).

Динамический диапазон сканера характеризует какой диапазон оптических плотностей оригинала сканер может распознать, не потеряв оттенки ни в светах, ни в тенях оригинала. Максимальная оптическая плотность у сканера - это оптическая плотность оригинала, которую сканер еще отличает от полной темноты.

Тип подключения.

По типу интерфейса сканеры делятся всего на четыре категории:

Сканеры с параллельным или последовательным интерфейсом, подключаемые к LPT- или COM-порту. Эти интерфейсы самые медленные и постепенно себя изживают.

Сканеры с интерфейсом USB. Стоят чуть-чуть дороже, но работают значительно быстрее. Необходим компьютер с USB-портом.

Сканеры со SCSI-интерфейсом. С собственной интерфейсной платой для шины ISA или PCI либо подключаемые к стандартному SCSI-контроллеру.

Сканеры с ультрасовременным интерфейсом FireWire(IEEE 1394).

 

 

ПЗУ. Назначение. Состав.

В постоянном запоминающем устройстве (ПЗУ) хранится информация, которая не изменяется при работе ЭВМ. Такую информацию составляют тест-мониторные программы (они проверяют работоспособность компьютера в момент его включения), драйверы (программы, управляющие работой отдельных устройств ЭВМ, например, клавиатурой) и др. ПЗУ является энергонезависимым устройством, поэтому информация в нем сохраняется даже при выключении электропитания.

Постоянная память (ПЗУ— память только для чтения) — энергонезависимая память, используется для хранения данных, которые никогда не потребуют изменения. Содержание памяти специальным образом “зашивается” в микросхеме BIOS при его изготовлении для постоянного хранения. Из ПЗУ можно только читать.

BIOS – это базовая система ввода-вывода. BIOS представляет собой сложную систему, состоящую из большого количества утилит, предназначенных для автоматического распознавания установленного на компьютер оборудования, его настройки и проверки функционирования.

В состав этой системы входят различные программы ввода-вывода, которые обеспечивают взаимодействие между операционной системой, прикладными программами с одной стороны и устройствами, входящими в состав компьютера (внутренними и внешними) с другой.

Первоначально BIOS предназначалась для осуществления тестирования компьютера при включении. В настоящее время BIOS представляет собой сложную систему, состоящую из большого количества утилит, предназначенных для автоматического распознавания установленного на компьютер оборудования, его настройки и проверки функционирования. Наиболее перспективной для хранения системы BIOS является флэш-память (сменные карты памяти). Она позволяет модифицировать функции для поддержки новых устройств, подключаемых к компьютеру.Система BIOS неразрывно связана с СMOS RAM.

CMOS (полупостоянная память) - небольшой участок памяти для хранения параметров конфигурации компьютера, который регулируется с помощью утилиты CMOS Setup Utility. Обладает низким энергопотреблением. Содержимое CMOS-памяти не изменяется при выключении электропитания компьютера, поскольку для ее электропитания используется специальный аккумулятор. Используется для хранения информации о конфигурации и составе оборудования комп-ра, хранит инфо о гибких и жестких дисках, о процессоре, а также показания системы часов.

 

 

ОЗУ. Назначение. Состав.

Оперативная память (также оперативное запоминающее устройство, ОЗУ) — в информатике — память, часть системы памяти ЭВМ, в которую процессор может обратиться за одну операцию (jump, move и т. п.). Она предназначена для временного хранения данных и команд, необходимых процессору для выполнения им операций. Оперативная память передаёт процессору данные непосредственно, либо через кэш-память. Каждая ячейка оперативной памяти имеет свой индивидуальный адрес. ОЗУ может изготавливаться как отдельный блок или входить в конструкцию однокристальной ЭВМ или микроконтроллера.

Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) используется для кратковременного хранения переменной (текущей) информации и допускает изменение своего содержимого в ходе выполнения процессором вычислительных операций. Это значит, что процессор может выбрать из ОЗУ команду или обрабатываемые данные (режим считывания) и после арифметической или логической обработки данных поместить полученный результат в ОЗУ (режим записи). Размещение новых данных в ОЗУ возможно на тех же местах (в тех же ячейках), где находились исходные данные. Понятно, что прежние команды (или данные) будут стерты.

ОЗУ используется для хранения программ, составляемых пользователем, а также исходных, конечных и промежуточных данных, получающихся при работе процессора.

В качестве запоминающих элементов в ОЗУ используются либо триггеры (статическое ОЗУ), либо конденсаторы (динамическое ОЗУ). ОЗУ — это энергозависимая память, поэтому при выключении питания информация, хранившаяся в ОЗУ, теряется безвозвратно.

На сегодня наибольшее распространение имеют два вида ОЗУ:SRAM (Static RAM). ОЗУ, собранное на триггерах, называется статической памятью с произвольным доступом или просто статической памятью. Достоинство этого вида памяти — скорость. Поскольку триггеры собраны на вентилях, а время задержки вентиля очень мало, то и переключение состояния триггера происходит очень быстро. Данный вид памяти не лишён недостатков. Во-первых, группа транзисторов, входящих в состав триггера, обходится дороже, даже если они вытравляются миллионами на одной кремниевой подложке. Кроме того, группа транзисторов занимает гораздо больше места, поскольку между транзисторами, которые образуют триггер, должны быть вытравлены линии связи.

DRAM (Dynamic RAM)

Более экономичный вид памяти. Для хранения разряда (бита или трита) используется схема, состоящая из одного конденсатора и одного транзистора (в некоторых вариациях конденсаторов два). Такой вид памяти решает, во-первых, проблему дороговизны (один конденсатор и один транзистор дешевле нескольких транзисторов) и во-вторых, компактности (там, где в SRAM размещается один триггер, то есть один бит, можно уместить восемь конденсаторов и транзисторов).Есть и свои минусы. Во-первых, память на основе конденсаторов работает медленнее, поскольку если в SRAM изменение напряжения на входе триггера сразу же приводит к изменению его состояния, то для того чтобы установить в единицу один разряд (один бит) памяти на основе конденсатора, этот конденсатор нужно зарядить, а для того чтобы разряд установить в ноль, соответственно, разрядить. Память на конденсаторах получила своё название Dynamic RAM (динамическая память) как раз за то, что разряды в ней хранятся не статически, а «стекают» динамически во времени. Таким образом, DRAM дешевле SRAM и её плотность выше, что позволяет на том же пространстве кремниевой подложки размещать больше битов, но при этом её быстродействие ниже. SRAM, наоборот, более быстрая память, но зато и дороже. В связи с этим обычную память строят на модулях DRAM, а SRAM используется для построения, например, кэш-памяти в микропроцессорах.

 

 

Шины. Типы и назначение.

Шины – обеспечивают связь между всеми собственными и подключенными устройствами материнской платы.Различают: системные и локальные.

Системные шины – ее основная обязанность является передача между базовыми микропроцессорам и основными электронными компонентами компьютера.

Термин «шина» означает, что все разъемы соединены параллельно токопроводящими дорожками материнской платы, по кот-ым подается питание, тактовые синхронизирующие импульсы, сигналы запроса прерываний, а также адреса и данные.

1 шина ISA –появилась в начавле 80-х годов (промышленный стандарт архитектуры). Пропускная способность – 5.5 мб/сек.

Шина EISA – позволила увеличить кол-во разъемов, производительность 46 мб/сек.

Шина MCA – производительность 46 мб/сек.

Локальная шина – непосредственно связывают процессор с контролерами периферийных устройств и используется для повышения скорости обмена с накопителями и видеоадаптерами.

1 шина VLB – связало процессор и оперативную память в обход системной шины, в дальнейшем в нее «врезали» интерфейс для подключения видеоадаптера. Пропускная способность – до 130 мб/сек, тактовая частота до 50 мгц.

