Операционные ресурсы – определяются множеством реадизуемых в ЭВМ операций (обработка, хранение,ввод-вывод информации).Расширение операционных ресурсов возможно за счет увеличения затрат оборудования.

Понятие информации

Информация – это совокупность каких-либо сведений, данных, передаваемых устно (в форме речи), письменно (в виде текста, таблиц, рисунков, чертежей, схем, условных обозначений)либо другим способом (например, с помощью звуковых или световых сигналов, электрических и нервных импульсов, перепадов давления или температуры и т.д.).

В середине 20 века термин «информация» стал общенаучным понятием, включающим обмен сведениями между людьми, человеком и автоматом (ЭВМ), автоматом и автоматом, обмен сигналами в животном и растительном мире, передачу признаков от клетки к клетке, от организма к организму.

Теоретические и практические вопросы, относящиеся к информации, изучает информатика.

Информатика – отрасль науки, изучающая структуру и свойства информации, а также вопросы, связанные с ее сбором, хранением, поиском, передачей, переработкой, преобразованием, распространением и использованием в различных сферах человеческой деятельности.

Есть еще одно определение информатики:

Информатика – это область человеческой деятельности, связанная с процессами преобразования информации с помощью компьютеров.

Пристальное внимание к информатике связано с бурным ростом объема человеческих знаний, который часто называют «информационным взрывом». Общая сумма человеческих знаний изменялась раньше очень медленно. Затем процесс получения новых знаний заметно ускорился. Так общая сумма человеческих знаний к 1800 г. удваивалась каждые 50 лет, к 1950 г. – каждые 10 лет, к 1970 г. – каждые 5 лет, к 1990 г. – ежегодно. Т.о., в настоящее время накоплен большой объем информации, обработать который вручную людям невозможно (в силу своих физиологических особенностей).

Эффективным инструментом обработки большого количества информации и незаменимым помощником в жизни человека стал \ компьютер (от англ. computer- вычислительное устройство).

Основные направления использования компьютера:

· накопление, хранение и обработка больших объемовинформации, быстрый поиск требуемых данных;

· выполнение научных, экономических и конструкторских расчетов;

· делопроизводство (составление писем, оформление документов);

· обучение и приобретение профессиональных навыков;

· издательское дело;

· построение чертежей, диаграмм, создание рисунков и
картин, мультфильмов, кинофильмов, видео клипов;

· общение людей;

· имитация работы человека-эксперта в определенной
предметной области;

· игры и развлечения.

Основные характеристики ЭВМ

1.Производительность, которая определяется отношением количества выполненных операции к затраченному времени.

Таким образом, для всех машин самого разного назначения наиболее важной характеристикой является производительность. А вот единица измерения для этой характе­ристики зависит от назначения машины. При этом по аналогии с энергетическими машинами для вычислительных машин иногда вместо термина «производительность» используют термин «вы­числительная мощность». Появление ЭВМ заставило пересмотреть и само определение машины. Она теперь может рассматриваться как техническое устройство, осуществляющее преобразование вещества (материала), энергии или информации.

Как уже было сказано, основной характеристикой ЭВМ явля­ется ее производительность, измеряемая количеством вы­полняемых операций за единицу времени. Однако операции раз­личаются по сложности; естественно, что простые выполняются быстрее, а сложные медленнее. Чтобы можно было сравнивать раз­личные модели ЭВМ по производительности, в настоящее время Принято производительность оценивать количеством операций, производимых над числами с плавающей запятой за одну секунду. Такую единицу производительности ЭВМ называют флопс (от англ. Iloating point operations per second — операции с плавающей точ­кой за секунду (во многих странах целую и дробную части числа разделяют не запятой, а точкой)). Современные ЭВМ выполняют Миллиарды операций в секунду, поэтому приходится пользовать­ся такими единицами производительности, как гигафлопс — мил­лиард флопс, и терафлопс — тысяча миллиардов флопс (пристав­кам «гига» и «тера», сокращенно обозначаемым Г и Т, соответ­ствуют множители 10⁹ и 10¹²). При сравнении ЭВМ, разных по производительности, но принадлежащих примерно к одному клас­су, им предлагаются специально разработанные одинаковые тес­товые задания, т.е. программы вычислений.

