RISC-процессоры (Reduced Instruction Set Computing) – процессоры с сокращенной системой команд. Обычно они используются в специализированных компьютерах.

В RISC-процессорах количество команд намного меньше, чем в CISC-процессорах, и выполняются они значительно быстрее. Однако при этом выполнение сложных операций приходится обеспечивать программно, что приводит к уменьшению общей производительности. Если такие операции редки, то в целом производительность высока.

Производительность процессора, то есть скорость выполнения операций (инструкций), зависит от нескольких параметров (разрядность, тактовая частота, коэффициент внутреннего умножения частоты, количество ядер, размер кэш-памяти и др.) и измеряется в коротких (MIPS), длинных (FLOPS) и теоретических операциях в секунду (MTOPS).

MIPS (Million Instructions Per Second) – единица измерения быстродействия, равная одному миллиону инструкций в секунду. Если указано быстродействие в MIPS, то, как правило, оно показывает, сколько миллионов инструкций в секунду выполняет процессор в некотором тесте.

FLOPS (Floating point Operations Per Second) – флопс, величина, используемая для измерения производительности компьютеров, показывающая, сколько операций с дробными числами в секунду выполняет данная вычислительная система. Обычно имеются в виду операции с вещественными числами в формате с плавающей точкой размером 64 бита. 1 флопс равен 1 операции в секунду (оп/сек). Поскольку современные ЦП обладают высокой производительностью, более распространены производные величины от FLOPS – терафлопс (10¹² оп/сек), петафлопс (10¹⁵ оп/сек), эксафлопс (10¹⁸ оп/сек).

MTOPS (Millions of Theoretical Operations Per Second) – единица измерения производительности проектируемых процессоров и компьютеров, равная одному миллиону теоретических операций в секунду. Она характеризует максимально возможную производительность, выше которой в реальных условиях производительность быть не может. Ее называют теоретической, подчеркивая, что такое значение может быть достигнуто лишь в теории.

Центральный процессор (ЦП) совершает все арифметические и логические операции. Основными параметрами процессоров являются: рабочее напряжение (обеспечивает материнская плата), разрядность(показывает сколько бит данных может принять и обработать процессор за один такт, она определяется разрядностью шиной команд), рабочая тактовая частота(исполнение каждой командой занимает определенно количество тактов. В компе тактовое тактовые импульсы задает специальные микросхемы расположенные на материнской плате , чем выше частота тактов в нем, тем больше команд он может исполнить в единицу времени, тем выше его производительность ), коэффициент внутреннего умножения тактовой частоты(материнская плата по физическим причинам не может работать с такими высокими частотами как процессор. Для получения больших частот в процессоре происходит внутреннее умножение частоты на коэффициент «3» «3,5» «4» «4,5» «5»), размер кэш-памяти, система исполняемых команд и производительность. (смотреть в тетради расшифровку каждой )

Микросхему еще называют чипом (chip), а комплект микросхем, спроектированных для совместной работы с целью выполнения набора каких-либо функций, – чипсетом (chip set).

В английском варианте – ROM (Read Only Memory, то есть память только для чтения). В большинстве современных компьютеров (точнее, материнских плат) микросхема ПЗУ представляет собой так называемую флэш-память, которая допускает перезапись информации. В ПЗУ находятся программы, которые доступны только для чтения и объединены в комплекс, который называется базовой системой ввода/вывода (BIOS – Basic Input/Output System). Эти программы не уничтожаются при отключении ПЭВМ. Другие программы работают на основе программ BIOS.

В BIOS находятся программы, которые обеспечивают начало работы компьютера, связь процессора с другими устройствами и проверку работоспособности основных частей ЭВМ. Кроме этого, BIOS содержит программы, в каждой из которых описаны особенности управления компонентами и ресурсами системной платы. Эти программы называются драйверами устройств (drive) или просто драйверами. Драйверы наиболее тесно работают с аппаратурой. Именно они обеспечивают детали работы аппаратуры, которые используют остальные программы.

Драйвер – это программа, в которой описаны все особенности управления конкретным аппаратным средством. Для каждого устройства (оперативной памяти, клавиатуры, монитора, принтера и т.д.) должна быть своя программа-драйвер. Драйверы для основных устройств ПЭВМ находятся в ПЗУ и являются компонентами BIOS, драйверы для других устройств (принтер, мышь и т.п.) находятся во внешней памяти.

