1. Устройство ПЭВМ.

Персональная электронно-вычислительная машина относится к классу микро ЭВМ и является машиной индивидуального пользования. Это общедоступный и универсальный инструмент, многократно повышающий производительность интеллектуального труда специалистов различного профиля. ПЭВМ предназначена для автономной работы в диалоговом режиме с пользователем.

2. Классификация ЭВМ.

По принципу действия:Аналоговые (АВМ), цифровые (ЦВМ), гибридные (ГВМ). Критерием деления вычислительных машин на эти три класса является форма представления информации, с которой они работают. ЦВМ работают с информацией, представленной в дискретной, а точнее, в цифровой форме. АВМ работают с информацией, представленной в непрерывной форме, т.е. в виде непрерывного ряда значений какой-либо величины (чаще всего электрического напряжения). ГВМ работают с информацией, представленной и в цифровой, и в аналоговой форме. ГВМ целесообразно использовать для решения задач управления сложными быстродействующими техническими комплексами.

По поколениям:1–е поколение, 50-е годы: ЭВМ на электронных вакуумных лампах; 2–е поколение, 60-е годы: ЭВМ на дискретных полупроводниковых приборах (транзисторах); 3–е поколение, 70-е годы: ЭВМ на полупроводниковых интегральных схемах с малой и средней степенью интеграции (сотни - тысячи транзисторов в одном корпусе); 4–е поколение, 80-е годы: ЭВМ на больших и сверхбольших интегральных схемах – микропроцессорах (десятки тысяч – миллионы транзисторов в одном кристалле); 5–е 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–е поколение 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 предшествующими существенно лучшие характеристики.

По назначению:Универсальные ЭВМ предназначены для решения самых различных инженерно-технических задач: математических, экономических, информационных и других задач,отличающихся сложностью алгоритмов и большим объемом обрабатываемых данных. 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. К проблемно-ориентированным ЭВМ можно отнести 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. К специализированным ЭВМ можно отнести программируемые кропроцессоры специального назначения, адаптеры и контроллеры, выполняющие логические функции управления отдельными несложными техническими устройствами, агрегатами и процессами.

По размерам: СуперЭВМ (мощные многопроцессорные вычислительные машины с быстродействием сотни миллионов – десятки миллиардов операций в секунду), большие (это самые мощные компьютеры, их применяют для обслуживания очень крупных организаций и даже целых отраслей народного хозяйства), малые (малогабаритные ЭВМ малой или средней производительности, малые ЭВМ общего назначения применяют главным образом для решения несложных инженерно технических задач и т. п., специализированные  в системах автоматического управления) и микроЭВМ (обозначает персональный компьютер, это обычно настольная или портативная ЭВМ).

