Аппаратное обеспечение (ао)

Интернет

Слово Internet в переводе на русский язык означает «сеть сетей». И это действительно так. Основу Интернета составляет сеть супер-ЭВМ, которые называются опорными узлами Интернета. Они работают под управлением самых мощных операционных систем UNIX и связаны между собой широкополосными линиями связи с пропускной способностью в несколько гигабит в секунду (спутниковая связь, кабельная связь и т.д.). К каждому такому узлу можно подключить не более 127 компьютерных сетей. Подключение к опорному узлу – очень дорогое удовольствие. Поэтому к опорным узлам Интернета подключаются очень крупные компьютерные сети национальных масштабов.

Интернет можно рассматривать как некоторое информационное пространство, внутри которого осуществляется непрерывная циркуляция данных.

Интернет не делает никаких ограничений на тип подключенного к нему компьютера. Важно лишь, чтобы этот компьютер поддерживал два взаимосвязанных протокола - протокол TCP и протокол IP.

Протоколы TCP/IP - это специальное программное обеспечение компьютеров, выполняющее функцию языка общения для компьютеров любого типа (своего рода языка Эсперанто, но только не для людей, а для машин).

Приложения

Приложение 1

Основы работы с операционной системой Windows

Приложение 2

Текстовый процессор Word

Приложение 3

Электронные таблицы Microsoft Excel

Приложение 4

Система управления базами данных Access

С точки зрения аппаратуры у ПК имеются 5 основных компонентов:

- ввод;

- вывод;

- память;

- тракт данных;

- устройство управления.

Архитектура ПК определяет, какие операции могут выполнять эти компоненты.

Процессор выбирает данные и команды из памяти.

Аппаратура ввода записывает данные в память.

Аппаратура вывода считывает данные из памяти. Управляющая аппаратура генерирует сигналы, управляющие трактом данных, памятью, вводом и выводом.

В мире много различных видов и типов ПК, выпускаемых разными производителями, собираемых из различных деталей, работающих с разными программами. Поэтому важный критерий – совместимость различных ПК между собой. От совместимости зависит взаимозаменяемость отдельных узлов и приборов, возможность переноса программ с одного ПК на другой и возможность работы разных типов ПK с одними и теми же данными.

Например, аппаратная совместимость – это принадлежность ПK к той или иной аппаратной платформе (IBM и Apple Macintosh в области ПК наиболее распространены). Принадлежность ПК к одной аппаратной платформе повышает совместимость между ними. Кроме аппаратной существует еще совместимость на уровне ОС, программная совместимость, совместимость на уровне данных.

Согласование между отдельными узлами выполняется с помощью переходных аппаратно-логических устройств, называемых аппаратным интерфейсом. Стандарты на аппаратный интерфейс в вычислительной технике называются протоколами (это совокупность технических условий, которые должен обеспечить производитель устройства для успешного согласования их работы с другими устройствами)

Вариант блок-схемы устройства ПК

Контроллер -(адаптер)-устройство управления периферийным оборудованием.

Обмен информацией между ОП и устройствами ввода-вывода не происходит напрямую. Между любым устройством и ОП имеется 2 промежуточных звена:

– каждое устройство имеет электронную схему, которая им управляет(контроллер);

- все контроллеры взаимодействуют с МП и ОП через системную шину.

Оперативная память (RAM-Random Access Memory)-массив кристаллических ячеек, способных хранить данные, участвующие в операциях в текущий момент, и программы, выполняемые в данный момент.

С точки зрения физических принципов действия есть DRAM- динамическая память и SRAM -статическая память.

Ячейки DRAM можно представить в виде микроконденсато-

ров, способных накапливать заряд на своих обкладках (варикапные диоды с n-p p-n переходами)-достаточно дешевые. Минус –при заряде-разряде присутствуют переходные процессы, поэтому сравнительно медленная память.

Заряды рассеиваются в пространств, поэтому нужна постоянная подзарядка ячеек ОП, что растрачивает ресурсы вычислительной системы.

Используются в качестве основной ОП ПК.

Ячейки SRAM –можно представить как электронные элементы –триггеры, состоящие из транзисторов. Они хранят не заряд, а состояние(0,1), поэтому имеют более высокое быстродействие, но они - дороже.

Используются в качестве КЭШ-памяти, предназначенной для оптимизации работы процессора.

КЭШ-ПАМЯТЬ (cache) предназначена для согласования быстрого процессора и более медленной ОП. Разрыв в скорости между процессором и памятью невероятно велик. Память и устройства ввода не могут поставлять достаточную информацию для поддержания загрузки процессора, поэтому процессор проводит множество своих высокоскоростных циклов в ожидании выборки команд и данных. КЭШ –это быстродействующая память, используемая для хранения блоков команд и данных, к которым процессор недавно обращался. Предполагается, что в ближайшем будущем процессор будет обращаться к тем же самым блокам (так называемая пространственная и временная локализация).

Кешированию подвергается не только ОП, но и внешняя память. Однако, в роли КЭШа тогда выступает не отдельная микросхема, а специально отведенная область ОП.

Есть еще минус. Шина, передающая данные из ОП в процессор, работает медленнее процессора, и процессор вынужден простаивать по 3 цикла на каждый цикл шины.

Каждая ячейка ОП имеет свой уникальный адрес, выраженный числом. Если используется 32-разрядная адресация, то независимых адресов может быть 2³²=4,3 Гбайта. На самом деле размер ОП устанавливается чипсетом и обычно равен приблизительно нескольким сотням Мбайт. Если использовать 64-разрядную адресацию, то размер ОП= 16 экзабайт=18,4 квинтиллиона байтов.

ПРОЦЕССОР – управляет всеми компонентами ПК;

- выполняет все вычисления.

Выполнен на основе СБИС

МП- устройство обработки данных под управлением набора команд.

Команда МП –это двоичное слово(0, 1), которое будучи прочитано МП, заставляет последний выполнять определенные действия(сотни, тысячи команд).

Конструктивно процессор состоит из ячеек, похожих на ячейки ОП, но в этих ячейках данные могут не только храниться, но и изменяться.

Внутренние ячейки состоят из регистров:

- регистры данных;

- регистры адресов;

- регистры команд.

С остальными устройствами ПК, в первую очередь с ОП, процессор связан несколькими группами проводников, называемыми шинами.

- шина данных(64 разрядная). По ней происходит копирование данных из ОП в регистры процессора и обратно. За один такт поступает 8 байт(2⁸=64).

- шина адресов(32 разрядная) имеет 32 параллельные линии, на которых выставляются напряжения(1 и 0). Комбинация 32 нулей и единиц образует 32-разрядный адрес, указывающий на одну из ячеек ОП. К ней и будет подключен процессор для копирования данных из этой ячейки в один из своих регистров.

- шина команд(32 разрядная). Чтобы процессор мог обрабатывать данные, ему нужны команды. Он должен знать, что следует сделать с теми байтами, которые хранятся в его регистрах. Эти команды поступают в процессор из ОП, но из тех ее областей, где хранятся программы.

Система команд процессора – это совокупность всех возможных команд, которые может выполнять процессор над данными. Процессоры, относящиеся к одному семейству, имеют одинаковые (близкие) наборы команд. Для совместимости процессоров на программном уровне они должны иметь одинаковые системы команд.

Дата добавления: 2014-01-06