Принцип открытой архитектуры означает что аппаратные средства компьютера
Урок Открытая архитектура ПК
Онлайн-конференция
«Современная профориентация педагогов
и родителей, перспективы рынка труда
и особенности личности подростка»
Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику
Открытая архитектура ПК
Такой подход позволяет обеспечить конкуренцию производителей, повысить качество и снизить цены для потребителей.
Кроме того, открытая архитектура компьютера с появлением Интернета получила «второе дыхание». Точнее, каждое устройство, подключенное к ПК, стало возможным использовать в режиме коллективного доступа.
У каждого ПК в Интернете есть свой собственный адрес, а у каждого устройства ввода-вывода тоже есть адрес. Таким образом, комбинируя адрес ПК и адрес устройства ввода-вывода, можно обеспечить доступ к любому открытому для коллективного использования устройству.
Пользователям следует помнить об открытой архитектуре компьютера, и внимательно настраивать доступ к устройствам ввода-вывода. Например, любой жесткий диск или любая папка на жестком диске может быть открыта для доступа извне ПК, используя закладку «Доступ» в окне «Свойства»:
Аналогично настраивается доступ и к другим устройствам (принтерам, сканерам и т.п.).
Конечно, предположить, что кто-то попытается вывести данные на Ваш принтер – это из области фантастики, так как забрать свои распечатки такой удаленный пользователь вряд ли сможет. Но вот получить доступ к Вашим жестким дискам для «кражи» данных – это вполне возможно.
Кроме того, общий доступ делает Ваши данные доступными другим пользователям, а это могут быть, например, Ваши персональные данные, пароли и т.п., что совсем не нужно знать другим.
Наконец, программы-вирусы легче попадают на ПК, где открыт доступ к устройствам ввода-вывода, особенно к жестким дискам. Поэтому следует тщательно проверять, нет ли случайного или несанкционированного доступа к Вашим устройствам.
Под случайным доступом можно понимать, например, ситуацию, когда обслуживающий Вас системный программист установил такой доступ для себя, но потом забыл его отключить после выполнения системных работ.
С точки зрения безопасности открытая архитектура компьютера является слишком открытой системой, доступную не только лояльным пользователям, но и вредоносным программам, хакерам и т.п.
Однако благодаря своей простоте, наличию стандартов, модульности, гибкости, непрерывному развитию, данная архитектура завоевала популярность среди производителей и пользователей. И уже никакие вирусы и хакеры не смогут повернуть обратно ход истории и технического развития.
Конечно, это нерационально, когда все открыто и доступно, когда все монтируется как бы на одной общей шине данных, пронизывающей весь мир. Но уж больно просто и красиво получается. А красота, как известно, спасет мир!
Принцип открытой архитектуры, составные компоненты компьютера
Появление в 1975 г. персонального компьютера вызвало революционный переворот во всех областях человеческой деятельности.
До этого ЭВМ была атрибутом крупной организации или учебно-научного центра. Устанавливать большие ЭВМ на мелких предприятиях было экономически невыгодно. Персональные ЭВМ (ПЭВМ) относятся к машинам индивидуального пользования. Таким образом, они стали универсальным инструментом, многократно превышающим производительность интеллектуального труда.
Выполняя сходные задачи, различные ЭВМ, тем не менее, конкурировали между собой, так же, как и их производители. Различные производители пытались улучшить свой продукт путем применения каких-то конструктивных решений. Естественно, эти решения становились коммерческой тайной, и никто не знал, каким образом работает то или иное устройство. Каждый компьютер являлся монолитным блоком, не подлежащим модернизации и замене деталей. Вся архитектура компьютера была скрыта от пользователя.
Настоящей революцией было решение одной из крупнейших фирм на компьютерном рынке, компании IBM выпустить компьютер, архитектура которого не скрывалась, а прямо указывалась. Этим компьютером стал IBM PC (на базе процессора Intel-8086), выпущенный в 1981 г. Кроме того, фирма подчеркивала, что данную модель компьютера можно модернизировать, добавляя различные детали и периферийные устройства, а также заменяя их. В дальнейшем другие фирмы начали создавать компьютеры, совместимые с IBM PC и, таким образом, этот компьютер стал как бы стандартом.
