Типы компьютеров а буквенные б аналоговые в гибридные г цифровые
Несмотря на сравнительно недолгую историю автоматизации пивоваренного производства в ней уже использовались несколько поколений приборов и систем, которые на большинстве предприятий сохранились в виде отдельных разнородно оборудованных блоков. Даже если они уже и не отвечают современному уровню развития техники, зачастую они работают достаточно хорошо, чтобы просто от них избавиться. В связи с этим существует проблема необходимости модернизации устаревших блоков управления для адаптации их к современным системам обработки данных и рабочих параметров.
Производители регуляторов проявили поистине творческий подход в разработке ана-логово-цифровых гибридных схем. Как и прежде, технические возможности децентрализованных регуляторов в решении задач быстрой регулировки превосходят возможности регуляторов СУПК, которые «завязаны» на цикл центрального процессора длительностью от 0,1 до 0,5 с. Поэтому устанавливают новые местные регуляторы, а старые доосна-щают согласующим блоком таким образом, чтобы все функции выводились в цифровой форме на СУПК и монитор оператора и чтобы имелась возможность беспроблемного выполнения различных технических приемов, таких как дополнительно вводимое внешнее возмущающее воздействие или изменение задающей величины.
Кроме того, применительно к оборудованию предыдущих поколений не все то, что «современно» и «хорошо», обязательно будет лучше привычного. Кто работал с активной мнемосхемой и вспомогательным подчиненным уровнем К/Д, тот, признавая удобство управления с экрана монитора, иногда сожалеет о привычном сочетании детальной информации и наглядности, помогавшем ему в прошлом осуществлять оперативное управление процессом. В связи с этим понятно, почему крупные пивоваренные производства, которые ни в коем случае нельзя заподозрить в технической «отсталости», как и прежде оснащают центральные пульты управления активными мнемосхемами.
Стремление не злоупотреблять централизацией на СУПК именно в вопросе регулирования вызывается и осознанием того, что могло бы произойти, если бы весь блок ЦКТ вышел из под контроля в результате отказа регуляторов, управляемых программными средствами.
Есть три типа компьютеров, каждый из которых способен делать уникальные вещи. Они разделены аппаратным обеспечением и способом обработки данных. Рассматриваются три типа компьютеров: Аналоговый, Цифровой, и Гибридный. Каждый из них можно найти в различных отраслях по всему миру, у вас дома и даже в автомобиле. Но послушайте, давайте продолжим и сосредоточимся на том, что такое все эти компьютеры.
Судьба аналоговых компьютеров
Аналоговые компьютеры исчезли из обычных заведений, их можно найти только в избранных исследовательских университетах и промышленных предприятиях, а также в качестве экспериментальных моделей для компьютерных энтузиастов.
Энтузиасты электроники все еще возятся с проблемами моделирования электроники, потому что они преобразовывать данные в реальном времени в информацию в отличие от алгоритмическийданныеобработка в современных системах.
Их также помнят как экспериментальные хитрости, и они были далеки от того, чего добились цифровые системы. Несмотря на то, что они продвигали параллельную обработку более лучшими способами, они отставали, когда дело доходило до удобства использования для обычных пользователей.
Напротив, цифровые устройства оказались простыми в использовании, а полученные данные легко манипулировать и хранить.
Это никоим образом не означает, что аналоговые устройства и памятные вещи исчезли навсегда.Очевидно, что они играли важную роль, пока не возникла более совершенная методология вычислений и не возникло повальное увлечение персональными компьютерами.
3]Гибридный компьютер
Что приходит на ум, когда вы думаете о гибридном компьютере? Это должна быть смесь аналоговых и цифровых компьютеров. Таким устройствам удалось объединить в себе лучшие аналоговые и цифровые характеристики, что сделало их очень важными в ряде областей.
Что касается того, где используются гибридные компьютеры, то они в основном используются в специализированных приложениях, которым необходимо обрабатывать аналоговую и цифровую информацию. Как вы могли догадаться, гибридные компьютеры могут обрабатывать дискретные и непрерывные данные.
Сегодня весь мир в значительной степени полагается на гибридные компьютеры, и это во многом связано с их гибкостью. Один гибридный компьютер можно использовать для разных целей. Этого нельзя сказать об аналоге, но мы не должны забывать о его вкладе.
Примером гибридного компьютера являются отделения интенсивной терапии (ICU) в больницах по всему миру. В этих устройствах используется аналоговая технология для измерения температуры и артериального давления, а затем данные преобразуются и отображаются в цифровой форме на небольшом экране.
Компьютерная обработка сигналов может быть реализована в аналоговой, цифровой и гибридной формах. Сигнал преобразуется в электрический импульс, радиоволну или свет с помощью процесса, известного как модуляция.
Хотя концепция обработки сигналов может быть такой же простой, как включение и выключение постоянного тока, она также сложна, как переменный или электромагнитный ток.
Основная функция компьютера - преобразовывать необработанные данные в информацию, и эту задачу выполняет микропроцессор. Чтобы это произошло, данные должны пройти какой-то путь. Этот путь называется сигналом.
Компьютеры используют аналоговые и цифровые сигналы чтобы для преобразования необработанных данных в полезную информацию. В то время как первый быстро обрабатывает результаты, второй дает наиболее точную информацию. Где-то посередине находится гибридная обработка, которая призвана объединить преимущества вышеупомянутых технологий.