В английском варианте – RAM (Random Access Memory – память с произвольным доступом, то есть как для чтения, так и для записи). Предназначена для хранения оперативной, часто изменяющейся информации. Эта память используется процессором. При отключении ПЭВМ информация из ОЗУ исчезает. Оперативная память ПЭВМ – это место размещения всей информации, которую обрабатывает процессор, и ее объем имеет существенное значение.

Внутренняя память состоит из нескольких устройств, каждое из которых представляет собой одну или несколько микросхем. Микросхемы также называют чипами, комплект микросхем чипсетом.Элементарной единицей памяти является ячейка памяти (регистр). Каждая ячейка состоит из последовательности элементовкаждый из которых может быть представлен в одном из двух состояний.одно из этих состояний сопостовляется нулю другую еденице. Передача информации из ячеек в какое либо устройство или другие ячейки наз-ся СЧИТЫВАНИЕ ИНФОРМАЦИИ ИЗ ПАМЯТИ. Основными из них являются: постоянная память (постоянное запоминающее устройство, или ПЗУ), оперативная память (оперативное запоминающее устройство, или ОЗУ) и CMOS-память.(смотреть в тетради расшифровку каждой)

1.2.2. Периферийные устройства (устройства ввода/вывода)

Периферийные устройства (периферия) подключаются к центральному блоку и предназначены для ввода и вывода информации. Их еще называют внешними устройствами. Устройства внешней памяти также относятся к этой группе. Дисковые запоминающие устройства для удобства располагаются в центральном блоке.

К устройствам ввода, например, относятся:

– клавиатура (для ручного ввода данных);

– устройства координатного ввода (для управления работой указателя);

– сканер (для ввода изображений).

Мышь воспринимает своё перемещение на рабочей плоскости и передаёт эту информацию компьютеру. Программа в ответ на перемещение мыши производит на экране действие, отвечающее направлению и расстоянию этого перемещения. В дополнение к детектору перемещения мышь имеет от одной до трёх и более кнопок, а также дополнительные элементы управления (колёса прокрутки и другие).

Трекбол устанавливается стационарно, его шарик приводится в движение ладонью. Широко применяется в портативных компьютерах. Это устройство аналогично мыши по принципу действия и по функциям. Трекбол функционально представляет собой перевернутую механическую (шариковую) мышь. Шар находится сверху или сбоку, и пользователь может вращать его ладонью или пальцами, не перемещая корпус устройства.

Джойстик – манипулятор рычажно-нажимного типа, посредством которого можно задавать экранные координаты графического объекта. Также может выполнять функции клавиатуры. Джойстик представляет собой ручку, наклоном которой, можно задавать направление в двумерной плоскости. На ручке, а также в платформе, на которой она крепится, обычно располагаются кнопки и переключатели различного назначения. Помимо координатных осей X и Y, возможно также изменение координаты Z за счет вращения рукояти вокруг оси, наличия второй ручки, дополнительного колёсика и т. п.

Клавиатура – основное устройство ввода числовой и текстовой информации. Устройства координатного ввода еще называют манипуляторами. К ним, например, относятся мышь, трекбол, джойстик.

Сканер – устройство ввода и преобразования в цифровую форму изображений и текстов.

Монитор – универсальное устройство визуального отображения всех видов информации, состоящее из дисплея и устройств, предназначенных для вывода текстовой, графической и видеоинформации на дисплей. В настоящее время чаще всего используются ЭЛТ-мониторы (CRT-мониторы) и ЖК-мониторы (LCD-мониторы).

Дисплей – это часть монитора, представляющая собой выходное электронное устройство, предназначенное для визуального отображения информации. Синонимом термина “дисплей”, но в более узком значении (как отображающая поверхность, а не все устройство) является “экран”.

Иностранное название – CRT-монитор (Cathode Ray Tube). ЭЛТ-монитор изготавливается на основе электронно-лучевой трубки и предназначен для преобразований информации, представленной в форме электрических или световых сигналов. В нем используются сфокусированные потоки электронов, управляемые по интенсивности и положению в пространстве.

ЖК-монитор – плоский дисплей, изготавливаемый на основе жидких кристаллов. Иностранное название LCD-монитор (Liquid Crystal Display).