Другими характеристиками ЭВМ являются тактовая частота, объем памяти, разрядность, надежность, вес и габаритные раз­меры, потребляемая мощность, цена.

2.Тактовая частота в значительной степени определяет произ водительность ЭВМ, поскольку фактически показывает число Микроопераций, выполняемых за секунду. Но отдельные опера­ции состоят из разного количества микроопераций, поэтому име­ют значение и эффективность составленной программы, выполне­ния той или иной операции, и время обращения к памяти, и разрядность ЭВМ. Например, ЭВМ, оперирующая числами, име­ющими 64 разряда, будет вдвое производительнее 32-разрядной ЖМ (при одинаковой тактовой частоте). В настоящее время так-юная частота достигает нескольких гигагерц (ГГц), т.е. за секунду выполняется несколько миллиардов микроопераций. Увеличение производительности до нескольких тысяч миллиардов операций достигается за счет параллельного их выполнения несколькими

процессорами. Например, во входящей в первую десятку по про­изводительности суперЭВМ фирмы Hewlett Packard использова­ны 4096 процессоров с тактовой частотой 1,25 ГГц.

3.Надежность, по которым оцениваются элементы автоматики (к ним относятся и элементы, из которых состоит ЭВМ). При оценке надежности используется термин «отказ». Отказами в работе элемента называют как выход его из строя, так-и изменение параметров, приводящее к неудов­летворительному выполнению элементом его функций. Отказы, как правило, появляются внезапно, т.е. подчиняются законам, свойственным случайным величинам. Их изучают с помощью ма­тематической статистики. Для количественной оценки надежно­сти элементов автоматики обычно используют следующие пока­затели: p{t) — вероятность безотказной работы в течение задан­ного отрезка времени.

Емкость памяти.

Внешние ЗУ

Внешние запоминающие устройства (ВЗУ) предназначены для долговременного хранения информации и могут использоваться и как устройства ввода, и как устройства вывода. ВЗУ по сравнению с ОЗУ имеют гораздо больший объем памяти, но существенно меньшее быстродействие.

Накопитель состоит из двух частей:

· Носитель –
устройство, на котором хранится информация

· Привод –
устройство, предназначенное для считывания информации с носителя и записи информации
на носитель.

В настоящее время существует 2 основных типа накопителей:

· Накопители на магнитной ленте –
устройства последовательного доступа, т.к. обратиться к более удаленным частям
данных можно только после считывания менее удаленных данных (находящихся перед
ними)

· Дисковые накопители – устройства
произвольного доступа, т.к. интересующие данные могут быть получены без
обязательного прочтения предшествующих данных. Бывают: накопители на жестком
магнитном диске и на гибких магнитных дисках.

Информация на дисковых накопителях, как и в памяти ПК, представляется в двоичном виде и измеряется в байтах. Способ расположения информации на жестких и гибких дисках одинаков. На поверхности диска нанесен слой намагничивающегося материала. Запись информации в этом слое производится на области, расположенные в виде концентрических окружностей – дорожки. Радиусы, проведенные из центра диска, делят каждую дорожку на секторы. Максимальное количество информации, которое может быть записано на каждый сектор, - размер сектора – одно и то же – 512 б. Каждая дорожка имеет свой номер. Все секторы, расположенные на разных дорожках между двумя соседними радиусами, имеют одинаковый номер. При записи и считывании информация передается посекторно.

Винчестер – обычно содержит от 1 до 5 или более обработанных с высокой точностью керамических или алюминиевых пластин (дисков), на которые нанесен специальный магнитный слой. Это носители информации. Привод устроен так. Диски жестко закреплены через равные промежутки на вертикальном стержне, который приводится в движение специальным двигателем. Чем выше скорость вращения дисков, тем быстрее считывается информация. (3600 об/мин, до 7200 об/мин). На специальном рычаге находятся головки чтения/записи. В современных винчестерах головки как бы «летят» на расстоянии долей микрона (0,001 мм) от поверхностей дисков, не касаясь их. Время доступа к информации, находящейся на жестком диске, измеряется в миллисекундах, что намного больше, чем время доступа к информации, находящейся в оперативной памяти ПК. Для ускорения процесса обмена информацией между оперативной памятью и жестким диском используется механизм кэширования.

