Термин информатика возник в 60-х гг. во Франции для названия области, занимающейся автоматизированной обработкой информации с помощью электронных вычислительных машин.
Информатика – это область человеческой деятельности, связанная с процессами преобразования информации с помощью компьютеров.
Компьютер (англ. computer – «вычислитель») - универсальное устройство, предназначенное для автоматизации получения, обработки, хранения, передачи и использования информации по заранее заданной программе.
Аппаратное обеспечение (англ. hardware – аппаратные средства, технические средства) включает в себя все физические части компьютера, но не включает программное обеспечение, которое им управляет, и не включает информацию, имеющуюся на компьютере. На компьютерном жаргоне hardware означает «железо» Аппаратное обеспечение без программного обеспечения действительно представляет из себя всего лишь навсего железо.
Программное обеспечение (англ. soft ware – математическое обеспечение, программное обеспечение, сокращенно «ПО» ) включает комплекс необходимых программ – инструкций для компьютера, записанных в понятной компьютеру форме, как ему следует выполнять ту или иную задачу: как вводить исходные данные, как их надо обрабатывать и как выводить результаты. В компьютерном сленге вместо длинного словосочетания «программное обеспечение» давно употребляют короткое «софт».
Аппаратное и программное обеспечение неразрывно связаны друг с другом. Без программ аппаратура является просто железом, а без аппаратуры программы будут никому не нужными инструкциями для выполнения каких-то действий.
Аппаратное обеспечение
К аппаратному обеспечению относятся устройства, образующую конфигурацию компьютера. Персональный компьютер - универсальная техническая система, конфигурацию которой можно изменять по мере необходимости. Тем не менее, существует понятие базовой конфигурации:
Системный блок -основной узел, внутри которого установлены наиболее важные компоненты. Устройства, находящиеся внутри системного блока называются внутренними, а подключаемые к нему снаружи - внешними и периферийными. К ним относятся устройства ввода и вывода информации, а также внешняя память.
Системный блок
Материнская плата - основная плата компьютера. На ней размещаются:
процессор - основная микросхема, выполняющая арифметические и логические операции - мозг компьютера.
шины - наборы проводников, по которым происходит обмен сигналами между внутренними устройствами.
оперативная память - набор микросхем, предназначенных для временного хранения данных
ПЗУ - постоянное запоминающее устройство.
разъёмы для подключения дополнительных внутренних устройств(слоты).
Микропроцессор
Процессор, или более полно - микропроцессор, часто называемый ЦПУ (CPU - centralprocessingunit), является центральным компонентом компьютера. Это разум, который прямо или косвенно управляет всем происходящим внутри компьютера.
Когда фон Нейман впервые предложил хранить последовательность инструкций, так называемые программы, в той же памяти, что и данные, это была поистине новаторская идея.Этот отчет описывал компьютер состоящим из четырех основных частей: центрального арифметического устройства, центрального управляющего устройства, памяти и средств ввода/вывода.Сегодня почти все процессоры имеют фон-неймановскую архитектуру.
Процессор – это блок ЭВМ, предназначенный для автоматического считывания команд программы, их расшифровки и выполнения. Каждый микропроцессор имеет определенное число элементов памяти, называемых регистрами, арифметико-логическое устройство (АЛУ) и устройство управления.
Регистры используются для временного хранения выполняемой команды, адресов памяти, обрабатываемых данных и другой внутренней информации микропроцессора.
В АЛУ производится арифметическая и логическая, обработка данных.
Устройство управления реализует временную диаграмму и вырабатывает необходимые управляющие сигналы для внутренней работы микропроцессора и связи его с другой аппаратурой через внешние шины микропроцесс ера.
Современная технология позволяет изготовить весь процессор в виде единой микросхемы, которую принято называть микропроцессором.
