Контрольная работа: Вычислительные машины
Материнская плата. Материнская плата является одним из главных устройств компьютера, на ней устанавливаются микросхемы процессора, память и микросхемы других устройств.
Жесткий диск. Очень важный параметр – объём жесткого диска. Бывают от 120 мегабайт до 60 гигабайт и выше. Немаловажный параметр также – быстродействие жесткого диска. Обычные диски вращаются со скоростью 5400 об./ мин, а новые – уже 7200. ДИСКОВОДЫ ( CD, FDD ). Современные дисководы FDD рассчитаны на дискету размером 3,5 дюйма. Обычно дискета вмещает 1,44МБ данных. CD-ROM дисковод для лазерных компакт дисков вмещает около 650-700 МБ данных или 70 минут звука.
Принтеры бывают матричные, струйные и лазерные. Порты бывают трёх видов: параллельные, последовательные и инфракрасные. Модемы позволяют нам подключатся к компьютерным сетям через телефонную линию. Они делятся на внешние и внутренние, бывают ещё и факс модемы.
Процессор. Процессор, или более полно микропроцессор, а также часто называемый ЦПУ (CPU - central processing unit) является центральным компонентом компьютера. Это разум, который управляет, прямо или косвенно, 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
2. Анализ операций доступа к объекту сети передачи данных с целью обеспечения информационной безопасности сети
Когда возникла задача создания сетей передачи данных для ЭВМ, естественным, прежде всего, было обращение к столетнему опыту работы с телеграфными сетями. Так, опыт работы с телеграфными сетями с промежуточным накоплением (переприем телеграмм с переносом перфоленты) пригодился при создании сетей передачи данных с коммутацией сообщений, а с сетями абонентского телеграфа (телекса) - для создания сетей передачи данных с коммутацией каналов. Важную роль в развитии сетей передачи данных сыграл научно-технический прогресс. Он позволил в течение сравнительно небольшого периода времени (несколько десятилетий) перейти от бумажных перфолент и перфокарт к магнитным лентам, а затем к магнитным дискам, полупроводниковым и оптическим запоминающим устройствам.
Одновременно огромный скачок произошел в технике защиты передачи от помех. От простых способов обнаружения ошибок путем проверки перфоленты на четность числа пробитых в ней отверстий удалось перейти к высоконадежным кодам не только обнаруживающим, но и исправляющим ошибки. Самое же главное, была создана микроэлектронная база. Она позволила сделать сложную аппаратуру компактной и экономичной по расходу электроэнергии. Все это открыло возможности построения технических средств передачи с огромной скоростью и ознаменовало наступление новой эпохи развития документальной связи.
Широкое применение систем передачи данных началось в 1960-х гг. как по телефонным сетям общего пользования, так и по специализированным сетям. Главные недостатки систем передачи данных по телефонным сетям состоят в том, что для таких систем требуются модемы, а время установления соединения составляет, по меньшей мере, 15 с, а обычно - значительно больше. Кроме этого, качество передачи в этом случае зависит от характеристик телефонных каналов. Они могут меняться от соединения к соединению и подвергаться воздействию помех, в частности, от работы коммутационных приборов на телефонных станциях электромеханических систем. Некоторое улучшение качества передачи может быть достигнуто при использовании арендованных телефонных линий, но для них также требуются модемы. За выигрыш же возможного улучшения качества передачи приходится расплачиваться заботами о сокращении простоев линий. В ходе таких забот во многих странах разрабатывались и применялись схемы коллективного использования арендованных линий путем формирования групп абонентов, подключения терминалов в разных точках трассы абонентской линии, мультиплексирования, применения других методов.
Одновременно велось создание специализированных сетей. При этом были испытаны различные структуры схем и различные методы коммутации. Среди наиболее распространенных структур встречаются узловые (звездообразные), кольцевые, полносвязные, а также схемы типа шины. Для более сложных структур, которые могут включать в качестве составных частей перечисленные схемы, необходимо применение узлов коммутации. На основании анализа эффективности различных методов передачи данных в начале 1970-х гг. были определены области предпочтительного применения различных систем передачи. Они показаны на графике рис. 3. Как видно из графика, выбор предпочтительного способа передачи зависит как от общего объема передачи (нагрузки), так и от средней длины передаваемых сообщений. Например, применение коммутируемой телефонной сети оправдано лишь при небольших нагрузках. При умеренных же нагрузках, но не очень длинных сообщениях, предпочтительнее сеть с пакетной коммутацией. Именно поэтому во многих странах мира созданы специализированные сети передачи данных общего пользования с коммутацией пакетов. Технические средства для таких сетей быстро совершенствовались. В 1976 г. МККТТ была принята рекомендация Х.25. В 1980 и 1984 гг. она подверглась переработкам. Рекомендация Х.25 касается соединения терминалов передачи данных, ЭВМ и других пользовательских систем с сетями передачи данных и описывает протоколы взаимодействия различных устройств. Протокол Х.25 организован по трехуровневой системе (об общих принципах организации многоуровневых систем передачи и обработки информации см. статью автора "О единой концепции информационного обеспечения перевозок", "Железнодорожный транспорт", 1992, № 7, стр. 23-27).