Гибкие диски – используются для хранения небольших объемов информации и для ее переноса с одного ПК на другой. Состоят из носителя – дискеты, и привода – дисковода. Дискета представляет собой тонкую пластиковую основу (диск), на которую нанесен магнитный слой. Для предохранения от пыли и повреждений основа помещается в жесткий чехол, внутри которого она может свободно вращаться.

Дискеты отличаются:

· диаметром - 3,5 и 5,25 дюйма

· количеством информации – DD – двойная плотность (720 Кб – 3,5д;
360 Кб – 5,25д)

-HD – высокая плотность (1,44 Мб – 3,5д; 1,2 Мб – 5,25д)

Устройство привода (дисковода) похоже на привод жесткого диска. Но скорость вращающего дискету двигателя меньше и зависит от типа дискеты. (Обычно 300 – 360 об/мин). Головки чтения/записи не «летят» над поверхностью дискеты, а касаются ее.

Накопители на магнитной ленте – обычно используются для хранения копии информации, содержащейся на дискете. Носитель – картридж – кассета с магнитной лентой, похожая на кассету для магнитофона. Привод – стример – лентопротяжный механизм. В настоящее время максимальное количество сохраняемой в стримере информации достигает 510 Мб.

Оптические диски (лазерные диски, CD-ROM) – можно разделить на 3 класса: только для чтения (CD), с однократной записью и многократным считыванием (CD-R), и с многократной перезаписью информации (CD-RW). Информация содержится на одной спиральной дорожке, проходящей через всю поверхность диска.

CD - В основе записи информации с помощью лазера лежит модуляция интенсивности излучения лазера дискретными значениями 1 и 0. Излучение достаточно мощного лазера оставляет на поверхности диска метки, вызванные воздействием луча на металл. Поверхность диска предварительно покрывается тонким слоем металла – теллура. При записи логической единицы луч прожигает в пленке теллура микроскопическое отверстие. Запись начинается с внутренних дорожек и ведется с большой плотностью – 630 дорожек на миллиметр. Длина всей спиральной дорожки – около 5 км. Таким способом изготавливается первичный «мастер-диск», с которого потом производится тиражирование всей партии дисков методом литья под давлением. При считывании информации ямки и ровные участки дорожки дают разную интенсивность отраженного луча, которая регистрируется фотоприемником.

CD-R - основа покрыта слоем органического красителя, поверх которого нанесено светоотражающее напыление (золото или сплав серебряного цвета). При записи выжигаются фрагменты красителя. В результате отраженный луч также будет промодулирован по интенсивности.

CD-RW – под отражающим слоем имеют регистрирующий слой, который может менять свое состояние между поликристаллическим и аморфным. Прозрачность слоя зависит от его состояния. При перезаписи состояние отдельных участков изменяется: в зависимости от степени нагрева участка лучом записывающего лазера при остывании фиксируется то или иное его состояние. В отличие от печатных дисков и CD-R, отражающих около 70% мощности падающего луча, диски CD-RW обладают существенно меньшей отражающей способностью.

Перспективными являются оптические диски с высокой плотностью записи DVD (DigitalVideoDisc). Информация на этих дисках может быть размещена на одной либо на обеих сторонах, в одном либо в двух слоях. Двухсторонние двухслойные диски позволяют хранить 17 Гб информации. Расстояние между слоями в двухслойных дисках – 40 мкм. Переключение между слоями осуществляется фокусировкой лазера на требуемом расстоянии. Двухсторонние диски склеиваются из двух отдельных дисков толщиной 0,6 мм. Для доступа ко второй стороне диск надо переворачивать.

 

 

Устройства ввода- вывода данных

ДИСПЛЕЙ.

Дисплей (монитор) – необходимое устройство вывода информации. Это устройство аналогично телевизору (электронно-лучевая трубка). Любое изображение на экране дисплея состоит из множества светящихся точек – пикселей. Дисплей характеризуется разрешающей способностью экрана – максимальное количество пикселей, используемых для создания изображения. Измеряется как количество точек по горизонтали на количество точек по вертикали. В современных ПК наиболее часто используют дисплеи с разрешающей способностью 320х200, 640х200, 640х480, 800х600, 1024х768. Дисплеи бывают цветными и монохромными. Цветное изображение получается на экране как комбинация трех основных цветов – красного, зеленого, синего. Поэтому цветные дисплеи также называют RGB-дисплеями (R ed, G reen, B lue).

