Презентация на тему Технические и программные средства реализации информационных процессов

обработки данных, называют вычислительной техникой.
Конкретный набор взаимодействующих между

собой устройств и программ, предназначенный для обслуживания одного рабочего участка, называют вычислительной системой.
Центральным устройством большинства вычислительных систем является компьютер.
Компьютер - это электронной прибор, предназначенный для автоматизации создания, хранения, обработки и транспортировки данных.

данных.
Функционирование компьютеров основано на принципе программного управления.

обеспечивают автоматическое управление процессом решения задачи на основе заранее

заданной программы.
Реализуется за счет наличия в ЭВМ устройства управления (УУ) и запоминающего устройства (ЗУ).
В ЗУ хранится исходная, промежуточная и результатная информация, а также программа процесса ее обработки.

базе принципов, сформулированных, американским ученым Джоном фон Нейманом в

1945 году.
Основными блоками фон-неймановской машины являются:
Арифметическо-логическое устройство, выполняющее арифметические и логические операции;
Устройство управления, которое организует процесс выполнения программ;
Запоминающее устройство, или память для хранения программ и данных;
Внешние устройства для ввода-вывода информации.
Информация кодируется в двоичной форме и разделяется на единицы, называемые словами
Алгоритм представляется в форме управляющих слов, которые определяют смысл операции.
Эти управляющие слова называются командами.
Совокупность команд, представляющая алгоритм, называется программой.

одной и той же памяти. Разнотипные слова различаются по

способу использования, но не по способу кодирования.
Устройство управления и арифметическое устройство обычно объединяются в одно, называемое центральным процессором.
Они определяют действия, подлежащие выполнению, путем считывания команд из оперативной памяти. Обработка информации, предписанная алгоритмом, сводится к последовательному выполнению команд в порядке, однозначно определяемом программой.

устройства в память компьютера вводится программа.
Устройство управления считывает

содержимое ячейки памяти, где находится первая инструкция (команда) программы, и организует ее выполнение.
Эта команда может задавать выполнение арифметических или логических операций, чтение из памяти данных для выполнения арифметических или логических операций или запись их результатов в память, ввод данных из внешнего устройства в память или вывод данных из памяти на внешнее устройство.

управления начинает выполнять команду из ячейки памяти, которая находится

непосредственно за только что выполненной командой.
Однако этот порядок может быть изменен с помощью команд передачи управления (перехода). Эти команды указывают устройству управления, что ему следует продолжить выполнение программы, начиная с команды, содержащейся в некоторой другой ячейке памяти. Такой переход в программе может выполняться при выполнении некоторых условий,
например, если некоторые числа равны, если в результате предыдущей арифметической операции получился нуль и т.д.
Это позволяет использовать одни и те же последовательности команд в программе много раз (т.е. организовывать циклы), выполнять различные последовательности команд в зависимости от выполнения определенных условий и т.д., т.е. создавать сложные программы.

инструкции программы автоматически, т.е. без вмешательства человека.
Все результаты

выполненной программы должны быть ею выведены на внешние устройства компьютера, после чего компьютер переходит к ожиданию каких-либо сигналов внешних устройств.

процедур обработки данных и взаимодействие всех устройств компьютера.Состоит из:
арифметико-логического

устройства (АЛУ),
устройства управления (УУ),
собственных запоминающих устройств (регистры, кэш-память).

и основные устройства компьютера

выбирает команды программы из основной памяти, интерпретирует тип команды

и запускает нужную схему АЛУ.

Структура и основные устройства компьютера

данных.
Основная память включает:
Оперативную память – обеспечивает временное хранение команд

и данных в процессе выполнения программы.
Постоянную память - обеспечивает постоянное хранение и возможность считывания критически важной для функционирования компьютера информации.

Структура и основные устройства компьютера

т.к. на их основе реализуется принцип программного управления.
Все остальные

устройства компьютера считаются внешними.

Структура и основные устройства компьютера

осуществляется при помощи сопряжений, которые в называют интерфейсами.
Интерфейс представляет

собой совокупность стандартизированных аппаратных и программных средств, обеспечивающих обмен информацией между устройствами.
Интерфейсы позволяют унифицировать передачу информации между устройствами независимо от их особенностей.
В ПК используется структура с шинным интерфейсом.

объединенных проводов, обеспечивающих передачу трех потоков данных:
Информации
Адресов
Управляющих сигналов
Количество проводов

для передачи непосредственно информации называется разрядностью шины и определяет число битов информации, которое может быть передано по шине одновременно.
Количество проводов для передачи для передачи адресов, или адресных линий, определяет какой объем оперативной памяти может быть адресован.

средствах основа для выполнения программируемого процесса обработки данных.