Недостатком является то, что при подключении к ней новых устройств существенно снижалась ее пропускная способность (приближается к ISA).

Шина PCI –стандарт подключения внешних компонентов. Была введена в компьютерах, выполненных на базе микропроцессор pentium. Пропускная способность – 133мб/сек., тактовая частота –33 мгц.

Шина P&P (Plug and Play) – важным нововведением этого стандарта стало поддержка режима play and plug/ Суть режима состоит в том, что после физического подключения внешнего устройства к разъему шины PCI происходит обмен данными между устройством и материнской платой, в результате кото-ого устройство автоматически получает номер используемого прерывания и номер канала прямого доступа.

Шина USB (универсальная последовательная магистраль). Пропускная способность – 12мб/сек. Данная шина определяет способ взаимодействия компьютера с периферийными устройствами и позволяет подключать до 127 устройств.

Достоинства – практически исключает конфликты между различным оборудованием.

Позволяет подключать/отключать в «горячем» режиме и позволяет объединять несколько компьютеров в простейшую локальную сеть, без применения спецоборудования.

Шина IEEE – пропускная способность –400 мб/сек, но подключать позволяет до 60 устройств, для работы с видеоустройствами.

Шина AGP, AGP2x, AGP4x – для подключения с видеоадаптерами.

AGP2x – пропус. Способность до 500 мб/сек.

AGP4x –до 1 гб/сек.

Шина PCMCIA – стандарт международной ассоциации производителей плат памяти для компьютеров. Используется в нормативных компьютерах для подключения расширителей памяти, модемов, контролеров дисков и стримеров, сетевых адаптеров и других устройств.

«+»системные магистрали, выполненные по данному стандарту имеет минимальное энеюргопотребление.

Шина SCSI – один из самых старых и распространенных интерфейсов для подключения периферии. Эти шина похожа на сеть, т.к. каждое из устройств, кот-ое к ней подключено, должно иметь свой уникальный адрес.

Чипсет - микропроцессорный комплект. Одна из микросхем, входящая в чипсет задает тактовые импульсы, определяющие кол-во тактов.

В настоящее время большинство материнских плат имеют чипсеты, выполненных на базе 2 микросхем, называемых «северными» и «южными» мостами. «Северный мост» - управляет взаимодействием процессора, оперативной памяти, шины PCI, AGP. Отвечает за всю «начинку». «Южный» мост –выполняет роль контролера клавиатурs, мыши, жестких и гибких дисков, шины USB и т.д.

От типа чипсета напрямую зависят самые важные хар-ки материнской платы: скорость передачи данных, число поддерживаемых моделей процессора, параметры работы с памятью и т.д.

 

 

Классификация мониторов

По виду выводимой информации: алфавитно-цифровые,дисплеи, отображающие только алфавитно-цифровую информацию,дисплеи, отображающие псевдографические символы,интеллектуальные дисплеи, обладающие редакторскими возможностями и осуществляющие предварительную обработку данных, графические, векторные,растровые,

По строению

ЭЛТ — на основе электронно-лучевой трубки. Кинескопы используются в системах растрового формирования изображения: различного рода телевизорах, мониторах, видеосистемах.

Осциллографические ЭЛТ наиболее часто используются в системах отображения функциональных зависимостей: осциллографах, вобулоскопах, также в качестве устройства отображения на радиолокационных станциях, в устройствах специального назначения; в советские годы использовались и в качестве наглядных пособий при изучении устройства электронно-лучевых приборов в целом.

Знакопечатающие ЭЛТ используются в различной аппаратуре специального назначения.

ЖК — жидкокристаллические монитор. Жидкокристаллический монитор предназначен для отображения графической информации с компьютера, телевизора, цифрового фотоаппарата, электронного переводчика, калькулятора и пр.

Изображение формируется с помощью отдельных элементов, как правило, через систему развёртки. Простые приборы (электронные часы, телефоны, плееры, термометры и пр.) могут иметь монохромный или 2-5 цветный дисплей. Многоцветное изображение формируется с помощью RGB-триад.

