Классификация и тенденции развития ЭВМ

Классификация и тенденции развития ЭВМ

ЭВМ – это комплекс технологических средств, предназначенных для автоматической обработки информации.

ЭВМ = computer = вычислитель.

Первоначально эти устройства предназначались для операций над числами, в настоящее время ЭВМ в основном используются для операций над текстом, логикой и графикой.

Вопрос 8. Классификация ЭВМ.(§3.1)

ЭВМ можно классифицировать оп следующим признакам:

1.Принцип действия.

2.Этапы развития.

3.Назначение.

4.Функциональные возможности.

 

П.1.Принцип действия(п.3.1.1)

По принципу действия ЭВМ делятся на 2 класса:

1.Цифровые (ЦВМ)

2.Аналоговые (АВМ)

Критерием деления является форма представления информации.

При аналоговой форме значение характеристики во времени представлено величиной электрического напряжения U или другой физической величиной (рис. 3.1).

 

Значение меняется непрерывно. Для изменения значения нужно изменить величину напряженности и наоборот.(Например, 100 В соответствует 100р, а 101 В соответствует 101р)

При цифровой форме значение характеристики кодируется последовательностью импульсов в моменты тактовой частоты. (рис. 3.2).

 

Значение изменяется дискретно(от кода к коду). Для изменения значения нужно изменить последовательность кода и наоборот.(Например, код /./../../. соответствует 100р, а код /.///…/ соответствует 101р)

В АВМ при случайном изменении напряжения, значение характеристики изменится.

В ЦВМ изменение напряжения не влияет на значение характеристики тактов. Оно закодировано импульсами и от высоты импульсов не зависит.

В АВМ точность чисел (макс. количество цифр в числе) ограничено точностью изменения измерения напряженности(5-6 десятичных цифр)

В ЦВМ точность чисел задается количеством учитываемых импульсов записи одного числа. Это количество можно по договоренности увеличивать.

АВМ отличаются высокой скоростью и низкой ценой, неустойчивой работой и низкой точностью.

ЦВМ надежней в работе, но сложнее в реализации и дороже.

В настоящее время ЦВМ используется повсеместно.

АВМ почти не используется- для моделирования технических объектов и для управления роботами.

Цифровая форма представления информации также используется в цифровых фотоаппаратах, TV, видеокамерах. В них кодируется и хранится в виде кода цвет каждой точки кадра.

Цифровая форма представления звука сотовой связи, кабельной.

Цифровой принцип представления информации еще называется дискретным импульсом.

Аналоговый принцип еще называется непрерывным.

Основы построения ЦВМ были заложены в 1946 г. фон Нейманом.

Принципы фон Неймана:

1.Вся информация представляется в двоичной форме.(0;1)

2.Программа хранится в памяти компьютера, и может быть туда записана.

3.программы могут обрабатываться также как числа.(однородность памяти)

4.Иерархическая организация памяти.

5.Арифметическое устройство конструируется на основе схемы сложения.

6.Параллельная обработка нескольких разрядов двоичной информации.

7.Иерархическая система машинных действий от базисных команд до составных процедур.

Нейман предложил следующую схему цифрового компьютера.(рис.3.3.)

 

АЛУ- арифметико-логическое устройство

УУ- устройство управления

УВВ- устройство ввода/ввода.

Дальнейшая классификация относится только к цифровым ЭВМ.

 

П.2.Этапы создания(п.3.1.2)

Этапы создания ЭВМ связаны с изменением элементной базы, которое в свою очередь сопровождалось уменьшением её размеров, увеличением скорости работы, уменьшением цены.

По этапам создания ЭВМ делятся на 5 поколений:

1.50-е годы XX в. Электронные вакуумные лампы.

2.60-е годы. Полупроводниковые транзисторы.

3.70-е годы. Полупроводниковые интегральные схемы (1000 транзисторов на схему)

4.80-е годы. Большие интегральные схемы (1000000 транзисторов на схему)

5.90-е годы. Многопроцессорные ЭВМ, обрабатывающие параллельно несколько потоков информации.