Ранние системы и устройства, созданные в начале 20 века, были аналоговыми; те, которые производились с конца 20-го по 21-й век, в основном были цифровыми.
С тех пор на смену аналоговым сигналам пришли цифровые инновации.
Переход стал возможным из-за необходимости выполнять задачи быстрее и эффективнее с меньшим количеством беспорядка.
Индустрия связи - это одна из областей, в которой технологии должны были быстро развиваться. В прошлом аналоговая телефония была простой в использовании, но ей мешали цена и ограниченная масштабируемость.
Однако цифровая телефония обеспечила более низкие тарифы на вызовы, лучшее качество передачи вызовов и улучшенную масштабируемость.
Выполнение
Аналоговые компьютеры - это решения, ориентированные на дифференциальные уравнения, где время является наиболее важным. Переменная. Поскольку они производят только непрерывные сигналы, выходные данные не используют длину слова в качестве критерия для окончательного вычисления. Обычно вычисление и вывод происходят одновременно.
Первые крупные компьютеры аналоговой сигнализации использовались для моделирования и испытаний различных типов самолетов, межконтинентальных баллистических ракет (межконтинентальных баллистических ракет) и на многочисленных промышленных установках. Ученые в первые годы обращались к этим системам, чтобы воплотить свои идеи в жизнь.
Например, пытаясь усовершенствовать систему подвески в конструкции автомобиля, системы можно было бы использовать для моделирования и, таким образом, предоставить инженерам более совершенные конструкции устойчивых к давлению подвесок.
Поскольку экспериментальные условия можно было объяснить математическими формулами, их также можно было моделировать с помощью аналоговых устройств.
Задачи были смоделированы в реальном мире путем запуска указанных формул, и выходные данные можно было прочитать в виде электрического напряжения и различных видов механических движений.
Традиционные компьютеры не обязательно нуждались в ресурсах хранения в качестве выходных данных, потому что вычисления можно было читать и использовать в режиме реального времени.
2. Цифровая обработка сигналов
Как следует из слов, представление данных осуществляется с помощью двоичных цифр, которые представлены цифрами и нечисловыми буквами и символами.
В отличие от аналоговых компьютеров, которые преобразуют данные в информацию в бесконечной форме, цифровая обработка сигналов работает, оценивая ввод и вывод данных с использованием двоичного режима 0 и 1 или дискретной электрической передачи включения и выключения.
Цифровые компьютеры способны предоставлять более точные данные, поскольку они манипулируют логическими и арифметическими операциями, такими как умножение, сложение, вычитание и деление.
Говоря языком непрофессионала, цифровая система предназначена для автоматической обработки арифметических или логических вычислений с использованием двоичных цифр в двух основных состояниях: 0 (ноль) и 1 (один).
Другие преимущества включают универсальность и точность, а также то, что их легко перепрограммировать. Кроме того, большая часть информации сегодня хранится в цифровом виде на компьютере и вне его.
Аналогово-цифровые преобразователи (АЦП) также используются для передачи аудиовизуальных аналоговых записей в компьютер с целью хранения и редактирования.
1. Обработка аналоговых сигналов
Люди воспринимают мир в аналоговой форме, что объясняет, почему все, что мы видим, говорим и слышим, передается в виде непрерывного и бесконечного потока информации. В некотором смысле человеческий мозг - это своего рода очень мощный суперкомпьютер.
Аналоговые компьютеры используются для моделирования механических, электрических и гидравлических величин природы для моделирования задач или моделей, которые необходимо решить. Текущий вычислительный процесс - это самоцель.
Если взять в качестве примера аналоговые часы, то циферблаты минут и часов постоянно движутся, чтобы определять время. Мы можем визуально измерить прошедшее или будущее время, не переключаясь между цифрами от 0 до 9, как в цифровых часах.
В отличие от современных компьютеров, которые можно использовать для общих целей дома и в офисе, аналоговые устройства использовались / используются для конкретных промышленных задач для измерения параметров, которые постоянно меняются.
Они были и могут использоваться для управления следующими физическими величинами:
- Напряжение
- температура
- давление
- расстояние
- ускорение
- скорость
- симуляция
- сила
Типы компьютеров
Эти три типа компьютеров основаны на работе, приложениях и функциях:
- Аналоговый компьютер
- Цифровой компьютер
- Гибридный компьютер
Примеры аналоговых устройств и компьютеров
- Логарифмическая линейка
- Спидометр
- Предиктор приливов
- Термометр
- Аналоговые часы
- Номограмма: графическое вычислительное устройство.
- Операционный усилитель
- Механический интегратор
- Электрические интеграторы, решающие уравнения в частных производных
- Бомбовой прицел Норден
- Осциллограф: используется для измерения напряжения электронного прибора во времени.
- Вольтметр
- MONIAC (Аналоговый компьютер денежного национального дохода): построен в Новой Зеландии в 1949 году для моделирования национального экономического процесса в Великобритании.
- Компьютер водного интегратора: построен в России в 1936 году для решения дифференциальных уравнений.
2]Цифровой компьютер
В типичном случае ON обозначается 1, а off — 0. Таким образом, мы можем заключить, что цифровые компьютеры обрабатывают данные, основанные на наличии или отсутствии электрического заряда. Короче говоря, это называется двоичной 1 или двоичным 0.
Для тех, кто может захотеть обрабатывать числовые или нечисловые данные, цифровой компьютер более чем способен выполнять такие задачи. Кроме того, такие системы могут выполнять арифметические операции с легкостью и в большинстве случаев намного быстрее, чем человеческий мозг.