По-видимому, это решение и сгубило фирму. Так или иначе, сейчас ее доля на рынке компьютерной продукции ничтожно мала, но всем знакомо понятие «IBM-PC-совместимые», что навсегда вписало это фирму в историю.
Таким образом, принцип открытой архитектуры заключается в том, что производителем не скрываются узлы и детали, из которых состоит компьютер, эти узлы и детали могут быть легко демонтированы и заменены другими. Это дает возможность говорить о замене конкретной детали в компьютере, не беспокоясь о том, что она может быть несовместима с конкретной моделью. Другими словами, желая модернизировать компьютер, пользователь должен найти только деталь с более высокими параметрами, но любого производителя (если только эта деталь относится к классу IBM-PC-совместимых устройств).
Примерно 85% всего компьютерного рынка составляют компьютеры, сконструированные по принципу «открытой архитектуры». Примером компьютеров, построенному не по этому принципу, являются компьютеры фирмы Apple. Они не очень распространены в России из-за их большой стоимости и абсолютно несовместимым программным обеспечением. Однако благодаря этому достигается большой уровень безопасности, ибо очень трудно взломать «закрытую архитектуру».
Составные части компьютера
Современный компьютер состоит из системного блока, монитора, клавиатуры и манипулятора типа «мышь» [2] Эти 4 составные части составляют т.н. «базовую конфигурацию» ПК. К системному блоку можно также подключить множество дополнительных периферийных устройств с помощью специальных разъемов (принтеров, сканеров, переносных жестких дисков и т.д.).
Оперативная память – устройство, предназначенное для хранения промежуточных данных. Является внутренней энергозависимой памятью. Физически представляет собой одну или несколько планок, вставляемых в специальные слоты параллельно друг другу. Объем оперативной памяти может быть 256 Мб, 512 Мб, 1024 Мб, 2048 Мб, но обязательно степенью числа 2. Это связано с адресацией каждой ячейки. Адрес каждой ячейки является двоичным числом, поэтому количество ячеек должно быть таким, чтобы для каждой из них нашелся одинаковый по длине двоичный код.
Современные «планки» оперативной памяти имеют вид DDR-2, что означает, что их внутренняя тактовая частота в 2 раза выше частоты системной шины. В материнскую плату, имеющую слоты для оперативной памяти другого типа, такие планки просто не войдут.
Видеокарта – устройство, предназначенное для вывода изображения на экран монитора. Это наиболее дорогое и сложное устройство компьютера. Она имеет свой собственный процессор, чипсет, собственную тактовую частоту и оперативную память, которую называют видеопамятью. Подключается в материнской плате с помощью контроллеров AGP (устарел) и PCI-E.
Основные параметры видеокарты:
— Чипсет – набор микросхем. Обычно характеризует фирму-изготовитель. Выделяют двух лидеров: NVIDIA с их видеокартой (Ge Force) и ATI с видеокартой (Radeon). Отмечают, что первая славится своей производительностью, а у второй больше дополнительных мультимедиа возможностей.
— Объем оперативной памяти. Оперативная память необходима для хранения текстур. На сегодняшний момент вполне достаточных является показатель в 512 Мб.
— Разрядность шины. Нормальный показатель 256 бит.
— Интерфейс подключения к системной плате. Все современные платы имеют возможность подключения только к PCI-Express.
Сетевая карта– устройство, позволяющее осуществлять взаимодействие компьютеров посредством соединения их кабелем.
Процессор –основная деталь компьютера, производящая все вычисления и обеспечивающая выполнение команд. Представляет собой кремниевый кристалл квадратной формы. Соединяется с системной платой с помощью разъема типа «сокет». В ходе работы непременно нагревается, поэтому требует постоянного охлаждения. Для охлаждения используется радиатор, кулер, а в последнее время появилось и гидроохлаждение.
Жесткий диск –устройство долговременного хранения информации. Является энергонезависимой внешней памятью. Стоит отметить, что это единственное логическое устройство, имеющее движущиеся детали.
Параметры жесткого диска:
— емкость. Может достигать размера одного Тб.
— Объем кэш-памяти (до 8 Мб).
— Количество оборотов в минуту (до 10000).