В настоящее время используются ЭВМ 4-го и 5-го поколения.

6-е поколение разрабатывается давно, но не существует.

 

 

2. Назначение и классификация компьютерных сетей.

Отдельные компьютеры при соединении между собой образуют новое качество по обработке информации. Первые компьютерные сети создавались для управления техническими процессами, вскоре стали использоваться для управленческой деятельности.
Назначение компьютерных сетей определяется двумя функциями:

1.Обеспечение совместного использования аппаратных и программных ресурсов.

2.Обеспечение совместного доступа к ресурсам данных.

Компьютерные сети нужно отличать от Многомашинного Вычислительного Комплекса (МВК).

МВК - это группа установленных рядом и соединенных ЭВМ, которые выполняют единый информационно-вычислительный процесс.

Для компьютерной сети единого процесса или единой задачи не формулируется. Для создания компьютерной сети необходимо специальное сетевое, аппаратное и программное обеспечение. Для обмена информацией в компьютерной сети используются протоколы.

Протокол - это стандарт совместимости передаваемой по сети информации.
Различают стандарты совместимости аппаратуры (аппаратные протоколы) и стандарты совместимости программ и данных (программные протоколы).

По территориальному признаку(по размеру) компьютерные сети разделяются на 3 класса:

1)Глобальные сети (GAN)

2)Региональные сети (RAN)

3)Локальные сети (LAN - Local Network Area)

Глобальные сети имеют размер тысячи км и объединяет абонентов разны стран и континентов.

Региональная – объединяет абонентов внутри города или региона и обладает размеров в десятки и сотни км.

Локальная – имеет размер до 2х км и находится внутри одного предприятия, здания или территории.

Для разных классов сетей используют разные аппаратные и программные протоколы.

Подавляющее число сетей являются локальными(95 %)

на логическом уровне Компьютерная сеть представляет собой совокупность 2х видов компьютеров:

1) Серверов

2) Рабочих станций.

Сервер – комп, предоставляющий свои ресурсы пользователю.

Рабочая станция – комп, через который пользователь получает ресурсы сети.

Один и тот же компьютер в разные моменты времени может быть и сервером и рабочей станцией.

 

3. Вопрос 22. Локальные компьютерные сети (ЛКС).

Локальные сети на электрическом уровне соединяют компьютеры между собой с помощью кабелей, беспроводных каналов и сетевых карт.

Сеть без единого устройства управления сетью, хранения и обработки информации называется одноранговой. В ней все компоненты равноправны. К достоинствам одноранговой сети относится низкая стоимость и высокая надёжность.

В сети с выделенным сервером 1 компьютер выполняет функции хранения и обработки информации и функции управления сетью. Достоинства: высокое быстродействие, надежная защита информации, простота управления.

Одноранговую сеть поддерживают домашние версии ОС Windows.

В сети с выделенным сервером один из компов выполняет функции хранения и обработки информации и функцию управления сетью.

В качестве выделенного сервера обычно используется комп с высоким быстродействием и большой памятью.

Достоинства сети с выделенным сервером:

1) высокое быстродействие

2) надежная защита информации

3) простота управления.

Сеть с выделенным сервером поддерживают профессиональная версия ОС Windows.

Межбанковская сеть SWIFT.

В финансовой сфере в качестве глобальной компьютерной сети используется SWIFT – универсальная мировая система электронных международных расчетов.

Создана как кооператив в 1973 году, открылась в 1977. Имеет статус бесприбыльной организации Бельгии.

В уставе определено, что целью SWIFT является проведение исследований, создание и эксплуатация средств, необходимых для обеспечения удаленной связи, передачи и обработки конфиденциальных и составляющих частную собственность финансовых сообщений к общей пользе ее членов.

Для развития внешней торговли и международной организации труда SWIFT помогает ускорить прохождение платежей между банками.