Дисплей может работать в 2-х режимах:

· текстовый режим –
для вывода символов. Экран разбивается на 80 вертикальных полосок, каждая
из них, как правило, разбита на 25 частей по горизонтали (иногда – 43 или 45).
Каждый полученный прямоугольник называется знакоместом.
В нем размещается 1 символ. Знакоместо состоит из пикселей. Часть пикселей
используется для изображения символа (передний
план), а остальные образуют фон.
Для изображения символа в текстовом режиме используется 16 цветов, а для
изображения фона – 8 цветов. Текущую
позицию (знакоместо, в котором появится следующий введенный с клавиатуры
символ) указывает мигающая метка – курсор.
После вывода символа в этом знакоместе курсор смещается на одну позицию
(знакоместо) вправо.

· графический
режим – каждый пиксель экрана используется отдельно. Обычно курсор не
выводится. Но в некоторых задачах возможен вывод на экран графического курсора (он
отличается по виду от текстового курсора).

Дисплей подключается к ПК через устройство сопряжения – видеоадаптер. Видеоадаптер имеет собственную память для хранения изображения, выводимого на экран. Объем этой памяти определяет количество цветов в цветовой палитре и разрешающую способность экрана. Наиболее известны видеоадаптеры CGA, EGA, VGA, SVGA.

КЛАВИАТУРА.

Клавиатура – это необходимое устройство ввода информации в ПК. Все устройства ввода служат для преобразования информации, поступающей с периферийных устройств, в цифровой вид. Сейчас наиболее часто используется 101-клавишная клавиатура. На ней выделяют следующие основные группы клавиш:

· функциональные клавиши – [F1] – [F12]. За каждой из них в каждой конкретной задаче может быть закреплена своя функция, отличная от функции этой клавиши в других задачах.

· символьная клавиатура – для ввода символов (верхний и нижний регистры) и пробела.

· управляющие клавиши – нажатие которых изменяет значение других клавиш. [Shift ] – перевод регистров. [CapsLock] – фиксирование верхнего регистра. [Ctrl], [Alt] – в различных комбинациях с другими клавишами изменяют их значение (регистр, язык). [Esc] – обычно используется для выхода из текущего режима работы компьютера. [Tab] – передвигает курсор на шаг табуляции или для других функций. [Backspace] – стирает последний набранный символ. [Enter] – указывает, что закончен ввод данной строки, и набранные данные поступают для обработки в компьютер.

· цифровая клавиатура – может находиться в одном из 2-х режимов (переключается клавишей [NumLock]): режиме ввода цифр и режиме управления курсором.

· специальные и дополнительные клавиши – [PageUp], [PageDown] – постраничный просмотр. Клавиши управления курсором – для изменения положения курсора на экране. [Pause] –пауза. [ScrollLock] – режим прокрутки экрана. [PrintScreen] – в комбинации с клавишей [Shift] является командой печати копии экранного изображения на принтере. [Del] – удаление символа над курсором. [Ins] – режимы вставки и замены.

При нажатии на клавишу в системный блок ПК поступает сигнал, указывающий, какая клавиша нажата. Этот сигнал преобразуется в двоичный код, который поступает в память ПК. Из памяти извлекаются команды, создающие на экране дисплея изображение символа, соответствующего этому двоичному коду по таблице ASCII.

Полезные комбинации клавиш:

[Shift]–[PrintScreen] – печать копии экрана на принтер;

[Ctrl]–[NumLock], [Ctrl]–[S] – приостановка выполнения программы;

[Ctrl]–[Break], [Ctrl]–[C] – прерывание выполнения программы;

[Ctrl]–[Alt]–[Del] - мягкая перезагрузка компьютера.

ДРУГИЕ УСТРОЙСТВА ВВОДА.