Тип интерфейса. Здесь может быть только 2 стандарта: ATA (использует шлейф – специальный кабель – IDE) и SATA (использует специальный кабель SATA). В настоящее время стандарт ATA устарел. Имеется возможность подключения жесткого диска с интерфейсом IDE к SATA-шлейфу, используя специальный переходник
Принцип открытой архитектуры
ПЕРСОНАЛЬНЫМ КОМПЬЮТЕРОМ (сокращенно ПК или РС, произносится «пи-си», англ. Реrsonal Сomputer) НАЗЫВАЮТ НЕБОЛЬШУЮ ЭВМ, ОРИЕНТИРОВАННУЮ НА НЕСПЕЦИАЛИСТА В ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКЕ.
До появления персональных компьютеров инженеры, ученые, экономисты, представители других профессий общались с ЭВМ только с помощью посредников- инженеров-системотехников и программистов, поскольку работа на ЭВМ старых типов требовала специальной подготовки. С появлением персональных ЭВМ необходимость в таком посредничестве отпала, так как процесс общения с ЭВМ значительно упростился. Кроме того, произошло снижение их стоимости. В связи с этим, персональные компьютеры стали такими же привычными на рабочих местах инженеров, ученых, секретарей и менеджеров как, например, телефоны.
В конце 70-х годов 20 века получили распространение персональные компьютеры, что послужило причиной снижения спроса на большие ЭВМ и мини-ЭВМ. Мировым лидером в выпуске ЭВМ была фирма IBM (International Business Machines Corporation). Падение спроса на ЭВМ подтолкнуло руководство IBM пойти на эксперимент – разработку и создание персонального компьютера.
Однако отношение руководства фирмы к новому проекту было несерьезным – что-то типа одного из мероприятий по созданию нового оборудования, которые в огромном количестве проводились на фирме. Чтобы не вкладывать в проект с «туманной» перспективой много средств, руководство фирмы предоставило подразделению по реализации данного проекта непривычную для фирмы свободу.
Свобода, например, состояла в том, чтобы не заниматься разработкой персонального компьютера (ПК) «с нуля», а воспользоваться готовыми блоками других (!) фирм. Сотрудники подразделения стали выбирать лучшие предложения, имеющиеся на тот момент.
Поэтому в качестве основного микропроцессора компьютера был выбран новенький тогда микропроцессор Intel-8088 (известнейшей на сегодняшний день фирмы Intel). На тот момент это был лучший микропроцессор. Он позволял работать с 1 мегабайтом памяти, тогда как другие компьютеры работали только с 64 килобайтами памяти. Другие комплектующие тоже были выбраны в различных фирмах по принципу «все самое лучшее». Что касается программного обеспечения (софта), то его было предложено создать небольшой фирме Microsoft.
В августе 1981 года компьютер, собранный из комплектующих различных фирм, был выпущен под названием IBM PC и вскоре после этого он приобрел большую популярность. А через год-два компьютер IBM PC занял ведущее место на рынке и стал стандартом персонального компьютера. Кстати, выражение «совместимый с IBM PC» означает, что компьютер выпущен другой фирмой (не IBM), но по стандарту IBM PC.
В IBM PC изначально была заложена возможность апгрейда (замена отдельных частей на более совершенные) и использование новых устройств. Сборка компьютера из независимо изготовленных частей происходит аналогично детскому конструктору. Кстати, методы сопряжения различных устройств с компьютером IBM PC были также доступны всем желающим и не являлись секретными сведениями.
Вот этот принцип детского конструктора, собственно говоря, и является принципом открытой архитектуры. Благодаря ему, компьютер IBM PC приобрел бешеный успех, но лишил фирму монополии на этот компьютер.
Открытость этого конструктора заключается в том, что все спецификации взаимодействия внешних устройств с контроллерами, а также контроллеров с системной платой и т.д., доступны всем желающим. Поэтому независимые производители могут разрабатывать различные дополнительные устройства, что резко увеличивает популярность компьютера.
Но в наилучшем положении из-за применения принципа детского конструктора оказались пользователи ПК. Выгода пользователей от заложенного в ПК принципа открытой архитектуры состоит в следующем:
Персональные компьютеры обычно проектируются на основе принципа открытой архитектуры.
