Tehnološki proces obdelave podatkov v informacijskih sistemih poteka z:

tehnična sredstva za zbiranje in beleženje podatkov;

telekomunikacijska sredstva;

sistemi za shranjevanje, priklic in priklic podatkov;

Orodja za računalniško obdelavo podatkov;

tehnična pisarniška oprema.

V sodobnih informacijskih sistemih se tehnična sredstva obdelave podatkov uporabljajo celovito, na podlagi tehničnega in ekonomskega izračuna smotrnosti njihove uporabe ob upoštevanju razmerja med ceno in kakovostjo ter zanesljivosti tehničnih sredstev.

Informacijska tehnologija

Informacijsko tehnologijo lahko definiramo kot niz metode– tehnike in algoritme za obdelavo podatkov in orodja– programska in strojna orodja za obdelavo podatkov.

Informacijske tehnologije lahko razdelimo v kategorije:

Osnovno informacijske tehnologije so univerzalne tehnološke operacije obdelave podatkov, običajno neodvisne od vsebine informacij, ki se obdelujejo, na primer zagon programov za izvajanje, kopiranje, brisanje, premikanje in iskanje datotek itd. Temeljijo na uporabi široko uporabljenih programskih in strojnih orodij za obdelavo podatkov.

Poseben informacijske tehnologije – niz informacijskih osnovnih informacijskih tehnologij, namenjenih izvajanju posebnih operacij, ob upoštevanju vsebine in/ali oblike predstavitve podatkov.

Informacijske tehnologije so nujna osnova za ustvarjanje informacijskih sistemov.

Informacijski sistemi

Informacijski sistem (IS) je komunikacijski sistem za zbiranje, prenos in obdelavo informacij o objektu, ki oskrbuje zaposlene različnih rangov z informacijami za izvajanje funkcij upravljanja.

Uporabniki IS so organizacijske enote upravljanja - strukturne enote, vodstveno osebje, izvajalci. Vsebinsko osnovo IS sestavljajo funkcionalne komponente - modeli, metode in algoritmi za generiranje krmilnih informacij. Funkcionalna struktura IS je niz funkcionalnih komponent: podsistemov, sklopov nalog, postopkov obdelave informacij, ki določajo zaporedje in pogoje za njihovo izvajanje.

Uvedba informacijskih sistemov se izvaja z namenom povečanja učinkovitosti proizvodnih in gospodarskih dejavnosti objekta ne le z obdelavo in shranjevanjem rutinskih informacij, avtomatizacijo pisarniškega dela, temveč tudi z bistveno novimi metodami upravljanja. Te metode temeljijo na modeliranju delovanja organizacijskih strokovnjakov pri sprejemanju odločitev (metode umetne inteligence, ekspertni sistemi itd.), uporabi sodobnih telekomunikacij (e-pošta, telekonference), globalnih in lokalnih računalniških omrežij itd.

Klasifikacija IP se izvaja v skladu z naslednjimi merili:

narava obdelave informacij;

obseg in integracija komponent IS;

arhitektura informacijske tehnologije IS.

Glede na naravo obdelave informacij in kompleksnost algoritmov obdelave informacijske sisteme običajno delimo v dva velika razreda:

IS za spletno obdelavo podatkov. To so tradicionalni informacijski sistemi za beleženje in obdelavo velikih količin primarnih podatkov s strogo reguliranimi algoritmi, fiksno strukturo baze podatkov (DB) itd.

Podpora IS in sprejemanje odločitev. Usmerjeni so v analitično obdelavo velikih količin informacij, integracijo heterogenih virov podatkov ter uporabo metod in orodij analitične obdelave.

Trenutno so se pojavile glavne arhitekture informacijske tehnologije:

IS s centralizirano obdelavo podatkov,

arhitektura »datotečnega strežnika«,

arhitektura odjemalec-strežnik.

Centralizirana obdelava vključuje združevanje uporabniškega vmesnika, aplikacij in baze podatkov na enem računalniku.

IN arhitektura “datotečni strežnik” veliko uporabnikov omrežja datoteke glavni računalnik omrežja, imenovan datotečni strežnik. To so lahko posamezne uporabniške datoteke, datoteke baze podatkov in aplikacijski programi. Vsa obdelava podatkov se izvaja na računalnikih uporabnikov. Tak računalnik se imenuje delovna postaja(RS). Na njem sta nameščena uporabniški vmesnik in aplikativna programska oprema, v katero lahko vnašamo tako iz vhodnih naprav osebnega računalnika kot tudi prenašamo po omrežju iz datotečnega strežnika. Datotečni strežnik se lahko uporablja tudi za centralizirano shranjevanje datotek posameznih uporabnikov, ki jih le-ti pošljejo po omrežju z osebnega računalnika. arhitektura" datotečni strežnik” se uporablja predvsem v lokalnih računalniških omrežjih.

IN arhitektura “odjemalec-strežnik” programska oprema ni osredotočena le na skupno uporabo virov, ampak tudi na njihovo obdelavo na lokaciji vira glede na zahteve uporabnikov. Programski sistemi arhitekture odjemalec-strežnik so sestavljeni iz dveh delov: strežniške programske opreme in programske opreme uporabnik-odjemalec. Delovanje teh sistemov je organizirano na naslednji način: odjemalski programi se izvajajo na uporabnikovem računalniku in pošiljajo zahteve strežniškemu programu, ki teče na javnem računalniku. Glavno obdelavo podatkov izvaja zmogljiv strežnik, na uporabnikov računalnik pa se pošljejo samo rezultati povpraševanja. Strežnik baz podatkov se na primer uporablja v zmogljivih DBMS-jih, kot so Microsoft SQL Server, Oracle itd., ki delajo s porazdeljenimi bazami podatkov. Strežniki baz podatkov so zasnovani za delo z velikimi količinami podatkov (na desetine gigabajtov ali več) in velikim številom uporabnikov, hkrati pa zagotavljajo visoko zmogljivost, zanesljivost in varnost. Arhitektura odjemalec-strežnik je v nekem smislu temeljna za aplikacije globalnega računalniškega omrežja.

Sredstva intenziviranja informacij so znanstvena in tehnološka revolucija, uporaba najnovejših dosežkov znanosti in tehnologije v informacijski znanosti; znanstvena organizacija, upravljanje informacijskih procesov; usposabljanje in izpopolnjevanje strokovnjakov za servisiranje informacijskih storitev sistema vodenja.

Razvijanje sistema ukrepov, ki širijo možnosti za najučinkovitejšo uporabo informacij, je pomemben pogoj za uspeh pri upravljanju. Med temi ukrepi je izjemnega pomena skrbna priprava subjekta upravljanja na zaznavanje in vrednotenje informacij, razvoj sposobnosti ocenjevanja njihovega družbenega pomena, da iz toka informacij izbere najbolj splošno pomembne, najbolj družbene , saj so tovrstne informacije pri upravljanju neprecenljive.

Zbiranje in obdelava socialnih informacij je nepredstavljiva brez uporabe sodobnih tehničnih sredstev.

Najpomembnejše sredstvo za pridobivanje zanesljivih družbenih informacij ni le široka uporaba tehničnih (računalniških) sredstev za pridobivanje socialnih informacij, temveč tudi oblikovanje nove vrste kulture - humanitarno-tehnološke.

Najpomembnejši mehanizem za njegovo oblikovanje je sprememba načina razmišljanja, ki postopoma postaja konceptualno (humanitarno), strateško in konstruktivno, tehnološko, iskanje poti in sredstev za reševanje vse bolj kompleksnih družbenih problemov. Prisotnost v naši družbi dveh kultur, »humanitarne« in tehnokratske, ki še vedno slabo sodelujeta, povzroča številne informacijske težave pri upravljanju.

Svetovna skupnost kot celota, vključno z našo državo, je vstopila v novo stopnjo razvoja svoje civilizacije - oblikovanje informacijske družbe. Ta proces pogosto imenujemo tretja družbeno-tehnična revolucija, informatizacija družbe.

Informatizacija družbe neizogibno vpliva ne le na materialno proizvodnjo in komunikacije, temveč tudi na družbene odnose, kulturo in intelektualno dejavnost v vseh njenih raznolikih pojavnih oblikah.

Povsem očitno je, da informatizacija družbe neposredno vpliva na delovanje ljudi, ki delajo na področju organizacije in upravljanja. Odpirajo se jim neprimerljivo večje možnosti sprejemanja, shranjevanja, obdelave, posredovanja in predelave najrazličnejših vsebinsko in oblikovno podanih informacij o različnih vidikih družbenega življenja.

Na primer, v zgodnjih 60. letih 20. stoletja so se parlament, vlada in prebivalci Japonske soočili z vprašanjem, po kateri poti usmeriti razvoj države. Po poti materialne blaginje ali informacijskega in intelektualnega razvoja, informatizacije družbe, povečevanja informacijskih virov in tehnologij, torej po materialni ali informacijski poti?

Od leta 1964 je Japonska izbrala drugo pot in dala prednost bogastvu informacij in svojim virom kot materialnemu bogastvu. Od tega časa šteje svetovna zgodovina informatizacije družbe, informacijskih virov in tehnologij.

Združene države Amerike so s svojimi močnimi tehnikami zbiranja informacij sprejele japonski razvojni informacijski sistem v poznih šestdesetih in zgodnjih sedemdesetih letih prejšnjega stoletja.

ZSSR se je v poznih 60-ih in prejšnjem stoletju začela ukvarjati s podobnimi problemi informatizacije. Vendar javna informacijska zavest razvitih držav zaradi številnih razlogov ni postala univerzalna informacijska lastnina sovjetske družbe.

Trenutno vse države sveta sledijo poti informacijskega napredka. Informacija je postala edini vir razvoja in blaginje mnogih ljudstev; Informacijski viri in tehnologija so dvignili znanstveni in tehnološki napredek na ravni brez primere v primerjavi s tistim, kar so v preteklosti združevale fizika, mehanika, kemija in elektrodinamika.

Zato Mednarodna akademija za informatizacijo daje velik pomen promociji idej informatizacije, izobraževalnega in izobraževalnega dela na področju informacij, informacijske varnosti, informacijskih virov in tehnologij.

Težko je najti sfero ali področje človekovega delovanja, kjer informacije ne bi igrale pomembne vloge, saj zagotavljajo samoorganizacijo ne le človeka, ampak tudi celotnega živalskega in rastlinskega sveta.

Zato se je pojavila nova veja znanstvenega znanja - informacijska znanost, veda o temeljnem raziskovanju vseh procesov in pojavov mikro- in makrosvetov vesolja, posploševanje praktičnega in teoretičnega gradiva iz fizikalno-kemijske, astrofizikalne, jedrske, biološke , vesoljske in druge raziskave z enotnega informacijskega vidika.

Uspešna uporaba računalniške tehnologije je možna le pod naslednjimi pogoji:

Stroškovna učinkovitost, to je doseganje večjega učinka v primerjavi z uporabo klasičnih računalniških orodij;

Natančno ugotavljanje primernosti primarnih informacij za obdelavo in analizo z računalniškimi sredstvi;

Skladnost sistema vodenja z možnostmi uspešne uporabe računalnikov;

Skladnost dokumentacije z načeli računalniške tehnologije;

Razpoložljivost ustreznih strokovnjakov.