Устройство управления
Арифметико-логическое устройство
Микропроцессорная память
Генератор тактовых импульсов
Порт ввода-вывода
Многоя́дерныйпроце́ссор - центральный процессор, содержащий два и более вычислительных ядра на одном процессорном кристалле или в одном корпусе.
Термин «ядро микропроцессора» (англ. processorcore) не имеет чёткого определения и в зависимости от контекста употребления может обозначать особенности, позволяющие выделить модель в отдельный вид:
часть микропроцессора, содержащую основные функциональные блоки.
кристалл микропроцессора (CPU или GPU), чаще всего, открытый.
часть процессора, осуществляющая выполнение одного потока команд. Многоядерные процессоры имеют несколько ядер и поэтому способны осуществлять независимое параллельное выполнение нескольких потоков команд одновременно.
набор параметров, характеризующих микропроцессор.
физическую реализацию:
организационные, схемотехническте или программные характеристики:
Ядро микропроцессора обычно имеет собственное кодовое обозначение (например, K7) или имя (например, Deschutes).
Постоянная память, или постоянное запоминающее устройство (ПЗУ или ROM, англ.) Служит для хранения программ начальной загрузки компьютера и тестирования его узлов. Используется только для чтения. Она энергонезависима, то есть записанная в ней информация не изменяется после выключения компьютера.
· По виду доступа:
· С параллельным доступом (parallel mode или random access): такое ПЗУ может быть доступно в системе в адресном пространстве ОЗУ. Например, К573РФ5;
· С последовательным доступом: такие ПЗУ часто используются для однократной загрузки констант или прошивки в процессор или ПЛИС, используются для хранения настроек каналов телевизора, и др. Например, 93С46, AT17LV512A.
· По способу программирования микросхем (записи в них прошивки):
· Непрограммируемые ПЗУ;
· ПЗУ, программируемые только с помощью специального устройства - программатора ПЗУ (как однократно, так и многократно прошиваемые). Использование программатора необходимо, в частности, для подачи нестандартных и относительно высоких напряжений (до +/- 27 В) на специальные выводы.
· Внутрисхемно (пере)программируемые ПЗУ (ISP, in-system programming) - такие микросхемы имеют внутри генератор всех необходимых высоких напряжений, и могут быть перепрошиты без программатора и даже без выпайки из печатной платы, программным способом.
В постоянную память часто записывают микропрограмму управления техническим устройством: телевизором, сотовым телефоном, различнымиконтроллерами, или компьютером (BIOS или OpenBoot на машинах SPARC).
Назначение и характеристика ОЗУ.
Оперативная память, или оперативное запоминающее устройство (ОЗУ или RAM, англ.) Она предназначена для хранения информации, изменяющейся в ходе выполнения процессором операций по ее обработке. Используется как для чтения, так и для записи информации. Энергозависима, то есть вся информация хранится в этой памяти только тогда, когда компьютер включен.
Физически для построения запоминающего устройства типа RАМ используют микросхемы динамической и статической памяти, для которых сохранение бита информации означает сохранение электрического заряда (именно этим объясняется энергозависимость всей оперативной памяти, то есть потеря при выключении компьютера всей информации, хранимой в ней).
Оперативная память компьютера физически выполняется на элементах динамической RАМ, а для согласования работы сравнительно медленных устройств (в нашем случае динамической RАМ) со сравнительно быстрым микропроцессором используют функционально для этого предназначенную кэш-память, построенную из ячеек статической RАМ. Таким образом, в компьютерах присутствуют одновременно оба вида RАМ. Физически внешняя кэш-память также реализуется в виде микросхем на платах, которые вставляются в соответствующие слоты на материнской плате.
Основные элементы ПК.
Конструктивно ПК выполнены в виде центрального системного блока, к которому через разъемы - стыки подключаются внешние устройства: дополнительные блоки памяти, клавиатура, дисплей, принтер и др.
Системный блок обычно включает в себя системную плату, блок питания, накопители на дисках, разъемы для дополнительных устройств и платы расширения с контроллерами - адаптерами внешних устройств.