Принцип открытой архитектуры заключается в следующем:
Выгоды открытой архитектуры:
Недостатки:Могут возникнуть проблемы совместимости
ПРЕИМУЩЕСТВА ОТКРЫТОЙ АРХИТЕКТУРЫ ЗАКЛЮЧАЮТСЯ В ТОМ, ЧТО ПОЛЬЗОВАТЕЛЬ ПОЛУЧАЕТ ВОЗМОЖНОСТЬ:
1) ВЫБРАТЬ КОНФИГУРАЦИЮ КОМПЬЮТЕРА. Действительно, если Вам не нужен принтер, или не хватает средств на его приобретение, никто не заставляет Вас его покупать вместе с новым компьютером. Раньше было не так,- все устройства продавались единым комплектом, причем какого-то определенного типа, так, что выбрать или заменить что-то было невозможно.
2) РАСШИРИТЬ СИСТЕМУ, ПОДКЛЮЧИВ К НЕЙ НОВЫЕ УСТРОЙСТВА. Например, накопив денег и купив принтер, Вы легко сможете подключить его к Вашему компьютеру.
3) МОДЕРНИЗИРОВАТЬ СИСТЕМУ, ЗАМЕНИВ ЛЮБОЕ ИЗ УСТРОЙСТВ БОЛЕЕ НОВЫМ. Действительно, не нужно для этого выбрасывать весь компьютер! Достаточно вместо одного устройства подключить другое. В частности, можно заменить материнскую плату, чтобы из компьютера на базе процессора старого типа получить компьютер на базе процессора нового типа.
Принцип открытой архитектуры компьютера
Вы будете перенаправлены на Автор24
Принцип открытой архитектуры компьютера — это архитектурное построение, которое позволяет выполнять сборку, модернизацию и ремонтные работы компьютера по его отдельным модульным элементам.
Общие сведения
В 1975 году был спроектирован и собран первый персональный компьютер, который стал революционным событием для общественной и промышленной сферы жизни человечества. Прежде электронная вычислительная машина (ЭВМ) была доступна только большим предприятиям или крупным научно – исследовательским центрам. Маленьким организациям было не по карману приобретать стационарные ЭВМ.
Персональные электронные вычислительные машины (ПЭВМ) принадлежат к категории компьютеров личного (индивидуального) использования. То есть, они превратились в общедоступный инструментарий, который позволяет в разы повысить эффективность умственного (и не только) труда. Решая похожие задачи, разные ЭВМ, при этом, жёстко конкурировали между собой, как и производящие их компании. Разные фирмы искали различные технологические и конструкторские решения для улучшения своей продукции. И само собой, найденные решения имели гриф секретности, и мало кто был осведомлён как функционирует тот или иной компьютер, который, к тому же, представлял собой монолитный блок, не подлежащий усовершенствованию и изменению комплектации. Архитектурные особенности реализации компьютера были недоступны простым пользователям.
Принцип открытой архитектуры компьютера
Революционным событием стало решение ведущей компьютерной фирмы IBM спроектировать и собрать компьютер с указанной в его паспорте архитектурой. Это был компьютер IBM PC (на основе процессора Intel-8086), поступивший в продажу в 1981 году. Отдельно было подчёркнуто, что этот компьютер возможно подвергнуть модернизации, устанавливая разные дополнительные блоки и устройства периферии или просто меняя их на более совершенные.
Затем другие компании стали проектировать компьютеры, которые были совместимы с IBM PC, и это возвело его в ранг стандарта компьютерной техники. Существует, однако, мнение, что этот, по сути революционный, поступок погубил компанию IBM. Сегодня её часть компьютерного рынка бесконечно маленькая, но зато термин «IBM-PC-совместимый», навечно вписал имя этой компании в историю развития компьютерной техники.
Принципиальная позиция открытой архитектуры состоит в том, что компьютерные компании не делают тайны из комплектации компьютера, и она может быть легко изменена или модернизирована. Это обстоятельство позволяет менять какой-либо модуль в компьютере, не заботясь о его совместимости с данной компьютерной модификацией.