Ker računalniška tehnologija deluje samodejno, po programih, ki jih vnaprej sestavijo ljudje, opravljajo vse dejansko delo obdelave in analize informacij brez neposrednega sodelovanja človeka; posledično hitrost delovanja teh strojev ni omejena z njihovimi fiziološkimi zmožnostmi. Določena je s hitrostjo fizičnih elementov, iz katerih so sestavljeni. Fizične naprave, ki jih imajo sodobne naprave, omogočajo pomnjenje in shranjevanje skoraj neomejenih količin informacij.

Tako računalniška tehnologija kot orodje za obdelavo in analizo informacij odpira bistveno nove možnosti za hitro obdelavo velikih količin informacij, kar nam omogoča, da v zadostni meri in v celoti razkrijemo trende in vzorce družbenega razvoja in s tem uspešno rešimo probleme upravljanja.

Na primer, v 1980-ih in 1990-ih je hiter napredek mikroelektronike znižal ceno in velikost računalnikov do te mere, da so bili zdaj na voljo na vsakem delovnem mestu.

To je pripeljalo do nadaljnjih sprememb v tehnični opremljenosti vodstvenega aparata. Gibalo v procesu pretvorbe v elektronsko je mikroračunalnik. Pretvarjanje informacij v skladu s kompleksnim programom uteleša primitivno obliko "inteligence", spreminjanje vsebine in ne oblike ali lokacije informacij, ki vstopajo vanj, kot je to storila "informacijska tehnologija" prejšnjega obdobja.

Izum mikroprocesorja je znižal stroške elektronskega računalništva do te mere, da se je elektronska "inteligenca" začela uporabljati na najrazličnejših področjih in se po nižji ceni nameščala natanko tam, kjer je bila potrebna, ne pa za znatne stroške v oddaljenih krajih. center.

Zdaj lahko razvojna tehnična oprema upravljavskega aparata vključuje:

Enote pisarniške opreme, opremljene z mikroračunalniki, ki se nahajajo na delovnem mestu skoraj vsakega vodje;

Programi, ki zagotavljajo interakcijo med človekom in strojem, vključujejo potrebna sredstva za obdelavo informacij in odražajo nabrane izkušnje upravljavskega aparata;

Komunikacijska omrežja, ki povezujejo enote pisarniške opreme med seboj in s centralnimi procesorji ter z zunanjimi viri informacij;

Naprave v skupni rabi, kot so elektronske datoteke, naprave za tiskanje in skeniranje, dostopne vsem pisarniškim enotam prek komunikacijskih linij.

Spremembe v vsebini, organizaciji in tehnologiji vodenja pod vplivom informacijske tehnologije in avtomatiziranih pisarn se dogajajo na naslednjih področjih.

Prvič, organizacija in tehnologija informacijske podpore za managerja se radikalno spreminjata. Posebej pomembna je množična uvedba mini- in mikroračunalnikov, osebnih računalnikov kot sestavnih delov informacijskih sistemov, povezanih v mrežo podatkovnih bank. Hkrati se delo zbiranja, obdelave in distribucije informacij izvaja z uporabo vmesnikov človek-stroj, ki ne zahtevajo posebnega usposabljanja.

Zelo se spreminja tudi tehnologija shranjevanja in obdelave informacij, nepopolne informacije, podvajanje in informacije, namenjene drugim nivojem upravljanja, niso dovoljene.

Drugič, izvedena je določena avtomatizacija vodstvenih funkcij. Povečalo se je število učinkovito delujočih avtomatiziranih sistemov, ki pokrivajo proizvodnjo, gospodarske dejavnosti ter organizacijske in tehnološke procese.

Vse večji del dela pri izdelavi načrtov se prenaša na računalnik. To bistveno izboljša kakovost načrtov, izdelanih z uporabo mikroračunalnikov na nižjih nivojih upravljanja. Poleg tega so načrti za posamezne krmilne podsisteme jasno usklajeni.

Izboljšani so nadzorni sistemi, tudi tisti, ki omogočajo zaznavanje odstopanj od načrtovane ravni in zagotavljajo identifikacijo verjetnih vzrokov teh odstopanj.

Tretjič, bistveno so se spremenila tudi komunikacijska sredstva, če ne štejemo izmenjave sporočil prek mreže mikroprocesorjev.

Posebej pomemben je telekomunikacijski sistem, ki omogoča dopisne sestanke, konference med oddaljenimi točkami in hitro pridobivanje informacij izvajalcev. V skladu s tem se spreminjajo metode in tehnike komunikacijskih odnosov med vodji in podrejenimi ter višjimi organi.

Pošljite svoje dobro delo v bazo znanja je preprosto. Uporabite spodnji obrazec

Študenti, podiplomski študenti, mladi znanstveniki, ki bazo znanja uporabljajo pri študiju in delu, vam bodo zelo hvaležni.

Objavljeno na http://www.allbest.ru/

MINISTRSTVO ZA IZOBRAŽEVANJE IN ZNANOST UKRAJINE

NACIONALNA TEHNIŠKA UNIVERZA

"POLITEHNIČNI INŠTITUT KHARKIV"

ODDELEK ZA "INFORMACIJSKE SISTEME"

na temo: "Tehnična sredstva za obdelavo informacij"

pri predmetu "Informatika"

Izvaja: 1. letnik, skupina: Ek50A

Gorbačenko Alena Dmitrijevna

Preveril: izredni profesor Oddelka za SI

Tkachenko V.A.

Harkov 2010

Uvod

Računalnik za računalništvo ni le orodje za delo z informacijami, ampak tudi predmet preučevanja. Spoznali boste, kako računalnik deluje, kaj vse je mogoče z njim opravljati in katera programska orodja za to obstajajo.

Že od antičnih časov so si ljudje prizadevali olajšati delo. V ta namen so bili ustvarjeni različni stroji in mehanizmi za povečanje človekovih fizičnih sposobnosti. Računalnik je bil izumljen sredi 20. stoletja, da bi povečal zmožnosti človekovega miselnega dela, torej dela z informacijami.

Po svojem namenu je računalnik univerzalno tehnično orodje za človekovo delo z informacijami. Po načelih zasnove je računalnik model človeka, ki dela z informacijami.

Nekaj ​​več kot 50 let je minilo od pojava prvega elektronskega računalnika. V tem kratkem obdobju razvoja družbe se je zamenjalo več generacij računalnikov, prvi računalniki pa so danes muzejska redkost. Že sama zgodovina razvoja računalniške tehnologije je zelo zanimiva, saj kaže na tesno povezanost matematike s fiziko (predvsem fiziko trdne snovi, polprevodnikov, elektronike) in sodobno tehnologijo, katere stopnjo razvoja v veliki meri določa napredek v proizvodnji. računalniške tehnologije.

1. Zgodovina razvoja računalnika

1.1 Prva generacija računalnikov (1948 - 1958)

Elementna osnova strojev te generacije so bile elektronske cevi - diode in triode. Stroji so bili namenjeni reševanju razmeroma preprostih znanstvenih in tehničnih problemov. Ta generacija računalnikov vključuje: MESM, BESM-1, M-1, M-2, M-Z, "Strela", "Minsk-1", "Ural-1", "Ural-2", "Ural-3", M-20, "Setun", BESM-2, "Hrazdan". Bili so precej veliki, porabili so veliko energije, imeli nizko zanesljivost in šibko programsko opremo. Njihova hitrost ni presegla 2-3 tisoč operacij na sekundo, zmogljivost RAM-a je bila 2K ali 2048 strojnih besed (1K=1024) z dolžino 48 binarnih znakov. Leta 1958 se je pojavil stroj M-20 s pomnilnikom 4K in hitrostjo približno 20 tisoč operacij na sekundo. V strojih prve generacije so bili implementirani osnovni logični principi konstruiranja elektronskih računalnikov in koncepti Johna von Neumanna o delovanju računalnika s programom vnesenim v pomnilnik in začetnimi podatki (števili).

računalniška tipkovnica monitor miška

1.2 Druga generacija računalnikov (1959-1967)

Elementna osnova strojev te generacije so bile polprevodniške naprave. Stroji so bili namenjeni reševanju različnih delovno intenzivnih znanstvenih in tehničnih problemov ter krmiljenju tehnoloških procesov v proizvodnji. Pojav polprevodniških elementov v elektronskih vezjih je znatno povečal zmogljivost RAM-a, zanesljivost in hitrost računalnikov. Zmanjšale so se dimenzije, teža in poraba energije. S prihodom strojev druge generacije se je področje uporabe elektronske računalniške tehnologije močno razširilo, predvsem zaradi razvoja programske opreme.

Pojavili so se tudi specializirani stroji, na primer računalniki za reševanje ekonomskih problemov, za vodenje proizvodnih procesov, sistemi za prenos informacij itd.

1.3 Tretja generacija računalnikov (1968-13-973)

Elementna osnova računalnika so mala integrirana vezja (SIC). Stroji so bili namenjeni široki uporabi na različnih področjih znanosti in tehnologije (izračuni, vodenje proizvodnje, premikanje objektov itd.). Zahvaljujoč integriranim vezjem je bilo mogoče bistveno izboljšati tehnične in operativne lastnosti računalnikov. Na primer, stroji tretje generacije imajo v primerjavi s stroji druge generacije večjo količino RAM-a, večjo zmogljivost, večjo zanesljivost ter manjšo porabo energije, odtis in težo.

1.4 Četrta generacija računalnikov (1974-1982)

Elementna osnova računalnika so velika integrirana vezja (LSI). Stroji naj bi dramatično povečali produktivnost dela v znanosti, proizvodnji, upravljanju, zdravstvu, storitvah in vsakdanjem življenju. Visoka stopnja integracije pomaga povečati gostoto pakiranja elektronske opreme in izboljšati njeno zanesljivost, kar vodi do povečanja zmogljivosti računalnika in znižanja njegovih stroškov. Vse to pomembno vpliva na logično strukturo (arhitekturo) računalnika in njegove programske opreme.

1.5 Peta generacija

90-a; Računalniki z veliko desetinami vzporedno delujočih mikroprocesorjev, ki omogočajo gradnjo učinkovitih sistemov za obdelavo znanja; Računalniki na ultra-kompleksnih mikroprocesorjih z vzporedno-vektorsko strukturo, ki istočasno izvajajo več deset zaporednih programskih ukazov;

Šesta in naslednje generacije; optoelektronski računalniki z masivnim paralelizmom in nevtronsko strukturo - s porazdeljeno mrežo velikega števila (več deset tisoč) preprostih mikroprocesorjev, ki modelirajo arhitekturo nevtronskih bioloških sistemov.

2. Klasifikacija računalnikov

Glede na namen lahko računalnike razdelimo v tri skupine: univerzalne (splošne), problemsko usmerjene in specializirane.

Univerzalni računalniki so zasnovani za reševanje najrazličnejših inženirskih in tehničnih problemov: ekonomskih, matematičnih, informacijskih in drugih problemov, za katere je značilna kompleksnost algoritmov in velik obseg obdelanih podatkov. Pogosto se uporabljajo v skupnih računalniških centrih in drugih zmogljivih računalniških sistemih.