3. Состав системного блока. Назначение компонентов

Системная плата. Самой главной частью системного блока является материнская плата. Она используется для установки и объединения различных компонентов в одно целое. На системной плате расположены микросхемы, образующие так называемый «чипсет». Именно он и определяет ее основные характеристики. На материнской плате находится много специальных разъемов, в которые устанавливаются компоненты. Очень часто на системную плату производители сразу интегрируют такие устройства как: видеоадаптер, сетевой адаптер, звуковой адаптер, адаптер FireWire, WiFi и т.п. Центральный процессор. Не секрет, что производительность компьютера зависит от многих факторов и правильного подбора компонентов, но в первую очередь она зависит от вычислительной мощности установленного процессора. В компьютеры чаще всего устанавливают процессоры фирм Intel® или AMD®. Современные процессоры обладают повышенным тепловыделением и всегда снабжаются системой охлаждения (радиатор + вентилятор). С помощью программных средств вы можете контролировать температуру процессора и изменять скорость вращения вентилятора.Оперативная память. Оперативная память или ОЗУ предназначена для хранения программного кода и промежуточных результатов вычислений. Она является энергозависимой, то есть, при отключении питания вся информация, находившаяся в ней, исчезает. В зависимости от модели системной платы может быть установлен абсолютно разный объем модулей. Для увеличения объема оперативной памяти, на большинстве материнских плат располагаются дополнительные слоты. Тип устанавливаемых модулей зависит от модели материнской платы. Установка модулей несовместимого типа может привести к выходу компьютера из строя. Во избежание этого рекомендуем проводить наращивание оперативной памяти в сервисных центрах, которые оказывают предлагают услуги компьютерной помощи и ремонта компьютеров.Видеоадаптер. Видеоадаптер служит для вывода изображения на монитор. Кроме того, именно он занимается обработкой трехмерной графики. Производительность ЗD-приложений (в первую очередь, игр) зависит главным образом от типа установленного видеоадаптера. В зависимости от модели компьютера, он может быть интегрированным (установленным непосредственно на системной плате) или выполненным в виде отдельной платы, установленной в разъемы с интерфейсом PCI Express. Некоторые модели компьютера оснащены обоими типами видеоадаптеров.Звуковой адаптер. Служит для формирования аудиосигнала и вывода звука на акустические системы (колонки или наушники). В зависимости от модели компьютера возможно подключение разных наборов акустики: от простой стереосистемы, состоящей из двух колонок, до многоканальных наборов (5.1 или 7.1), использующихся для создания домашнего кинотеатра.Жесткий диск («винчестер»). Винчестер или накопитель на жестких магнитных дисках, это устройство для хранения программ и данных. В зависимости от модели приобретенного компьютера могут отличаться объемом и интерфейсом подключения. Объем накопителя может быть от 80 до 500 и более Гбайт. Интерфейс контроллера может быть Parallel ATA (АТА100/133) и/или Serial ATA (I или II).Оптический привод. Оптический привод используется для чтения и записи оптических дисков. В зависимости от модели компьютера может быть установлен CD-ROM (для чтения CD-дисков), DVD-ROM (для чтения CD и DVD дисков), Combo DVD/CD-RW (для чтения CD и DVD дисков и записи CD), DVD-RW (Для чтения и записи всех типов дисков).Накопитель на гибком магнитном диске (FDD). В некоторые модели компьютеров, по необходимости, устанавливают FDD накопитель 3,5 ". Однако, в последнее время он используется все реже и во многих моделях может отсутствовать или заменяться на картридер - устройство для считывания информации с флеш-карт разных типов.TV-тюнер. В некоторых моделях мультимедийных компьютеров может быть установлен TV-тюнер, устройство, предназначенное для приема телевизионного эфирного сигнала и вывода видеоизображения на монитор. Подробно о его подключении и использовании можно прочитать в руководстве пользователя к ТВ-тюнеру.Прочие устройства. В зависимости от модели приобретенного компьютера, кроме вышеперечисленных обязательных устройств, в состав системного блока могут входить другие устройства. К ним относится интерфейс IEEE-1394 (FireWire), предназначенный для подключения высокоскоростных внешних устройств (внешние устройства хранения, DV-видеокамера и др.). В некоторых моделях компьютеров может быть установлен модем - устройство, предназначенное для обмена информацией между удаленными компьютерами по телефонным линиям.

4. Накопители

Внешние: жесткий диск, оптический диск, флеш (разновидность полупроводниковой технологии электрически перепрограммируемой памяти), переносной жестки диск. Внутренние: оперативная память (энергозависимая часть системы компьютерной памяти, в которой временно хранятся данные и команды, необходимые процессору для выполнения им операции), постоянное запоминающее устройство (энергонезависимая память, используется для хранения массива неизменяемых данных), КЭШ (промежуточный буфер с быстрым доступом, содержащий информацию, которая может быть запрошена с наибольшей вероятностью).

5. Периферийные устройства СВТ. Клавиатура, мышь.

Клавиатура – устройство управления и/или ввода данных в электронное устройство в частности в компьютер. Классическая клавиатура обычно имеет 104 клавиши. Некоторые клавиатуры оснащены дополнительными клавишами, например, для управления мультимедиа-проигрывателем, навигации в интернет-браузерах, запуска приложений и тд. Мышь - механический манипулятор, преобразующий механические движения в движение курсора на экране. Мыши бывают: механические (традиционные шариковые модели относительно большого размера, требующие постоянной чистки для эффективной работы), оптические (в ней используется светодиод и сенсор (в отличие от шариковой модели), что обеспечивает высокий уровень работы устройства), лазерные (практически ничем не отличаются от оптических, кроме самого датчика, использующего лазер для подсветки рабочей поверхности), трекбол-мышь (своеобразное устройство, в котором используется выпуклый шарик (трекбол), сокращающий движение руки (в работе участвует один палец)). Что касается соединения, то бывают проводные (соединены посредством электронного кабеля с USB или PS/2 контактом. Bluetooth мышь похожа с большинством своих аналогов, но, в отличие от них, она использует bluetooth технологию, и, следовательно, не занимает ценные USB-порты) и беспроводные (используют специальный беспроводной ресивер, имеющий связь с компьютером).

6. Периферийные устройства СВТ. Принтер.

Принтеры бывают: матричные, струйные, сублимационные, лазерные. Характеризуются типом носителя, скоростью печати одной страницы, скоростью печати других страниц, типом расходного материала.

7. Периферийные устройства СВТ. Сканер.

Устройство, предназначенное для оцифровки аналоговых изображений. Характеризуется размером сканируемого оригинала, способом его закрепления, качеством сканирования (цветность и расширение ppi).

8. Основные функции операционных систем, сред и оболочек.