ЭВМпредставляет собой комплекс технических средств, построенный на электронных элементах и предназначенный для автоматической обработки информации.
Основной конструктивной особенностью современныхЭВМ является модульный принцип их построения.
Модульный принцип заключается в блочной структуре построения ЭВМ. Модули ЭВМ представляют собой группы устройств, конструктивно объединенные в отдельные блоки.
Под модулем понимается автономное, логически и конструктивно законченное устройство, которое выполняет определенные функции в вычислительном процессе.
Модульная конструкция позволяет сделать ЭВМ компактной, существенно улучшает сервис обслуживания ЭВМ, а также позволяет наращивать её производительность и обеспечивает расширение функциональных возможностей вычислительных систем путем подключения различных внешних устройств.
В состав ЭВМ могут входить модули следующих групп устройств:
1) устройств центрального процессора;
2) запоминающие устройства (оперативная и постоянная память, а также внешних запоминающих устройств - НЖМД, НГМД, НМЛ, CD-ROM и др.);
3) устройств ввода-вывода (клавиатура, дисплей, принтер, сканер, графопостроитель);
4) устройств сопряжения (адаптеры, контроллеры) и др.
Центральный процессор (ЦП) является основной частью ЭВМ и представляет собой совокупность обрабатывающих и управляющих устройств, включая: арифметико-логическое устройство (АЛУ), устройство управления (УУ) и регистровую процессорную память (РПП).
Центральный процессор:
· управляет ходом выполнения программы, определяя последовательность выполнения её команд;
· выполняет арифметические и логические операции, предусмотренные программой;
· организует взаимодействие и автоматическую работу всех устройств ЭВМ.
В компьютерной технике разновидностью центрального процессора является микропроцессор, выполненный на базе БИС или СБИС.
Запоминающие устройства ЭВМ (память) предназначены для приёма, хранения и выдачи информации. Имеется несколько уровней памяти. Каждый уровень памяти имеет определенный объём (емкость) и свое быстродействие.
Емкость памяти запоминающего устройства (ЗУ) определяется максимально возможным количеством кодов чисел и команд, одновременно хранящимся в ЗУ. Емкость памяти измеряется в Кбайтах, Мбайтах и Гбайтах.
Быстродействие памяти характеризуется временем, необходимым для поиска, записи или считывания информации. Как правило, чем больше ёмкость памяти, тем ниже её быстродействие.
По быстродействию выделяют следующие уровни памяти: сверхоперативную, оперативную, постоянную, буферную и внешнюю.
Сверхоперативная память – это регистровая процессорная память (РПП) служит для временного хранения отдельных операндов и команд, обрабатываемых в данный момент времени.
Оперативная память (RAM) представляет собой оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), которое служит для приема, хранения и выдачи информации, непосредственно участвующей в вычислительном процессе. ОЗУ характеризуется высоким быстродействием и сравнительно небольшой емкостью памяти. Эта память энергозависима. При выключении питания вся информация ОЗУ стирается.
Постоянная память (ROM) представляет собой постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), которое служит для постоянного хранения неизменяемой программной и справочной информации. ПЗУ позволяет оперативно только считывать без изменения хранящуюся в нем информацию.
Оперативная и постоянная памяти образуют основную память ЭВМ.
Внешняя память представляет собой внешние запоминающие устройства (ВЗУ), которые служат для длительного хранения больших массивов данных и программ. ВЗУ отличаются большой емкостью и сравнительно небольшим быстродействием. К устройствам внешней памяти относятся накопители на жестких и гибких магнитных дисках (НЖМД и НГМД), накопители на магнитной ленте (НМЛ - стримеры), а также накопители на лазерных оптических дисках (CD-ROM, CD-RW) и др.