Готовые работы на аналогичную тему
Говоря иначе, если пользователь хочет улучшить параметры компьютера, то ему достаточно искать модуль (деталь) с лучшими характеристиками, не обращая внимания на то, кто является производителем (конечно, при условии, что этот модуль принадлежит к IBM-совместимым устройствам). Около 85% на рынке компьютеров принадлежит компьютерам, разработанным на базе открытости архитектуры.
Одним из примеров компьютеров, выполненных без применения открытости, могут служить компьютеры компании Apple. Они не имеют широкого распространения в Российской Федерации по причине высокой цены и несовместимости программного обеспечения. Но с другой стороны, на высоком уровне находится безопасность данных пользователей этих компьютеров, так как достаточно проблематично осуществить взлом «закрытой архитектуры».
Новый импульс открытая архитектура получила с развитием сети интернет. А конкретнее, любое оборудование, которое подключено к персональному компьютеру, может быть использовано в многопользовательском режиме. Каждый персональный компьютер имеет в интернете свой уникальный адрес и у каждого модуля ввода-вывода он тоже есть. Это означает, что комбинация адреса персонального компьютера и модуля ввода-вывода позволяет открыть доступ ко всем открытым для общественного пользования устройствам.
В целях безопасности личных данных, пользователям необходимо помнить об этих свойствах открытой архитектуры компьютера и тщательно отстраивать доступ к периферийным устройствам. К примеру, все жёсткие диски или какие-либо каталоги на них могут стать доступными через внешние сети при помощи закладки «Доступ» в разделе «Свойства». Таким же образом может быть открыт доступ и к другому различному оборудованию (принтеру, сканеру и тому подобное). Естественно, глупо предполагать, что кому-то потребуется распечатать что-то на удалённом принтере без возможности забрать распечатки, но вот данные с жёсткого диска вполне вероятный объект кражи. Там может быть чья-то личная информация, пароли доступа и тому подобное, что не обязательно должно быть доступно широкому кругу людей. Возможен также вариант случайного доступа, когда, к примеру, системный программист, обслуживая компьютер, открыл для себя доступ к памяти компьютера, а затем позабыл выключить его по завершению всех процедур по обслуживанию.
Комплектация компьютера
Персональный компьютер сегодняшнего дня имеет в своём составе системный блок, монитор, клавиатуру и «мышку». Эти четыре компонента являются так называемой базовой конфигурацией персонального компьютера.
К системному блоку возможно подключение разнообразной периферии при помощи разнообразных разъёмных соединений. В системном блоке расположена системная, иначе материнская, плата, которая является наиболее объёмной электронной схемой. Она синхронизирует функционирование всех других компонентов компьютера, формируя их в единый комплекс. На материнской плате расположены все другие компьютерные модули, которые соединяются с ней через различные разъёмы. Оперативная память предназначена для сохранения временной информации и построена как внутренняя энергозависимая структура. В реальности это одна или набор маленьких плат, которые вставляются в предназначенные для них разъёмы на материнской плате.
Лекция 4. Архитектура ЭВМ. Принцип открытой архитектуры
Вычислительная техника – это совокупность устройств, предназначенных для автоматической или автоматизированной обработки данных. Под вычислительной системой понимают конкретный набор взаимодействующих между собой устройств и программ, предназначенный для обслуживания одного рабочего участка.
Центральным средством большинства вычислительных систем является компьютер. Компьютер (англ. computer) – это электронное устройство, предназначенное для автоматизации работы с информацией. Компьютер также часто называют электронно-вычислительной машиной (ЭВМ).
Состав вычислительной системы называется конфигурацией. Различают аппаратную конфигурацию, куда входят аппаратные средства вычислительной техники, и программную конфигурацию, куда входят программные средства вычислительной техники. Соответственно в вычислительной системе принято рассматривать:
1. Аппаратное обеспечение (англ. hardware) – это совокупность устройств, которые могут входить в состав компьютера или подключаться к нему. Набор таких устройств образует аппаратную конфигурацию.
2. Программное обеспечение (англ. software) – это совокупность программ, которые могут применяться на компьютере для реализации информационных процессов. Набор таких программ на компьютере образует программную конфигурацию. Под компьютерной программой понимается упорядоченная последовательность команд компьютера.
