08_lk_ei

Приклад блок-схеми 1.

Побудувати блок-схему алгоритму, який обчислює і виводить суму мінімального і максимального з N введених чисел.

Приклад блок-схеми 2.

Побудувати блок-схему алгоритму, який обчислює і виводить факторіал числа N.

22

Рисунок 2.2 – Блок-схеми: а) перший приклад, б) другий приклад.

23

3 СИСТЕМНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ІНФОРМАЦІЙНИХ ПРОЦЕСІВ.

3.1 Апаратні засоби обчислювальної техніки

Апаратне забезпечення – комплекс електронних, електричних і механічних пристроїв, що входять до складу інформаційної системи.

Персональний комп'ютер (ПК, ПЕОМ) – комп'ютер (ЕОМ), призначений для експлуатації одним користувачем. Комп'ютери діляться на стаціонарні і мобільні (ноутбуки, кишенькові, планшетні).

Архітектура ЕОМ – концептуальна структура обчислювальної машини, що визначає проведення обробки інформації, що і включає методи перетворення інформації в дані і принципи взаємодії технічних засобів і програмного забезпечення.

Сучасні ПК засновані на принципах архітектури фон Неймана, описаної в 1940-х роках в Університеті штату Пенсільванія. Названо по імені одного зі членів колективу творців Джоном фон Нейманом.

Архітектура фон Неймана – широко відомий принцип спільного зберігання програм і даних у пам'яті комп'ютера. Обчислювальні системи такого роду часто позначають терміном «машина фон Неймана», однак, відповідність цих понять не завжди однозначно. У загальному випадку, коли говорять про архітектуру фон Неймана, мають на увазі фізичне відділення процесорного модуля від пристроїв зберігання програм і даних.

Основними блоками по Нейману є пристрій керування (ПрК) і арифметико-логічний пристрій (АЛП) (звичайно поєднуються в центральний процесор), пам'ять, зовнішня пам'ять, пристрої введення і виведення. Слід зазначити, що зовнішня пам'ять відрізняється від пристроїв введення і виведення тим, що дані в неї заносяться у вигляді, зручному комп'ютеру, але недоступному для безпосереднього сприйняття людиною. Так, накопичувач на магнітних дисках відноситься до зовнішньої пам'яті, клавіатура - пристрій введення, а дисплей і принтер – пристрою виведення.

У цей час базова конфігурація стаціонарного комп'ютера складається з 4 складових: системний блок, монітор, клавіатура, миша. У мобільних ПК ці пристрої об'єднані в одне ціле.

3.1.1. Пристрої системного блоку

Базова комплектація системного блоку включає:

–блок живлення;

–материнську плату;

–центральний процесор;

–оперативну пам'ять;

24

–відеоадаптер;

–накопичувачі даних;

–додаткові пристрої.

Пристрої

виведення

Рисунок 3.1 – Базові принципи архітектури фон Неймана.

3.1.2. Блок живлення

Блок живлення (БЖ) – пристрій, призначений для забезпечення вузлів системного блоку електричною енергією постійного струму (±5, ±12, +3,3 В), а також перетворення побутової напруги до заданих значень.

Потужність, що віддається в навантаження, у значній мірі залежить від складності комп'ютерної системи і варіюється в межах від 50 до 1800 Вт.

Рисунок 3.2 – Сучасний імпульсний блок живлення персонального комп'ютеру невеликої потужності (450 Вт).

3.1.3. Материнська плата

Материнська плата (системна плата, motherboard, mainboard) – складна багатошарова друкована плата, на якій установлюються основні

25

компоненти персонального комп'ютера. Материнська плата поєднує і координує роботу всіх пристроїв ПК.

Рисунок 3.3 – Материнська плата Gigabyte Socket 775.

Містить у собі набір мікросхем, що забезпечують підключення ЦПП до ОЗП і контролерам периферійних пристроїв. Як правило, сучасні набори мікросхем будуються на базі двох чипів: «північного» і «південного мостів».

Північний міст (Northbridge) забезпечує підключення ЦПП до вузлів, що використовують високопродуктивні шини: ОЗП, графічний контролер.

Південний міст (Southbridge) містить контролери периферійних пристроїв (жорсткого диска, аудіо), контролери шин для підключення периферійних пристроїв (шини PCI, Pci-express і USB), а також контролери шин, до яких підключаються пристрої, що не вимагають високої пропускної здатності.

Мікроконтролер (Micro Controller Unit, MCU) – мікросхема, призначена для керування електронними пристроями. Типовий мікроконтролер поєднує в собі функції процесора і периферійних пристроїв, містить ОЗП або ПЗП. По суті, це однокристальний комп'ютер, здатний виконувати прості завдання.

Постійний запам'ятовувальний пристрій (ПЗП) – енергонезалежна пам'ять, використовується для зберігання масиву незмінних даних. Звичайно містить у собі BIOS.

BIOS (basic input/output system – «базова система введення-виведення»)

– реалізована у вигляді мікропрограм частина системного програмного забезпечення, призначає для надання операційній системі API доступу до апаратури комп'ютера і підключеним до нього пристроям.

26

3.1.4. Центральний процесор

Центральний процесор (мікропроцесор, ЦПП, CPU) – електронний блок або мікросхема, призначена для виконання машинних інструкцій (коду програм).

Основними характеристиками процесорів є:

-тактова частота (показує швидкість роботи за відрізок часу, звичайно від 400МГц до 4000 МГц),

-архітектура (CISC, RISC, багатоядерні, і т.д.),

-кеш (пам'ять, яка зберігає в собі ті дані, які можуть знадобитися процесору в найближчий момент, звичайно від 256Кб до 2Мб).