Операционная система – система программ, реализующая интерфейс между аппаратурой ЭВМ и пользователем. Выполняет следующие функции: менеджер ресурсов, виртуальная машина. ОС как менеджер ресурсов должна обеспечивать: загрузку пользовательских программ в оперативную память, выполнять эти программы путем организации работы процессора, работать с устройствами долговременной памяти (магнитные диски, ленты, оптические диски и тд), осуществлять стандартный доступ к различным устройствам ввода-вывода (терминалы, модемы, печатающие устройства и тд). При этом в современных вычислительных системах реализуются следующие возможности: параллельное исполнение нескольких задач, распределение ресурсов компьютера между задачами, организация взаимодействия задач друг с другом, взаимодействие пользовательских программ с нестандартными внешними устройствами, организация межмашинного взаимодействия и разделения ресурсов, защита системных ресурсов данных и программ пользователей исполняющихся процессов и самой себя от ошибочных и зловредных действий пользователей и их программ. ОС как виртуальная машина должна представлять некий интерфейс избавляющий пользователя от непосредствен ной работы с аппаратурой и организацией вычислительного процесса можно выделить 2 вида интерфейса: пользовательский интерфейс (предназначен для работы с готовыми приложениями, к нему относятся все интерфейсы в диапазоне от командной строки до развитых графических оболочек), программный интерфейс или интерфейс прикладного программирования (представляет собой средство для обращения к возможностям операционной системы при создании собственных приложений). Операционная оболочка - комплекс программ, ориентированных на определенную ОС и предназначенных для облегчения диалога между пользователем и компьютером при выполнении определенных видов деятельности на компьютере. Операционные оболочки предоставляют следующие возможности : работа с файловой системой (просмотр дерева каталогов, получение информации о состоянии диска, работа с файловой системой например форматирование), работа с файлами и каталогами (создание, просмотр содержимого, копирование, перенос, переименование, удаление, изменение атрибутов, редактирование текстовых файлов), дополнительные возможности (подключение к сети, создание пользовательских меню, подключение внешних редакторов и т.д.).В соответствии со способом представления объекта оболочки можно разделить на 2 класса: графические, в которых используются визуальные средства представления - иконки и пиктограммы, технология манипулирования объектами путем перетаскивания (drag and drop), не графические или текстовые, в которых объекты представлены именами и обрабатываются посредством систем меню или горячих клавиш. Для ОС семейства Windows графические оболочки являются родными т.е не отделимыми от операционной системы. В ОС MS DOS и подобных ей оболочки являются дополнительным функционалом, расширяющие базовые возможности . В ОС Unix и Linux базовым считается интерфейс командной строки. Возможна установка файловых менеджеров , таких как Midnight commander или графический интерфейс, который состоит из X-server и X-client. X-server входит в состав ядра ОС. X-client представляет собой ряд приложений - менеджеров окон, каждый из которых может взаимодействовать с X-server по стеку протоколов TCP\IP.

9. История развития ОС. 10. Поколения ОС.Отдельные этапы развития операционных систем определяются как развитием элементной базы компьютеров, так и появлением новых идей в использовании последних и эволюцией информационных технологий в целом. Поэтому выделять эти этапы и говорить о поколениях ОС можно в большой степени условно, вплоть до того, что в настоящее время такая классификация скорее является данью традиции (аналогичная ситуация имеет место в классификации компьютеров по поколениям, утратившей актуальность еще раньше).Первоначально поколения ОС определялись в соответствии с элементной базой компьютеров, на которых ОС ставилась, но очень скоро к этому классификационному признаку добавились характеристики организации вычислительного процесса, программного обеспечения, области использования, и классификация практически сразу потеряла четкость и приобрела черты исторического экскурса. Ниже эта история кратко приводится так, как она сложилась. Первый период (1945 -1955). Реально отсчет эры ЭВМ начинается с 40-х годов, когда были созданы первые ламповые вычислительные устройства (1946-48гг.). В то время одна и та же группа людей участвовала и в проектировании, и в эксплуатации, и в программировании вычислительной машины. Это была скорее научно-исследовательская работа в области вычислительной техники, а не использование компьютеров в качестве инструмента решения каких-либо практических задач из других прикладных областей. Программирование осуществлялось исключительно на машинном языке. Об операционных системах не было и речи, все задачи организации вычислительного процесса решались вручную каждым программистом с пульта управления. Не было никакого другого системного программного обеспечения, кроме библиотек математических и служебных подпрограмм. Второй период (1955 – 1965).