Značilne lastnosti računalnikov za splošno uporabo so:

visokozmogljivo;

različne oblike obdelanih podatkov: binarne, decimalne, simbolne, z velikim obsegom njihovih sprememb in visoko stopnjo njihove zastopanosti;

obsežen nabor izvedenih operacij, tako aritmetičnih, logičnih kot posebnih;

velika zmogljivost RAM-a;

dobro razvita organizacija informacijskega vhodno-izhodnega sistema, ki zagotavlja povezavo različnih vrst zunanjih naprav.

Problemsko usmerjeni računalniki se uporabljajo za reševanje ožjega obsega problemov, povezanih praviloma z upravljanjem tehnoloških objektov; registracija, kopičenje in obdelava relativno majhnih količin podatkov; izvajanje izračunov z relativno preprostimi algoritmi; imajo omejene vire strojne in programske opreme v primerjavi z velikimi računalniki.

Med problemsko usmerjene računalnike sodijo predvsem vse vrste nadzornih računalniških sistemov.

Specializirani računalniki se uporabljajo za reševanje ozkega obsega problemov ali izvajanje strogo določene skupine funkcij. Tako ozka usmerjenost računalnikov omogoča jasno specializacijo njihove strukture, znatno zmanjšanje njihove kompleksnosti in stroškov ob ohranjanju visoke produktivnosti in zanesljivosti njihovega delovanja.

Specializirani računalniki vključujejo na primer programabilne mikroprocesorje za posebne namene; adapterji in krmilniki, ki izvajajo logične nadzorne funkcije posameznih enostavnih tehničnih naprav za usklajevanje in povezovanje delovanja vozlišč računalniškega sistema. Takšni računalniki vključujejo na primer tudi vgrajene računalnike avtomobilov, ladij, letal in vesoljskih plovil. Vgrajeni računalniki nadzorujejo orientacijske in navigacijske pripomočke, spremljajo stanje sistemov na vozilu, izvajajo nekatere samodejne krmilne in komunikacijske funkcije ter večino funkcij za optimizacijo obratovalnih parametrov objekta (na primer optimizacija porabe goriva objekta glede na določene vozni pogoji). Specializirani miniračunalniki, osredotočeni na delo z grafiko, se imenujejo grafične postaje. Specializirani računalniki, ki povezujejo poslovne računalnike v eno omrežje, se imenujejo datotečni strežniki. Računalniki, ki zagotavljajo prenos informacij med različnimi udeleženci v svetovnem računalniškem omrežju, se imenujejo omrežni strežniki.

V mnogih primerih so običajni računalniki za splošno uporabo kos nalogam specializiranih računalniških sistemov, vendar velja, da je uporaba specializiranih sistemov vseeno učinkovitejša. Merilo za ocenjevanje učinkovitosti je razmerje med produktivnostjo opreme in njenimi stroški.

Glede na velikost in funkcionalnost lahko računalnike razdelimo na ultra velike, velike, majhne in ultra majhne (mikroračunalnike).

Funkcionalnost računalnika določa najpomembnejše tehnične in operativne lastnosti:

zmogljivost, merjena s povprečnim številom operacij, ki jih stroj izvede na časovno enoto;

bitna globina in oblike predstavitve števil, s katerimi računalnik operira;

nomenklatura, zmogljivost in hitrost vseh pomnilniških naprav;

nomenklatura ter tehnične in ekonomske značilnosti zunanjih naprav za shranjevanje, izmenjavo in vnos/izhod informacij;

vrste in zmogljivost komunikacijskih naprav ter povezovanje računalniških vozlišč med seboj (znotrajstrojni vmesnik);

sposobnost računalnika za sočasno delo z več uporabniki in izvajanje več programov hkrati (multiprogramiranje);

vrste ter tehnične in operativne značilnosti operacijskih sistemov, ki se uporabljajo v stroju;

razpoložljivost in funkcionalnost programske opreme;

sposobnost izvajanja programov, pisanih za druge tipe računalnikov (združljivost programske opreme z drugimi tipi računalnikov);

sistem in struktura strojnih navodil;

možnost povezave s komunikacijskimi kanali in računalniško mrežo;

zanesljivost delovanja računalnika;

koeficient koristne uporabe računalnika skozi čas, določen z razmerjem koristnega delovnega časa in časa vzdrževanja.

Slika Shema razvrstitve računalnikov glede na njihovo računsko moč in dimenzije

Zgodovinsko gledano so se prvi pojavili veliki računalniki, katerih elementarna osnova je segala od vakuumskih cevi do integriranih vezij z ultra visoko stopnjo integracije. Prvi veliki računalnik ENIAC je bil izdelan leta 1946. Ta stroj je imel maso več kot 50 ton, hitrost nekaj sto operacij na sekundo, RAM z zmogljivostjo 20 številk; je zasedla ogromno dvorano s površino 100 kvadratnih metrov.

Zmogljivost velikih računalnikov se je izkazala za nezadostno za številne naloge: napovedovanje vremena, nadzor kompleksnih obrambnih sistemov, modeliranje okoljskih sistemov itd. To je bil predpogoj za razvoj in ustvarjanje superračunalnikov, najmočnejših računalniških sistemov, ki se trenutno intenzivno razvijajo.

Pojav majhnih računalnikov v 70. letih je bil po eni strani posledica napredka na področju elektronskih komponent, po drugi pa redundantnosti velikih računalniških sredstev za številne aplikacije. Za krmiljenje tehnoloških procesov se najpogosteje uporabljajo majhni računalniki. So bolj kompaktni in veliko cenejši od velikih računalnikov.

Nadaljnji napredek na področju elementne baze in arhitekturnih rešitev je pripeljal do nastanka supermini računalnika - računalnika, ki po arhitekturi, velikosti in ceni sodi v razred malih računalnikov, a je po zmogljivosti primerljiv z velikim računalnikom.

Izum mikroprocesorja leta 1969 je privedel do nastanka drugega razreda računalnikov v 70-ih letih - mikroračunalnika. Prisotnost mikroprocesorja je bila prvotna značilnost mikroračunalnika. Zdaj se mikroprocesorji uporabljajo v vseh razredih računalnikov brez izjeme.

Superračunalniki so po hitrosti in zmogljivosti najmočnejši računalniški stroji. Superračunalniki vključujejo "Cray" in "IBM SP2" (ZDA). Uporabljajo se za reševanje obsežnih računalniških problemov in modeliranja, za kompleksne izračune v aerodinamiki, meteorologiji, fiziki visokih energij, uporabljajo pa se tudi v finančnem sektorju.

Veliki stroji ali veliki računalniki. Glavni računalniki se uporabljajo v finančnem sektorju, obrambnem kompleksu in se uporabljajo za osebje oddelkov, teritorialnih in regionalnih računalniških centrov.

Splošnonamenski srednje veliki računalniki se uporabljajo za vodenje kompleksnih tehnoloških proizvodnih procesov.

Mini računalniki so zasnovani za uporabo kot nadzorni računalniški sistemi in kot omrežni strežniki.

Mikroračunalniki so računalniki, ki kot centralno procesno enoto uporabljajo mikroprocesor. Sem spadajo vgrajeni mikroračunalniki (vgrajeni v različno opremo, opremo ali instrumente) in osebni računalniki (PC).

Sodobni osebni računalniki imajo skoraj enake lastnosti kot miniračunalniki iz osemdesetih let. Na podlagi tega razreda računalnikov so zgrajene avtomatizirane delovne postaje (AWS) za strokovnjake na različnih ravneh in se uporabljajo kot sredstvo za obdelavo informacij v informacijskih sistemih.

Osebni računalniki vključujejo namizne in prenosne računalnike.

Prenosni računalniki vključujejo Notebook (notebook ali notebook) in žepne osebne računalnike (Personal Computers Handheld - Handheld PC, Personal Digital Assistants - PDA in Palmtop).

3 Arhitektura računalnika

Klasična načela računalniške arhitekture so bila predlagana v delu J. von Neumanna, G. Goldsteiga in A. Burksa leta 1946 in so znana kot "von Neumannova načela". Avtorji so prepričljivo prikazali prednosti binarnega sistema za tehnično izvedbo udobja in enostavnost izvajanja aritmetičnih in logičnih operacij v njem. Računalniki so začeli obdelovati nenumerične vrste informacij - besedilo, grafiko, zvok in druge, vendar je kodiranje binarnih podatkov še vedno informacijska osnova vsakega sodobnega računalnika.

3.1 Načelo shranjenega programa

Sprva je bil program nastavljen z namestitvijo mostičkov na posebno ploščo za povezovanje. To je bila zelo delovno intenzivna naloga. Neumann je prvi ugotovil, da je program mogoče shraniti tudi v obliki ničel in enic ter v istem pomnilniku kot števila, ki jih obdeluje. Odsotnost temeljne razlike med programom in podatki je omogočila, da je računalnik zase oblikoval program v skladu z rezultati izračunov.

Von Neumann ni samo predstavil temeljnih principov logične strukture računalnika, ampak je predlagal tudi njegovo strukturo (glej sliko 1), ki je bila reproducirana v prvih dveh generacijah računalnikov.

Krmilna enota (CU) in aritmetično-logična enota (ALU) v sodobnih računalnikih sta združeni v eno enoto - procesor, ki je pretvornik informacij, ki prihajajo iz pomnilnika in zunanjih naprav.

Pomnilnik (memory) hrani informacije (podatke) in programe. Shranjevalna naprava v sodobnih računalnikih je "večplastna" in vključuje pomnilnik z naključnim dostopom (RAM) in zunanje pomnilniške naprave (ESD).

RAM je naprava, ki shranjuje informacije, s katerimi računalnik v določenem trenutku neposredno dela (izvedljiv program, del podatkov, potrebnih zanj, nekateri nadzorni programi). Naprave RAM imajo veliko večjo kapaciteto kot RAM, vendar znatno počasnejši.

3.2 Načelo zaporednega izvajanja operacij

Strukturno je glavni pomnilnik sestavljen iz oštevilčenih celic. Vsaka celica je kadarkoli na voljo procesorju. Iz tega sledi, da je možno poimenovati pomnilniška področja, tako da je mogoče kasneje dostopati do vrednosti, shranjenih v njih, ali jih spremeniti med izvajanjem programa z uporabo dodeljenih imen.

4. Računalniške naprave in njihove značilnosti

Osebni računalniki so tisti, ki jih lahko hkrati uporablja samo en uporabnik. Osebni računalniki imajo samo eno delovno postajo.

Izraz "konfiguracija" računalnika se nanaša na seznam naprav, vključenih v njegovo sestavo.

V skladu z načelom odprte arhitekture je računalniška strojna oprema lahko zelo različna. Toda vsak osebni računalnik ima obvezen in dodaten nabor naprav.

Potreben komplet naprav:

Monitor je naprava za izpis besedilnih in grafičnih informacij.

Tipkovnica je naprava za vnos besedilnih informacij.

Sistemska enota je kombinacija velikega števila različnih računalniških naprav.

4.1 Sistemska enota

Sistemska enota je najpomembnejša enota računalnika. Nanj so povezane vse ostale enote, imenovane zunanje ali periferne naprave. Sistemska enota vsebuje glavne elektronske komponente računalnika. Računalnik je zgrajen na osnovi VLSI (ultra-large-scale integriranih vezij), skoraj vsa pa so nameščena znotraj sistemske enote, na posebnih ploščah (plošča je plastična plošča, na kateri so pritrjene in med seboj povezane elektronske komponente - VLSI, mikrovezja itd.). Najpomembnejša plošča v računalniku je matična plošča. Vsebuje centralni procesor, koprocesor, pomnilnik z naključnim dostopom (RAM) in konektorje za povezavo krmilnih plošč zunanjih naprav.