Человек, стоящий за первым электронно-цифровым компьютером, — это человек, известный как Джон В. Атанасов. Устройство было построено между 1939 и 1942 годами, и ему помогал немецкий инженер по имени Клиффорд Э. Берри. Конрад Зузе.
В настоящее время наиболее распространенными цифровыми компьютерами являются калькуляторы и бухгалтерские машины.
Некоторые характеристики цифровых компьютеров
- Дискретные значения
- Большая память
- Быстрее скорость
- Очень надежный
- Результаты точны на 100 процентов
Пора поговорить о гибридных компьютерах, которые наиболее известны в мире благодаря тому, что они широко используются как потребителями, так и предприятиями.
Разница между аналоговыми, цифровыми и гибридными компьютерами
1]Аналоговый компьютер
Аналоговый компьютер — это тип системы, который предоставляет информацию в непрерывной форме. Эти типы компьютеров могут представлять только физические величины, такие как давление, вес, напряжение, давление, скорость и т. Д. Какая бы информация ни была на аналоговых выходах компьютера, они обычно отображаются на графике.
Эти компьютерные системы полезны в ситуациях, когда данные принимаются с помощью измерительных приборов, что означает, что нет необходимости преобразовывать в числа или любые формы цифровых атрибутов. Спидометр — отличный пример аналогового компьютера, то же самое можно сказать и о традиционном термометре.
Обратите внимание, что аналоговые компьютерные системы не требуют каких-либо возможностей хранения, потому что они связывают и измеряют количества в одном процессе. Короче говоря, они нигде не умны по сравнению с тем, что мы используем сегодня, но у них есть свои отрасли.
В прошлом аналоговый компьютер в основном использовался в научных и промышленных приложениях и даже после появления цифровых компьютеров. Это связано с тем, что на заре цифровых компьютеров аналоговые системы все еще работали намного быстрее. Однако между 1950-ми и 1960-ми годами аналоговые компьютерные системы устарели, поскольку они больше не могли идти в ногу с цифровой волной.
Электронные аналоговые компьютеры
По большей части эти компьютеры действительно основаны на специфике аналога. Однако их компоненты состоят из конденсаторов, катушек индуктивности и резисторов. Люди могут моделировать их, используя уравнения аналогичной формы. Кроме того, они более полезны, чем обычные аналоговые устройства, потому что имеют электрическую цепь.
Использование электрической схемы позволяет моделированию двигаться быстрее, чем когда-либо прежде, что в то время было огромным преимуществом для научного сообщества.
Теперь, если вам интересно, как выглядят эти компьютеры, ну, у них много усилителей и разъемов. Коммутатор в прошлом был отличным аналоговым компьютером, но ему не хватало надежности по сравнению с тем, что есть сегодня. И это не должно вызывать удивления.
Например, мы можем найти аналоговые компьютеры на нефтеперерабатывающих заводах и в бумажной промышленности, и это лишь некоторые из них.
Некоторые характеристики аналоговых компьютеров
- Непрерывные значения
- Маленькая память
- Медленная скорость
- Не такой надежный
- Результаты неточные
- Сложно использовать
Теперь вы знаете, что такое аналоговый компьютер, давайте поговорим о цифровом.
Различия между аналоговой и цифровой обработкой сигналов
Основное различие между цифровыми и аналоговыми компьютерами заключается в том, как они обрабатывают данные. В то время как цифровые компьютеры используют двоичный язык для точного выполнения вычислений, аналоговые компьютеры обрабатывают непрерывные данные, такие как изменения напряжения и колебания температуры, для вывода вычислений.
Работайте над постоянными ценностями
Работайте над сдержанными ценностями
Измеряйте такие величины, как скорость и температура.
Решайте математические задачи, такие как сложение и вычитание
Предпочтительно в инженерных и научных областях
Используется всеми и во всех слоях общества
Компьютеры специального назначения
ПК - это компьютеры общего назначения
Может не иметь памяти
Для работы необходима память
Используйте тщательно составленные списки инструкций
Может электрически соединять различные подсистемы вместе с помощью соединительных кабелей
Производить числа как результат
Сигналы выходного напряжения, а также набор аналоговых измерителей и осциллографов для отображения напряжений.
Различаются по размеру от крошечных устройств, размера рабочего стола до многостоечного оборудования
От крошечных встроенных систем до серверных систем размером с комнату
Хранение затруднено, потому что они используют непрерывные сигналы
Числовой и дискретный характер упрощают хранение данных
Типы компьютеров
Эти три типа компьютеров основаны на работе, приложениях и функциях:
- Аналоговый компьютер
- Цифровой компьютер
- Гибридный компьютер
3. Гибридная обработка сигналов
Это комбинация предпочтительных функций аналоговой и цифровой обработки сигналов. Гибридная система способна вводить аналоговые данные и выводить цифровую информацию или наоборот.
С точки зрения перспективы, гибридные компьютеры обладают как скоростью аналоговых систем, так и точностью и памятью цифровых устройств.
Например, аналоговое устройство можно использовать для измерения артериального давления и температуры пациента в медицинском учреждении, а полученные данные преобразуются в значимые цифровые данные.
В большинстве случаев гибриды предназначены для выполнения специальных задач на чувствительных военных объектах и важных зданиях для наблюдения за особыми видами деятельности и функциями радаров.
Этот компьютер должен быть предпочтительным, если пользователю необходимо обрабатывать как непрерывные, так и дискретные данные.