технических средств, используемых в процессе функционирования ЭВМ и взаимодействующих

друг с другом.
Программное обеспечение (ПО)- совокупность программ для ЭВМ и методических материалов по их применению. Различают:
Системное программное обеспечение
Прикладное программное обеспечение
Служебное программное обеспечение

может выполняться на определенной платформе:
Определенный тип компьютера
С использованием определенного

системного и служебного программного обеспечения.
Программно-аппаратная платформа – совокупность аппаратных средств, системного и служебного программного обеспечения, необходимая для функционирования конкретных прикладных программ.

системный блок;
монитор;
клавиатура;
мышь.

1
2
3
4

материнской (системной) платы,
динамика,
источника питания,
плат расширения (видеокарты,

звуковой карты),
дисковода для магнитных дисков,
оптического (лазерного) дисковода;
обычно имеет несколько параллельных и последовательных портов для подключения устройств ввода и вывода, таких как клавиатура, мышь, монитор, принтер.

размещения основных электронных компонентов компьютера и отдельных адаптеров;
на ней

размещаются
процессор,
микропроцессорный комплект (чипсет),
шины,
оперативная память,
постоянная память,
кэш-память.

и определяющих основные функциональные возможности материнской платы.
Обеспечивает работу:
Процессора
Памяти
Интерфейсов ввода-вывода
От

модели чипсета зависят характеристики платы:
Поддерживаемые процессоры
Виды микросхем памяти
Тип системной шины
Порты для подключения внешних устройств
Имеют множество встроенных контроллеров:
Дисков
Портов ввода-вывода
Шин USB и IEEE 1394

Pentium III, Celeron (Socket 370), Pentium IV (Socket- 423,

Socket-478), AMD (Socket-462)
Микросхема BIOS содержит программное обеспечение платы:
Драйверы низкого уровня для основных устройств ввода-вывода
Программу начального загрузчика для загрузки операционной системы с диска
Программу POST для тестирования устройств ПК при включении питания

памяти
Разъемы для установки дочерних плат
Разъем для подключения питания
Разъемы

для подключения дисководов и внешних устройств
Вспомогательные микросхемы и устройства (преобразователь напряжения, тактовый генератор, таймер, контроллер прерываний и др.)
Основные характеристики материнских плат:
Модель чипсета
Тип используемого процессора (зависит от разъема для установки процессора)
Формат
Число и тип разъемов для установки дочерних плат
Возможность для обновления BIOS

роль главного вычислителя, реализуя наиболее важные операции с данными,

устанавливает очередность задач, выполняемых системой, управляет передачей информации, воспринимает и обрабатывает управляющие сигналы.

AMD Athlon
Alpha фирмы Digital – наиболее высокопроизводительные
Power PC фирмы

Apple
Основные характеристики процессора:
Разрядность процессора – число двоичных разрядов, одновременно обрабатываемых при выполнении одной команды
Современные процессоры Intel 32-разрядные и частично 64-разрядные
Производительность, тактовая частота – скорость выполнения команд программы. Единицы измерения производительности:
МИПС – миллион операций в секунду над целыми числами
МФЛОПС – миллион операций в секунду над дробными числами
Тактовая частота – количество циклов работы устройства за единицу времени. Измеряется в Мгц.
Система команд . Общее количество команд, реализуемое современным процессором, достигает несколько сотен.
Характеристики кэш-памяти. Кэш-память используется для ускорения доступа к данным, размещенным в ОЗУ.

разрядности
Развитие системы команд
Оптимизация кэш-памяти
Производительность массово выпускаемых процессоров для IBM

PC:
Celeron < AMD Duron < Pentium III <
AMD Athlon / Pentium IV

Access Memory) ⎯ набор микросхем, предназначенный для временного хранения

данных, пока ПК включен не завершен сеанс.
Постоянная память (ПЗУ — постоянное запоминающее устройство) обычно содержит такую информацию, которая не должна меняться в ходе выполнения микропроцессором различных программ.
Кэш - память (Cache) является буфером между ЦП и оперативной памятью и служит для увеличения быстродействия компьютера.
CMOS (Complementory Metal ⎯ Oxide Semiconductor) ⎯ память предназначена для хранения наиболее важной информации о параметрах настройки компьютера.

оперативной памяти и адаптеров внешних устройств.
Системная шина находится

непосредственно на системной плате.

процессора с монитором и реализующее тот или иной режим

разрешения и цветности.
Монитор (дисплей).

Hard Disk Drive). Жесткий диск характеризуется объемом памяти (десятки

гигабайт) и способом подключения к материнской плате.
Гибкий диск (FDD – Floppy Disk Drive) – сменный диск, объемом 1,44 Мб.
CD-ROM ( Compact Disc Read Only Memory) ⎯ компакт диск только для чтения объемом 650 Мб.
CD-R (Compact Disc Recorder) – компакт диск однократной записи.
CD-RW (Compact Disc Read and Write) – компакт диск многократной записи.
DVD- цифровые видео диски, объемом от 4 до 17 Гб.