В процессе обработки информация в виде набора данных и команд различных программ из ВЗУ предварительно переписывается (загружается) в ОЗУ отдельными порциями и в последовательности, необходимой для решения конкретной задачи. Процессор обрабатывает загруженную в ОЗУ информацию и последовательно по командам программ выполняет различные действия.
Для устранения несоответствия между скоростями работы сверхоперативной процессорной памятью и ОЗУ, а также между скоростями работы быстродействующего ОЗУ и медленнодействующих ВЗУ в ЭВМ предусмотрена буферная или Кэш-память нескольких уровней.
Устройства ввода-вывода обеспечивают ввод информации в ЭВМ и её вывод. К этим устройствам относятся: клавиатура, видеомонитор (дисплей), принтер, сканер, графопостроитель и др. Имеются также устройства указания ввода-вывода. К ним относятся различные манипуляторы – мышь, джойстик, трекбол и световое перо.
Устройства сопряжения служат для организации взаимодействия центрального процессора с различными устройствами и модулями, входящими в состав ЭВМ. К ним относят системную шину, обеспечивающую сопряжение и связь всех устройств ЭВМ, а также адаптеры и контроллеры различных устройств.
Первый серийный персональный компьютер (ПК ), представляющий собой персональную ЭВМ, появился в 1975г. в США. Появление персональных компьютеров определилось необходимостью приблизить ЭВМ непосредственно к пользователю.
Персональный компьютер представляет собой комплекс взаимосвязанных технических устройств, каждое из которых выполняет определенную функцию.
Функционально-структурная схема ЭВМ представлена на рисунке 6:
Рис. 6. Функционально-структурная схема ЭВМ
Основными частями компьютера являются:
1. Системный блок.
2. Дисплей или видеомонитор.
3. Клавиатура.
Они составляют базовый комплект, т.е. наименьший набор устройств, без которого работа с компьютером невозможна.
Системный блок является сердцем машины и ее мозгом. В корпусе системного блока находятся: материнская плата, микропроцессор, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), внешние запоминающие устройства (ВЗУ), устройства сопряжения, блок питания и другие электронные устройства.
Микропроцессор является ядром компьютера. Он организует хранение и выполнение программ, управляет ходом вычислений, выполняет арифметические и логические операции, управляет работой всех блоков машины.
Конструктивно микропроцессор выполняется на базе БИС или СБИС в виде одного кристалла. Важнейшей характеристикой микропроцессора является его быстродействие или производительность - это среднее число команд, выполняемых в единицу времени. Быстродействие определяется тактовой частотой, которая достигает в настоящее время: 1400-1700 мгц.
Структура микропроцессора и его элементная база являются признаками, определяющими поколение компьютеров. Первые процессоры работали на базе микропроцессоров фирмы Intel под номером 8088, затем появились микропроцессоры 80286, 80386 и 80486. В настоящее время выпускаются микропроцессоры типа Pentium, Celeron, AMD и др. Название персональных компьютеров определяется типом микропроцессора и его тактовой частотой.
Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) – предназначено для записи и временного хранения информации, непосредственно используемой при выполнении программ в процессе вычислений. ОЗУ построено на БИС или СБИС. Объём современных ОЗУ достигает 256-512 Мбайт.
Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) – предназначено для хранения программ, справочных таблиц и другой постоянной информации. Выключение компьютера не влияет на информацию, хранящуюся в ПЗУ.
Внешние запоминающие устройства (ВЗУ) служат для долговременного хранения больших массивов информации, непосредственно не используемых в процессе вычислений, и представляют собой накопители на жестком магнитном диске (типа винчестер), объём памяти которого может достигать сотни Гбайт, а также на гибких магнитных дискетах, с емкостью памяти 1,4 Мбайта. Имеются также накопители на лазерных оптических компакт-дисках (CD-ROM или CD-RW), объём памяти которых достигает сотни Мбайт.
К устройствам сопряжения относятся: системная магистраль для передачи данных, а также различные контроллеры или адаптеры для управления внешними устройствами ввода-вывода.