Sistemska enota vsebuje:

· napajalnik - naprava, ki pretvarja izmenično omrežno napetost v enosmerno napetost različne polarnosti in velikosti, potrebno za napajanje sistemske plošče in notranjih naprav. Napajalnik vsebuje ventilator, ki ustvarja kroženje zraka za hlajenje sistemske enote.

· sistemska plošča (matična plošča);

· avtocesta (sistemsko vodilo);

· procesor;

· zvočna kartica;

· video kartica (grafična kartica);

· trdi diski;

· disketni pogoni;

· optične, magnetooptične in druge pomnilniške naprave;

· CD-ROM, DVD-ROM pogon;

4.2 Monitor

Monitor je eno glavnih univerzalnih sredstev za prikaz informacij, ki prikazuje, kaj računalnik počne v tem trenutku. Monitor je povezan z video kartico, nameščeno v računalniku.

Monitorji so na voljo z različnimi cevmi - od 14 do 21 inčev. Cev se meri diagonalno od kota do kota - to ne velja za vodoravno širino. Ker so zunanji robovi cevi delno skriti z ohišjem monitorja, je vidna diagonala zaslona vedno manjša od njegove določene velikosti.

Če boste pripravljali knjige ali revije za objavo ali ustvarjali velike risbe in diagrame, potem boste v tem primeru potrebovali 21-palčni monitor. Če pa ste redni uporabnik, potem vam bo dovolj že 15 ali 17-palčni monitor.

Nadzorna plošča monitorja lahko vsebuje kontrolnike, gumbe ali kombinacijo obojega. Vsi monitorji razen najcenejših imajo navodila za nastavitev prikazana na zaslonu. Nastavitve vam omogočajo spreminjanje svetlosti, kontrasta in položaja slike na zaslonu.

Nekateri monitorji (večinoma zastarelega tipa) imajo vgrajene zvočnike in mikrofon, včasih pa tudi vgrajeno video kamero za videokonference.

4.3 Tipkovnica

Tipkovnica je na prvem mestu v hierarhiji vnosnih naprav. Poleg celotnega nabora abeced, številk in matematičnih simbolov ima tipkovnica tudi tipke za upravljanje, kot sta tabulator in povratni znak. Poleg tega obstajajo tipke, povezane izključno z ukazi - na primer premikanje kazalca po zaslonu, premikanje na začetek ali konec dokumenta in brisanje napak. Glavna funkcija tipkovnice je vnos številskih in besedilnih informacij. Tipkovnica je na voljo v različnih barvah in oblikah, vendar ne glede na videz generira standardni nabor digitalnih kod, ki jih prepozna računalnik. Tipkovnico sestavlja mikroprocesor ter 104 tipke in 3 indikatorske lučke v zgornjem desnem kotu, ki obveščajo o načinih delovanja. Kabel prevzame napajanje iz računalnika in ga usmeri na tipkovnico. Kontakti pod vsako tipko so povezani z mikroprocesorjem, tako da je vsako tipko enostavno prepoznati. Ko pritisnete tipko, pride do odklona električnega toka. Mikroprocesor računalniku pošlje kodo, imenovano koda za izpraševanje tipkovnice. Zazna tudi, ko sta bili hkrati pritisnjeni dve tipki, kot je to v primeru uporabe tipke Shift za vnašanje velikih črk. Pri poceni tipkovnicah kontakti pod tipkami spominjajo na sendviče na prožni membrani. Pokvarijo se hitreje kot dragi modeli, ki uporabljajo mehanska stikala za vsako tipko. Razlika je tudi v kvaliteti dela in proizvedenem hrupu.

Standardne tipkovnice imajo razporeditev QWERTY (ime izhaja iz prvih šestih angleških črk v zgornji vrstici) in so na voljo v naslednjih vrstah: odporne proti madežem in vodoodbojne; ergonomske, otroške tipkovnice in infrardeče, ki ne zahtevajo kabelske povezave.

4.4 Pristanišča

Na vrata so priključene periferne vhodno/izhodne naprave. Konektorji vrat so običajno nameščeni neposredno na matični plošči in nameščeni na zadnji steni računalnika. Vrata so v interakciji z južnim mostom nabora čipov; možno je tudi, da nekatera vrata servisira specializiran čip SuperlO, ki pa je v interakciji z južnim mostom. Vrata imenujemo tudi vmesniki. Na zadnji plošči računalnika so priključki za naslednja vrata (vmesnike).

Serijska vrata (COM). V računalnikih je prisoten že več kot dve desetletji, a se v zadnjem času ne uporablja prav pogosto. Sprva so imeli računalniki dve zaporedni vrati COMI in COM2, vendar ima veliko sodobnih plošč konektor samo za COMI, nekatere nove plošče pa nimajo serijskih vrat, saj so zastarele.

Vzporedna vrata (LPT). Nanj so povezani nekateri modeli tiskalnikov, skenerjev in drugih naprav. Standardna vzporedna vrata niso zelo hitra, zato se uporabljajo njegovi pospešeni načini delovanja ECP ali EPP.Tudi ta vrata so zastarela in morda ne bodo na voljo na nekaterih novih ploščah.

Igralna vrata. Nanj so povezane krmilne palice, volani in drugi igralni krmilniki. Novi računalniki nimajo tega priključka, sodobne igralne naprave pa se povezujejo prek USB-ja.

vrata PS/2. Večina računalnikov ima dve od teh specializiranih vrat: prva za priključitev tipkovnice, druga za miško. Če jih ni, morate tipkovnico in miško priključiti na USB priključek.

USB. Najbolj priljubljen vmesnik za široko paleto perifernih naprav. Na zadnji plošči je običajno od 2 do 8 priključkov USB, poleg tega pa je lahko na sprednji plošči računalnika več priključkov.

IEEE 1394 (FireWire). Hitra serijska vrata za digitalne video naprave. Vsaka matična plošča ne podpira IEEE 1394, zato morate običajno kupiti dodaten krmilnik za delo z digitalnim videom.

Priključki za zvočni adapter. Vsaka matična plošča ima vgrajen zvočni adapter, zadnja plošča pa ima običajno več priključkov za priključitev zvočnikov, mikrofona in drugih zvočnih naprav. V zadnjem času lahko vedno pogosteje najdete visokokakovostne večkanalne zvočne adapterje (HD Audio), pa tudi nove vrste priključkov: optične in koaksialne.

VGA. Uporablja se za priklop monitorja. Če imate vgrajen video adapter, bo ta priključek prisoten na zadnji steni matične plošče.

4.5 Miška

Računalniška miška ni videti kot soimenjakinja, vendar je to ime trdno pritrjeno nanjo. Glavna naloga miške je nadzor premikanja kazalca po zaslonu.

Vse miške delujejo skoraj enako. Kroglica v miški drgne ob valje. Na koncu vsakega valja je disk in senzor za zaznavanje gibanja. Prav tako se vrtenje krogle prenaša na dve plastični gredi, katerih položaj z veliko natančnostjo odčitavajo infrardeči optični spojniki (to so pari svetlobni oddajnik-fotodetektor). En valj se vrti, ko premikate miško od leve proti desni, drugi valj pa se vrti, ko miško premikate naprej in nazaj. Ti premiki so zabeleženi v navodilih kazalca na zaslonu.

Večina miši je optično-mehanskih. Obstajajo pa popolnoma mehanske in optične možnosti. Mehanski deli miške so z gumo prevlečena jeklena kroglica in dva (ali več) kolesca. Valji delujejo z optičnimi detektorji, ki zaznavajo horizontalne in vertikalne premike. Dodatni valji so potrebni za stabilizacijo žoge in njeno gibanje bolj gladko. Ko se miška premika, valji beležijo stopnjo, hitrost in smer. Ti podatki se pošljejo v računalnik. Uporabnik pritisne eno od tipk miške. operacijskemu sistemu se pošlje signal, ki programski opremi sporoči, katera tipka je bila pritisnjena. Programska oprema nato dokonča nalogo.

Obstajajo trije načini za povezavo miške z računalnikom. Večina miši se poveže na vrata PS/2, ki jih najdemo na vseh sodobnih računalnikih. Na starejših računalnikih so miške priključene na serijska vrata. Nekatere miške se priklopijo preko USB vhoda (tako se laserske miške priklopijo na računalnik). Samo novi računalniki imajo ta vrata.

Ločljivost miši je običajno približno 600 dpi (pik na palec). To pomeni, da ko premaknete miško za 1 palec (2,54 cm), se kazalec miške na zaslonu premakne za 600 točk.

Miške imajo običajno dva gumba za upravljanje, ki se uporabljata pri delu s programi grafičnega vmesnika. Trenutno so se pojavile miške z dodatnim kolesom, ki se nahaja med gumbi. Zasnovan je za pomikanje gor ali dol po slikah, besedilih ali spletnih straneh, ki se ne prilegajo v celoti na zaslon.

Sodobni modeli miške so pogosto brezžični - povezujejo se z računalnikom brez kabla, z običajnimi baterijami.

V prenosnih računalnikih se namesto miške uporablja sledilna ploščica (iz angleške besede TouchPad), ki je pravokotna plošča, ki je občutljiva na premikanje in pritisk prstov. Premikanje prsta po površini sledilne ploščice pomeni premikanje kazalca na zaslonu monitorja. Pritisk na površino sledilne ploščice je enakovreden pritisku gumba miške.

5. Blokovna shema in PC naprava

Glavna naprava osebnega računalnika je matična plošča, ki določa njegovo konfiguracijo. Vse računalniške naprave so povezane s to ploščo s priključki na tej plošči. Povezava vseh naprav v enoten sistem je zagotovljena s sistemsko hrbtenico (bus), ki je podatkovna, naslovna in krmilna linija.

Jedro osebnega računalnika sestavljata procesor (centralni mikroprocesor) in glavni pomnilnik, sestavljen iz RAM-a in pomnilnika samo za branje (ROM) ali reprogramabilnega pomnilnika samo za branje (PROM). ROM je zasnovan za snemanje in trajno shranjevanje podatkov.

Priključitev vseh zunanjih naprav: tipkovnica, monitor, zunanje pomnilniške naprave, miška, tiskalnik itd. zagotovljeno prek krmilnikov, adapterjev, kartic.

Krmilniki, adapterji ali kartice imajo lasten procesor in pomnilnik, tj. so specializiran procesor.

Mikroprocesor .

Centralni mikroprocesor (majhen čip, ki izvaja vse izračune in obdelavo informacij) je jedro osebnega računalnika. Računalniki, kot je IBM PC, uporabljajo mikroprocesorje Intel in združljive mikroprocesorje drugih podjetij.

Mikroprocesorske komponente:

ALU izvaja logične in aritmetične operacije

· Krmilna naprava krmili vse PC naprave

Registri se uporabljajo za shranjevanje podatkov in naslovov

· Krmilno vezje vodila in vrat - pripravlja naprave za izmenjavo podatkov med mikroprocesorjem in vhodno/izhodnimi vrati, prav tako pa krmili naslovno in krmilno vodilo.