В конце 40-х годов ХХ в. американский математик Джон фон Нейман предложил хранить программу для ЭВМ в памяти ЭВМ. Он предложил структуру ЭВМ, названную архитектурой фон Неймана, согласно которой компьютер должен включать 5 базовых элементов:
1. Арифметико-логическое устройство (АЛУ).
2. Устройство управления (УУ).
3. Запоминающее устройство (ЗУ).
4. Устройство ввода (УВв).
5. Устройство вывода (УВыв).
Персональный компьютер (ПК, англ. Personal Computer, PC) – это компьютер для обслуживания одного рабочего места. Как правило, это небольшая ЭВМ индивидуального пользования.
Магистрально-модульный принцип функционирования ПК означает, что к системной шине (магистрали) могут подключаться различные устройства, называемые модулями.
Обязательно к шине должны подключаться:
1. Процессор (в котором совмещаются функции АЛУ, УУ, кэш-памяти и регистровой памяти).
2. Устройства ввода (обычно клавиатура и мышь).
3. Устройства вывода (обычно монитор).
4. ПЗУ (постоянное запоминающее устройство).
5. ОЗУ (оперативное запоминающее устройство).
6. ВЗУ (внешние запоминающие устройства).
Причём ПЗУ и устройства ввода передают информацию в другие устройства через шину, а устройства вывода получают информацию через неё от других устройств. Остальные устройства могут быть как приёмниками, так и передатчиками информации.
Основными характеристиками ПК являются:
1. Тактовая частота процессора (обычно 1 – 4 ГГц).
2. Объём оперативной памяти (обычно 128 МБ – 1 ГБ).
3. Объём памяти жёсткого диска (обычно 20 – 200 ГБ).
Персональный компьютер включает 4 основных устройства:
Таким образом, устройства ПК по степени использования делятся на:
1. Основные устройства, которые почти всегда используются в ПК.
2. Периферийные устройства, которые могут использоваться не всегда.
Все аппаратные средства по отношению к системному блоку делятся на:
1. Внутренние устройства (внутри системного блока).
2. Внешние устройства (вне системного блока). К внешним устройствам относятся монитор, клавиатура, мышь и все периферийные устройства.
По назначению компьютерные устройства относят к следующим категориям:
1. Запоминающие устройства.
2. Устройства ввода информации.
3. Устройства вывода информации.
Кроме того, иногда выделяют также следующие категории:
4. Устройства обмена информацией.
5. Устройства обработки информации.
6. Компьютерные носители информации.
7. Вспомогательные компьютерные устройства.
Системный блок служит для обеспечения бесперебойной и надежной работы ПК. По форме корпуса системные блоки выпускают:
В системном блоке находятся материнская плата, процессор, винчестер, дисководы, ПЗУ, ОЗУ, блок питания, системная шина, контроллеры, разъёмы и т.д. На передней части системного блока могут находиться:
1. Кнопка «POWER» (для включения или выключения ПК).
2. Кнопка «RESET» (для перезагрузки ПК).
3. Дисковод (для считывания и записи информации на диски).
4. CD-привод или DVD-привод (для считывания и записи информации на диски CD и DVD).
Материнская плата – это основная плата персонального компьютера. На ней размещаются:
1. Процессор – основная микросхема, выполняющая большинство математических и логических операций.
2. Микропроцессорный комплект (чипсет) – набор микросхем, управляющих работой внутренних устройств компьютера и определяющих основные функциональные возможности материнской платы.
3. Шины – наборы проводников, по которым происходит обмен сигналами между внутренними устройствами компьютера.
6. Разъёмы (слоты) для подключения дополнительных устройств.
Все внешние устройства подключаются к материнской плате через специальные устройства, называемые контроллерами.
Системная шина – это проводник для связи между устройствами, подключаемыми к материнской плате. Основными типами шин ввода-вывода с соответствующими слотами расширения в ПК являются: ISA, EISA, PCI.
Устройство обработки информации – устройство, позволяющее производить вычисления и преобразования над информацией. К устройствам обработки информации можно отнести:
Процессор (микропроцессор) – устройство для арифметико-логической обработки информации и для управления этой информацией (наиболее популярные марки процессоров – Pentium, Celeron, Xeon, Athlon, Sempron).