Услугами SWIFT пользуются 8 тыс. абонентов, из них 2700 банков, у которых имеется 20 тыс. терминалов в 203 странах мира.

В 2005 г. с помощью SWIFT было передано 2,5 млрд. финансовых сообщений. Максимальная суточная нагрузка составила 10 млн. сообщений на общую сумму 6 трлн. $. Многие страны построили свои национальные платежные системы на основе SWIFT(Великобритания, Германия, Франция, Италия, Канада, Азербайджан и т.д.)

Использование компьютерной сети по сравнению с другими средствами коммуникации позволяет следующие:

-Становление связи с банками и финансовыми структурами в любой точке мира.

-Круглосуточность работы

-Повышение защиты и секретности передаваемых сообщений.

-Выполнение международных расчетов по принципу «день в день».

-Единый стандарт сообщений.

-Сокращение доли ручных операций.

-Высокая скорость передачи.

Высокая надежность работы за счет дублирования всей аппаратуры.

Основу сети SWIFT составляют 3 коммуникационных центра, которые находятся в Голландии, Бельгии, США, а также региональные центры, к которым подключены клиенты.

Архитектура сети состоит из 4 уровней:

1) Терминалы пользователя, которые являются точками доступа клиентов.

2) Региональный сервер, который управляет протоколом передачи сообщений, проверяет правильность входящих документов, передает клиентам подтверждение о приеме и передаче сообщений.

3) Маршрутизированный сервер, который управляет передачей сообщений между региональными серверами, хранит информацию об их передаче, обрабатывает системные сообщения, ведет системный архив.

4) Сервер управления системой.

 

Рабочий стол. Значки. Окна.

Рабочий стол – окно ОС Windows.

Первое, что видят пользователи - это Рабочий стол, Панель задач и значки.

Рабочий стол занимает весь экран дисплея, закрытие рабочего стола заканчивает работу в ОС Windows.

Вдоль одной из границ рабочего стола расположена Панель задач, на которой находится кнопка «Пуск» для вызова главного меню.

Значки с подписями на рабочем столе соответствуют приложениям, документам, папкам, внешним запоминающим устройствам. (рис 6.1)

 

 

 

- Первые два вида знаков относится к ярлыкам – это указатель на некоторые файлы. Удаление ярлыка не удаляет файл.

- Папка – таблица, которая содержит имена файлов, их значки, информацию о их местонахождении.

П.2. Окна. (п.6.2.2)

Типовая структура окна Windows показана на рис 6.2

Имеется много видов окон: окна приложений, окна с рамками, окна просмотра.

Панели инструментов, кнопки в списке меню, поля ввода, полосы прокрутки по внешнему виду не похожи на окна, но фактически ими являются.

Модальное окно – окно, которое нельзя покинуть, не закрыв его. Между немодальными окнами можно свободно перемещаться с помощью мыши и клавиатуры.

Многодокументные окна (MDI) – содержат все вызванные окна внутри себя. Закрытие MDI окна закрывает все вызванные окна.(рис 6.3)

 

Однодокументные окна – (SDI) – могут выпускать вызванное окно за свои пределы.(рис 6.4)

 

 

Выделяется специальное окно сообщений, которое содержит рисунок, сообщение и от 1 до 4-х кнопок.

 

Как правило, окно сообщений модальное.

Многозадачность Windows.

Задачность -единица работы компьютерной системы, требующая выделения ресурсов.

Многозадачность – это способность системы выполнять одновременно несколько приложений.

Можно одновременно делать расчеты, печатать документ и играть в игру.

На самом деле процессор или ядро процессора каждый момент времени может решать только одну задачу. Для каждой задачи выделяется своя доля времени процессора.

У пользователя создается иллюзия одновременного решения задач.

Различают два вида многозадачности:

1)кооперативная

2)преемптивная.