Блок питания служит для подачи напряжения в электрические цепи компьютера.
Дисплей или видеомонитор предназначен для отображения на экране информации, вводимой пользователем, и для вывода информации в процессе работы ПК. Работает как телевизор. В настоящее время распространены цветные мониторы типа EGA, VGA и SVGA.
Клавиатура служит для ввода информации и управления работой ПК. На клавиатуре расположены 101-104 клавиши, которые подразделяются на пять групп (полей):
1. Алфавитно-цифровые и знаковые клавиши для ввода текста и чисел (аналогичные клавишам печатной машинки).
2. Клавиши для управления курсором ( , Home, End, Page UP и Page Down).
3. Служебные управляющие клавиши для переключения регистров (Shift, Caps Lock), запуска (Enter) и прерывания работы программ (Esc), вывода содержимого экрана на печать (Print Scrn), перезагрузки операционной системы (Ctrl+Alt+Delete) и др.
4. Функциональные клавиши (F1 – F12) для сервисного обслуживания программ.
5. Вспомогательное поле цифровых клавиш и клавиш управления курсором.
Кроме базовых устройств компьютера в его комплект могут входить различные дополнительные периферийные устройства, включая принтер, сканер, модем, стриммер, плоттер (графопостроитель), различные манипуляторы и др.
Принтер - внешнее устройство, служащее для распечатки текстов программ, документов, результатов вычислений. Принтеры существуют следующих типов: матричные, струйные и лазерные. Матричные принтеры наиболее дешевые, но наличие множества механических частей снижает их надежность в работе.
Более высокое качество печати обеспечивают струйные принтеры, которые особенно удобны для вывода цветных изображений. Но струйные принтеры требуют тщательного ухода.
Лазерные принтеры самые дорогие. Эти принтеры дают почти типографское качество печати. Скорость печати у них в 4-5 раз выше, чем у матричных и струйных. Лазерные принтеры самые надежные.
Сканер используется для считывания и ввода графической и текстовой информации. При сканировании графической и текстовой информации их изображение автоматически преобразуется в электронный вид.
Модем(модулятор-демодулятор) служит для обеспечения связи между компьютерами с помощью телефонной линии, преобразуя цифровую информацию компьютера в электрические сигналы и наоборот.
Стриммер используется для долговременного хранения информации на магнитной ленте.
Плоттер, или графопостроитель, служит для вывода графической информации.
Манипуляторы представляют собой устройства указания ввода-вывода. К ним относятся – мышь, джойстик, трекбол и световое перо.
Кроме того, в состав компьютера могут входить также мультимедийные устройства, которые обеспечивают звуковое и музыкальное сопровождение программ. В состав «мультимедиа» входят звуковая и видеокарта, звуковые колонки (Sound blaster) и программное обеспечение.
Вопрос 3. Классификация ПК
Персональный компьютер относится к классу микроЭВМ и является машиной индивидуального пользования. Это общедоступный и универсальный вычислительный инструмент, многократно повышающий производительность интеллектуального труда специалистов различного профиля.
С учетом назначения и функциональных возможностей персональные компьютеры можно разбить на три группы: бытовые, общего назначения и профессиональные.
Бытовые компьютеры предназначены для массового использования в домашних условиях, как для развлечений (видеоигр), так и для обучения, тренировки и управления бытовой техникой. Этот тип компьютеров достаточно дешевый, надежный и имеет, как правило, простейшую базовую конфигурацию с минимальным набором периферийных устройств.
Компьютеры общего назначения применяются для решения задач научно-технического и экономического характера, а также для обучения и тренировки. Они размещаются на рабочих местах предприятий, учреждений, фирм, в магазинах, на складах и пр.
Машины этого класса имеют достаточно высокопроизводительный микропроцессор, сравнительно большую емкость оперативной и внешней памяти, а также широкий набор периферийных устройств и средств для работы в составе компьютерных сетей.
