13.Запоминающие устройства пк

В состав современных компьютеров входит много разнообразных запомина-

ющих устройств, различающихся по назначению, характеристикам и объёму храни-

мой информации. На данном этапе выделяют 2 основных типа памяти:

Память

компьютера

 внутреннюю, являющуюся конструктивным элементом материнской пла-

ты;

 внешнюю, выполненную в виде отдельных устройств.

К элементам внутренней памяти относятся:

 оперативная память (ОЗУ);

 КЭШ-память;

 специальная память.

Внутренняя память реализуется на интегральных микросхемах и является

электронной памятью. Внешняя память реализуется в виде накопителей, а данные

хранятся на носителях.

К элементам внешней памяти относятся:

 жёсткие диски (HDD);

 накопители на гибких магнитных дисках (FDD);

 накопители на компакт-дисках (CD);

 накопители на магнитной ленте (Streamer);

 Flash-накопители.

Внутренняя память.

Оперативная память (ОЗУ).

Оперативная память (ОЗУ, Random Access Memory (RAM)) – запоминаю-

щее устройство большого объёма и высокого быстродействия. Её называют памятью

с произвольным доступом. Она непосредственно связана с микропроцессором и

предназначена для временного хранения данных и программ. ОЗУ – энергозависи-

мая память, т.е. все данные из неё пропадают при выключении компьютера. Кон-

структивно ОЗУ выполняется в виде модулей, на которых расположены интеграль-

ные микросхемы, т.е. данные хранятся в ячейках памяти микросхем. Сами модули

помещаются в специальные разъёмы материнской платы. На данном этапе выпус-

каются модули объёмом: 512 Мбайт, 1 и 2 Гбайт.2

Оперативная память

КЭШ-память (Cache).

КЭШ-память – сверхбыстрая память небольшого объёма, которая использу-

ется при обмене данными между микропроцессором и оперативной памятью и меж-

ду микропроцессором и менее быстродействующими устройствами.

Кэш-память имеет многоуровневую структуру:

 L1 – до 128 кБт, располагается на одном кристалле с микропроцессором

и работает на одной частоте с ним;

 L2 – 256 КБт – 4 МБт, располагается в одном корпусе с микропроцессо-

ром;

 L3 – 2 МБт – 24 МБт, располагается на материнской плате.

Специальная память.

Специальная память – предназначена для хранения неизменяемой инфор-

мации, которая требуется при каждом включении компьютера. Она представляет

собой съёмную микросхему, помещаемую в специальную панель на материнской

плате.

Специальная память

Специальная память состоит из нескольких сегментов:

 Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ, Read Only Memory

(ROM)) – память только для чтения. Энергонезависимая память, исполь-

зуется для хранения данных, которые никогда не будут изменены. Содер-

жимое этого сегмента памяти определяются (прошивается) на этапе из-

готовления микросхемы;

 Перепрограммируемая память (Flash Memory) – энергонезависимая па-

мять, допускающая многократную перезапись содержимого;

 Базовая система ввода-вывода (BIOS) – совокупность программ, пред-

назначенных для тестирования устройств компьютера после его включе-

ния, загрузки операционной системы и передачи ей функций управления

компьютером;

 CMOS RAM – сегмент памяти, предназначенный для хранения сведений

о конфигурации оборудования компьютера, режимах его работы, дате,

времени и т.д. Сохранность этих данных обеспечивается за счёт аккуму-

ляторной батарейки.3

Внешняя память.

Внешняя память предназначена для долговременного хранения данных,

независимо от того включён компьютер или выключен.

Жёсткий диск (HDD).

Жёсткий диск – это основное устройство долговременного хранения боль-

ших объёмов данных и программ. Управление работой жёсткого диска осуществля-

ется за счёт аппаратно-логического устройства, называемого контроллером жёст-

кого диска. Конструктивно жёсткий диск выполняется в герметичном корпусе и

сочетает в себе и привод (устройство записи-чтения), и алюминиевые пласти-

ны, покрытые слоем магнитного материала (устройства хранения данных).

Жёсткий диск

Основными характеристиками жёсткого диска являются ёмкость и произво-

дительность.

Ёмкость зависит от технологии изготовления и составляет, на данном этапе

(≈ 500 ГБайт и выше).

