Основы компьютерной технологии

1. Общие сведения о видах электронно-вычислительных машин, их классификация и сферы их применения.
Ответ. Вычислительная машина – это физическая система (устройство или комплекс устройств), предназначенная для механизации или автоматизации процесса вычислений или переработки информации по заданному алгоритму.
Вычислительные машины различают по следующим типам:
а) По способу представления и обработки информации (аналоговые и цифровые, гибридные, комбинированного типа).
б) По среде представления и обработки информации:
- механические;
- электромеханические;
- гидравлические;
- пневматические;
- оптические;
- магнитные.
Основные виды ЭВМ:
1) СуперЭВМ.
К СуперЭВМ относятся мощные многопроцессорные вычислительные машины с быстродействием сотни миллионов - десятки миллиардов операций в секунду. Класс сверхпроизводительных ЭВМ, предназначенных для решения особо сложных задач в областях науки, техники и управления. Сверхвысокая производительность достигается преимущественно за счет параллельной архитектуры, предусматривающей использование большого числа функционально-ориентированных процессоров и параллельного программирования, сверхглубокого охлаждения процессоров (до температур, близких к абсолютному нулю) а также высокоскоростных СБИС. В мире насчитывается ограниченное количество ЭВМ такого типа (порядка 500).
2) Большие ЭВМ - ЭВМ, имеющие высокую производительность, большой объем основной и внешней памяти, обладающие способностью параллельной обработки данных и обеспечивающие как пакетный, так и интерактивный ( диалоговый) режимы работы. За рубежом такие ЭВМ часто называют мэйнфреймами (Mainframe). Основные направления эффективного применения мейнфреймов - это решение научно-технических задач, работа в вычислительных системах с пакетной обработкой информации, работа с большими базами данных, управление вычислительными сетями и их ресурсами.
3) Малые ЭВМ - надежные, недорогие и удобные в эксплуатации компьютеры, обладающие несколько более низкими по сравнению с мейнфреймами возможностями. В прошлом так назывались ЭВМ, конструктивно выполненные в одной стойке и занимавшие небольшой объем (порядка десятых долей кубометра).
4) МикроЭВМ . Все модели мини-ЭВМ разрабатываются на основе микропроцессорных наборов интегральных микросхем, 16-, 32-, 64-разрядных микропроцессоров.
К достоинствам мини-ЭВМ можно отнести: специфичную архитектуру с большой модульностью, лучше, чем у мейнфреймов, соотношение производительность/цена, повышенная точность вычислений. Наряду с использованием для управления технологическими процессами мини-ЭВМ успешно применяется для вычислений в многопользовательских вычислительных системах, в системах автоматизированного проектирования, в системах моделирования несложных объектов, в системах искусственного интеллекта.
По назначению ЭВМ классифицируются следующим образом:
1. Универсальные.
Предназначены для решения самых различных инженерно-технических задач: экономических, математических, информационных и других задач, отличающихся сложностью алгоритмов и большим объемом обрабатываемых данных. Они широко используются в вычислительных центрах коллективного пользования и в других мощных вычислительных комплексах.
1. Проблемно-ориентированные.
Такие ЭВМ служат для решения более узкого круга задач, связанных, как правило, с управлением технологическими объектами; регистрацией, накоплением и обработкой относительно небольших объемов данных; выполнением расчетов по относительно несложным алгоритмам; они обладают ограниченными по сравнению с универсальными ЭВМ аппаратными и программными ресурсами.
3. Специализированные.
Используются для решения узкого круга задач или реализации строго определенной группы функций. Такая узкая ориентация ЭВМ позволяет четко специализировать их структуру, существенно снизить их сложность и стоимость при сохранении высокой производительности и надежности их работы.
К специализированным ЭВМ можно отнести, например, программируемые микропроцессоры специального назначения; адептеры и контроллеры, выполняющие логические функции управления отдельными несложными техническими устройствами согласования и сопряжения работы узлов вычислительных систем.
Классификация ЭВМ по принципу действия.
1. Аналоговые (АВМ)
2. Цифровые (ЦВМ)
3. Гибридные (ГВМ).
Критерием деления вычислительных машин на эти три класса являются форма представления информации, с которой они работают.
ЦВМ – вычислительные машины дискретного действия, работают с информацией, представленной в дискретной, а точнее, в цифровой форме.
АВМ - вычислительные машины непрерывного действия, работают с информацией, представленной в непрерывной (аналоговой) форме, то есть в виде непрерывного ряда значений какой-либо физической величины (чаще всего электрического напряжения).