В кооперативной многозадачности каждому приложению назначается приоритет. Задачи малого приоритета решаются во время простоя задачи большого приоритета (ожидание нажатия клавиши, чтение – запись на диск и др.). Каждая задача самостоятельно решает, когда отдать процессор другой задаче.

Задача большого приоритета может забрать себе все время процессора.

В преемптивной многозадачности каждая задача получает фиксированный квант (кусочки) времени процессора. Окончание кванта всегда приводит к попытке передать управление другой задаче. Задачи решаются по очереди, являются преемниками друг друга. Ответственность за передачу процессора несет ОС.

Приложения Windows способны порождать процессы.

Процесс – совокупность действий, которые могут выполняться независимо от других процессов. Например, можно открыть несколько окон и независимо обрабатывать несколько документов. За каждым окном закреплен процесс.

Поток – это часть процесса, который может выполняться независимо от других потоков. Например, вычисление в разных ячейках таблицы могут выполняться независимо друг от друга

Деление процесса на потоки функция самого приложения, а порядок предоставления потокам процессорного времени осуществляется операционной системой.

Процесс состоит из потоков, в крайнем случае, из одного. Многозадачность Windows основана на способности ОС обрабатывать много потоков.

Основная память компьютера делится между потоками. Каждый поток работает только со своим участком памяти и не имеет право записывать данные в другие участки памяти.

ОС успешнее справляться с многозадачностью, если она поддерживает многопроцессорную обработку. Тогда процессы будут фактически выполняться одновременно, каждый на своем процессоре.

Есть две разновидности многопроцессорной обработки:

1) асимметричная

2) симметричная.

При асимметричной обработке один или несколько процессоров обслуживают только операционную систему, а остальные заняты только приложениями.

При симметричной обработке любой процесс может быть поручен любому свободному процессору. Симметричная обработка более предпочтительна, т.к. в целом отказоустойчива и более равномерно распределяет нагрузку.

Объектный подход

Объект Windows - абстрактный тип данных, который кроме самих данных содержит функции по их обработке. Объектом может быть окно, рисунок, надпись, мелодия, таймер и т.д.

Объект = данные + программы

Данные – свойства объекта.

Программы – методы объекта

Объект может замечать внешние события: нажатия клавиш и кнопок, открытие/закрытие окна и др.

Объект может реагировать на события с помощью своих методов. Например, при нажатии на кнопку, она может поменять свой внешний вид.

ОС Windows и её приложения строятся из объектов. Приложения могут обмениваться между собой своими объектами.

Имеется 3 способа обмена объектами:

1.Статическое копирование.

2.Внедрение.

3.Связывание.

При статическом копировании переносятся только данные объекта, программы обработки не переносятся. Объект виден в приемнике и может быть отпечатан, но не может способен замечать внешних событий.

Основное отличие между внедрением и связыванием состоит в способе хранения объекта.

При внедрении в приложение-приемник посылается копия объекта. Внедренный объект становится частью приемника. Следовательно, связь с источником разрывается.

При связывании в приемник посылается информация о местонахождении объекта и его свойствах. Объект остается в источнике.

Все изменения объекта делаются источником., передаются по связи и сразу видны в приемнике. Технология внедрения и связывания объектов называется OLE.

Использование связывания предпочтительнее по двум причинам:

1)приемник почти не увеличивается в объеме.

2)один объект можно связать с несколькими приемниками.

Иногда называют Приемник = клиент, Источник = сервер.

Проверка правописания

Проверяются орфография, синтаксис, склонение, спряжение, пунктуация, стиль. Инструментом для проверки служат словарь и набор правил. Словарь может изменяться пользователем. Набор правил фиксирован. С помощью правил проверяются плохой стиль документа (как не надо говорить и писать):

-много придаточных предложений,

-повтор одинаковых слов,

-много подряд идущих согласных или гласных, разные падежи в перечислениях и т.п.

Параметры страницы

Параметры страниц относятся к параметрам форматирования разделов.

