Считывание и запись информации происходит только полными секторами.
Информация - знания, данные отражающие реальный мир. Передается с помощью каких-либо средств (речь, письмо, компьютерные сети) в виде сообщений в определенной форме (звуковые волны, радиоволны, светосигналы). К информации применяются различные методы обработки (сравнение, анализ, моделирование). Данные – это зарегистрированные сигналы, представляющие собой сведения об объектах реального мира, представленных в регламентной форме . Регистрация сигналов - изменения свойств в физических телах при взаимодействии с сигналами. (эти изменения можно наблюдать, измерять или фиксировать) Сигнал – это изменяющийся во времени физический процесс, который может содержать различные характеристики (параметры сигнала). § Если параметр принимает конечное число значений - сигнал дискретный > сообщение, передаваемое с помощью таких сигналов – дискретное > информация, передаваемая с помощью таких сообщений - дискретная (например, текст книги) § Дискретное сообщение - последовательность знаков конечного алфавита, т.е. алфавита, состоящего из конечного числа знаков. § Для обработки дискретной информации - цифровые ЭВМ(компьютеры), в которых внутренне представлении информации дискретно. Получили наибольшее распространение § Если источник вырабатывает непрерывное сообщение (параметр сигнала – непрерывная функция от времени), то соответствующая информация называется непрерывной (человеческая речь, передаваемая модулируемой звуковой волной) Непрерывное сообщение может быть представлено как дискретное, т.е. состоящим из знаков конечного алфавита. Преобразование непрерывного сообщения в дискретное –процесс дискретизации. § Для обработки непрерывной информации - аналоговые ЭВМ, в которых информация представлена в непрерывной форме. Используются для решения задач специального характера. Информатика – это фундаментальная естественная наука, изучающая процессы хранения, передачи и обработки информации. Определяет методологические принципы информационного моделирования реальной действительности, использования таких моделей с помощью средств вычислительной техники. Для решения задач информатики выделяют три неразрывно и существенно связанных класса средств: § Алгоритмические средства (обеспечивают описание предметной области на языке, понятном человеку)- информационные модели реальных объектов и явлений и основанные на этих моделях алгоритмы обработки информации. Алгоритм – это конечная последовательность правил, шагов, этапов, позволяющая решать любую конкретную задачу из некоторого класса однотипных при условии, что исходные данные могут изменяться в заданных пределах.
|
|
|
Модели и алгоритмы реализуются в виде программных средств, баз данных и баз знаний.
|
|
|
§ Программные средства (обеспечивают описание предметной области на языке, понятном компьютеру)– это комплексы готовых к использованию программ, предназначенные для выполнения на технических средствах процедур обработки информации (например, размещение и корректировка информации в машинной памяти, поиск и выбор информации, преобразование информации).
Программные средства :
ОС (предназначены для управления всеми программами)
системы управления базами данных (СУБД)
системы управления базами знаний (СУБЗ)
системы программирования (предназначены для создания программ).
Программа – это конечная последовательность действий (операций, инструкций), описанных специальным языком.
§ Технические средства:
ЭВМ
периферийные устройства(принтер, сканер)
средства сбора и передачи инфы
Чтобы обработать информацию необходимо:
Ясно поставить цель этой обработки и задачи, которые необходимо решить для достижения этой цели
Написать алгоритмы решения этих задач и создать программы (или найти готовые), реализующие эти алгоритмы
|
|
|
И только после этого возможно использование технических средств.
В персональном компьютере (ПЭВМ): a) центральный (системный) блок и b) периферия.
a) Основные устройства ЦБ:
1. центральный процессор (ЦП)
2. системная (материнская) плата
3. системная шина (системная магистраль данных)
4. внутренняя память
1. Центральный процессор (ЦП):
§ выполняет команды и совершает все арифметические и логические операции
§ через него проходит вся обрабатываемая информация
§ оказывает наибольшее влияние на производительность компьютера
§ включает в себя специальный электронный блок (устройство управления), подключающий к работе другие устройства.
§ современные процессоры состоят из нескольких частей (ядер), каждый из которых может работать как отдельный процессор.
Основные параметры процессоров:
§ рабочее напряжение (обеспечивает материнская плата)
§ рабочая тактовая частота (характеризует скорость выполнения операций)
Исполнение каждой команды осуществляется за определенное кол-во тактов. Чем больше частота такта, тем больше команд может выполнить процессор за единицу времени. Тактовые сигналы процессор получает от специальной микросхемы, расположенной на материнской плате
|
|
|
§ разрядность (сколько бит данных может принять и обработать процессор за один такт)
§ коэффициент внутреннего умножения тактовой частоты
Материнская плата по физическим причинам не может работать с такими высотными частотами, как процессор. Для получения более высоких частот в процессоре происходит умножение частоты на коэффициент 3, 3,5, 4, 4,5, 5 и более.