Сферы, в которых можно использовать гибридные компьютеры:
- Предоставлять данные о катетеризации сердца в больницах.
- Измерение сердцебиения, артериального давления и температуры
- В бензонасосах
Эта статья точна и правдива, насколько известно автору. Контент предназначен только для информационных или развлекательных целей и не заменяет личного или профессионального совета по деловым, финансовым, юридическим или техническим вопросам.
В ЭВМ применяется двоичная система счисления, т.е. все числа в компьютере представляются с помощью нулей и единиц, поэтому компьютер может обрабатывать только информацию, представленную в цифровой форме.
Для преобразования числовой, текстовой, графической, звуковой информации в цифровую необходимо применить кодирование. Кодирование – это преобразование данных одного типа через данные другого типа. В ЭВМ применяется система двоичного кодирования, основанная на представлении данных последовательностью двух знаков: 1 и 0, которые называются двоичными цифрами (binary digit – сокращенно bit).
Таким образом, единицей информации в компьютере является один бит, т.е. двоичный разряд, который может принимать значение 0 или 1. Восемь последовательных бит составляют байт. В одном байте можно закодировать значение одного символа из 256 возможных (256 = 2 в степени 8). Более крупной единицей информации является килобайт (Кбайт), равный 1024 байтам (1024 = 2 в степени 10). Еще более крупные единицы измерения данных: мегабайт, гигабайт, терабайт (1 Мбайт = 1024 Кбайт; 1 Гбайт = 1024 Мбайт; 1 Тбайт = 1024 Гбайт).
Целые числа кодируются двоичным кодом довольно просто (путем деления числа на два). Для кодирования нечисловой информации используется следующий алгоритм: все возможные значения кодируемой информации нумеруются и эти номера кодируются с помощью двоичного кода.
6)Аппаратное обеспечение современной ПЭВМ (основные блоки ПК).
Основные устройства компьютера: микропроцессор, память компьютера (внутренняя и внешняя), устройства ввода информации, устройства вывода информации, устройства передачи и приема информации
микропроцессор (МП) — сверхбольшая интегральная схема (СБИС), реализованная в едином полупроводниковом кристалле (кремния или германия) площадью меньше 0,1 см 2
Системный блок – это устройство, содержащее в своей структуре все основные технические компоненты ПК: микропроцессор, оперативную память, постоянную память, адаптеры и контроллеры, коммуникационные порты, накопитель на жестком диске (винчестер), гибком диске (дисковод), накопитель на компакт-дисках (CD-ROM), блок питания
Материнская плата – узел, который по праву может считаться самым основным устройством компьютера, так как именно к нему подключаются все остальные устройства в системном блоке: процессор, оперативная память и т.д.
Процессор – компонент, значимость которого ничуть не меньше значимости материнской платы, предназначен для выполнения определенных операций – логических и математических.
Видеоадаптор (видеокарта) - устройство, преобразовывающее графический образ из памяти ПК в другую форму, предназначенную для вывода на экран монитора. Жесткий диск – устройство, предназначенное для длительного хранения Важной информации (иногда бесполезной). Вопреки своему названию, поверьте, он отнюдь не такой уж жесткий, поэтому в обращении с ним следует быть крайне осторожным.
7) Аппаратное обеспечение современной ПЭВМ (периферийные дополнительные устройства).
Периферийные устройства. Периферийные устройства (принтер и др.) подключаются к аппаратуре компьютера через специальные контроллеры — устройства управления периферийными устройствами.
Клавиатура служит для ввода информации в компьютер и подачи управляющих сигналов. Она содержит стандартный набор алфавитно-цифровых клавиш и некоторые дополнительные клавиши — управляющие и функциональные, клавиши управления курсором, а также малую цифровую клавиатуру.
Курсор — светящийся символ на экране монитора, указывающий позицию, на которой будет отображаться следующий вводимый с клавиатуры знак.
Монитор — устройство визуального отображения информации (в виде текста, таблиц, рисунков, чертежей и др.).
Принтер — печатающее устройство. Осуществляет вывод из компьютера закодированной информации в виде печатных копий текста или графики.
Основных видов принтеров три: матричные, лазерные и струйные.
Порт — это разъём, через который можно соединить процессор компьютера с внешним устройством.
Плоттер (графопостроитель) — устройство, которое чертит графики, рисунки или диаграммы под управлением компьютера.
Плоттеры используются для получения сложных конструкторских чертежей, архитектурных планов, географических и метеорологических карт, деловых схем. Плоттеры рисуют изображения с помощью пера.
Сканер — устройство для ввода в компьютер графических изображений. Создает оцифрованное изображение документа и помещает его в память компьютера.
Модем — устройство для передачи компьютерных данных на большие расстояния по телефонным линиям связи. Модем обеспечивает преобразование цифровых сигналов компьютера в переменный ток частоты звукового диапазона — этот процесс называется модуляцией, а также обратное преобразование, которое называется демодуляцией.
Манипуляторы (мышь, джойстик и др.) — это специальные устройства, которые используются для управления курсором.
Мышь имеет вид небольшой коробки, полностью умещающейся на ладони. Мышь связана с компьютером кабелем через специальный блок — адаптер, и её движения преобразуются в соответствующие перемещения курсора по экрану дисплея.
Джойстик — это стержень-ручка, отклонение ее от вертикального положения приводит к передвижению курсора в соответствующем направлении по экрану монитора.