Производительность определяется скоростью обмена данными между

жёстким диском и другими устройствами (на данном этапе (30÷60 МБт/с)) и сред-

ним временем доступа к данным (на данном этапе (5÷10 мс при скорости враще-

ния жёсткого диска 7200 об/мин)). Ресурс жёстких дисков составляет примерно

100000 часов безотказной работы.

Накопитель на гибких магнитных дисках (FDD).

Накопитель на гибких магнитных дисках предназначен для оперативного

переноса небольших объёмов данных с одного компьютера на другой. Носителями

информации служат дискеты. На данном этапе используются дискеты, размером

3,5". Максимальный объём хранимой на них информации составляет 1,44 МБайт.

В настоящее время дискеты используются, в основном, для хранения и переноса

лишь текстовой информации.

Накопитель на гибких магнитных

дисках, дискета

Накопители на компакт-дисках (CD).

Накопитель на компакт-дисках предназначен для чтения информации, хра-

нящейся на компакт-дисках. Принцип его действия состоит в считывании числовых

данных с помощью лазерного луча, отражённого от поверхности компакт-диска.

Цифровая запись отличается от записи на магнитных носителях очень высокой 4

плотностью. Компакт-диски используются для хранения и переноса больших объё-

мов данных.

Накопитель на компакт-дисках, компакт-диск

Существует 3 разновидности компакт-дисков:

 диски с уже записанной на заводе информацией (ROM-диски);

 диски, предполагающие однократную запись до полного заполнения диска

и не позволяющие удалять данные (R-диски);

 перезаписываемые диски, позволяющие многократно записывать данные на

диск и удалять их с него (RW-диски).

Ёмкость компакт-диска зависит от его типа.

 CD-диски позволяют записать до 700 МБайт информации на один слой;

 DVD-диски позволяют записать до 4,7 ГБайт информации на один слой;

 в настоящее время развиваются стандарты Blu-Ray (BD) и HD DVD, поз-

воляющие записывать до 30 ГБайт информации на один слой.

Накопитель на магнитной ленте (Streamer).

Накопитель на магнитной ленте – устройство, предназначенное для резерв-

ного копирования больших объёмов данных. Носителем является кассета с магнит-

ной лентой, ёмкостью 2 Гбайт и более. Стример использует последовательный ме-

тод записи данных на магнитную ленту. Данные перед записью уплотняются, а по-

сле считывания восстанавливаются, что повышает плотность хранения. Скорость

записи на магнитную ленту и чтения с неё невелики. Хранение данных на магнит-

ной ленте считается более надёжным и долговечным способом, чем хранение на

жёстком диске или на компакт-дисках.

Накопитель на магнитной ленте,

кассеты с магнитной лентой

Flash-память.

Flash-память представляет собой энергонезависимое постоянное запомина-

ющее устройство долговременного хранения информации. Это полупроводниковая

память особого типа. Flash-память подразделяется на:

USB-накопители – самостоятельные устройства, подключаемые к USB-

порту компьютера и не требующие приводов;

Flash-карты – для работы с которыми в компьютере должно быть установле-

но внутреннее или внешнее устройство записи-чтения данных (карт-ридер). Однако

Flash-карты очень широко применяются в цифровой технике (фотокамеры, теле-5

фоны и т.д.) как дополнительный источник памяти.

USB-накопители, Flash-карты, карт-ридер

Ёмкость USB-накопителей достигает, на сегодняшний день, 64 Гбайт, ём-

кость Flash-карт несколько меньше, до 16 Гбайт. Подсоединение и отсоединение

таких устройств может осуществляться в процессе работы компьютера и не требует

его выключения. Одним из преимуществ Flash-памяти является то, что она гораздо

компактнее всех механических устройств хранения данных.

14. Устройства ввода и вывода данных

УСТРОЙСТВА ВВОДА ДАННЫХ

Клавиатура 

Клавиатура (keyboard) – традиционное устройство ввода данных в компьютер. Клавиатурами оснащены как персональные компьютеры, так и терминалы мэйнфреймов. Клавиатура современного компьютера содержит обычно 101 или 102 клавиши, разделенные на 4 блока:

	алфавитно-цифровой блок – содержит клавиши латинского и национального алфавитов, а также клавиши цифр и специальных символов;
	блок управляющих клавиш;
	блок расширенной цифровой клавиатуры;
	блок навигации.