Различают логическую и физическую страницы.(рис.7.4)

 

Логическая страница – прямоугольное пространство, включающее текст и графику документа.

Физическая страница = Логическая страница + Поля.

Пользователь назначает два размера физической страницы и размеры четырех полей. В верхней и нижней частях каждой страницы располагаются нижний и верхний колонтитулы.

Они могут содержать вспомогательную информацию:

-номер страницы,

-фиксированный текст,

-сноски.

Параметры страницы одинаковы для всех страниц одного раздела.

К параметрам страниц также относятся:

-Ориентация листа (книжная или альбомная)

-Расстояния от краев листа до колонтитулов по вертикали

-Колонки

-очерчивается логическая страница

-Вид сносок

-различие колонтитулов

 

Шаблоны

Шаблон - набор правил и средств по форматированию документа в целом и его разделов.

Каждый шаблон имеет уникальное имя, например: Нормальный, Стандартный отчет.

В шаблоне содержится пример содержимого, параметры страниц, стили, настройки меню и панелей инструментов, автотексты, макросы.

Каждый электронный документ создан на основе какого-то шаблона.

Если пользователь не задавал шаблон, то используется шаблон по умолчанию.

При изменении шаблона новые свойства приобретут только новые документы, создаваемые на этом шаблоне. На созданные ранее документы изменения в шаблоне не влияют.

Таблицы

Таблица - это информация, организованная с помощью строк и столбцов. Пересечение сточек и столбцов – ячейка.

Таблицы встречаются часто в документах. Поэтому в текстовом процессоре имеются специальные средства по работе с таблицами.

Существуют особые параметры форматирования:

-таблицы в целом

-строк,

-столбцов,

-ячеек.

Имеется понятие «Стиля таблицы»

Другие операции

Из других операций расширенного набора отметим:

-списки

-ограничение доступа

-поддержка версий

-автотекст

-вычислительные поля

-связь документов

-примечания и исправления

-рисование

-закладки

-сноски

-автоформатирование

-диаграммы.

 

Принципы создания.

При создании документов необходимо придерживаться следующих принципов.

1) Используйте режим просмотра перед печатью.

Перед печатью необходимо посмотреть на экране дисплея документ в том виде, в каком он будет выглядеть на бумаге. Это позволит организовать документ, не допуская перепечатки.

2) Учитесь быстро печатать.

Главное ограничение подготовки документа - это скорость ввода текста с клавиатуры. Учитесь печатать «вслепую».

3)Сначала пишите, потом редактируйте.

Создавая документ, не исправляйте ошибок. Исправления рекомендуется делать потом, когда ошибки исправлены автоматически или явно указаны.

4) Удаляйте с осторожностью.

Не удаляйте текст большими кусками. Работайте в режиме вставки, а не замены. Не держите долго выделение форматов.

5) Сохраняйте чаще.

Перебои с электропитанием, зависание программ, настроение, могут свести на нет многие часы вашей работы. Пользуйтесь режимом автосохранения 1 раз в 20-30мин. Хорошей привычкой является ручное сохранение.

6) Храните копии важных документов.

Создавайте резервные копии файлов на дискетах и на других носителях. Особо важные документы храните на бумаге.

7)Не используйте большие файлы. Ущерб от потери маленького файла мал.

8) Создайте себе удобства.

9) Делайте передышки.

Короткие перерывы по 5 минут в час.

Классификация и тенденции развития ЭВМ

ЭВМ – это комплекс технологических средств, предназначенных для автоматической обработки информации.

ЭВМ = computer = вычислитель.

Первоначально эти устройства предназначались для операций над числами, в настоящее время ЭВМ в основном используются для операций над текстом, логикой и графикой.

Вопрос 8. Классификация ЭВМ.(§3.1)

ЭВМ можно классифицировать оп следующим признакам:

1.Принцип действия.

2.Этапы развития.

3.Назначение.

4.Функциональные возможности.