· Glavne značilnosti procesorja:

· Bitna zmogljivost - število binarnih bitov, ki se hkrati obdelujejo pri izvajanju enega ukaza. Večina sodobnih procesorjev je 32-bitnih, vendar so na voljo tudi 64-bitni procesorji.

· Urna frekvenca - število ciklov delovanja naprave na časovno enoto. Višji kot je takt, večja je zmogljivost.

· Razpoložljivost vgrajenega matematičnega koprocesorja

· Razpoložljivost in velikost predpomnilnika.

· OVEN

Pomnilnik z naključnim dostopom (RAM ali RAM) je pomnilniško območje, namenjeno shranjevanju informacij med eno sejo dela z računalnikom. Strukturno je RAM izdelan v obliki integriranih vezij.

Iz njega procesor bere programe in začetne podatke za obdelavo v svoje registre ter vanj zapisuje rezultate. Ta pomnilnik je dobil ime "RAM", ker deluje zelo hitro, posledično procesorju ni treba čakati pri branju ali zapisovanju podatkov v pomnilnik.

Hitrost RAM-a pa je manjša od hitrosti registrov procesorja, zato procesor pred izvajanjem ukazov zapiše podatke iz RAM-a v registre. Glede na princip delovanja ločimo dinamični in statični pomnilnik.

Dinamične spominske celice so mikrokondenzatorji, ki kopičijo naboj na svojih ploščah. Statične pomnilniške celice so natikači, ki so lahko v dveh stabilnih stanjih.

Glavna parametra, ki označujeta RAM, sta zmogljivost in čas dostopa do pomnilnika. Tip RAM-a DDR SDRAM (sinhroni pomnilnik z dvojno hitrostjo prenosa podatkov) velja za najbolj obetavnega za osebne računalnike.

Predpomnilnik

Računalnik mora zagotoviti hiter dostop do RAM-a, sicer bo mikroprocesor miroval in zmogljivost računalnika se bo zmanjšala. Zato so sodobni računalniki opremljeni s predpomnilnikom ali pomnilnikom z naključnim dostopom.

Če obstaja predpomnilnik, se podatki iz RAM-a najprej zapišejo vanj in nato v registre procesorja. Pri ponovnem dostopu do pomnilnika se potrebni podatki najprej poiščejo v predpomnilniku in se potrebni podatki iz predpomnilnika prenesejo v registre, zato se zmogljivost poveča.

Krmilniki

Procesorju so za obdelavo na voljo samo informacije, shranjene v RAM-u. Zato je nujno, da so program in podatki shranjeni v njegovem RAM-u.

V osebnem računalniku se informacije iz zunanjih naprav (tipkovnice, trdega diska itd.) pošiljajo v RAM, informacije (rezultati izvajanja programa) iz RAM-a pa tudi na zunanje naprave (monitor, trdi disk, tiskalnik itd.).

Tako mora računalnik izmenjevati informacije (vhod-izhod) med RAM-om in zunanjimi napravami. Naprave, ki izmenjujejo informacije med RAM-om in zunanjimi napravami, se imenujejo krmilniki ali adapterji, včasih kartice. Krmilniki, adapterji ali kartice imajo lasten procesor in pomnilnik, tj. so specializiran procesor.

Krmilniki ali adapterji (vezja, ki krmilijo zunanje naprave računalnika) se nahajajo na ločenih ploščah, ki so vstavljene v standardizirane priključke (reže) na matični plošči.

Sistemska avtocesta.

Sistemska hrbtenica (bus) je zbirka žic in konektorjev, ki zagotavljajo integracijo vseh naprav osebnega računalnika v enoten sistem in njihovo interakcijo.

Za priključitev krmilnikov ali adapterjev so sodobni osebni računalniki opremljeni z režami, kot je PCI. PCI - E Express reže za priklop novih naprav na hitrejše podatkovno vodilo. Reže AGP so zasnovane za priključitev video adapterja

Vmesnika IDE in SCSI se uporabljata za povezavo pomnilniških naprav (trdi diski in CD-ji). Vmesnik je niz sredstev za povezovanje in komunikacijo računalniških naprav.

Povezava perifernih naprav (tiskalniki, miške, skenerji itd.) se izvaja prek posebnih vmesnikov, imenovanih vrata. Vrata so nameščena na zadnji steni sistemske enote.

Razširitvene reže (konektorji) konfiguracije osebnega računalnika so zasnovane za priključitev dodatnih naprav na glavno podatkovno vodilo računalnika. Glavne razširitvene kartice, namenjene priključitvi dodatnih naprav na vodilo, vključujejo:

· Video adapterji (video kartice)

· Zvočne kartice

· Notranji modemi

· Omrežni adapterji (za povezavo v lokalno omrežje)

adapterji SCSI

Zunanji pomnilnik. Klasifikacija pogona

Za shranjevanje programov in podatkov na osebnem računalniku se uporabljajo različne vrste pogonov. Pogoni so naprave za zapisovanje in branje informacij z različnih medijev za shranjevanje. Obstajajo pogoni z izmenljivimi in vgrajenimi mediji.

Glede na vrsto pomnilniškega medija delimo pogone na magnetne tračne pogone in diskovne pogone. Magnetni tračni pogoni vključujejo tračne pogone itd. Širši razred pogonov sestavljajo diskovni pogoni.

Glede na način zapisovanja in branja informacij na medij diske delimo na magnetne, optične in magnetnooptične.

Diskovni pogoni vključujejo:

· disketni pogoni;

· pomnilniške naprave na neodstranljivih trdih diskih (trdi diski);

· pomnilniške naprave na izmenljivih trdih diskih;

· magnetno-optični diskovni pogoni;

· optični pogoni (CD-R CD-RW CD-ROM) z možnostjo enkratnega pisanja in

· optični DVD pogoni (DVD-R DVD-RW DVD-ROM itd.)

Dodatne naprave

Periferne naprave so naprave, ki se povežejo s krmilniki osebnega računalnika in razširijo njegovo funkcionalnost.

Glede na namen so dodatne naprave razdeljene na:

· vhodne naprave (sledilne kroglice, igralne palice, svetlobna peresa, skenerji, digitalni fotoaparati, digitalizatorji)

izhodne naprave (ploterji ali risalniki)
naprave za shranjevanje (strimerji, zip pogoni, magnetno-optični pogoni, HiFD pogoni itd.)

naprave za izmenjavo (modemi)

6. Predstavitev informacij na računalniku, merske enote informacij

Računalnik uporablja binarni številski sistem, tj. Vsa števila v računalniku so predstavljena z ničlami ​​in enicami, zato lahko računalnik obdeluje le informacije, ki so predstavljene v digitalni obliki.

Za pretvorbo številskih, besedilnih, grafičnih in zvočnih informacij v digitalne informacije je potrebno uporabiti kodiranje. Kodiranje je pretvorba podatkov ene vrste skozi podatke druge vrste. Računalnik uporablja binarni sistem kodiranja, ki temelji na predstavitvi podatkov kot zaporedja dveh znakov: 1 in 0, ki ju imenujemo binarne števke (skrajšano bit).
Tako je enota informacije v računalniku en bit, tj. binarna cifra, ki ima lahko vrednost 0 ali 1. Osem zaporednih bitov sestavlja bajt. En bajt lahko kodira vrednost enega znaka od 256 možnih (256 = 2 na potenco števila 8). Večja enota informacij je kilobajt (KB), ki je enak 1024 bajtom (1024 = 2 na potenco števila 10). Še večje podatkovne enote: megabajt, gigabajt, terabajt (1 MB = 1024 KB; 1 GB = 1024 MB; 1 TB = 1024 GB).

Cela števila so binarno kodirana precej preprosto (z deljenjem števila z dva). Za kodiranje nenumeričnih informacij se uporablja naslednji algoritem: vse možne vrednosti kodiranih informacij so oštevilčene in te številke so kodirane z binarno kodo.

Na primer, za predstavitev besedilnih informacij se uporablja tabela oštevilčevanja znakov ali tabela za kodiranje znakov, v kateri vsak znak ustreza celemu številu (vrstni številki). Osem binarnih števk lahko kodira 256 različnih znakov.

Obstoječi standard ASCII (8-bitni sistem kodiranja) vsebuje dve kodirni tabeli - osnovno in razširjeno. Prva tabela vsebuje 128 osnovnih znakov, vsebuje kode znakov angleške abecede, druga kodirna tabela pa vsebuje 128 razširjenih znakov.

Ker ta standard ne vključuje znakov iz nacionalnih abeced drugih držav, je v vsaki državi 128 kod razširjenih znakov nadomeščenih z znaki iz nacionalne abecede. Zdaj obstaja veliko tabel za kodiranje znakov, v katerih je 128 razširjenih kod znakov nadomeščenih z znaki iz nacionalne abecede.

Na primer, kodiranje znakov ruskega jezika Widows - 1251 se uporablja za računalnike z operacijskim sistemom Windows. Drugo kodiranje za ruski jezik je KOI - 8, ki se pogosto uporablja tudi v računalniških omrežjih in ruskem internetnem sektorju.

Trenutno obstaja univerzalni sistem UNICODE, ki temelji na 16-bitnem kodiranju znakov. Ta 16-bitni sistem zagotavlja univerzalne kode za 65.536 različnih znakov, tj. Ta tabela lahko sprejme znake jezikov večine držav sveta.

Za kodiranje grafičnih podatkov se na primer uporablja metoda kodiranja, kot je raster. Koordinate točk in njihove lastnosti so opisane s celimi števili, ki so zakodirana z binarno kodo. Tako lahko črno-bele grafične objekte opišemo s kombinacijo točk s 256 odtenki sive, t.j. Za kodiranje svetlosti katere koli točke zadostuje 8-bitno binarno število.

Način predstavljanja barvne grafike v sistemu RGB z uporabo 24 bitov (8 bitov za vsako od treh osnovnih barv) se imenuje polna barva. Za polnobarvni način v sistemu CMYK morate imeti 32 bitov (štiri barve po 8 bitov).

zaključki

Zgodovina razvoja osebnih računalnikov je sestavljena iz 5 faz:

· Prva generacija računalnikov (1948-1958)

· Druga generacija računalnikov (1959-1967)

· Tretja generacija računalnikov (1968-1973)

· Četrta generacija računalnikov (1974-1982)

· Peta generacija računalnikov

Vsaka naslednja generacija računalnikov ima bistveno boljše lastnosti v primerjavi s prejšnjimi. Tako se zmogljivost računalnika in zmogljivost vseh pomnilniških naprav praviloma povečata za več kot red velikosti.

Razvoj osebnih računalnikov je privedel do hitrejšega in enostavnejšega načina obdelave informacij. Računalniki so postali dostopni vsem in ne le določenemu krogu ljudi. Delo vseh slojev družbe je postalo lažje.

PC naprave:

· Sistemska enota

· Tipkovnica

· Monitor

Dandanes računalniške naprave vključujejo tudi zvočnike (za predvajanje zvoka), tiskalnik, optični bralnik, spletne kamere in drugo.

Seznam uporabljene literature

1. Ugrinovich N. D. Delavnica o računalništvu in informacijski tehnologiji. - Binom Laboratorij znanja, 2004 - 106 strani.