Уровень сети
Главными задачами уровня сети являются выбор маршрутов передачи пакетов и управление потоками передаваемых пакетов по каждому выбранному маршруту. По терминологии Х.25 уровень сети называется уровнем пакетов. Рекомендация Х.25 не дает полного решения указанных задач, поскольку протокол Х.25 является лишь спецификацией сетевого сопряжения. Подробности, касающиеся соединений устройств ЛУПД по связывающей сети, оставлены на усмотрение администрации сети. Тем не менее организация сетевого уровня во многом зависит от требований, заложенных в рекомендациях Х.25. Протокол Х.25 ориентирован на соединения в виде виртуальных каналов. Связисты иногда воспринимают этот термин, зародившийся в среде специалистов по вычислительной технике, с некоторым недоверием. Они не всегда до конца понимают его смысл, даже если им предлагают синонимы - логический или мнимый канал. Таким связистам можно лишь напомнить, что они (или их коллеги) фактически уже более четверти века эксплуатируют пучки виртуальных телефонных каналов в трансокеанских кабелях по известной системе TASI (Time Assignement Speech Interpolation, т.е. интерполяции речи по предоставляемым ее отрезкам).
Использование четырехпроводных междугородных телефонных каналов, как правило, не превышает 40-50 %, так как большую часть времени говорит лишь один из собеседников. Если же установить обнаружители речи и предоставлять каналы в каждом направлении только для передачи реально фиксируемой речи, сопровождая такую передачу адресом, то можно, например, по пучку из 100 каналов передать 200 разговоров. При этом каждая из 200 разговаривающих пар фактически получает канал связи, хотя физических каналов в кабеле только 100. Канал же, по которому говорят абоненты, является логическим или виртуальным.
3. Характеристики оперативной памяти компьютера
Оперативная память (RAM — randomaccessmemory, ОЗУ) — устройство, предназначенное для хранения обрабатываемой информации (данных) и программ, управляющих процессом обработки информации. Конструктивно представляет собой набор микросхем, размещенных на одной небольшой плате (модуль, планка). Модуль (модули) оперативной памяти вставляется в соответствующий разъем материнской платы, позволяя таким образом связываться с другими устройствами ПК.
Основными характеристиками памяти являются объем, время доступа и плотность записи информации. Объем памяти определяется максимальным количеством информации, которая может быть помещена в эту память, и выражается в килобайтах, мегабайтах, гигабайтах. Время доступа к памяти (секунды) представляет собой минимальное время, достаточное для размещения в памяти единицы информации. Плотность записи информации (бит/см2 ) представляет собой количество информации, записанной на единице поверхности носителя. Важнейшей характеристикой компьютера в целом является его производительность, т.е. возможность обрабатывать большие объемы информации. Производительность ПК во многом определяется быстродействием процессора, а также объемом оперативной памяти и скоростью доступа к ней.
Оперативная память изготавливается в виде небольших печатных плат с рядами контактов, на которых размещаются интегральные схемы памяти (модули памяти). Модули памяти различаются по размеру и количеству контактов (SIMM или DIMM), по быстродействию, по объему.
Важнейшей характеристикой модулей оперативной памяти является быстродействие — частота, с которой считывается или записывается информация в ячейки памяти. Современные модули памяти имеют частоту 133 МГц и выше.
Оперативная память состоит из огромного количества ячеек (десятки миллионов), в каждой из которых хранится определенная информация. От объема оперативной памяти зависит, сможет ли компьютер работать с той или иной программой. При недостаточном количестве памяти программы либо совсем не будут работать, либо будут работать медленно. Типичный современный компьютер имеет 256 или 512 Мб оперативной памяти. Оперативная память энергозависима — при выключении электропитания информация, помещенная в оперативную память, исчезает безвозвратно.