На 2008 год в большинстве настольных мониторов на основе TN- (и некоторых *VA) матриц, а также во всех дисплеях ноутбуков используются матрицы с 18-битным цветом (6 бит на каждый RGB-канал), 24-битность эмулируется мерцанием с дизерингом.

Плазменный — на основе плазменной панели

Проекционный — видеопроектор и экран, размещённые отдельно или объединённые в одном корпусе (как вариант — через зеркало или систему зеркал)

OLED-монитор — на технологии OLED (англ. organic light-emitting diode — органический светоизлучающий диод)

Виртуальный ретинальный монитор — технология устройств вывода, формирующая изображение непосредственно на сетчатке глаза.

По типу видеоадаптера: HGC, CGA, EGA, VGA, SVGA.

По типу интерфейсного кабеля композитный, раздельный, D-Sub,DVI,USB,HDMI,DisplayPort,S-Video

По типу устройства использования в телевизорах в компьютерах в телефонах в калькуляторахв инфокиосках

Устройство ЖК-монитора

Каждый пиксел ЖК-дисплея состоит из слоя молекул между двумя прозрачными электродами, и двух поляризационных фильтров, плоскости поляризации которых (как правило) перпендикулярны. В отсутствие жидких кристаллов свет, пропускаемый первым фильтром, практически полностью блокируется вторым.

Поверхность электродов, контактирующая с жидкими кристаллами, специально обработана для изначальной ориентации молекул в одном направлении. В TN-матрице эти направления взаимно перпендикулярны, поэтому молекулы в отсутствие напряжения выстраиваются в винтовую структуру. Эта структура преломляет свет таким образом, что до второго фильтра плоскость его поляризации поворачивается и через него свет проходит уже без потерь. Если не считать поглощения первым фильтром половины неполяризованного света, ячейку можно считать прозрачной.

Если же к электродам приложено напряжение, то молекулы стремятся выстроиться в направлении электрического поля, что искажает винтовую структуру. При этом силы упругости противодействуют этому, и при отключении напряжения молекулы возвращаются в исходное положение. При достаточной величине поля практически все молекулы становятся параллельны, что приводит к непрозрачности структуры. Варьируя напряжение, можно управлять степенью прозрачности.

Если постоянное напряжение приложено в течение долгого времени, жидкокристаллическая структура может деградировать из-за миграции ионов. Для решения этой проблемы применяется переменный ток или изменение полярности поля при каждой адресации ячейки (так как изменение прозрачности происходит при включении тока, вне зависимости от его полярности).

Во всей матрице можно управлять каждой из ячеек индивидуально, но при увеличении их количества это становится трудновыполнимо, так как растёт число требуемых электродов. Поэтому практически везде применяется адресация по строкам и столбцам.

Проходящий через ячейки свет может быть естественным — отражённым от подложки (в ЖК-дисплеях без подсветки). Но чаще применяют искусственный источник света, кроме независимости от внешнего освещения это также стабилизирует свойства полученного изображения.

Таким образом, полноценный ЖК-монитор состоит из электроники, обрабатывающей входной видеосигнал, ЖК-матрицы, модуля подсветки, блока питания и корпуса. Именно совокупность этих составляющих определяет свойства монитора в целом, хотя некоторые характеристики важнее других.

 

 

Жк-мониторы.

LCD. 1888- было сделано первое описание жидких кристаллов. 1966 – продемонстрировали первый прототип LCD – монитора, цифровые часы.

Виды мониторов: с пассивной матрицей, с активной матрицей TFT

Каждый кристалл снабжен тонкопленочным транзистором, к-ый контролирует каждый писксель экрана. Благодаря этому изображение изменяется практически мгновенно.

Угол обзора от 120 градусовю «+» компактные, меньше потребления электроэнергии.

Электронно-лучевая трубка (ЭЛТ), кинеско́п — электровакуумный прибор, преобразующий электрические сигналы в световые.