2. Tsvetkova A.V. Računalništvo in informacijske tehnologije, 2008 - 228 str.

Objavljeno na Allbest.ur

Podobni dokumenti

Področja uporabe osebnega računalnika (PC). Osnovni bloki osebnega računalnika, metode računalniške obdelave informacij. Vhodne in izhodne naprave, shranjevanje informacij: sistemska enota, tipkovnica, monitor, miška, skener, digitalizator, tiskalnik, diskovni pogon.

predstavitev, dodana 25.02.2011


Računalniška obdelava informacij. Sredstva za pretvorbo informacij v digitalno obliko in nazaj. Glavne računalniške naprave: sistemska enota, trdi disk, matična plošča. Vhodne in izhodne naprave: tipkovnica in miška.

predmetno delo, dodano 25.11.2010


Analiza lastnosti delovanja posebnih naprav za vnos informacij v pomnilnik računalnika. Tipkovnica je naprava, ki omogoča vnos številskih in besedilnih informacij. Vrste manipulatorjev: miška, sledilna krogla, igralna palica. Naprave za vnos digitalnih informacij.

tečajna naloga, dodana 14.4.2013


Funkcije glavnih komponent računalnika: sistemska enota, tipkovnica, miška, monitor. Namen vsebine sistemske enote, lastnosti izvornih materialov. Značilnosti in principi delovanja tekočekristalnih in plazemskih monitorjev.

test, dodan 10.10.2009


Trendi v razvoju računalniške tehnologije. Najpomembnejše značilnosti delovnega mesta ter sanitarni in higienski standardi. Varnostni ukrepi pri delu na osebnem računalniku, njegovi napravi in ​​programski opremi. Prihodnost shranjevanja.

predstavitev, dodana 12.7.2011


Značilnosti informacij. Pretvarjanje števil iz binarnih v decimalna, šestnajstiška in osmiška. Metode za ocenjevanje količine informacij. Tehnična sredstva za obdelavo informacij. Načelo delovanja, zgodovina izuma brizgalnega tiskalnika.

test, dodan 22.10.2012


Razvrstitev osebnih računalnikov (PC) po stopnji specializacije, arhitekturi procesorja itd. Glavni strukturni elementi osebnega računalnika: sistemska enota, monitor, miška, tipkovnica, zunanje naprave. Dodatne naprave, povezane z računalniki.

predstavitev, dodana 11.7.2017


Vrste informacij, s katerimi delujejo sodobni računalniki. Pojem "informacije": v fiziki, biologiji, kibernetiki. Predstavitev informacij. Kodiranje in kanali za prenos informacij. Lokalna računalniška omrežja. Shranjevanje informacij v datoteke.

test, dodan 13.01.2008


Informacijska varnost, njeni cilji in cilji. Kanali za uhajanje informacij. Programske in strojne metode in sredstva za zaščito informacij pred nepooblaščenim dostopom. Model varnostnih groženj informacijam, ki se obdelujejo v računalniški napravi.

diplomsko delo, dodano 19.02.2017


Sestavni deli osebnega računalnika: napajalnik, matična plošča, procesor, RAM, video in zvočna kartica, omrežni adapter in trdi disk. Odstranljivi mediji za shranjevanje. Monitor, tipkovnica in miška. periferne naprave.

Sodobna tehnična sredstva za obdelavo podatkov omogočajo organizacijo izvajanja informacijskih procesov na podlagi računalniške tehnologije z ustvarjanjem avtomatiziranega sistema za obdelavo bančnih podatkov (ASDB). Glavni cilj ustvarjanja teh sistemov je avtomatizacija informacijskih procesov banke in izboljšanje oblike organizacije njihovega izvajanja.
Izdelava in implementacija ASDB vodi v to, da se informacijskim procesom, njihovi organizaciji, oblikovanju, pripravi in ​​izvajanju v banki posveča enaka pozornost kot produkcijskim. V vodstveni strukturi banke nastane specializirana enota, ki skrbi za racionalizacijo, regulacijo in neposredno izvajanje informacijskih procesov banke.
Sodobna tehnična sredstva za obdelavo podatkov omogočajo organizacijo izvajanja informacijskih procesov, ki temeljijo na popolnoma novi tehnologiji. ASDB vam omogoča reševanje takšnih problemov, ki prej niso bili rešeni zaradi delovne intenzivnosti, časa in stroškov, kot je dolgoročno in operativno optimalno načrtovanje prodaje bančnih produktov. Na novo je organizirano tudi delo vodstvenega aparata. Vodstveni delavec postane sestavni člen v sistemu upravljanja človek-stroj, katerega element je ASDB, njegovo delo je jasneje zasnovano, načrtovano, regulirano in nadzorovano.
Bistvo razvoja ASDB je izboljšanje sistema informacijskih tokov (kot materialne osnove celotnega sistema upravljanja) banke, sistema za razvoj in sprejemanje dolgoročnih ter operativnih odločitev. Organizacija informacijskih funkcij v samem managementu se bistveno spreminja. Računalniki, integrirani v lokalno računalniško omrežje banke, postopoma "vsrkajo" vse delo, povezano z informacijami, in se spremenijo v enoten kompleks avtomatiziranih delovnih postaj (AWS) banke, kjer se znanje, izkušnje in veščine vodstvenih strokovnjakov najbolje združujejo s hitrostjo orodja za samodejno obdelavo informacij.
V avtomatiziranih sistemih za obdelavo podatkov se s pomočjo sodobnih tehničnih sredstev izvajajo procesi, značilni za informacijske sisteme: beleženje informacij o tekočih procesih proizvodne in gospodarske dejavnosti, ki odražajo stanje in dinamiko te dejavnosti v tako imenovanih osnovnih nizih, ki opravlja funkcijo informacijskega modela banke. Informacijski model banke z uporabo matematične programske opreme ASODB omogoča pridobivanje različnih sistematičnih podatkov o vseh fazah proizvodne in gospodarske dejavnosti banke. Informacijski model zagotavlja tudi izhodiščne podatke pri reševanju problemov ekonomskega napovedovanja in načrtovanja.
ASODB razlikuje med funkcionalnimi in podpornimi podsistemi.
Funkcionalni podsistemi zagotavljajo informacije organom upravljanja proizvodnih in gospodarskih dejavnosti. Podporni podsistemi izvajajo dejanske informacijske procese v ASDB in so odgovorni za njihovo pripravo in organizacijo. Najpogosteje gre za podsisteme matematične, programske, tehnične, informacijske in organizacijske podpore. Matematična programska oprema vključuje modele, metode in algoritme za reševanje problemov in izvajanje informacijskih procesov v ASDB. Programska oprema je nabor programov in navodil zanje za reševanje težav na računalniku. Tehnična podpora vključuje tehnologijo za avtomatizacijo in mehanizacijo izvajanja informacijskih procesov v ASDB ter navodila za njihovo delovanje in zagotavljanje zanesljivega delovanja. Informacijska podpora ureja pretok in pripravo informacij v ASDB, organizacijo izvajanja informacijskih procesov v lokalnem računalniškem omrežju banke. Organizacijska podpora ureja delovanje vsakega bančnega uslužbenca v zvezi z ASDB. Programsko opremo delimo na posebno in splošno. Posebna programska oprema je namenjena pridobivanju dokumentov in informacij proizvodnega in ekonomskega pomena. Splošna programska oprema vključuje programe za pretvorbo podatkov (razvrščanje, združevanje, združevanje) ne glede na njihovo vsebino.

Glavne značilnosti PC modulov

Osebni računalniki so običajno sestavljeni iz naslednjih glavnih modulov:

1. sistemska enota
1. napajalna enota
2. Matična plošča
3. procesor
4. Spomin
2. naprave za izhod informacij (monitor)
3. vhodne naprave (tipkovnica, miška)
4. prostori za shranjevanje informacij

Oglejmo si te module podrobneje.

Sistemska enota (ohišje).

Ohišje računalnika ščiti notranje komponente računalnika pred zunanjimi vplivi.

Ohišje vsebuje: napajalnik, kable za povezavo matične plošče, dodatne ventilatorje.

Število ležišč je pomembno za razširljivost sistema.

Vrste primerov.

Ime	Mere, višina/širina/dolžina (cm)	Moč bp, W	Število predelkov	dodatne lastnosti
5,25	3,5
Slimline	7*35*45		1-2	1-2	Možnosti razširitve in posodobitve so omejene
Namizje	20*45*45	200-250	2-3	1-2	Zavzame veliko prostora
Mini stolp	45*20*45	200-250
Midi stolp	50*20*45	200-250			Najbolj pogost
Veliki stolp	63*20*45	250-350
Datotečni strežnik	73*35*55	350-400			Najdražji

Napajalna enota.

Napajalnik proizvaja različne napetosti za notranje naprave in matično ploščo. Življenjska doba napajalnika je 4-7 let, podaljšate pa jo lahko z redkejšim prižiganjem in izklapljanjem računalnika.

Obstajajo trije faktorji oblike (vrste) napajalnikov in s tem matične plošče.

• AT – priključi se na dva priključka na matični plošči. Uporablja se v starejših osebnih računalnikih. Vklop in izklop električne energije v njih poteka z navadnim omrežnim stikalom pod omrežno napetostjo.
• ATX – 1 priključek. Vklopljen z ukazom iz mat. pristojbine. Napajalniki ATX delujejo po naslednji shemi: pri t 0 do 35 0 C se ventilator vrti z minimalno hitrostjo in je praktično neslišen. Ko t 0 doseže 50 0 C, se hitrost ventilatorja poveča na največjo vrednost in se ne zmanjša, dokler se temperatura ne zniža.

Matične plošče standarda ATX praviloma niso združljive z napajalniki standarda AT.Ohišje in matična plošča morata biti istega tipa.

• BTX – ima 2 potrebni komponenti:
• Modul toplotnega ravnovesja usmerja svež zrak neposredno v hladilnik procesorja.
• Podporni modul, na katerem je nameščena matična plošča. Podporni modul je zasnovan tako, da kompenzira udarce in udarce sistema, s čimer zmanjša pregibe matične plošče. Zahvaljujoč njemu je bilo mogoče povečati največjo dovoljeno težo radiatorja procesorja s 450 na 900 gramov. Poleg tega je bila bistveno spremenjena konfiguracija matične plošče in sistemske enote. Zdaj so najbolj vroče komponente računalnika na poti zračnega toka, kar povečuje učinkovitost hladilnikov ohišij.

“-” nekompatibilnost z ATX, kljub mehanski in električni združljivosti napajalnikov (400 W, 120 mm ventilator).

Kakšna je nevarnost za osebni računalnik zaradi nezadostnega napajanja?

Če je napajalnik preobremenjen, bo zaščitno vezje delovalo in napajalnik se preprosto ne bo zagnal. V najslabšem primeru so lahko posledice zelo različne, na primer zelo žalostne za trde diske. Zmanjšanje napajalne napetosti HDD se obravnava kot signal za izklop in HDD začne parkirati bralne glave. Ko se napetost ponovno vzpostavi, se disk ponovno vklopi in začne vrteti.

Lahko se pojavijo tudi nepojasnjene napake v programih. Napajalnik nizke kakovosti lahko v sili poškoduje podlogo. plošča in video kartica.