Рисунок 3.4 – Процесор Intel Celeron 400 Socket 370.

3.1.5. Оперативна пам'ять

Оперативна пам'ять (ОЗП – оперативний запам'ятовувальний пристрій, RAM – Random Access Memory) призначена для тимчасового зберігання і передачі даних і команд процесору, для виконання їм операцій.

Основними характеристиками ОЗУ є:

-обсяг пам'яті ( до 8 ГБ),

-швидкодія пам'яті,

-архітектура (SDRAM, DDRI, DDRII, і т.д.)

Рисунок 3.5 – Блок оперативної пам'яті.

27

3.1.6. Відеоадаптер

Відеоадаптер (відеокарта, графічний адаптер) – пристрій, що перетворить графічний образ, що зберігається, як уміст пам'яті комп'ютера або самого адаптера, в іншу форму, призначену для подальшого виводу на екран монітора. У цей час ця функція втратила основне значення, і в першу чергу під графічним адаптером розуміють пристрій із графічним процесором

– графічний прискорювач, який і займається формуванням самого графічного образа.

Звичайно відеокарта є платою розширення і вставляється в слот розширення, універсальний (PCI-Express, PCI і ін.) або спеціалізований (AGP), але буває і вбудованим (інтегрованим) у системну плату. У цьому випадку пристрій, строго говорячи, не може бути назване відеокартою.

Основними характеристиками відеоадаптера є:

–ширина шини пам'яті (кількість біт інформації, переданої за такт),

–обсяг відеопам'яті (обсяг власної оперативної пам'яті відеокарти),

–частоти ядра і пам'яті ( чим більше, тем швидше відеокарта буде обробляти інформацію)

–текстурна і піксельна швидкість заповнення (показує кількість виведеної інформації в одиницю часу).

Рисунок 3.6 – Відеокарта MSI Radeon 5550.

3.1.7. Накопичувачі даних

Накопичувач даних – носій інформації, призначений для запису і зберігання даних.

а) накопичувач на твердих магнітних дисках (НТМД, HDD – hard disk drive) – запам'ятовувальний пристрій довільного доступу, засноване на принципі магнітного запису. Є основним накопичувачем даних у більшості комп'ютерів.

28

Основними характеристиками НТМД є:

–інтерфейс (сукупність ліній зв'язку, сигналів, що посилають по цих лініях, технічних засобів, що підтримують ці лінії, і правил (протоколу) обміну),

–ємність (кількість даних, які можуть зберігатися накопичувачем),

–швидкість обертання шпинделя (кількість обертів шпинделя у хвилину),

Рисунок 3.7 – Жорсткий диск Western Digital WD2500.

Рисунок 3.8 – Розібраний жорсткий диск.

б) дискета (floppy disk, ГМД – гнучкий магнітний диск) – портативний носій інформації, використовуваний для багаторазового запису і зберігання даних, що представляє собою поміщений у захисний пластиковий корпус гнучкий магнітний диск, покритий феромагнітним шаром.

29

Рисунок 3.9 – Дискета.

Пристрій для роботи із ГМД (дисковід гнучких дисків, флопі-дисковід), відповідно, називається НГМД — «накопичувач на гнучких магнітних дисках», а контролеру такого пристрою відповідає абревіатура КНГМД.

Дискети були масово поширені з 1970-х і до кінця 1990-х років, поступившись більш ємним і зручним CD, DVD і флеш-накопичувачам.

в) оптичні диски – збірна назва для носіїв інформації, виконаних у вигляді дисків, читання з яких ведеться за допомогою оптичного випромінювання.

Компакт-диск (CD – Compact Disc) – оптичний носій інформації у вигляді пластикового диска з отвором у центрі, процес запису і зчитування інформації якого здійснюється за допомогою лазера. Існують із можливістю запису і перезапису (CD-R, CD-RW). Ємність до 800 МБ.

DVD (Digital Versatile/Video Disc) – носій інформації, виконаний у формі диска, що має такий же розмір, як і компакт-диск, але більш щільну структуру робочої поверхні, що дозволяє зберігати і зчитувати більший обсяг інформації за рахунок використання лазера з меншою довжиною хвилі і лінзи з більшою числовою апертурою. Ємність до 17 ГБ.

HD DVD (High-Definition/Density DVD) – технологія запису оптичних дисків, розроблена компанією Toshiba, NEC і Sanyo. HD DVD ( як і Blu-ray Disc) використовує диски стандартного розміру (120 міліметрів у діаметрі) і синьо-фіолетовий лазер з довжиною хвилі 405 нм. Ємність до 30 ГБ.

Blu-ray Disc, BD (blue ray disc) – формат оптичного носія, використовуваний для запису з підвищеною щільністю і зберігання цифрових даних, включаючи відео високої чіткості. Ємність до 50 ГБ.

30

Рисунок 3.10 – Оптичний диск.

3.1.8. Додаткові пристрої

а) Звукова карта (звукова плата, аудіокарта, sound card) – додаткове встаткування персонального комп'ютера, що дозволяє обробляти звук. У сучасних материнських платах представлені у вигляді інтегрованого в материнську плату апаратного кодеку.

Рисунок 3.11 – Звукова карта M-Audio Revolution 5.1.

б) Мережна плата (мережна карта, мережний адаптер, EthernetАдаптер) – периферійний пристрій, що дозволяє комп'ютеру взаємодіяти з іншими пристроями мережі. У цей час, особливо в персональних комп'ютерах, мережні плати досить часто інтегровані в материнські плати для зручності і здешевлення всього комп'ютера в цілому.