Основными характеристиками процессоров являются:
1. Тактовая частота – это количество операций (тактов), выполняемых процессором в единицу времени.
2. Разрядность регистров – это количество битов данных, обрабатываемых процессором за один такт.
3. Размер кэш-памяти – это количество команд, которые процессор запоминает, в результате чего получает к ним быстрый доступ.
Процессор соединяется с остальными устройствами шинами.
Видеокарта (видеоадаптер) – устройство для проведения операций по формированию изображения на экране. Видеокарта совмещает в себе функции видеоконтроллера, видеопроцессора и видеопамяти. Основными типами видеоадаптеров являются:
5. SVGA (16,7 миллиона цветов).
Звуковая карта – устройство для проведения операций по обработке звука, речи, музыки.
Вспомогательное компьютерное устройство не участвует в работе с информацией и выполняет дополнительные функции по обслуживанию компьютера. К вспомогательным устройствам относятся:
1. Таймер (системные часы).
3. Источник бесперебойного питания (ИБП).
5. Кулер (охлаждающее устройство).
Персональные компьютеры обычно проектируются на основе принципа открытой архитектуры.
Принцип открытой архитектуры заключается в следующем:
— Регламентируются и стандартизируются только описание принципа действия компьютера и его конфигурация (определённая совокупность аппаратных средств и соединений между ними). Таким образом, компьютер можно собирать из отдельных узлов и деталей, разработанных и изготовленных независимыми фирмами-производителями.
— Компьютер легко расширяется и модернизируется за счёт наличия внутренних расширительных гнёзд, в которые пользователь может вставлять разнообразные устройства, и, тем самым устанавливать конфигурацию своей машины в соответствии со своими личными предпочтениями.
Лекция 5. Уровни программной конфигурации. Операционные системы. Файловая структура.
Под программным обеспечением (Software) обычно понимается совокупность программ, выполняемых вычислительной системой.
К программному обеспечению (ПО) относится также вся область деятельности по проектированию и разработке ПО:
— технология проектирования программ (например, нисходящее проектирование, структурное и объектно-ориентированное проектирование и др.);
— методы тестирования программ;
— методы доказательства правильности программ;
— анализ качества работы программ;
— разработка и использование программных средств, облегчающих процесс проектирования программного обеспечения, и многое другое.
Программное обеспечение – неотъемлемая часть компьютерной системы. Оно является логическим продолжением технических средств. Сфера применения конкретного компьютера определяется созданным для него ПО.
Схематично представить структуру программного обеспечения можно в таком виде:
Системный уровень– отвечает за связь программ вычислительного устройства с программами базового уровня и аппаратного обеспечения, он считается переходным уровнем. Этот уровень и его программы отвечают за эксплуатационные возможности компьютера. Когда на вычислительное устройство устанавливается новое оборудование, этот уровень должен быть обеспечен программой, которая свяжет устанавливаемое оборудование и другие программы. Программы, которые отвечают за взаимную связь с устройствами компьютера, называются драйверами.
В данном уровне есть еще и программы другого класса, которые отвечают за связь с пользователем компьютера. С помощью этих программ пользователь может вводить информацию в компьютер, пользоваться ее. Данный класс называется средствами пользовательского интерфейса, состояние этих программ регламентируют работу компьютера.
Ядром системы вычислительной машины является совокупность программ этого уровня. Задачи, выполняемые этим ядром, и за что они отвечают, это: работа входа и выхода информации, работа памяти машины, работа файловой системы, и другие.
Служебный уровень – отвечает за настройку систем компьютера, за автоматизацию процессов. Многие программы данного уровня изначально входят в операционную систему, установленную на вычислительной машине. Существует 2 направления в развитии служебных программ, это программы для автономного применения и уже интегрированные в ОС.
Операционная система (ОС) – это комплекс взаимосвязанных системных программ, назначение которого – организовать взаимодействие пользователя с компьютером и выполнение всех других программ.
К операционным системам относится комплекс программ, обеспечивающих управление работой всех аппаратных устройств и доступ пользователя к ним. ОС загружается при включении или перезагрузке ПК, управляет его ресурсами, обеспечивает взаимодействие пользователя с компьютером. ОС также обеспечивает поддержку работы всех остальных программ, аппаратных средств ПК и сетей ЭВМ (наиболее известные ОС – MS-DOS, Windows, Unix, Linux,
MacOS, Free BSD, Solaris, Cisco Systems, OS/2, NetWare, CP/M).