Для ускорения доступа к оперативной памяти используется кэш-память (cache — запас). Это сверхбыстрая оперативная память, предназначенная для временного хранения текущих данных и помещенная между оперативной памятью и процессором. Объем кэш-памяти до 1Мб. Специальные программно-аппаратные средства обеспечивают опережающее копирование данных из оперативной памяти в кэш и обратное копирование данных по окончании их обработки. Обработка данных в кэш-памяти производится быстрее, что приводит к увеличению производительности ПК. Непосредственного доступа из программы в кэш-память нет
4. Внешняя дисковая память компьютера
К внешним относят:
накопители на магнитной ленте - это накопители на обыкновенных кассетах, либо бобинах, но в настоящее время данные накопители не используются (данные накопители использовались ещё не так давно 10-20 лет назад на старых электронно-вычислительных машинах [ЭВМ]);
накопители на гибких магнитных дисках - сюда относят, всем известные, дискеты, начиная от "древних" 8-ми дюймовых (которые сейчас уже вообще не используются, как в принципе и 5-ти дюймовые) и кончая современными ZIP-дисками. Сейчас широко используют 3,5 дюймовые дискеты ёмкостью 1,44 Мб, но так же используются ещё и ZIP-диски ёмкостью до 100 Мб (но пока ZIP-диски не очень распространены, по крайней мере, на отечественном рынке, из-за дороговизны дисководов - устройств для считывания информации с данного вида носителя информации, хотя данные диски постепенно находят своё применение в цифровой видео и сотовой индустрии);
накопители на лазерных дисках - это и есть, так хорошо известные нам, музыкальные компакт-диски, которые изначально были созданы именно для музыки, а уже потом приобрели вид "универсального" CD-диска используемого как для аудио, так и для хранения закодированной компьютерной информации, а сейчас и для видео. Объём данного носителя - 600-700 Мб, но в последнее время "компьютерные гении" предполагают создать более "плотный" компакт-диск, построенный на несколько иной технологии и имеющий не один, как в обыкновенных компакт-дисках, а несколько слоёв для записи (хранения) информации (называются они FMD-диски), который ещё может посоперничать с DVD-дисками (см. ниже). Что касается разновидностей компакт-дисков, то различают: 1) CD-диски - это диски выпушенные на заводе-изготавителе и хранящие информацию записанную там же, т.е. данная информация редактироваться и удаляться с данного диска не может, она может только копироваться; 2) CD-R-диски или в простанародии - "балванки". При наличии определённого дисковода на данный носитель можно записывать информацию; 3) CD-RW-диски - это такие же "балванки", но на них уже можно не только записывать, но и стирать и перезаписывать информацию до 5 млн. раз на один диск
накопители на DVD-дисках - сейчас используются в основном в видео-прокате (хотя изначально предназначались не для этого), т.к. имеют наиболее большой объём, чем остальные накопители и наилучшее качество изображения, чем видео-кассеты. Но сейчас идёт тенденция к их модернизации и использованию в целях хранения не только зацифрованной видеоинформации, но и других видов информации. Объём их колеблется от 1 до 50 Гб, в зависимости от модели DVD-диска, т.к. они подразделяются на: DVD-диски, DVD-ROM-диски и DVD-RAM-диски (кстати данный вид накопителя также не очень распространён сейчас в России у пользователей ЭВМ, опять же из-за дороговизны и самих дисков и дисководов).
MultiMediaCard [ММС] (или карты флэш-памяти) - это совершенно новое веяние в компьютерных технологиях, не так давно вышедшее на мировой рынок потребителей данного вида услуг. Данный вид накопителей производится минимум с 32 - 64 Мб памяти и более. Пока данный вид запоминающих устройств используется для аудио- и видео-технологий (в цифровых видеокамерах, фотоаппаратах, плеерах, музыкальных центрах и сотовых телефонах).
5. Периферийные устройства и их назначение
Общие сведения о периферийных устройствах ПК
Различные типы периферийных устройств, подключаемых к компьютерной системе, играют важную роль в ее работе. Они в значительной степени определяют возможности использования компьютеров и их технические характеристики. Широкий ассортимент выпускаемых периферийных устройств позволяет выбирать те из них, с которыми профессиональные компьютеры используются наиболее эффективно в различных областях деятельности.
В зависимости от функций, выполняемых компьютерной системой, периферийные устройства могут подразделяться на две основные группы. К первой относятся те периферийные устройства, наличие которых абсолютно необходимо для функционирования компьютерной системы. Их обычно называют системными периферийными устройствами. К этой группе относятся видеомонитор, клавиатура, накопитель на гибком магнитном диске (НГМД), накопитель на жестком магнитном диске (НЖМД) и печатающее устройство (принтер).
Ко второй группе периферийных устройств относятся накопители на магнитной ленте, устройства для ввода графической информации, устройства для вывода графической информации (плоттеры), модем, сканер, аудиоплата, мышь или трекбол, коммуникационные адаптеры и другие. Они предоставляют профессиональному компьютеру дополнительные возможности. Однако наличие их в его конфигурации определяется конкретной областью деятельности. В связи с этим данная группа носит название дополнительных периферийных устройств.
Многие периферийные устройства подсоединяются к компьютеру через специальные гнезда (разъемы),находящиеся обычно на задней стенке системного блока компьютера. Кроме монитора и клавиатуры такими устройствами являются:
принтер – устройство для вывода на печать текстовой и графической информации;