ГВМ – вычислительные машины комбинированного действия работают с информацией, представленной и в цифровой, и в аналоговой форме; они совмещают в себе достоинства АВМ и ЦВМ. ГВМ целесообразно использовать для решения задач управления сложными быстродействующими техническими комплексами.
Классификация ЭВМ по этапам создания.
1. Первое поколение, 50-е годы; ЭВМ на электронных вакуумных лампах.
2. Второе поколение, 60-е годы; ЭВМ на дискретных полупроводниковых приборах (транзисторах).
3. Третье поколение, 70-е годы; ЭВМ на полупроводниковых интегральных схемах с малой и средней степенью интеграции (сотни – тысячи транзисторов в одном корпусе).
4. Четвертое поколение, 80-е годы; ЭВМ на больших и сверхбольших интегральных схемах – микропроцессорах (десятки тысяч – миллионы транзисторов в одном
5. Пятое поколение, 90-е годы; ЭВМ с многими десятками параллельно работающих микропроцессоров, позволяющих строить эффективные системы обработки знаний; ЭВМ на сверхсложных микропроцессорах с параллельно-векторной структурой, одновременно выполняющих десятки последовательных команд программы;
6. Шестое и последующие поколения; оптоэлектронные ЭВМ с массовым параллелизмом и нейтронной структурой – с распределенной сетью большого числа (десятки тысяч) несложных микропроцессоров, моделирующих архитектуру нейтронных биологических систем.
Классификация ЭВМ по размерам и функциональным возможностям:
1. Сверхбольшие
2. Большие
3. Малые
4. Сверхмалые (микро ЭВМ).
Исторически первыми появились большие ЭВМ, элементная база которых прошла путь от электронных ламп до интегральных схем со сверхвысокой степенью интеграции.
Появление в 70-х годах малых ЭВМ обусловлено, с одной стороны, прогрессом в области электронной элементной базы, а с другой – избыточностью ресурсов больших ЭВМ для ряда приложений. Малые ЭВМ используются чаще всего для управления технологическими процессами. Они более компактны и значительно дешевле больших ЭВМ.
Дальнейшие успехи в области элементной базы и архитектурных решений привели к возникновению супермини-ЭВМ – вычислительной машины, относящейся по архитектуре, размерам и стоимости к классу малых ЭВМ, но по производительности сравнимой с большой ЭВМ.
Изобретение в 1969 году микропроцессора привело к появлению в 70-х годах еще одного класса ЭВМ – микроЭВМ. Именно наличие микропроцессора служило первоначально определяющим признаком микроЭВМ.
2. Практическое задание.
Приведите следующие числа из двоичной системы счисления в десятичную, шестнадцатеричную и восьмеричную.
Решение.
а) 10001:
- десятичная: 10001Þ1*20 +0*21 +0*22 +0*23 +1*24 =17
- шестнадцатеричная: 10001Þ11
- восьмеричная: 10001Þ21
б) 101011:
- десятичная: 101011Þ1*20 +1*21 +0*22 +1*23 +0*24 +1*25 =43
- шестнадцатеричная: 101011Þ2B
- восьмеричная: 101011Þ53
в) 11100100
- десятичная: 11100100Þ0*20 +0*21 +1*22 +0*23 +0*24 +1*25 +1*26 +1*27 =228
- шестнадцатеричная: 11100100ÞЕ4
- восьмеричная: 11100100Þ344
г) 101000100010
- десятичная101000100010Þ0*20 +1*21 +0*22 +0*23 +0*24 +1*25 +0*26 +0*27 ++0*28 +1*29 +0*210 +1*211 =2594
- шестнадцатеричная:101000100010ÞА22
- восьмеричная:101000100010Þ5042
Тема 2. Программные средства реализации информационных процессов
1. Принципы построения, основные объекты и приемы управления Windows.
Ответ. Современный Windows - это операционная система, управляющая работой персонального компьютера.
Основные технологические принципы построения Windows
· Принцип Plug and Play (включи и работай), благодаря которому не требуется специальная настройка имеющегося оборудования компьютера. В общем случае, достаточно вставить устройство в гнездо компьютера и далее ОС сама найдет и установит соответствующий драйвер.
· Принцип Point and Click (указать и щелкнуть) используется для выбора пункта меню, команды, выделения объектов и пр. Выполняется он так: указатель мыши перемещается на элемент и нажимается левая кнопка мыши.