обмена данными.

различают
матричные принтеры,
лазерные принтеры,
светодиодные принтеры,
струйные принтеры

информацией между удаленными компьютерами по каналам связи (МОдулятор +

ДЕМоду-лятор).
При этом под каналом связи понимают физические линии (проводные, оптоволоконные, кабельные, радиочастотные), способ их использования (коммутируемые и выделенные) и способ передачи данных (цифровые или аналоговые сигналы).

производительности
По особенностям архитектуры

использоваться для решения любых задач обработки данных.
Специализированные ЭВМ (встроенные)
Предназначены

для решения ограниченного круга задач, например, для управления сложными техническими устройствами.

обслуживания одновременной работы нескольких пользователей.
Имеет более высокую производительность
Выступают в

качестве серверов компьютерных сетей
ЭВМ индивидуального использования
Эксплуатируется одним пользователем

рядовых задач индивидуальных пользователей или обслуживания малых компьютерных сетей.
Массовые

персональные компьютеры
ЭВМ высокой производительности
Одно- или многопроцессорные ЭВМ, предназначенные для обслуживания компьютерных сетей среднего и большого размера или индивидуального применения для решения задач повышенной сложности.

ЭВМ сверхординарной производительности (супер-ЭВМ)
многопроцессорные ЭВМ, предназначенные для решения задач чрезвычайной сложности.
Обслуживание очень больших компьютерных сетей, моделирование ядерных реакций, исследование структуры ДНК, управление сложными военными и космическими объектами, криптография, метеорология.
Имеют уникальную архитектуру и проектируются по специальному заказу.
Производительность измеряется в терафлопс – 240 операций в секунду над числами с плавающей запятой.
Часто несколько ЭВМ объединяют в кластеры – совокупность ЭВМ, совместно используемых для обеспечения необходимой производительности для решения задач повышенной сложности.

устройства

несколько высокопроизводительных процессоров,
обеспечивающая подключение большого числа внешних устройств.
Предназначена

для обслуживания большого числа пользователей при осуществлении сложной обработки больших объемов данных.
Основные характеристики:
один или несколько высокопроизводительных процессоров
Емкость ОЗУ от нескольких Гбайт до сотен Гбайт
Высокопроизводительные каналы ввода-вывода
Емкость устройств внешней памяти до десятков Тбайт
Допускает подключение сотен устройств ввода-вывода
Стоимость от десятков тысяч до нескольких млн. долл.
Выступает в качестве ЭВМ коллективного пользования.
Основное назначение – обслуживание больших компьютерных сетей.
Основные производители мэйнфреймов – IBM, Hitachi, Fujitsu.
Наиболее распространенная линия мэйнфреймов ES/390 компании IBM.

несколько высокопроизводительных процессоров,
Предназначенная для управления крупными компьютерными сетями

или решения задач высокой сложности при индивидуальном использовании.
Чаще всего используются как серверы средних или больших сетей.
При решении задач высокой сложности при индивидуальном использовании – называются рабочими станциями.
Основные характеристики:
Один или несколько высокопроизодительных процессоров
Используют разновидность ОС UNIX
Емкость ОЗУ до десятков и сотен Гбайт
Емкость ВЗУ до нескольких сотен Гбайт
Допускаю подключение меньшего, чем мэйнфреймы числа внешних устройств
Стоимость от нескольких тысяч до нескольких млн. долл.

мини-ЭВМ, применяющие RISC-процессоры и разновидность ОС Unix.
В последнее время

используются CISC-процессоры и ОС Windows NT.

небольшого числа устройств ввода-вывода.
Часто может использоваться в качестве сетевых

серверов для управления относительно небольшими сетями (ПК-серверы).
Персональные ЭВМ разделяются на:
Стационарные
Портативные
IBM-совместимые ПК популярны благодаря открытой архитектуре – совокупность общепринятых стандартов организации взаимодействия различных устройств ЭВМ. Позволяет собирать ПК из готовых комплектующих, произведенных различными производителями.

для использования в условиях подключения к стационарной электрической сети.
Портативные

ПК (мобильные ПК) имеют небольшие размеры и малый вес, могут использоваться как при стационарном, так и при автономном электропитании.
Портфельные ПК (ноутбуки)
Карманные ПК (КПК)

сети.
Не имеют внешних запоминающих устройств (ВЗУ) и загружают программы

с сетевого сервера.
Исполнение программ происходит на самом сетевом компьютере, но программы и данные хранятся на сервере.
Вне сети не могут функционировать.

(офисный ПК);
Mobile PC (мобильный, переносной);
Workstation PC (рабочая станция);
Entertainment PC

(развлекательный ПК).
Спецификация РС99 - международный сертификационный стандарт.
Он регламентирует принципы классификации персональных компьютеров и оговаривает минимальные и рекомендуемые требования к каждой из категорий.