Трекбол — небольшая коробка с шариком, встроенным в верхнюю часть корпуса. В отличие от мыши, трекбол не требует свободного пространства около компьютера, его можно встроить в корпус машины
8) Структурная схема ПК
9) Классификация запоминающих устройств
Цифровыми запоминающими устройствами называют устройства, предназначенные для записи, хранения и считывания информации, представленной в цифровом коде. Запоминающие устройства классифицируются по назначению, технологии изготовления, способу адресации, способу хранения информации и т.д.
По назначению ЗУ подразделяются на:
- оперативные запоминающие устройства (ОЗУ) обеспечивающие режим записи, хранения и считывания информации в процессе ее обработки;
- постоянные запоминающие устройства (ПЗУ) осуществляют только считывание информации в рабочем режиме и являются основной памятью ПК;
- внешние запоминающие устройства (ВЗУ) предназначены для записи, считывания и хранения информации отдельно от компьютера и являются внешней памятью ПК.
ОЗУ и ПЗУ представляют собой внутреннюю память вычислительного устройства.
К основным параметрам ЗУ относятся: информационная емкость, потребляемая мощность, время хранения информации, быстродействие.
Внешнее запоминающее устройства (ВЗУ): магнитные диски, стримеры, накопитель на жестких магнитных дисках (винчестер) гибкие диски, дискетами, оптические диски (компакт-диски) CD-ROM
10) Структура памяти ЭВМ
Для этих ПК характерно стандартное распределение непосредственно адресуемой памяти между ОЗУ, ПЗУ и функционально ориентированной информацией.
Основная память в соответствии с методами доступа и адресации делится на отдельные, иногда частично или полностью перекрывающие друг друга области, имеющие общепринятые названия. Прежде всего, основная память компьютера делится на две логические области: непосредственно адресуемую память, занимающую первые 1024 Кбайта ячеек с адресами от 0 до 2 20 -1=FFFFF16=104857510, и расширенную память, доступ к ячейкам которой возможен при использовании специальных программ-драйверов.
11) Программное обеспечение современной ПЭВМ. Структура программного обеспечения
Для работы компьютера необходим целый набор программ, осуществляющий выполнение требуемых задач - программное обеспечение. Программное обеспечение (ПО) компьютера делят на три класса: системное, инструментальное и прикладное.
Системными называют программы, предназначенные для разработки, отладки и поддержки выполнения других программ. К системным программам относятся операционные системы, сервисные системы и системы технического обслуживания. Сервисные системы расширяют возможности операционных систем, выполняют ряд дополнительных услуг и образуют оболочки, утилиты и программы, изменяющие внешний вид и функционирование операционной системы. Системы технического обслуживания предназначены для проверки, отладки и тестирования устройств компьютера и поиска неисправностей. Они используются в работе специалистов, контролирующих техническую работу компьютера.
Инструментальными называют программы, которые используются для создания программного обеспечения. К ним относятся системы программирования, работающие на установленном языке программирования; системы управления базами данных и программы управления искусственным интеллектом.
Прикладными называют программные средства, предназначенные для выполнения конкретных однотипных задач.
Структуру ОС составляют следующие модули:
базовый модуль (ядро ОС) — управляет работой программ и файловой системой, обеспечивает доступ к ней и обмен файлами между периферийными устройствами;
командный процессор — расшифровывает и исполняет команды пользователя, поступающие прежде всего через клавиатуру;
драйверы периферийных устройств — программно обеспечивают согласованность работы этих устройств с процессором (каждое периферийное устройство обрабатывает информацию по-разному и в различном темпе);
дополнительные сервисные программы (утилиты) — делают удобным и многосторонним процесс общения пользователя с компьютером.
12) Системное программное обеспечение
Системными называют программы, предназначенные для разработки, отладки и поддержки выполнения других программ. К системным программам относятся операционные системы, сервисные системы и системы технического обслуживания. Сервисные системы расширяют возможности операционных систем, выполняют ряд дополнительных услуг и образуют оболочки, утилиты и программы, изменяющие внешний вид и функционирование операционной системы. Системы технического обслуживания предназначены для проверки, отладки и тестирования устройств компьютера и поиска неисправностей. Они используются в работе специалистов, контролирующих техническую работу компьютера.
13) Прикладное программное обеспечение
Прикладная программа или приложение — программа, предназначенная для выполнения определенных пользовательских задач и рассчитанная на непосредственное взаимодействие с пользователем. В большинстве операционных систем прикладные программы не могут обращаться к ресурсам компьютера напрямую, а взаимодействуют с оборудованием и проч. посредством операционной системы
14) Операционная система Windows 9x. Объекты и элементы управления Windows
Операционная система организует эффективный интерфейс пользователя с ПК и обеспечивает подключение всех компьютерных систем и выполнение всех используемых программ. Операционная система (ОС) это комплекс взаимосвязанных программ, предназначенных для того, чтобы обеспечить пользователям и программам (прикладным и системным) удобный способ общения (интерфейс) с устройством клавиатуры.
Процесс считывания ОС называется загрузкой. В функции операционной системы входят:
1)осуществление диалога с пользователем; ввод, вывод и управление данными; планирование и организация процесса обработки программ;
2)распределение ресурсов (оперативной и сверхбыстрой памяти, процессора, внешних устройств); запуск программ на выполнение;
3)всевозможные вспомогательные операции обслуживания;
4)передача информации между различными внутренними устройствами;
программная поддержка работы периферийных устройств
Наиболее распространенными ОС в среде персональных компьютеров являются MS-DOS; MS WINDOWS 95-98, NT фирмы Microsoft; OS/2 фирмы IBM; UNIX; Linux.