Matična plošča

@ Matična (sistemska) plošča je osrednji del vsakega računalnika, ki na splošno hrani procesor, koprocesor, krmilniki, ki zagotavlja komunikacijo med centralnim procesorjem in perifernimi napravami, Oven, predpomnilnik, element BIOS-a(osnovni vhodno/izhodni sistem), akumulatorsko baterijo, generator kvarčne ure in reže(priključki) za povezovanje drugih naprav. Vsi ti moduli so med seboj povezani s sistemskim vodilom, ki se, kot smo že ugotovili, nahaja na matični plošči.

Splošna zmogljivost matične plošče ni določena samo urna frekvenca, ampak tudi količino(bitna globina) podatkov, obdelan na časovno enoto centralni procesor, in širina vodila za izmenjavo podatkov med različnimi napravami matična plošča.

Arhitektura matičnih plošč se nenehno izboljšuje: povečuje se njihova funkcionalna bogatost in izboljšuje se njihova zmogljivost. Standardno je postalo imeti vgrajene naprave na matični plošči, kot so dvokanalni krmilnik E-IDE HDD (trdi disk), krmilnik FDD (disketa), napredna vzporedna (LPT) in serijska (COM) vrata, kot tudi kot serijska infrardeča vrata.

@ Pristanišče – večbitni vhod ali izhod v napravi.

COM1, COM2-serijska vrata, ki oddajajo električne impulze (informacije) zaporedno enega za drugim (skener, miška). Izvedeni so v strojni opremi s pomočjo 25-pinskih in 9-pinskih konektorjev, ki se nahajajo na zadnji plošči sistemske enote.

LPT- vzporedna vrata imajo večjo hitrost, saj prenašajo 8 električnih impulzov hkrati (priključite tiskalnik). Izveden je v strojni opremi v obliki 25-polnega konektorja na zadnji plošči sistemske enote.

USB– (univerzalno serijsko vodilo) omogoča hitro povezavo z osebnim računalnikom iz več perifernih naprav hkrati (priključite bliskovne pogone, spletne kamere, zunanje modeme, trdi disk itd.). Ta vrata so univerzalna in lahko nadomestijo vsa druga vrata.

^PS/2– posebna vrata za tipkovnico in miško.

AGP– pospešena grafična vrata za priklop monitorja.

Zmogljivost različnih računalniških komponent (procesor, RAM in zunanji krmilniki) se lahko zelo razlikuje.

^ Da se ujema z zmogljivostjo na matični plošči nameščena so posebna mikrovezja(nabori čipov), vključno s krmilnikom RAM (ti severni most) in zunanji krmilnik ( južni most).

Severni most zagotavlja izmenjavo informacij med procesorjem in RAM-om prek sistemskega vodila.

Procesor uporablja notranje množenje frekvence, zato je frekvenca procesorja nekajkrat višja od frekvence sistemskega vodila. V sodobnih računalnikih je lahko frekvenca procesorja 10-krat večja od frekvence sistemskega vodila (npr. frekvenca procesorja je 1 GHz, frekvenca vodila pa 100 MHz).

Logični diagram matične plošče

Na severni most je priključeno vodilo PCI (Peripheral Component Interconnect bus), ki skrbi za izmenjavo informacij s krmilniki perifernih naprav. (Frekvenca krmilnikov je manjša od frekvence sistemskega vodila; na primer, če je frekvenca sistemskega vodila 100 MHz, je frekvenca vodila PCI običajno trikrat nižja - 33 MHz.) Krmilniki perifernih naprav (zvočna kartica, omrežna kartica , krmilnik SCSI, notranji modem) so nameščeni v reže za razširitev sistemske kartice .

Za povezavo video kartice se uporablja posebno vodilo AGP.(Accelerated Graphic Port), ki je povezan s severnim mostom in ima nekajkrat večjo frekvenco kot vodilo PCI.

procesor

Na splošno@ podprocesor se razume naprava, ki izvaja niz operacij nad podatki, predstavljenimi v digitalni obliki (binarna koda).

V zvezi z računalniško tehnologijo@ s procesorjem mislimo centralna procesna enota (CPE), ki lahko izbira, dekodira in izvaja navodila ter prenaša in sprejema informacije iz drugih naprav.

Število podjetij, ki razvijajo in proizvajajo procesorje za osebne računalnike, je majhno. Trenutno znano: Intel, Cyrix, AMD, NexGen, Texas Instrument.

Struktura in funkcije procesorja:

Struktura procesorja je lahko predstavljena z naslednjim diagramom:

1 ) UU – nadzoruje celoten potek računskega in logičnega procesa v računalniku. To so "možgani" računalnika, ki nadzorujejo vsa njegova dejanja. Funkcije krmilne enote so, da prebere naslednji ukaz, ga prepozna in nato poveže potrebna elektronska vezja in naprave za njegovo izvedbo.

2) ALU– neposredno obdeluje podatke v binarni kodi. ALU lahko izvaja samo določen niz preprostih operacij:

• Aritmetične operacije (+, -, *, /);
• Logične operacije(primerjava, pogoji preverjanja);
• Posredovanje(iz enega področja RAM-a v drugega).

3) Urni generator– nastavi ritem za vse operacije v procesorju s pošiljanjem enega impulza v rednih intervalih (cikel). Sinhronizira delovanje osebnih računalnikov.

@Taktnost – to je časovni interval med začetkom dveh zaporednih impulzov taktnega generatorja. GTCH sinhronizira delovanje PC vozlišč.

^4) Koprocesor– omogoča znatno pospešitev dela vašega računalnika s številkami s plavajočo vejico (govorimo o realnih številkah, na primer 1,233*10 -5). Pri delu z besedili se koprocesor ne uporablja.

5) Sodoben procesor ima tako visoko hitrost, da informacije iz RAM-a nimajo časa, da bi jih dosegle pravočasno in procesor miruje. Da se to ne bi zgodilo, je v procesor vgrajen poseben čip predpomnilnik .

@ Predpomnilnik – ultra hiter pomnilnik, zasnovan za shranjevanje vmesnih rezultatov izračuna. Ima prostornino 128-1024 KB.

Poleg navedene baze elementov procesor vsebuje posebne registre, ki so neposredno vključeni v obdelavo ukazov.

6) Registri– procesorski pomnilnik ali več posebnih celic za shranjevanje.

Registri opravljajo dve funkciji:

• kratkotrajno shranjevanje številke ali ukaza;
• izvajajo nekatere operacije na njih.

Najpomembnejši registri procesorja so:

1. programski števec - služi za samodejno izbiro programskih ukazov iz zaporednih pomnilniških celic, shrani naslov ukaza, ki se izvaja;
2. register ukazov in statusov - služi za shranjevanje ukazne kode.

Izvajanje ukaza s strani procesorja je razdeljeno na naslednje stopnje:

1. iz pomnilniške celice, katere naslov je shranjen v programskem števcu, se izbere ukaz v RAM (in poveča vsebina programskega števca);
2. iz OP se ukaz prenese v krmilno napravo (v register ukazov);
3. krmilna naprava dešifrira naslovno polje ukaza;
4. glede na signale krmilne naprave operandi se pridobijo iz pomnilnika v ALU (v registre operandov);
5. Krmilna enota dešifrira operacijsko kodo in izda signal ALU za izvedbo operacije, ki se izvede v seštevalniku;
6. rezultat operacije ostane v procesorju ali pa se vrne v RAM.

Spomin

^ Klasifikacija spominskih elementov.

Datotečni sistem

Vrstni red, v katerem so datoteke shranjene na disku, je določen z uporabljenim datotečnim sistemom, ki se neposredno nanaša na tabelo za dodelitev datotek, ki je shranjena v 2 kopijah v sistemskem območju diska.

Na ravni fizičnega diska pomeni datoteka določeno zaporedje bajtov. Vendar, saj najmanjša enota na disku je sektor potem bi lahko mislili na datoteko določeno zaporedje sektorjev. Toda v resnici je datoteka povezano zaporedje gruč.

@ Grozd – to je zbirka več sosednjih sektorjev diska (od 1 do več deset).

Tradicionalno velja, da sta grozd in sektor ista stvar, vendar sta različni stvari. Velikost gruče se lahko razlikuje glede na kapaciteto diska. Večja kot je zmogljivost diska, večja je velikost gruče. Velikost gruče se lahko spreminja od 512 bajtov do 64 KB.

^ Gruče so potrebne za zmanjšanje velikosti tabele za dodelitev datotek.

Če je tabela za dodelitev datotek nekako uničena, bodo podatki, čeprav so na disku, nedostopni. V zvezi s tem sta na disku shranjeni 2 takšni tabeli.

Grozdi zmanjšajo velikost tabele. Tu pa se pojavi še en problem. ^ Zapravljen prostor na disku.

Pri pisanju datoteke na disk bo vedno zasedeno celo število gruč.

Na primer, velikost datoteke je 1792 bajtov, velikost gruče pa 512 bajtov. Za shranjevanje datoteke potrebujemo 2 polna sektorja + 256 bajtov iz tretjega sektorja. To bo pustilo 256 bajtov prostih v tretjem sektorju. (1792 = 3 * 512 +256); (512 * 4 = 2048)

^ Preostalih bajtov v četrti gruči ni mogoče uporabiti. Menijo, da je v povprečju 0,5 grozdov izgubljenega prostora na datoteko, kar povzroči izgubo do 15 % prostora na disku. To pomeni, da se od 2 GB zasedenega prostora izgubi 300 MB. Ko so datoteke izbrisane, se vrne v delovanje.

Tabela dodeljevanja datotek je bila prvič uporabljena v operacijskem sistemu MS-DOS in se je imenovala tabela FAT (File Allocation Table).

^ Obstaja več vrst tabel dodeljevanja datotek (FAT).

Splošna struktura FAT

						TO

V začetni 34. gruči je shranjen naslov 35. gruče, v 35. je naslov 36., v 36. je naslov 53. itd. 55. gruča shrani znak konca datoteke.

datotečni sistem NTFS.

Datotečni sistem NTFS je temeljil na datotečnem sistemu družine operacijskih sistemov UNIX.

Tu je element datoteke sestavljen iz dveh delov: imena datoteke in inode.

Datoteka je zapisana na disk na naslednji način:

Obstaja 13 blokov, v katere lahko zapišemo naslove podatkovnih blokov, ki se nahajajo na disku, od tega:

11 – označuje blok posrednega naslavljanja 256 podatkovnih blokov. Uporablja se v primerih, ko prvih 10 blokov ni bilo dovolj za zapis naslovov podatkovnih blokov, tj. datoteka je velika.

12 – označuje blok posrednega naslavljanja brez dvojnega naslova (256*256), ki se uporablja, ko ni dovolj prostora za zapisovanje naslovov podatkovnih blokov.

13 – naslov trojnega naslovnega bloka (256*256*256).

torej največja velikost datoteke Mogoče do 16 GB.

Ta mehanizem zagotavlja izjemno varnost podatkov. Če lahko v FAT preprosto uničite tabele, potem boste morali v NTFS dolgo časa tavati med bloki.

NTFS lahko premakne, celo razdrobi po disku, vsa svoja področja storitev, tako da obide morebitne površinske napake - razen prvih 16 elementov MFT. Druga kopija prvih treh posnetkov je shranjena točno na sredini diska.

NTFS je sistem, odporen na napake, ki se zlahka povrne v pravilno stanje v primeru skoraj vsake resnične okvare. Vsak sodoben datotečni sistem temelji na konceptu transakcija - dejanje, ki je izvedeno v celoti in pravilno ali pa sploh ni bilo izvedeno.