§ размер кэш-памяти
Кэш-память (cache memory) - предназначена для согласования высокой скорости работы процессора и в несколько раз меньшей скорости обмена данными с оперативной памятью,
- первый уровень (внутри процессора объемом в десятки Кб, работает на частоте процессора)
- второй уровень (от полумегабайта и более, работает на частоте процессора)
- третьего уровня (объемом в несколько Гб, работает на частоте материнской платы).
§ система исполняемых команд
основные группы команд:
- команды передачи данных, копирующие данные из одного места в другое
- арифметические операции
- логические операции
- сдвиги двоичного кода влево и вправо
- команды ввода/вывода информации
направления в построении системы команд:
- CISC -процессоры (Complex Instruction Set Computing) с расширенным набором команд, используются в универсальных компьютерах
- RISC -процессоры (Reduced Instruction Set Computing) с сокращенной системой команд, используются в специализированных компьютерах . Количество команд значительно меньше, выполняются они значительно быстрее, НО выполнение сложных операций приходится обеспечивать программам > уменьшение общей производительности(если такие операции редкость, то в целом производительность процессора высока)
Чем шире набор команд, тем:
сложнее архитектура процессора
длиннее формальная запись каждой команды
выше средняя продолжительность исполнения команды
§ производительность процессора - скорость выполнения операций в секунду
Определяется разрядностью, тактовой частотой, количеством ядер и т.д.
Основные единицы измерения производительности:
- MIPS (равна миллиону инструкций в секунду, вычисляется с помощью специальных тестов)
- FLOPS (количество операций с дробными числами в секунду, вычисляется на основании тестов)
- MTOPS (миллион теоретических операций в секунду, вычисляется на основе формул)
2. Материнская (системная) плата – это основная плата компьютера, обеспечивающая подключение и согласование всех компонент компьютера.
Плата - различные комбинации микросхем(чипов).
Чипсет - комплект микросхем, спроектированных для совместной работы
Компоненты компьютера подключаются к материнской плате:
- непосредственно через разъемы (внутренняя память, процессор)
- через специальные устройства(интерфейсы) сопряжения (адаптеры, контроллеры)
Интерфейс – это программное/ аппаратное средство связи между различными устройствами/программами.
Контроллер – это специализированный процессор, управляющий работой соответствующего устройства с помощью специальных встроенных программ. ЦП при необходимости дает задание контроллеру, это задание выполняется под управлением контроллера без участия ЦП.
3. Системная шина (системная магистраль данных) - группа электрических проводников, передающая данные/адреса/команды между различными компонентами компьютера.
Части системной шины:
- шина данных, по которой передается обрабатываемая информация
- шина адреса, определяющая, куда передаются данные
- шина команд (шина управления) регулирующая процесс обмена информацией.
разрядность шины команд = разрядность процессора
4. Внутренняя память состоит из нескольких устройств, каждое из которых представляет собой одну или несколько микросхем.
Ячейка (регистр) - элементарная единица памяти, состоящая из последовательности восьми элементов, каждый из которых может находиться в одном из двух состояниях: одно из них условно сопоставляется нулю, а другое – единице.
Запись информации в память - размещение информации в ячейках
Считывание информации из памяти - передача информации из ячейки в какое-либо устройство/другие ячейки
Основные виды внутренней памяти:
§ постоянная память (ПЗУ - постоянное запоминающее устройство, ROM – Read Only Memory)
флэш-память, допускающая перезапись информации.
В ПЗУ находятся программы, обеспечивающие:
начало работы компьютера
связь процессора с другими устройствами
проверку работоспособности основных частей ЭВМ
Эти программы:
объединены в комплекс базовой системы ввода/вывода BIOS(Basic Input/Output System)
предназначены для чтения
не уничтожаются при отключении компьютера
Основа этого комплекса - программы(драйвера), в каждой из которых описаны особенности управления компонентами и ресурсами системной платы.
§ оперативная память (ОЗУ - оперативное запоминающее устройство, RAM – Random Access Memory)
память с произвольным доступом (и чтение, и запись), предназначеная для хранения оперативной, часто изменяющейся, информации. Эта память используется ЦП, при отключении компьютера информация в ОЗУ исчезает
§ CMOS- память
Используется для постоянного хранения сведений об аппаратной конфигурации компьютера (состав и настройки внешних и внутренних устройств), инфа может быть отредактирована (автоматически или пользователем) при помощи программы настройки параметров SETUP из системы BIOS.