Этот класс ЭВМ получил наибольшее распространение на мировом рынке.
Профессиональные компьютеры используются в научно-производственной сфере для решения сложных информационных и производственных задач, требующих высокого быстродействия, эффективную передачу больших массивов информации, большую оперативную и внешнюю память. Они могут быть многопроцессорными, способными конкурировать с большими ЭВМ.
Потребителями этого класса компьютеров являются, как правило, профессионалы-программисты и поэтому их программное обеспечение должно быть достаточно богатым и гибким, включая всевозможные инструментальные программные средства.
По конструктивному исполнению компьютеры подразделяются на настольные и портативные .
К портативным относят наколенные (LAPTOP), блокнотные (NOTEBOOK) и карманные (POCKET) или ручные (HANDHELD) компьютеры.
Наколенные (LAPTOP) компьютеры имеют размеры чемодана-дипломата с весом 5-10 кг. В настоящее время их практически не выпускают.
Блокнотные (NOTEBOOK) компьютеры весом не более 2-4 кг имеют размер стандартного листа бумаги А4 (210х297 мм) и толщину 2-5см. В настоящее время блокнотные компьютеры могут иметь такие же возможности, что и настольные, хотя стоимость их существенно выше.
Карманные (POCKET) или ручные (HANDHELD) компьютеры весом около500г играют роль электронной записной книжки.
Основная память (ОП) - предназначена для хранения и оперативного обмена информацией со всеми блоками машины. ОП содержит два вида запоминающих устройств: постоянное запоминающее устройство - ПЗУ и оперативное запоминающее устройство ОЗУ - память с произвольным доступом). ПЗУ служит для хранения неизменяемой (постоянной) программной и справочной информации, позволяет оперативно только считывать хранящуюся в нем информацию. ОЗУ предназначено для оперативной записи, хранения и считывания информации (программ и данных), непосредственно участвующей в информационно-вычислительном процессе, выполняемом ПК в текущий период времени. Главными достоинствами оперативной памяти являются ее высокое быстродействие и возможность обращения к каждой ячейке памяти отдельно (прямой адресный доступ к ячейке). В качестве недостатка ОЗУ следует отметить невозможность сохранения информации в ней после выключения питания машины (энергозависимость). Объем ОЗУ обычно составляет от 32 до 512 Мбайт, но иногда для сложных задач компьютерного дизайна могут потребовать от 512 Мбайт до 2 Гбайт ОЗУ. Основная память имеет для ОЗУ и ПЗУ единое адресное пространство.
КЭШ-память - представляет собой небольшой блок быстро-действую-щей, но дорогой памяти, которая располагается как бы «ме-жду» процессором и оперативной памятью. Запись в кэш-память осуществляется параллельно с запросом процессора к ОЗУ. Данные, выбираемые процессором, одновре-менно копируются и в кэш-память. Если процессор повторно обратиться к тем же данным, то они будут считаны уже из кэш-памяти. Такая же опера-ция происходит и при записи процессором данных в память. Они записыва-ются в кэш-память, а затем в интервалы, когда шина свободна, переписыва-ются в ОЗУ. Проще говоря, при обращении про-цес-сора к па-мяти сначала производится поиск нужных данных в КЭШ-памяти.