Мышь – устройство, которое преобразует свое положение на плоской поверхности стола в позицию курсора на экране дисплея. Перемещение мыши по столу приводит во вращение шар, находящийся снизу в теле мыши. Вращение шара преобразуется в сигнал, управляющий движением курсора мыши на экране дисплея. Ввод информации в компьютер осуществляется с помощью кнопок, встроенных в тело мыши (двух или трех).

Трекбол – представляет собой перевернутую на «спину» мышь. Шар, управляющий движением курсора, находится сверху. Пользователь вращает шар ладонью или пальцем, и в соответствии с этим курсор перемещается по экрану. Трекбол удобен тем, что его не надо двигать по столу.

Сканеры – используются для ввода в ПК различных изображений – текстов, рисунков и другой графической информации, нанесенных на бумагу или какую-нибудь поверхность. Считывающая головка сканера равномерно движется над изображением. Специальное устройство преобразует изображение в цифровые коды, которые поступают в ПК. Бывают ручные и настольные. Существует много различных моделей сканеров обоих типов.

Джойстик, руль – манипуляторы,используемые в компьютерных играх.

Световые перья, сенсорные экраны – достаточно коснуться пальцем поверхности экрана, чтобы указать компьютеру требуемое место на экране.

Графические планшеты (диджитайзеры) – обеспечивают перенос изображения с накладываемого листа бумаги в ЭВМ с помощью перемещения по планшету специального указателя.

МОДЕМ.

Модем (модулятор-демодулятор) – это устройство, предназначенное для преобразования сигналов телефонной сети в сигналы компьютера и наоборот. Данные поступают из передающего компьютера в виде двоичных чисел. Модем принимает эти данные и разделяет их на информацию, которая должна быть передана в телефонную линию, и команды, определяющие характер передачи информации. Команды выполняются модемом. Передаваемая информация преобразуется модулятором модема и поступает в линию. Сигнал, выходящий из модема в телефонную линию, имеет две различные частоты: для передачи единиц – большая, нулей – меньшая. Модем принимающего ПК демодулирует приходящий сигнал, т.е. преобразовывает сигнал телефонной линии в двоичный сигнал и посылает его в ПК. Обмен информацией между двумя ПК может осуществляться двумя способами:

· Полудуплексный способ
– компьютеры передают информацию друг другу по очереди.

· Дуплексный способ
– обмен информацией происходит одновременно. При этом сигналы от компьютеров не
смешиваются, т.к. каждый ПК передает данные на своих частотах, отличных от частот другого ПК.

Понятие информации

Информация – это совокупность каких-либо сведений, данных, передаваемых устно (в форме речи), письменно (в виде текста, таблиц, рисунков, чертежей, схем, условных обозначений)либо другим способом (например, с помощью звуковых или световых сигналов, электрических и нервных импульсов, перепадов давления или температуры и т.д.).

В середине 20 века термин «информация» стал общенаучным понятием, включающим обмен сведениями между людьми, человеком и автоматом (ЭВМ), автоматом и автоматом, обмен сигналами в животном и растительном мире, передачу признаков от клетки к клетке, от организма к организму.

Теоретические и практические вопросы, относящиеся к информации, изучает информатика.

Информатика – отрасль науки, изучающая структуру и свойства информации, а также вопросы, связанные с ее сбором, хранением, поиском, передачей, переработкой, преобразованием, распространением и использованием в различных сферах человеческой деятельности.

Есть еще одно определение информатики:

Информатика – это область человеческой деятельности, связанная с процессами преобразования информации с помощью компьютеров.

Пристальное внимание к информатике связано с бурным ростом объема человеческих знаний, который часто называют «информационным взрывом». Общая сумма человеческих знаний изменялась раньше очень медленно. Затем процесс получения новых знаний заметно ускорился. Так общая сумма человеческих знаний к 1800 г. удваивалась каждые 50 лет, к 1950 г. – каждые 10 лет, к 1970 г. – каждые 5 лет, к 1990 г. – ежегодно. Т.о., в настоящее время накоплен большой объем информации, обработать который вручную людям невозможно (в силу своих физиологических особенностей).

Эффективным инструментом обработки большого количества информации и незаменимым помощником в жизни человека стал \ компьютер (от англ. computer- вычислительное устройство).