В строгом смысле, электронно-лучевыми трубками называют ряд электронно-лучевых приборов, одним из которых является кинескоп.

Принципиальное устройство:

электронная пушка, предназначена для формирования электронного луча, в цветных кинескопах и многолучевых осциллографических трубках объединяются в электронно-оптический прожектор; экран, покрытый люминофором — веществом, светящимся при попадании на него пучка электронов; о отклоняющая система, управляет лучом таким образом, что он формирует требуемое изображение.

Функции ОС

Обеспечивать загрузку пользовательских программ в оперативную память и их исполнение. Обеспечивать работу с устройствами долговременной памяти, такими как магнитные диски, ленты, оптические диски и т.д. Как правило, ОС управляет свободным пространством на этих носителях и структурирует пользовательские данные.

Предоставлять более или менее стандартный доступ к различным устройствам ввода/вывода, таким как терминалы, модемы, печатающие устройства.

Предоставлять некоторый пользовательский интерфейс. Слово некоторый здесь сказано не случайно - часть систем ограничивается командной строкой, в то время как другие на 90% состоят из средств интерфейса пользователя.

Существуют ОС, функции которых этим и исчерпываются. Одна из хорошо известных систем такого типа - дисковая операционная система MS DOS.

Более развитые ОС предоставляют также следующие возможности:

Параллельное (точнее, псевдопараллельное, если машина имеет только один процессор) исполнение нескольких задач.

Распределение ресурсов компьютера между задачами.

Организация взаимодействия задач друг с другом.

Взаимодействие пользовательских программ с нестандартными внешними устройствами.

Организация межмашинного взаимодействия и разделения ресурсов.

Защита системных ресурсов, данных и программ пользователя, исполняющихся процессов и самой себя от ошибочных и зловредных действий пользователей и их программ.

 

 

45.

Понятие файловой системы. Сектор, кластер. Файл, каталог, полное имя файла. Таблица размещения файлов.

Файловая система (англ. file system) — регламент, определяющий способ организации, хранения и именования данных на носителях информации. Она определяет формат физического хранения информации, которую принято группировать в виде файлов. Конкретная файловая система определяет размер имени файла (папки), максимальный возможный размер файла и раздела, набор атрибутов файла. Некоторые файловые системы предоставляют сервисные возможности, например, разграничение доступа или шифрование файлов.

С точки зрения операционной системы, весь диск представляет собой набор кластеров размером от 512 байт и выше. Драйверы файловой системы организуют кластеры в файлы и каталоги (реально являющиеся файлами, содержащими список файлов в этом каталоге). Эти же драйверы отслеживают, какие из кластеров в настоящее время используются, какие свободны, какие помечены как неисправные.

Однако файловая система не обязательно напрямую связана с физическим носителем информации. Существуют виртуальные файловые системы, а также сетевые файловые системы, которые являются лишь способом доступа к файлам, находящимся на удалённом компьютере.

Загрузочный сектор — это особый сектор на жёстком диске, дискете или другом дисковом устройстве хранения информации. (Для дискеты это первый физический сектор, для жесткого диска — первый физический сектор для каждого раздела) В процессе загрузки компьютера с дискеты он загружается в память программой POST (в компьютерах архитектуры IBM PC обычно с адреса 0000:7c00), ему передается управление командой long jump.

Кла́стер (англ. cluster скопление) — объединение нескольких однородных элементов, которое может рассматриваться как самостоятельная единица, обладающая определёнными свойствами.

В информационных технологиях:

Кластер (единица хранения данных) — единица хранения данных на гибких и жёстких дисках компьютеров;

Кластер (группа компьютеров) — группа компьютеров, объединённых высокоскоростными каналами связи и представляющая с точки зрения пользователя единый аппаратный ресурс;

Кластер (группа серверов) — группа серверов, объединённых логически, способных обрабатывать идентичные запросы и использующихся как единый ресурс;

Кластер (базы данных) — объединение данных из различных таблиц для ускорения выполнения сложных запросов;