Операционная система MS-DOS (дисковая операционная система) выполняет подключение оперативной памяти, запуск управляющих программ, драйверов устройств ввода и вывода информации и многое другое.
К основным достоинствам этой ОС относятся: развитый командный язык; возможность организации многоуровневых каталогов; возможность подключения пользователем дополнительных драйверов внешних устройств. DOS является модульной программой.
Операционной программой над DOS является оболочка Norton Command. Операционная оболочка – это программа, расширяющая возможности операционной системы и представляющая пользователю дополнительные услуги по обработке информации.
Операционная система Windows разработана и выпущена фирмой Microsoft в 1998 г. Windows обладает рядом дополнительных возможностей по сравнению с DOS. Пространство на котором работает пользователь в Windows называется рабочим столом. Каждая запущенная программа в Windows отображается в собственном окне на рабочем столе, размерами и положением которого можно управлять при помощи мышки и специальных кнопок управления. Стандартное окно Windows состоит из: соки заголовка, кнопок управления окном, которые располагаются в правом верхнем углу, соки меню, статус - соки.
Windows 98 является графической операционной системой для компьютеров платформы IBM PC. Ее основные средства управления — графический манипулятор (мышь или иной аналогичный) и клавиатура. Система предназначена для управления автономным компьютером, но также содержит все необходимое для создания небольшой локальной компьютерной сети (одноранговой сети) и имеет средства для интеграции компьютера во всемирную сеть (Интернет).
Рабочий стол — это графическая среда, на которой отображаются объекты Windows и элементы управления Windows. Все, с чем мы имеем дело, работая с компьютером в данной системе, можно отнести либо к объектам,либо к элементам управления. В исходном состоянии на Рабочем столе можно наблюдать несколько экранных значков и Панель задач (рис. 3.1). Значки — это графическое представление объектов Windows, а Панель задач — один из основных элементов управления
15) Операционная система MS-DOS
Операционная система MS-DOS (дисковая операционная система) выполняет подключение оперативной памяти, запуск управляющих программ, драйверов устройств ввода и вывода информации и многое другое.
К основным достоинствам этой ОС относятся: развитый командный язык; возможность организации многоуровневых каталогов; возможность подключения пользователем дополнительных драйверов внешних устройств. DOS является модульной программой.
Операционной программой над DOS является оболочка Norton Command. Операционная оболочка – это программа, расширяющая возможности операционной системы и представляющая пользователю дополнительные услуги по обработке информации.
Операционная система Windows разработана и выпущена фирмой Microsoft в 1998 г. Windows обладает рядом дополнительных возможностей по сравнению с DOS. Пространство на котором работает пользователь в Windows называется рабочим столом. Каждая запущенная программа в Windows отображается в собственном окне на рабочем столе, размерами и положением которого можно управлять при помощи мышки и специальных кнопок управления. Стандартное окно Windows состоит из: соки заголовка, кнопок управления окном, которые располагаются в правом верхнем углу, соки меню, статус - соки.
16) Команды MS-DOS
Attrib-Вывод и изменение атрибутов файлов.
cd или chdir-Вывод имени либо смена текущего каталога
cd-Смена текущего каталога
dir — просмотр оглавления текущего каталога;
dir *.exe — выводится информация обо всех файлах с расширением EXE из текущего каталога;
cd c:\catalog — установить текущим каталог с именем catalog на диске C;
cd .. — переход на каталог выше;
cd\ — переход в корневой каталог;
md books — в текущем каталоге создать подкаталог books;
md c:\archives — в корневом каталоге на диске С: создается каталог archives;
rd games — удаление каталога games в текущем каталоге.
Format
Форматирование диска. пример:format c: -будет отформатирован диск С
17) Программа – оболочка
Программы-оболочки. Наглядно показывает на экране всю файловую структуру компьютера: диски, каталоги, файлы. Программа-оболочка сама «переводит» полученные команды в язык MS-DOS .
Опр. Оболочка – это программа, которая запускается под управлением операционной системы и помогает работать с этой операционной системой.
При обращении к жесткому диску компьютер разыскивает на нем специальный пакет программ, называемый операционной системой.
Опр. Операционная система обеспечивает взаимодействие различных программ между собой (программный интерфейс), взаимодействие программного обеспечения и аппаратного (программно- аппаратный интерфейс) и взаимодействие человека с компьютером (интерфейс пользователя). Операционные системы бывают графическими и неграфическими. В неграфических системах управление производится вводом специальных команд в командную строку с помощью клавиатуры. Графические операционные системы позволяют использовать для управления компьютером специальные манипуляторы (мышь).
Опр. Программы, написанные под управлением операционной системы, называются приложениями.
Операционная система компьютера: назначение, состав, загрузка. Режимы работы.
ОС управляет компьютером, запускает программы, обеспечивает защиту пользователя и программ. Каждая программа пользуется услугами ОС, а потому может работать только под управлением той ОС, которая обеспечивает для нее эти услуги. Выбор ОС очень важен, от выбора ОС зависит производительность работы ПК, степень защиты данных и т.д.