Основные направления использования компьютера:

· накопление, хранение и обработка больших объемовинформации, быстрый поиск требуемых данных;

· выполнение научных, экономических и конструкторских расчетов;

· делопроизводство (составление писем, оформление документов);

· обучение и приобретение профессиональных навыков;

· издательское дело;

· построение чертежей, диаграмм, создание рисунков и
картин, мультфильмов, кинофильмов, видео клипов;

· общение людей;

· имитация работы человека-эксперта в определенной
предметной области;

· игры и развлечения.

Основные характеристики ЭВМ

1.Производительность, которая определяется отношением количества выполненных операции к затраченному времени.

Таким образом, для всех машин самого разного назначения наиболее важной характеристикой является производительность. А вот единица измерения для этой характе­ристики зависит от назначения машины. При этом по аналогии с энергетическими машинами для вычислительных машин иногда вместо термина «производительность» используют термин «вы­числительная мощность». Появление ЭВМ заставило пересмотреть и само определение машины. Она теперь может рассматриваться как техническое устройство, осуществляющее преобразование вещества (материала), энергии или информации.

Как уже было сказано, основной характеристикой ЭВМ явля­ется ее производительность, измеряемая количеством вы­полняемых операций за единицу времени. Однако операции раз­личаются по сложности; естественно, что простые выполняются быстрее, а сложные медленнее. Чтобы можно было сравнивать раз­личные модели ЭВМ по производительности, в настоящее время Принято производительность оценивать количеством операций, производимых над числами с плавающей запятой за одну секунду. Такую единицу производительности ЭВМ называют флопс (от англ. Iloating point operations per second — операции с плавающей точ­кой за секунду (во многих странах целую и дробную части числа разделяют не запятой, а точкой)). Современные ЭВМ выполняют Миллиарды операций в секунду, поэтому приходится пользовать­ся такими единицами производительности, как гигафлопс — мил­лиард флопс, и терафлопс — тысяча миллиардов флопс (пристав­кам «гига» и «тера», сокращенно обозначаемым Г и Т, соответ­ствуют множители 10⁹ и 10¹²). При сравнении ЭВМ, разных по производительности, но принадлежащих примерно к одному клас­су, им предлагаются специально разработанные одинаковые тес­товые задания, т.е. программы вычислений.

Другими характеристиками ЭВМ являются тактовая частота, объем памяти, разрядность, надежность, вес и габаритные раз­меры, потребляемая мощность, цена.

2.Тактовая частота в значительной степени определяет произ водительность ЭВМ, поскольку фактически показывает число Микроопераций, выполняемых за секунду. Но отдельные опера­ции состоят из разного количества микроопераций, поэтому име­ют значение и эффективность составленной программы, выполне­ния той или иной операции, и время обращения к памяти, и разрядность ЭВМ. Например, ЭВМ, оперирующая числами, име­ющими 64 разряда, будет вдвое производительнее 32-разрядной ЖМ (при одинаковой тактовой частоте). В настоящее время так-юная частота достигает нескольких гигагерц (ГГц), т.е. за секунду выполняется несколько миллиардов микроопераций. Увеличение производительности до нескольких тысяч миллиардов операций достигается за счет параллельного их выполнения несколькими

процессорами. Например, во входящей в первую десятку по про­изводительности суперЭВМ фирмы Hewlett Packard использова­ны 4096 процессоров с тактовой частотой 1,25 ГГц.

3.Надежность, по которым оцениваются элементы автоматики (к ним относятся и элементы, из которых состоит ЭВМ). При оценке надежности используется термин «отказ». Отказами в работе элемента называют как выход его из строя, так-и изменение параметров, приводящее к неудов­летворительному выполнению элементом его функций. Отказы, как правило, появляются внезапно, т.е. подчиняются законам, свойственным случайным величинам. Их изучают с помощью ма­тематической статистики. Для количественной оценки надежно­сти элементов автоматики обычно используют следующие пока­затели: p{t) — вероятность безотказной работы в течение задан­ного отрезка времени.

Операционные ресурсы – определяются множеством реадизуемых в ЭВМ операций (обработка, хранение,ввод-вывод информации).Расширение операционных ресурсов возможно за счет увеличения затрат оборудования.

Емкость памяти.