Компьютерная мышь

Мышь (mouse) была разработана довольно давно (в 60-х годах), но стала широко использоваться только с приходом в мир персональных компьютеров графического пользовательского интерфейса. Обычно мышь, как и клавиатура, подключается к компьютеру с помощью кабеля. Пользоваться мышью легко – вы передвигаете ее по столу, а на экране компьютера синхронно перемещается курсор. Чтобы активизировать некоторую опцию, нужно щелкнуть левой (left) клавишей мыши. С помощью мыши можно также "рисовать" на экране картинки.

Сенсорные экраны 

Сенсорные экраны (touch screens) предназначены для тех, кто не может пользоваться обычной клавиатурой. Пользователь может ввести символ или команду прикосновением пальца к определенной области экрана. Сенсорные экраны используются в основном на сладах продукции, в ресторанах, супермаркетах. К примеру, в магазинах Muse Inc. (Бруклин), продающей компакт-диски, можно прослушать желаемую композицию, прикоснувшись пальцем к ее названию на экране компьютера. Слушая выбранную мелодию, вы можете одним прикосновением вызвать список других композиций исполнителя.

Устройства автоматизированного ввода информации 

Устройства этого типа считывают информацию с носителя, где она уже имеется. Примерами таких систем могут служить кассовые терминалы, сканеры штрих-кодов и другие системы оптического распознавания символов. Одно из преимуществ устройств автоматизированного ввода данных состоит в том, что при их использовании исключаются некоторые ошибки, неизбежные при вводе информации с клавиатуры. Сканер штрих-кодов делает менее чем одну ошибку на 10000 операций, в то время как обученный наборщик ошибается один раз при вводе каждых 1000 строк.

УСТРОЙСТВА ВЫВОДА ИНФОРМАЦИИ

Основные устройства вывода информации – мониторы и принтеры.

Мониторы

Мониторы (monitors) – наиболее популярные устройства отображения информации. Основа большинства современных мониторов – электронно-лучевая трубка, ЭЛТ (cathode ray tube, CRT). По принципу работы ЭЛТ напоминают кинескопы, используемые в обычных телевизорах – электронная пушка испускает пучок электронов, высвечивающих на экране картинку, состоящую из точек (pixels). Чем больше точек может вместить экран, тем выше разрешение (resolution) монитора. Большинство мониторов поддерживают режимы разрешения 800x600 и 1024x768 точек. Кроме разрешения, мониторы характеризуются следующими параметрами, определяющими качество изображения:

	размер зерна (dot size), дюйм (inch) – физический размер одной точки экрана монитора. Чем меньше размер зерна, тем выше качество изображения. Большинство мониторов бизнес-класса имеют размер зерна, равный 0.28 дюйма;
	размер ЭЛТ по диагонали (CRT size), дюйм (inch). Еще недавно стандартом был размер ЭЛТ 14 дюймов, но сейчас в сфере бизнеса применяют мониторы с размерами ЭЛТ 15, 17, 19 и 21 дюйм;
	частота развертки (refresh frequency), Гц (Hz) – частота смены кадров. Чем выше частота развертки, тем меньше устают глаза пользователя. Относительно безопасной является частота развертки от 85 Гц и выше.

Принтеры

Принтеры (printers) выполняют печать информации на бумаге или пленке (результат, получаемый при печати, называют твердой копией [hard copy]). Принтеры бывают матричные (dot matrix), струйные (inkjet), лазерные (laser) и термографические (thermal transfer). К последним относятся сублимационные и твердочернильные. Большинство принтеров печатают от 2 до 8 страниц в минуту. Линейно-матричные принтеры могут печатать до 20000 строк в минуту. Основные характеристики принтеров:

	разрешение (print resolution) – количество точек на один квадратный дюйм. Чем выше разрешение, тем качественнее печать. Матричные принтеры обеспечивают сравнительно низкое разрешение – от 80 до 200 точек на кв. дюйм; струйные – до 720, лазерные – до 1200, термографические –  от 1200 до 5000 точек на кв. дюйм;
	скорость печати (print speed), страниц в минуту (ppm). Скорость печати варьируется от 2 ppm у матричных принтеров до 4-6 ppm у струйных и 4-8 ppm у лазерных. Мощные лазерные и термографические принтеры способны выводить на печать до 100 страниц в минуту;
	поддержка цветной печати (color print) – очень важное свойство для тех, кто занимается компьютерной графикой и дизайном. Также очень удобно пользоваться цветными принтерами при печати графиков и диаграмм. В качестве устройств цветной печати используются в основном струйные принтеры. Возможности цветной печати есть и у других типов принтеров. Однако, матричные цветные принтеры неудобны в управлении и не обеспечивают приемлемое качество печати. Лазерные и  термографические принтеры способны обеспечить высочайшее качество изображения, но эти печатающие устройства пока слишком дороги для применения в бизнесе.

15. Классификации компьютерных сетей.

Все компьютерные сети деляться на три большие категории, на каждую из которых есть соответствующие ограничения в монтаже и содержании таких сетей.

• LAN (Local Area Network) - локальная вычислительная сеть, самый распрастраненный тип вычислительных сетей, встречается в жилых домах, в конторах, в игротеках в офисах мелких и крупных компаний и т. д.. Отличается от всех последующих простотой создания и администрирования, то есть мелкому офису при небольшом торговом центре не обязательно нанимать на работу системного администратора чтобы он следил за локальной сеткой и в случае неисправности начинал ее исправлять, это лишнее. Тем более что если куплено хорошее оборудование, то сеть будет работать устойчиво. Существует так же одна небольшая подгруппа LAN - HAN (Home Area Network), домашняя вычислительная сеть. Так изредка называют домашние компьютерыне сети. Данный термин применим к сетям, созданным между домашними компьютерами. LAN по определению больше походит как обобщающий термин: компьютерные сети офисов и домов. Принципиально между LAN и HAN нет совершенно никакой разницы.

• MAN (Metropolitan Area Network) - это городская вычислительная сеть. Состоит из провайдеров - поставщиков сети и обычных пользователей - клиентов, которые используют какую-либо линию связи для соединения с остальными членами сети. Такие сети, на данный момент, у нас встречаются довольно редко. Зарубежом создание таких сетей уже давно и плодотворно практикуется.

• WAN (Wide Area Network) - это глобальная (мировая, региональная) вычислительная сеть, соединяющая провайдеров из разных городов мира в одну единую вычислительную сеть, или все LANы и MANы соеденены в единое целое. Иными словами, WAN - это по сути тот же Интернет, но о нем немного позже.

Локальная   вычислительная   сеть   (ЛВС) —

небольшая группа компьютеров, связанных друг с другом и расположенных обычно в пределах одно­го здания или организации.

Региональная сеть — сеть, соединяющая мно­жество локальных сетей в рамках одного района, города или региона.

Глобальная сеть — сеть, объединяющая компью­теры разных городов, регионов и государств.

Объединение глобальных, региональных и локальных вычислительных сетей позволяет создавать многоуровневые иерархии, которые предоставляют мощные средства для обработки огромных массивов данных и доступ к практически неограниченным информационным ресурсам.

Локальные вычислительные сети (ЛВС) могут входить в качестве компонентов в состав региональной сети; региональные сети — объединяться в составе глобальной сети; наконец, глобальные сети могут образовывать еще более крупные структуры. Самым большим объединением компьютерных се-тей в масштабах планеты Земля на сегодня является «сеть сетей» — Интернет.

Интересным примером связи локальных и глобальных сетей является виртуальная частная сеть (Virtual Private Network, VPN). Так называется сеть организации, получающаяся в результате объедине-ния двух или нескольких территориально разделен-ных ЛВС с помощью общедоступных каналов глоба-льных сетей, например, через Интернет.

    По типу среды передачи сети делятся на проводные и беспроводные.

По скорости передачи информации сети можно раз-делить на низко-, средне- и высокоскоростные.

распределения ролей между компью-терами сети бывают одноранговые и клиент-серверные.

Сервер — специально выделенный высокопро­изводительный компьютер, оснащенный соответ­ствующим программным обеспечением, централи­зованно управляющий работойсети и/или предо­ставляющий другим компьютерам сети свои ресурсы (файлы данных, накопители, принтер и т. д.).

Клиентский компьютер (клиент, рабочая стан­ция) — компьютер рядового пользователя сети, по­лучающий доступ к ресурсам сервера (серверов).