Операционная система обычно хранится во внешней памяти компьютера – на диске. При включении компьютера она считывается с дисковой памяти и размещается в ОЗУ.
Этот процесс называется загрузкой операционной системы.
В функции операционной системы входит:
— осуществление диалога с пользователем;
— ввод-вывод и управление данными;
— планирование и организация процесса обработки программ;
— распределение ресурсов (оперативной памяти и кэша, процессора, внешних устройств);
— запуск программ на выполнение;
— всевозможные вспомогательные операции обслуживания;
— передача информации между различными внутренними устройствами;
— программная поддержка работы периферийных устройств (дисплея, клавиатуры, дисковых накопителей, принтера и др.).
По типу использования общих аппаратных и программных ресурсов ОС делятся на:
По типу пользовательского интерфейса ОС делятся на:
— Командные (текстовые ОС).
— Объектно-ориентированные (графические ОС).
По количеству работающих пользователей ОС делятся на:
По числу выполняемых задач ОС делятся на:
— Многозадачные (ОС пакетной обработки, ОС разделения времени, ОС реального времени).
Различают вытесняющую и невытесняющую многозадачность. ОС пакетной обработки позволяют выполнить заранее сформированный пакет задач, ОС разделения времени позволяют разделить время для выполнения каждой задачи, а ОС реального времени позволяют выполнять каждую задачу за заранее заданное время.
По количеству используемых процессоров ОС делятся на:
По разрядности процессора ОС делятся на:
Именованными компонентами Windows являются:
— Приложения (программы, адаптированные к работе в данной ОС).
— Документы (файлы, представляющие собой результаты работы приложения).
— Папки (области, хранящие группу файлов или обозначающие устройства, подключаемые к ПК).
Компоненты можно просматривать в окне (прямоугольная область экрана).
Файл – это именованная область на диске, обозначаемая именем и расширением. Расширение означает назначение файла. Наиболее известные расширения такие:
exe – выполняемые файлы;
com – командные файлы;
bat – пакетные файлы;
bak – резервные копии файлов;
arj, rar, zip – архивные файлы;
txt, rtf – текстовые файлы;
doc – файлы текстовых документов;
xls – файлы электронных таблиц;
mdb – файлы баз данных;
mcd – файлы вычислительных документов;
bmp, jpg, gif – файлы растровых рисунков и фотографий;
ppt, pps – файлы презентаций;
dwg – файлы чертежей;
pas, bas, c – файлы с текстами программ на языках Pascal, Basic, C;
htm – файлы с описанием Web-страницы на языке HTML;
wav, mp3 – звуковые файлы;
avi – файлы аудиовидеоклипов.
Файловая система – это средство для организации хранения файлов на каком-либо носителе.
Файлы физически реализуются как участки памяти на внешних носителях – магнитных дисках, флеш-картах, картах памяти или CD-ROM.
Каждый файл занимает некоторое количество блоков дисковой памяти.
Обслуживает файлы специальный модуль операционной системы, называемый драйвером файловой системы. Каждый файл имеет имя, зарегистрированное в каталоге – оглавлении файлов.
Каталог (иногда называется директорией или папкой) доступен пользователю через командный язык операционной системы.
Его можно просматривать, переименовывать зарегистрированные в нем файлы, переносить их содержимое на новое место и удалять.
Каталог может иметь собственное имя и храниться в другом каталоге наряду с обычными файлами: так образуются иерархические файловые структуры.
Драйвер файловой системы обеспечивает доступ к информации, записанной на магнитный диск, по имени файла и распределяет пространство на магнитном диске между файлами.
Для выполнения этих функций драйвер файловой системы хранит на диске не только информацию пользователя, но и свою собственную служебную информацию. В служебных областях диска хранится список всех файлов и каталогов, а также различные дополнительные
Структура файловой системы и структура хранения данных на внешних магнитных носителях определяет удобство работы пользователя, скорость доступа к файлам и т.д. (на жестком диске Fat32, NTFS)