Внешняя память - относится к внешним устройствам ПК и использу-ется для долговременного хранения любой информации, которая может ко-гда-либо потре-бо-ваться для решения задач (целостность её содержимого не зависит от того, вклю-чен или выключен компьютер ). В частности, во внеш-ней памяти хра-нится все про-граммное обеспечение компьютера. Внешняя память содержит разно-об-разные виды запоминающих устройств, но наиболее распространенными, имею-щимися практи-чески на любом компьютере, яв-ляются накопители на жестких (НЖМД ) и гибких (НГМД ) магнитных дис-ках. Назначение этих накопителей - хра-нение больших объ-емов информации, за-пись и выдача хранимой информации по за-просу в оперативное запоми-наю-щее устройство. В качестве устройств внеш-ней па-мяти используются также запоминающие устройства на кассетной магнит-ной ленте, накопители на оп-тических дисках и др
Внешние запоминающие устройства весьма разнооб-разны. Их можно класси-фи-цировать по целому ряду признаков: по виду носи-теля, типу конст-рукции, по прин-ципу записи и считывания информации, методу дос-тупа и т.д. В зависимо-сти от типа носителя все ВЗУ можно подразделить на дис-ко-вые накопители и на-копи-тели на маг-нитной ленте. Накопители на дисках бы-вают:
· накопители на гибких магнитных дисках (флоппи-диски );
· накопители на жестких магнитных дисках типа «винчестер»;
· накопители на оптических компакт-дисках;
Гибкий диск (англ . floppy disk ), или дискета, - носитель небольшого объ-ема ин-формации. Дискета состоит из круглой полимерной подложки, по-кры-той с обеих сторон магнитным окислом (являющим собой физическую ос-нову записи/считы-ва-ния ) и помещенной в пластиковую упаковку. В упаковке сде-ланы с двух сторон ра-ди-альные про-рези, через которые головки за-писи/счи-тывания накопи-теля полу-чают доступ к диску. Информация записы-вается по концентрическим дорожкам (тре-кам ), которые де-лятся на секторы. Ёмкость сектора постоянна и состав-ляет обычно 512 бай-тов
Накопитель на жёстких магнитных дисках (HDD - Hard Disk Drive ) или «вин-честер» используется для постоянного хранения информации - программ и дан-ных. По сравнению с дисководами для гибких дисков винчестеры обла-дают рядом ценных преимуществ: объем хранимых данных неизмеримо больше (достигает сотен Гбайт ), время доступа у винчестера на порядок меньше (все со-временные накопи-тели снабжа-ются встроенным кэшем, ко-торый существенно по-вы-шает их производительность )
Приводы компакт-дисков (CDD - Compact Disk Drive ) необходимый ат-рибут современного компьютера. Благодаря маленьким размерам, боль-шой емкости и надежности эти накопители становятся все более и более популяр-ными. Существует несколько разновидностей оптических дисков:
· обычные CD, только для считывания, т.е. устройства ROM;
· CD-R - диски с возможностью однократной записи;
· CD-RW - диски с многократной перезаписью;
· DVD-ROM - только для считывания;
· DVD-R - с возможностью однократной записи;
· DVD-RW - с возможностью многократной перезаписи.
Основными достоинствами накопителей на оптических дисках явля-ются:
· сменяемость и компактность носителей;
· большая информационная емкость;
· высокая надежность и долговечность;
· малая чувствительность к загрязнениям и вибрациям;
нечувствительность к электромагнитным полям
Новый тип памяти получил название флэш-память (Flash - Memory ). Флэш-память представляет собой микросхему энергонезависимого, перепрограммируемого постоянного запоминающего устройства с произвольным доступом и неограниченным числом циклов перезаписи. Она использу-ется как для соз-дания быстро-дей-ству-ющих, ком-пакт-ных запо-ми-нающих уст-ройств - «твердотельных дис-ков», так и для замены ПЗУ.
Накопители на магнитной ленте . Как отмечалось, исторически пер-выми магнитными носителями в машинах 1 и 2 поко-ления были магнитные ленты (цифровые магнитофоны ) и магнитные бара-баны. В универсальных ЭВМ широко использовались и использу-ются накопи-тели на бобинной маг-нитной ленте, а в персональных ЭВМ - на-копители на кас-сет-ной магнитной ленте.