К устройствам вывода, например, относятся:

– монитор;

Принтер – устройство для вывода информации в виде печатных копий текста или графики.

– принтер (печатающее устройство);

Плоттер (графопострои́тель) – устройство для автоматического вычерчивания с большой точностью рисунков, схем, сложных чертежей, карт и другой графической информации на бумаге большого размера или кальке. Графопостроители рисуют изображения с помощью пера (пишущего блока).

– плоттер (графопостроитель);

Аудиоколонка (звуковая колонка, линейный массив) – акустическая система, состоящая из одинаковых громкоговорителей. Вертикальная звуковая колонка позволяет добиться достаточно узкой диаграммы направленности в вертикальном направлении, что особенно необходимо для озвучивания открытых площадок.

– аудиоколонки.

Порт может быть параллельным или последовательным. Через параллельный порт информация передается сразу всеми битами, а через последовательный – блоками по несколько битов (например, COM-порт).

Последовательная передача данных реализуется двумя способами: синхронным и асинхронным. При использовании синхронного метода данные передаются блоками по несколько битов. При асинхронной передаче каждый бит передается отдельно (бит за битом).

COM-порт (Communication port) – последовательный двунаправленный интерфейс, предназначенный для обмена байтовой информацией.

Устройства ввода/вывода подключаются к компьютеру через интерфейсные устройства, которые называются портами.

На устройства внешней памяти можно записать информацию и впоследствии прочитать ее. При отключении информация на таких устройствах сохраняется, поэтому еще их называют долговременными запоминающими устройствами (ДЗУ).

 

Внешняя память

Информацией могут быть данные, программы, части программ и т.д. Для них применяется общий термин файл (file – папка). Когда ЭВМ использует файлы, она предварительно копирует (считывает) их в ОЗУ (полностью или частично). Размер дисков, как правило, 3.5” (НЖМД) или 5.25” (накопители на оптических дисках).

Вообще, под файлом понимается любая часть информации, которую пользователь желает отделить от другой информации. Это может быть текстовый документ, текст программы, набор данных, графическая информация и т.д.

Внешняя память – это место хранения не используемой в данный момент информации. В ПЭВМ в качестве устройств внешней памяти в основном используются накопители на дисках (эту память называют дисковой) и так называемая флэш-память (flash-memory). Функционально они служат для одной и той же цели – хранить информацию.

нжмд представляет собой единое устройство, в котором находятся дисковод и несколько дисков, установленных на одной оси. Диски выполнены из твердого сплава с магниточувствительным покрытием. Объем памяти и скорость чтения/записи таких накопителей значительно превосходят другие устройства, поэтому используются в текущей работе.

Быстрый доступ к любой точке поверхности диска НЖМД осуществляется на основе двух моментов: вращение диска и движение магнитной головки считывания/записи вдоль радиуса. Поэтому диски называются памятью прямого доступа, поскольку при обращении к любой части данных нет необходимости прохождения через всю последовательно записанную информацию.

Оптический диск представляет собой прозрачную поликарбонатную (вид стекла) пластину размером 5,25” или 3,5”. Поверхность диска покрыта тончайшей алюминиевой пленкой, играющей роль зеркального отражателя, поверх которой нанесен защитный слой лака. В настоящее время наиболее распространены:

– накопители на сменных оптических дисках CD (Compact Disk), объемом памяти дисков, обычно, 700 Мб;

– накопители на сменных оптических дисках DVD (Digital Versatile Disk – цифровой многоцелевой диск), диски вмещают до десятков Гб информации.

НОД на основе CD и DVD отличаются технологией записи и считывания информации. Различают оптические диски Read Only Memory (CD-ROM и DVD–ROM), Recordable (CD–R, DVD–R) и ReWritable (CD–RW, DVD–RW).

Увеличение емкости диска DVD и скорости чтения/записи удалось достичь благодаря уменьшению в два раза размера элемента данных (лунок) и расстояния между витками дорожки. Кроме этого, запись возможна на обе поверхности диска, причем в несколько слоев. Процесс чтения такой же, что и для CD, но используется лазер другого типа.

Предназначены только для чтения. На поверхности этих дисков информация представляется чередованием углублений (лунок) и их отсутствием вдоль траектории и наносится механическим путем с использованием матрицы. Считывание осуществляется оптическим способом с помощью лазерного луча, который по-разному отражается от углублений и других участков.