Primer 1: podatki se zapišejo na disk. Nenadoma se izkaže, da ni bilo mogoče zapisati na mesto, kjer smo se pravkar odločili zapisati naslednji del podatkov - fizična poškodba površine. Obnašanje NTFS je v tem primeru precej logično: transakcija pisanja je v celoti povrnjena - sistem ugotovi, da pisanje ni bilo izvedeno. Lokacija je označena kot neuspešna, podatki pa se zapišejo na drugo lokacijo – začne se nova transakcija.

Primer 2: Bolj zapleten primer je, ko se podatki zapisujejo na disk. Nenadoma zmanjka elektrike in sistem se znova zažene. V kateri fazi se je snemanje ustavilo, kje so podatki? Na pomoč priskoči še en mehanizem sistema - dnevnik transakcij, ki označuje začetek in konec katere koli transakcije. Dejstvo je, da je sistem, ki je spoznal svojo željo po pisanju na disk, to stanje označil v metadatoteki. Pri ponovnem zagonu se ta datoteka pregleda glede prisotnosti nedokončanih transakcij, ki jih je prekinila nesreča in katerih rezultat je nepredvidljiv - vse te transakcije so preklicane: mesto, kjer je bilo opravljeno pisanje, je znova označeno kot prosto, indeksi in elementi MFT vrnejo v stanje, v katerem so bili pred odpovedjo, sistem kot celota pa ostane stabilen.

^ Pomembno pa je razumeti, da obnovitveni sistem NTFS zagotavlja pravilnost datotečnega sistema,ne vaši podatki.

V NTFS je vsak disk razdeljen na nosilce. Vsak nosilec vsebuje svojo MFT (tabelo datotek), ki se lahko nahaja kjer koli na disku znotraj nosilca.

HDD vsebina

1. Magnetni disk Je okrogla plošča iz aluminija (v redkih primerih iz posebnega stekla), katere površina je obdelana do najvišjega razreda natančnosti. Takih magnetnih diskov je lahko več od 1 do 4. Da bi ploščam dali magnetne lastnosti, je njihova površina prevlečena z zlitino na osnovi kroma, kobalta ali feromagnetnega materiala. Ta premaz ima visoko trdoto. Vsaka stran diska ima svojo številko.

^ 2. Za vrtenje diskov, poseben električni motor , katerega zasnova vključuje posebne ležaje, ki so lahko navadni kroglični ali tekoči (namesto kroglic uporabljajo posebno olje, ki absorbira udarne obremenitve, kar poveča vzdržljivost motorja). Tekočinski ležaji imajo nižjo raven hrupa in med delovanjem skoraj ne proizvajajo toplote.

Poleg tega imajo nekateri sodobni trdi diski motor, ki je popolnoma potopljen v zaprto posodo z oljem, kar pomaga učinkovito odvajati toploto iz navitij.

3. Vsak disk ima par pisalno/bralnih glav. Razmik med glavami in površino diskov je 0,1 mikrona, kar je 500-krat manj od debeline človeškega lasu. Magnetna glava je kompleksna struktura, sestavljena iz desetin delov. (Ti deli so tako majhni, da so izdelani s fotolitografijo na enak način kot sodobna mikrovezja, tj. izžgani so z laserjem z visoko natančnostjo) Delovna površina ohišja keramične glave je polirana z enako visoko natančnostjo kot disk.

4. Pogon glave je ploščata elektromagnetna tuljava iz bakrene žice, nameščena med poloma trajnega magneta in nameščena na koncu ročice, ki se vrti na ležaju. Na drugem koncu je svetlobna puščica z magnetnimi glavami.

Tuljava se lahko giblje v magnetnem polju pod vplivom toka, ki teče skozi njo, hkrati pa premika vse glave v radialni smeri. Da preprečite, da bi tuljava z glavami visela z ene strani na drugo, ko ni v uporabi, obstaja magnetna sponka, ki drži glave izklopljenega trdega diska na mestu. Ko pogon ne deluje, se glave nahajajo blizu središča diskov, v "parkirnem območju" in jih lahke vzmeti pritisnejo na stranice plošč. To je edini trenutek, ko se glave dotaknejo površine diska. Toda takoj, ko se diski začnejo vrteti, zračni tok dvigne glave nad njihovo površino in premaga silo vzmeti. Glave "lebdijo" in od tega trenutka so nad diskom, ne da bi se ga sploh dotaknile. Ker med glavo in diskom ni mehanskega stika, ne prihaja do obrabe diskov in glav.

5. Tudi znotraj HDA je ojačevalnik signala , nameščen bližje glavam za zmanjšanje motenj zaradi zunanjih motenj. Z glavami je povezan s gibljivim trakastim kablom. Isti kabel napaja gibljivo tuljavo pogona glave in včasih tudi motor. Vse te komponente so povezane s krmilno ploščo prek majhnega priključka.

Med postopkom formatiranja diskov se lahko izkaže, da je na površini plošč eno ali več majhnih območij, branje ali pisanje na katerih spremljajo napake (tako imenovani slabi sektorji ali slabi bloki).

Sektorji, v katerih branje ali pisanje spremljajo napake, se imenujejo @ slabi sektorji .

Vendar zaradi tega se disk ne zavrže in ga nimajo za razvajenega, ampak samo te sektorje samo označite na poseben način in so pozneje prezrti. Da uporabnik ne vidi te sramote, trdi disk vsebuje številne rezervne sledi, s katerimi pogonska elektronika »sproti« nadomešča poškodovane dele površine in jih naredi popolnoma pregledne za operacijski sistem.

Poleg tega ves prostor na disku ni namenjen snemanju podatkov. Del informacijske površine uporablja pogon za lastne potrebe. To je področje storitve, kot se včasih imenuje inženirske informacije.

Zgradba optičnega diska

IN V skladu s sprejetimi standardi je površina diska razdeljena na tri področja:

1. Vhodni imenik - območje v obliki obroča, ki je najbližje središču diska (4 mm široko). Branje informacij z diska se začne prav z vhodnim imenikom, ki vsebuje kazalo, naslove zapisov, število naslovov, velikost diska, ime diska;

2. Podatkovno območje ;

3. Izhodni imenik – ima oznako konca diska.

Vrste optičnih diskov:

1. CD ROM. Informacije so zapisane na CD-ROM disk z industrijsko metodo in jih ni mogoče ponovno zapisati. Najbolj razširjeni so 5-palčni CD-ROM pogoni s kapaciteto 670 MB. Njihove lastnosti so popolnoma enake običajnim glasbenim CD-jem. Podatki na disku so zapisani v obliki spirale.
2. CD-R. Okrajšava CD-R (CD-Recordable) označuje enkratno optično zapisovalno tehnologijo, ki se lahko uporablja za arhiviranje podatkov, izdelavo prototipnih diskov za množično proizvodnjo in za manjšo produkcijo publikacij na CD-jih, snemanje zvoka in videa. Namen naprave CD-R je zapisovanje podatkov na zgoščenke CD-R, ki jih je nato mogoče brati na pogonih CD-ROM in CD-RW.
3. CD-RW. Stare podatke je mogoče izbrisati in na njihovo mesto vpisati nove. Kapaciteta CD-RW medijev je 650 MB in je enaka kapaciteti CD-ROM in CD-R plošč.
4. ^ DVD-ROM, DVD-R, DVD-RW. Podobno kot prej obravnavane vrste optičnih diskov, vendar imajo večjo kapaciteto.
5. V razvoju HVD(Holografic Versatile Dosc) s kapaciteto 1 TB.

Tehnologija DVD omogoča 4 vrste plošč:

• enostranski, enoslojni – 4,7 GB
• enostranski, dvoslojni – 8,5 GB
• dvostranski, enoslojni – 9,4 GB
• dvostranski, dvoslojni – 17 GB

Dvoslojni diski uporabljajo ojačitveno plast, na kateri so zapisane informacije. Pri branju informacij iz prve plasti, ki se nahaja globoko v disku, gre laser skozi prozorno folijo druge plasti. Pri branju informacij iz drugega sloja krmilnik pogona pošlje signal za fokusiranje laserskega žarka na drugi sloj in bere iz njega. Ob vsem tem je premer diska 120 mm, njegova debelina pa 1,2 mm.

Kot smo že omenili, lahko na primer dvostranski, dvoslojni DVD disk vsebuje do 17 GB informacij, kar je približno 8 ur visokokakovostnega videa, 26 ur glasbe ali, kar je najbolj jasno, kup obojestransko napisan papir 1,4 kilometra visoko!

^DVD formati

1. DVD-R. lahko samo enoslojni, vendar je mogoče ustvariti dvostranske diske. Načelo snemanja DVD-R je popolnoma enako kot pri CD-R. Reflektivna plast spremeni svoje lastnosti pod vplivom močnega laserskega žarka. DVD-R ne prinaša nič novega, tehnično je enak CD-R, le da je namenjen tanjšim zapisom. Pri izdelavi DVD-R je bila največja pozornost namenjena združljivosti z obstoječimi DVD-ROM pogoni. Dolžina snemalnega laserja 635 Nm + zaščita pred kopiranjem posnetih plošč.
2. DVD+R. Načela, na katerih je zgrajen DVD+R, so enaka tistim, ki se uporabljajo v DVD-R. Razlika med njima je v formatu zapisa, ki se uporablja. Na primer, plošče DVD+R podpirajo snemanje v več stopnjah. Dolžina snemalnega laserja 650 Nm + več visoko odbojne površine.

^ Obstajata dva glavna razreda zgoščenk: CD-ji in DVD-ji.

ZIP pogoni.

Magnetno-optični diski.

Izdelane so iz aluminijeve zlitine in zaprte v plastičnem ohišju. Kapaciteta 25-50 GB.

Branje poteka optično, pisanje pa magnetno, kot na disketi.

Tehnologija zapisa podatkov je naslednja: laserski žarek segreje točko na disku, elektromagnet pa spremeni magnetno orientacijo te točke glede na to, kaj je treba zapisati: 0 ali 1.

Branje poteka z laserskim žarkom manjše moči, ki ob odbitju od te točke spremeni svojo polarnost.

Navzven je magnetno-optični medij podoben disketi 3,5, le nekoliko debelejši.

Flash pogoni

Ta tehnologija je precej nova in zato ne sodi med poceni rešitve, vendar obstajajo vsi predpogoji za znižanje stroškov naprav tega razreda,

Osnova katerega koli bliskovnega pogona je obstojni pomnilnik. Naprava nima gibljivih delov in ni dovzetna za tresljaje ali mehanske udarce. Flash ni sam po sebi magnetni medij in nanj ne vplivajo magnetna polja. In poraba energije se pojavi samo med operacijami pisanja / branja, napajanje iz USB pa je povsem dovolj.

^ Zmogljivost bliskovnih pogonov se giblje od približno 256 MB do nekaj GB (4-5 GB).

Poleg tega, da se bliskovni pogon lahko uporablja za snemanje, zanesljivo shranjevanje in prenos informacij, ga je mogoče razdeliti na logične pogone in namestiti kot zagonsko disketo.

Prednosti

• kompaktna velikost;
• ni potrebe po zunanjem napajanju;
• čisto sprejemljiva hitrost.

Tehnična sredstva za obdelavo informacij