С середины 50-х годов начался новый период в развитии вычислительной техники, связанный с появлением новой технической базы – полупроводниковых элементов. Компьютеры второго поколения стали более надежными, теперь они смогли непрерывно работать настолько долго, чтобы на них можно было возложить выполнение действительно практически важных задач. Именно в этот период произошло

разделение персонала на программистов и операторов, эксплуатационников и разработчиков вычислительных машин. В эти годы появились первые алгоритмические языки, а следовательно, и первые системные программы – компиляторы. Стоимость процессорного времени возросла, что потребовало уменьшения непроизводительных затрат времени между запусками программ. Появились первые системы пакетной обработки, которые просто автоматизировали запуск одной программ за другой и тем самым увеличивали коэффициент загрузки процессора. Системы пакетной обработки явились прообразом современных операционных систем, они стали первыми системными программами, предназначенными для управления вычислительным процессом. В ходе реализации систем пакетной обработки был разработан формализованный язык управления заданиями, с помощью которого программист сообщал системе и оператору, какую работу он хочет выполнить на вычислительной машине. Совокупность нескольких заданий, как правило в виде колоды перфокарт, получила название пакета заданий. Третий период (1965 – 1980). Следующий важный период развития вычислительных машин относится к 1965-1980 годам. В это время в технической базе произошел переход от отдельных полупроводниковых элементов типа транзисторов к интегральным микросхемам, что дало гораздо большие возможности новому, третьему поколению компьютеров. Для этого периода характерно также создание семейств программно-совместимых машин. Первым семейством программно-совместимых машин, построенных на интегральных микросхемах, явилась серия машин IBM/360. Построенное в начале 60-х годов, это семейство значительно превосходило машины второго поколения по критерию цена/производительность. Вскоре идея программно-совместимых машин стала общепризнанной. Программная совместимость требовала и совместимости операционных систем. Такие операционные системы должны были бы работать и на больших, и на малых вычислительных системах, с большим и с малым количеством разнообразной периферии, в коммерческой области и в области научных исследований. Операционные системы, построенные с намерением удовлетворить всем этим противоречивым требованиям, оказались чрезвычайно сложными “монстрами”. Они состояли из многих миллионов ассемблерных строк, написанных тысячами программистов, и содержали тысячи ошибок, вызывающих нескончаемый поток исправлений. В каждой новой версии операционной системы исправлялись одни ошибки и вносились другие. Однако, несмотря на необозримые размеры и множество проблем, OS/360 и другие ей подобные операционные системы машин третьего поколения действительно удовлетворяли большинству требований потребителей. Важнейшим достижением ОС данного поколения явилась реализация мультипрограммирования. Мультипрограммирование – это способ организации вычислительного процесса, при котором на одном процессоре попеременно выполняются несколько программ. Пока одна программа выполняет операцию ввода-вывода, процессор не простаивает, как это происходило при последовательном выполнении программ (однопрограммный режим), а выполняет другую программу (многопрограммный режим). При этом каждая программа загружается в свой участок оперативной памяти, называемый разделом. Другое нововведение – спулинг (spooling). Спулинг в то время определялся как способ организации вычислительного процесса, в соответствии с которым задания считывались с перфокарт на диск в том темпе, в котором они появлялись в помещении вычислительного центра, а затем, когда очередное задание завершалось, новое задание с диска загружалось в освободившийся раздел. Наряду с мультипрограммной реализацией систем пакетной обработки появился новый тип ОС – системы разделения времени. Вариант мультипрограммирования, применяемый в системах разделения времени, нацелен на создание для каждого отдельного пользователя иллюзии единоличного использования вычислительной машины. Четвертый период (1980 – настоящее время). Следующий период в эволюции операционных систем связан с появлением больших интегральных схем (БИС). В эти годы произошло резкое возрастание степени интеграции и удешевление микросхем. Компьютер стал доступен отдельному человеку, и наступила эра персональных компьютеров. Если миникомпьютер дал возможность иметь собственную вычислительную машину отделу предприятия или университету, то персональный компьютер сделал это возможным для отдельного человека. Компьютеры стали широко использоваться неспециалистами, что потребовало разработки “дружественного” программного обеспечения, это положило конец кастовости программистов. На рынке операционных систем доминировали две системы: MS-DOS и UNIX. Однопрограммная однопользовательская ОС MS-DOS широко использовалась для компьютеров, построенных на базе микропроцессоров Intel 8088, а затем 80286, 80386 и 80486. Мультипрограммная многопользовательская ОС UNIX доминировала в среде “не-интеловских” компьютеров, особенно построенных на базе высокопроизводительных RISC-процессоров. В середине 80-х стали бурно развиваться сети персональных компьютеров, работающие под управлением сетевых или распределенных ОС. К началу 90-х практически все ОС стали сетевыми, способными поддерживать работу с разнородными клиентами и серверами. Появились специализированные сетевые ОС, предназначенные исключительно для выполнения коммуникационных задач (например, система IOS компании Cisco Systems, работающая в маршрутизаторах).