· Принцип Drag and Drop (переместить и оставить) используется для копирования или перемещения объектов. Технология «Drag and Drop» ускоряет ввод определенной информации в ПК. Данная технология используется, например, для копирования и удаления файлов.
· Принцип WYSIWYG ( What You See Is What You Get – что видите, то получите). Принцип используется в приложениях, написанных для системы. Он означает, что страница документа выглядит так, как она будет напечатана на бумаге.
· Технология OLE ( Object Linking and Embedding – связывание и встраивание объектов). Позволяет встраивать и редактировать совместно документы разных типов. Ее смысл состоит в том, что выделенные объекты, созданные в различных приложениях (блоки текста, таблицы, графические иллюстрации, звуковые и видеоклипы и другие) можно копировать и перемещать между приложениями.
· Объектно-ориентированная технология.Объектно-ориентированная технология определяет новое понимание процесса вычисления и то, как можно структурировать информацию внутри компьютера. При работе с объектами пользователь получает возможность делать с ними то, что ему необходимо для более удобного обращения с компьютером (например, копировать объект, удалить его, создать новый и т.д.).
· Оконная технология. Суть “оконной технологии” заключается в том, что для каждойпрограммы на экране отводится прямоугольный сектор – окно, причем все операции с данной программой пользователь выполняет именно в нем. Окно (по-английски Window) - объект, ради которого вся система и была задумана.
Подавляющее большинство операций по управлению работой персонального компьютера выполняются манипулятором мышь над графическими объектами Windows, либо короткими комбинациями клавиш (горячими клавишами) на клавиатуре.
Пользовательский интерфейс – это методы и средства взаимодействия человека с аппаратными и программными средствами компьютера. Стартовый экран Windows представляет собой системный объект, называемый рабочим столом.
Рабочий стол - это графическая среда, на которой отображаются объекты и элементы управления Windows. На рабочем столе можно видеть значки (пиктограммы), ярлыки и панель задач (основной элемент управления).
Значки являются графическим изображением объектов и позволяют управлять ими. Значки, как правило имеют метки - надписи, которые располагаются под ними.
Ярлык является указателем на объект. Достоинство ярлыков в том, что они обеспечивают быстрый доступ к объекту из любой папки, не расходуя на это памяти.
Панель задач является инструментом для переключения между открытыми папками или приложениями. В левой части панели задач расположена кнопка "Пуск"; в правой - панель индикации. На самой панели изображаются все открытые в данный момент объекты.
Кнопка "Пуск" открывает Главное меню. С его помощью можно запустить все программы, зарегистрированные в операционной системе, получить доступ ко всем средствам настройки операционной системы, к поисковой и справочной системам и другим функциям.
Центральным понятием Windows является окно. Окно – структурный и управляющий элемент пользовательского интерфейса, представляющий собой ограниченную рамкой прямоугольную область экрана, в которой может отображаться приложение, документ или сообщение.
Из других понятий Windows следует отметить понятия каталога и папки.
Каталог – поименованная группа файлов, объединенных по какому-либо признаку.
Папка – понятие, которое используется в Windows вместо понятия каталог в более ранних операционных системах. Понятие папка имеет расширенное толкование, так как наряду с обычными каталогами папки представляют и такие объекты, как Мой компьютер, Проводник, Принтер, Модем и др.
Файловая система персонального компьютера
Файловая система обеспечивает хранение и доступ к файлам на диске. Принцип организации файловой системы - табличный. Данные о том, в каком месте записан тот или иной файл, хранятся в системной области диска в специальной таблице размещения файлов (FAT-таблица ).
Файл - это именованная последовательность байтов произвольной длины. До появления Windows-95 общепринятой схемой именования файлов была схема 8.3 (короткое имя) – 8 символов собственно имя файла, 3 символа – расширение его имени. Недостаток коротких имен - их низкая содержательность.
Расширением имени считаются все символы после последней точки. В современных операционных системах расширение имени несет для системы важную информацию о типе файла.
Атрибуты файлов - это параметры, определяющие некоторые свойства файлов. Для получения доступа к атрибутам файла, следует щелкнуть правой кнопкой мыши по его значку и выбрать меню Свойства. Атрибут "Только для чтения" предполагает, что файл не предназначен для внесения изменений. Атрибут "Скрытый" говорит о том, что данный файл не следует отображать на экране при проведении файловых операций. Атрибутом "Системный" помечаются наиболее важные файлы ОС (как правило они имеют и атрибут "Скрытый"). Атрибут "Архивный" связан с резервным копированием файлов и особого значения не имеет.

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать полную версию