CMOS-память питается от батарейки, поэтому находящаяся в ней информация не уничтожается при отключении компьютера.
b) Периферия - внешние устройства ввода(Клавиатура, сканер, устройство координатного ввода (мышь)) и вывода(Монитор, принтер, аудиоколонки) информации, устройства внешней памяти и др. Подключаются к компьютеру через интерфейсные устройства(порты)
На устройства внешней памяти можно записать информацию и впоследствии прочитать ее.
При отключении информация на этих устройствах сохраняется > долговременные запоминающие устройствами (ДЗУ). Некоторые из таких устройств устанавливаются в системном блоке, например дисковые.
Внешняя память –место хранения неиспользуемой в данный момент информации.
Основные устройства внешней памяти в ПК:
§ дисковая память (накопители на дисках), состоящая из устройства считывания записи (дисковод) и носителей информации (диски)
Для дисков поверхность рассматривается как массив расположенных на них точек. Каждая из этих точек эквивалентна нулю или единице. Информация на дисковую поверхность записывается вдоль траектории(дорожек, треков). Количество дорожек на поверхностях дисков одного и того же устройства одинаково. В разных устройствах количество дорожек может различаться. Каждая дорожка разделяется на части, которые называются секторами. На всех дорожках одного и того же устройства количество и размер секторов одинаково.
Считывание и запись информации происходит только полными секторами.
основные виды дисковой памяти:
- накопители на жестких несменных магнитных дисках (НЖМД, HDD – Hard Disc Drive, винчестерские диски) 3,5 дюйма
НЖМД - единое устройство, в котором находится дисковод и несколько дисков, установленных на одной оси. Диски изготовлены из твердого сплава с магнитно чувствительным покрытием. Объем памяти и скорость чтения записи таких накопителей значительно превосходит другие устройства, поэтому используются в текущей работе.
На поверхности жесткого диска информация записывается вдоль концентрических окружностей, не связанных друг с другом. Все дорожки, находящиеся на одном и том же расстоянии от центра и расположенные на разных поверхностях образуют цилиндр. Сектора, дорожки, цилиндры и поверхности нумеруются, начиная с 0. Новый магнитный диск непригоден для записи и считывания информации. Для того чтобы сделать его пригодным для работы необходимо с помощью специальной программы нанести на него специальные магнитные метки, отмечающие на поверхностях дорожки и сектора - процесс физического форматирования, > после производится логическое форматирование, заключающееся в создании специальных файлов, отражающих информацию об особенностях данного дискового устройства. Эти файлы записываются в самое начало дисковой памяти.
Для упрощения работы дисковое пространство накопителя на жестких магнитных дисках (НЖМД) обычно разделяют на несколько частей (разделов) фиксированного размера. После этого физически он остается единым устройством, но для программ каждый раздел считается отдельным устройством памяти, поэтому эти разделы называют логическими дисками и пользователь с ними работает как с отдельными устройствами памяти(диски C , D , E )
- накопители на сменных оптических дисках. 5,25 дюйма , используемые для длительного хранения информации.
На поверхности оптического диска траектория в виде спиралей и файлы записываются последовательно, без разбиения на части.
CD объем памяти 700 мегабайт
DVD объем памяти десятки ГБ
ROM – Read Only Memory
На поверхности этих дисков информация представляется чередованием углублений (лунок) и их отсутствием вдоль траектории, наносится механическим путем с использованием матрицы.
Считывание осуществляется с помощью лазерного луча, по-разному отражается от углублений и других участков
Recordable (CD-R, DVD-R) Диск Recordable допускает однократную запись, при этом вместо углублений с помощью высокотемпературного воздействия необратимо изменяются оптические свойства соответствующих мест.
Rewritable (CD-RW, DVDRW).
Диск Rewritable позволяет вести многократную перезапись, при этом применяется магнитооптический принцип, т.е. запись магнитная, а считывание оптическое.
§ флэш-память - электронное устройство на основе микросхем, состоящее из трех компонентов:
- разъем USB
- контроллер памяти
- микросхема памяти
Современные USB-флэш-карты могут вмещать информацию до сотен гигабайт.
Бит - наименьшая единица инфы в компьютере. На бумаге бит = единица или ноль
Дата добавления: 2019-02-22; просмотров: 162; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!