18) Файловая система
Фа́йловая систе́ма (англ. file system) — порядок, определяющий способ организации, хранения и именования данных на носителях информации в компьютерах, а также в другом электронном оборудовании: цифровых фотоаппаратах, мобильных телефонах и т. п. Файловая система определяет формат содержимого и способ физического хранения информации, которую принято группировать в виде файлов. Конкретная файловая система определяет размер имени файла (папки), максимальный возможный размер файла и раздела, набор атрибутов файла. Некоторые файловые системы предоставляют сервисные возможности, например, разграничение доступа или шифрование файлов.
Файловая система связывает носитель информации с одной стороны и API для доступа к файлам — с другой. Когда прикладная программа обращается к файлу, она не имеет никакого представления о том, каким образом расположена информация в конкретном файле, так же, как и на каком физическом типе носителя (CD, жёстком диске, магнитной ленте, блоке флеш-памяти или другом) он записан. Всё, что знает программа — это имя файла, его размер и атрибуты. Эти данные она получает от драйвера файловой системы. Именно файловая система устанавливает, где и как будет записан файл на физическом носителе (например, жёстком диске).
С точки зрения операционной системы (ОС), весь диск представляет собой набор кластеров (как правило, размером 512 байт и больше) [1] . Драйверы файловой системы организуют кластеры в файлы и каталоги (реально являющиеся файлами, содержащими список файлов в этом каталоге). Эти же драйверы отслеживают, какие из кластеров в настоящее время используются, какие свободны, какие помечены как неисправные.
Однако файловая система не обязательно напрямую связана с физическим носителем информации. Существуют виртуальные файловые системы, а также сетевые файловые системы, которые являются лишь способом доступа к файлам, находящимся на удалённом компьютере.
Чтобы иметь представление о возможностях ЭВМ, их принято разделять на группы по различным признакам. Совсем недавно разделять ЭВМ по различным признакам не составляло пратически никакого труда. Важно было только обозначить признак классификации, к примеру: по назначению, по производительности, по габаритам, по стоимости, по элементной базе и т. д.
С развитием технологии производства ЭВМ классифицировать их стало все более сложно, так как стирались видимые грани между такими характеристиками, как производительность, емкость внутренней и внешней памяти, габариты, вес, энергопотребление и др. Например, персональный компьютер, для размещения которого вполне достаточно письменного стола, имеет такие же возможности и технические характеристики, что и достаточно совершенная в совсем недалеком прошлом ЭВМ Единой системы (ЕС), занимающая машинный зал в несколько сотен квадратных метров. Поэтому разделение ЭВМ по приведенным признакам не стоит воспринимать как классификацию по техническим параметрам. Это, вероятней всего, эвристический подход, где большую значимость имеет предполагаемая сфера применения компьютеров.
По принципу действия вычислительные машины делятся на три больших класса (рис. 5.1): аналоговые (АВМ), цифровые (ЦВМ) и гибридные (ГВМ).
Рис.5.1. Классификация вычислительных машин по принципу действия.
Критерием деления вычислительных машин на эти три класса является форма представления информации, с которой они работают (рис. 5.2).
Рис.5.2. Две формы предоставления информации в машинах:
а- аналоговая; б- цифровая импульсная.
Цифровые вычислительные машины (ЦВМ) - вычислительные машины дискретного действия, работают с информацией, представленной в дискретной, а точнее, в цифровой форме.
Аналоговые вычислительные машины (АВМ) - вычислительные машины непрерывного действия, работают с информацией, представленной в непрерывной (аналоговой) форме, т.е. в виде непрерывного ряда значений какой-либо физической величины (чаще всего электрического напряжения)
Аналоговые вычислительные машины весьма просты и удобны в эксплуатации; программирование задач для решения на них, как правило, нетрудоемкое; скорость решения задач изменяется по желанию оператора и может быть сделана сколь угодно большой (больше, чем у ЦВМ), но точность решения задач очень низкая (относительная погрешность 2-5 %). На АВМ наиболее эффективно решать математические задачи, содержащие дифференциальные уравнения, не требующие сложной логики.
Гибридные вычислительные машины (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.
Наиболее широкое применение получили ЦВМ с электрическим представлением дискретной информации - электронные цифровыевычислительные машины, обычноназываемые просто электронными вычислительными машинами (ЭВМ), без упоминания обихцифровомхарактере.
По этапамсозданияи используемой элементнойбазе ЭВМ условно делятсяна поколения:
1-е поколение, 50-е гг.: ЭВМ на электронных вакуумных лампах;
2-е поколение, 60-е гг.: ЭВМ на дискретных полупроводниковых приборах (транзисторах);
3-е поколение, 70-е гг.: ЭВМ на полупроводниковых интегральных схемах с малой и средней степенью интеграции (сотни - тысячи транзисторов в одном корпусе);
Примечание. Интегральная схема - электронная схема специального назначения, выполненная в виде единого полупроводникового кристалла, объединяющего большое число диодов и транзисторов.
4-е поколение, 80-е гг.: ЭВМ на больших и сверхбольших интегральных схемах - микропроцессорах (десятки тысяч - миллионы транзисторов в одном кристалле);
5-е поколение, 90-е гг.: ЭВМ с многими десятками параллельно работающихмикропроцессоров,позволяющих строить эффективные системы обработки знаний; ЭВМ на сверхсложных микропроцессорах с параллельно-векторной структурой, одновременно выполняющих десятки последовательных команд программы;
6-е и последующие поколения: оптоэлектронные ЭВМ с массовым параллелизмом и нейронной структурой - с распределенной сетью большого числа (десятки тысяч) несложных микропроцессоров, моделирующих архитектуру нейронных биологических систем.