ПЗУ - быстрая, энергонезависимая память, которая, предназначенная только для чтения. Информация заносится в нее один раз (обычно в заводских условиях) и сохраняется постоянно (при включенном и выключенном компьютере). В ПЗУ хранится информация, присутствие которой постоянно необходимо в компьютере. Комплект программ, находящийся в ПЗУ образовывает базовую систему ввода/вывода BIOS (Basic Input Output System). BIOS (Basic Input Output System - базовая система ввода-вывода) - совокупность программ, предназначенных для автоматического тестирования устройств после включения питания компьютера и загрузки операционной системы в оперативную память.
В ПЗУ находятся:
Тестовые программы, проверяющие при каждом включении компьютера правильность работы его блоков;
Программы для управления основными периферийными устройствами - дисководом, монитором, клавиатурой;
Информация о том, где на диске расположена операционная система.
Типы ПЗУ:
ПЗУ с масочным программированием это память, в которую информация записана раз и навсегда в процессе изготовления полупроводниковых интегральных схем. Постоянные запоминающие устройства применяются только в тех случаях, когда речь идет о массовом производстве, т.к. изготовление масок для интегральных схем частного применения обходится весьма недешево.
ППЗУ (программируемое постоянное запоминающее устройство).
Программирование ПЗУ – это однократно выполняемая операция, т.е. информация, когда-то записанная в ППЗУ, впоследствии изменена быть не может.
СППЗУ (стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство). При работе с ним, пользователь может запрограммировать его, а затем стереть записанную информацию.
ЭИПЗУ (электрически изменяемое постоянное запоминающее устройство). Его программирование и изменение осуществляются с помощью электрических средств. В отличии от СППЗУ для стирания информации, хранимой в ЭИПЗУ, не требуется специальных внешних устройств.
Наглядно ОЗУ и ПЗУ можно представить себе в виде массива ячеек, в которые записаны отдельные байты информации. Каждая ячейка имеет свой номер, причем нумерация начинается с нуля. Номер ячейки является адресом байта.
Центральный процессор при работе с ОЗУ должен указать адрес байта, который он желает прочитать из памяти или записать в память. Разумеется, из ПЗУ можно только читать данные. Прочитанные из ОЗУ или ПЗУ данные процессор записывает в свою внутреннюю память, устроенную аналогично ОЗУ, но работающую значительно быстрее и имеющую емкость не более десятков байт.
Процессор может обрабатывать только те данные, которые находятся в его внутренней памяти, в ОЗУ или в ПЗУ. Все эти виды устройства памяти называются устройствами внутренней памяти, они обычно располагаются непосредственно на материнской плате компьютера (внутренняя память процессора находится в самом процессоре).
Кэш-память. Обмен данными внутри процессора происходит намного быстрее, чем обмен данными между процессором и оперативной памятью. Поэтому, для того чтобы уменьшить количество обращений к оперативной памяти, внутри процессора создают так называемую сверхоперативную или кэш-память. Когда процессору нужны данные, он сначала обращается к кэш-памяти, и только тогда, когда там отсутствуют нужные данные, происходит обращение к оперативной памяти. Чем больше размер кэш-памяти, тем большая вероятность, что необходимые данные находятся там. Поэтому высокопроизводительные процессоры имеют повышенные объемы кэш-памяти.
Различают кэш-память первого уровня (выполняется на одном кристалле с процессором и имеет объем порядка несколько десятков Кбайт), второго уровня (выполняется на отдельном кристалле, но в границах процессора, с объемом в сто и более Кбайт) и третьего уровня (выполняется на отдельных быстродействующих микросхемах с расположением на материнской плате и имеет объем один и больше Мбайт).
В процессе работы процессор обрабатывает данные, находящиеся в его регистрах, оперативной памяти и внешних портах процессора. Часть данных интерпретируется как собственно данные, часть данных - как адресные данные, а часть - как команды. Совокупность разнообразных команд, которые может выполнить процессор над данными, образовывает систему команд процессора. Чем больше набор команд процессора, тем сложнее его архитектура, тем длиннее запись команд в байтах и тем дольше средняя продолжительность выполнения команд.