Каждое следующее поколение ЭВМ имеет по сравнению с предшествующим существенно лучшие характеристики. Так, производительность ЭВМ и емкость всех запоминающих устройств увеличиваются, как правило, больше чем на порядок.
По назначению ЭВМ можно разделить на три группы: универсальные (общегоназначения),проблемно-ориентированные и специализированные (рис. 5.3).
Рис.5.3. Классификация ЭВМ по назначению.
Универсальные ЭВМ 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.
Характерными чертами универсальных ЭВМ являются:
разнообразие форм обрабатываемых данных: двоичных, десятичных, символьных, при большом диапазоне их изменения и высокой точности их представления;
обширная номенклатура выполняемых операций, как арифметических, логических, так и специальных;
большая емкость оперативной памяти;
развитая организация системы ввода-вывода информации, обеспечивающая подключение разнообразных видов внешних устройств.
Проблемно-ориентированные 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.
К проблемно-ориентированным ЭВМ можно отнести, в частности, всевозможные управляющие вычислительные комплексы.
Специализированные ЭВМ 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; адаптеры и контроллеры, выполняющие логические функции управления отдельными несложными техническими устройствами, агрегатами и процессами; устройства согласования и сопряжения работы узлов вычислительных систем.
По размерам и функциональным возможностям ЭВМ можно разделить (рис. 5.4) на сверхбольшие (суперЭВМ), большие, малые, сверхмалые (микроЭВМ).
Рис. 5.4. Классификация ЭВМ по размерам и вычислительной мощности
Функциональные возможности ЭВМ обусловливают важнейшие технико-эксплуатационные характеристики:
· быстродействие, измеряемоеусредненным количеством операций, выполняемых машиной за единицу времени;
· разрядность и формы представления чисел, с которыми оперирует ЭВМ;
· номенклатура, емкость и быстродействие всех запоминающих устройств;
· номенклатура и технико-экономические характеристики внешних устройств хранения, обмена и ввода-вывода информации;
· типы и пропускная способность устройств связи и сопряжения узлов ЭВМ между собой (внутримашинного интерфейса);
· способность ЭВМ одновременно работать с несколькими пользователями и выполнять одновременно несколько программ (многопрограммность);
· типы и технико-эксплуатационные характеристики операционных систем, используемых в машине;
· наличие и функциональные возможности программного обеспечения;
· способность выполнять программы, написанные для других типов ЭВМ (программная совместимость с другими типами ЭВМ);
· система и структура машинных команд;
· возможность подключения к каналам связи и к вычислительной сети;
· эксплуатационная надежность ЭВМ;
· коэффициент полезного использования ЭВМ во времени, определяемый соотношением времени полезной работы и времени профилактики.
Исторически первыми появились большие ЭВМ, элементная база которых прошла путь от электронных ламп до интегральных схем со сверхвысокой степенью интеграции.
Примечание. Первая большая ЭВМ ЭНИАК (Electronic Numerical Integrator and Computer) была создана в 1946 г. (в 1996 г. отмечалось 50-летие создания первой ЭВМ). Эта машина имела массу более 50 т, быстродействие несколько сотен операций в секунду, оперативную память емкостью 20 чисел; занимала огромный зал площадью около 100 кв.м.
Производительность больших ЭВМ оказалась недостаточной для ряда задач: прогнозирования метеообстановки, управления сложными оборонными комплексами, моделирования экологических систем и др. Это явилось предпосылкой для разработки и создания суперЭВМ, самых мощных вычислительных систем, интенсивно развивающихся и в настоящее время.
Появление в 70-х гг. 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 г. микропроцессора (МП) привело к появлению в 70-х гг, еще одного класса ЭВМ - микроЭВМ (рис. 5.5). Именно наличие МП служило первоначально определяющим признаком микроЭВМ. Сейчас микропроцессоры используются во всех без исключения классах ЭВМ.
Рис.5.5. Классификация микроЭВМ.
Многопользовательские микроЭВМ - это мощные микроЭВМ, оборудованные несколькими видеотерминалами и функционирующие в режиме разделения времени, что позволяет эффективно работать на них сразу нескольким пользователям.
Персональные компьютеры (ПК) - однопользовательские микроЭВМ, удовлетворяющие требованиям общедоступности и универсальности применения.
Рабочие станции (work station) представляют собой однопользовательские мощные микроЭВМ, специализированные для выполнения определенного вида работ (графических, инженерных, издательских и др.).
Серверы (server) - многопользовательские мощные микроЭВМ в вычислительных сетях, выделенные для обработки запросов от всех станций сети.
Конечно, вышеприведенная классификация весьма условна, ибо мощная современная ПК, оснащенная проблемно-ориентированным программным и аппаратным обеспечением, может использоваться и как полноправная рабочая станция, и как многопользовательская микроЭВМ, и как хороший сервер, по своим характеристикам почти не уступающий малым ЭВМ.
Программное обеспечение. Базовое (BIOS), системное, прикладное, средства разработки. Функции ОС. Windows, Linix, FreeBSD. Текстовые процессоры, электронные таблицы, базы данных. Средства Internet. Графические средства. Трансляция программ. Fortran. COBOL. Декомпозиция. Структурное программирование (Дейкстра). Три управляющие конструкции. 1971 – Вирт, Паскаль. Фирма Borland (Ф. Кан). Керниган и Ричи, ООП.
Читайте также: