
- •Кафедра – Информационно- Коммуникационные Технологии
- •Лекция 1. Введение в дисциплину – эвм и периферийные устройства
- •1.1 История развития вычислительной техники
- •1.2 Основные принципы построения эвм
- •Поколения эвм
- •Классификация эвм
- •Вопросы
- •Лекция 2. Компьютер – общие сведения
- •2.1 Основные узлы пк – «Материнская плата»
- •2.2 Основные компоненты компьютера:
- •2.3 Интерфейсные шины
- •2.4 Основные периферийные устройства компьютера
- •Вопросы и задания
- •Лекция 3. Представление данных в эвм.
- •3.1 Форматы файлов
- •3.2 Кодирование чисел
- •3.3 Кодирование текста
- •3.4 Кодирование графической информации
- •3.5 Кодирование звука
- •3.6 Типы данных
- •Лекция 4. Структурная организация эвм - процессор Введение
- •Что известно всем
- •4.1 Микропроцессорная система
- •4.2 Что такое микропроцессор?
- •4.3 Основной алгоритм работы процессора
- •Алу Запросы на пре-ия и пдп
- •4.4 Программный код и система команд
- •4.5 Микроархитектура процессора
- •512 Кбайт
- •Лекция 5. Микропрограммное устройство управления
- •5.1 Устройство управления
- •5.2 Микропроцессорная память
- •5.3 Структура адресной памяти процессора
- •5.4 Интерфейсная часть мп
- •5.5 Назначение и функции чипсета в микропроцессорной системе
- •Лекция 6. Организация памяти
- •6.1 Организация подсистемы памяти в пк
- •6.2 Оперативная память
- •6.4 Технологии оперативной памяти
- •Вопросы для самоконтроля
- •Лекция 7. Внешняя память компьютера Введение
- •Жесткий диск (Hard Disk Drive)
- •Общее устройство нжмд
- •Пластины (диски)
- •Головка записи-чтения
- •Позиционер
- •Контроллер
- •Производительность
- •Структура хранения информации на жестком диске
- •Кластер
- •Магнитооптические диски
- •Лазерные компакт-диски cd - rom
- •Дисковые массивы и уровни raid
- •Raid 0: Базовая конфигурация.
- •Raid1: Зеркальные диски.
- •Raid 2: матрица с поразрядным расслоением
- •Raid 3: аппаратное обнаружение ошибок и четность
- •Raid 4: внутригрупповой параллелизм
- •Raid 5: четность вращения для распараллеливания записей
- •Raid 6: Двумерная четность для обеспечения большей надежности
- •Флэш-память
- •Вопросы и задания
- •Лекция 8. Логическая организация памяти
- •Виртуальная память
- •Основная память
- •Дисковая память
- •Страничная организация памяти
- •Преобразование адресов
- •Сегментная организация памяти.
- •Свопинг
- •Вопросы и задания
- •Лекция 9. Методы адресации
- •Лекция 10. Архитектура risc-процессоров
- •10.1 Основные черты risc-процессоров
- •10.2 Risc-процессоры 3-го поколения
- •Структура процессоров Alpha: 21064, 21264
- •10.3Пиковая производительность risc-процессоров
- •10.4 Области применения risc-процессоров
- •Вопросы для самоконтроля
- •Лекция 11. Высокопроизводительные вс
- •11.1 Параллельная обработка данных на эвм
- •Закон Амдала
- •11.2 История появления параллелизма в архитектуре эвм
- •11.3 Классы параллельных систем
- •11.4 Технологии параллельного программирования
- •11.5 Оценки производительности супер-эвм
- •Вопросы для самоконтроля
- •Лекция 12. Особенности архитектуры современных высокопроизводительных вс Введение
- •Параллельные системы
- •Классификация архитектур по параллельной обработке данных
- •Вычислительные Системы
- •Параллелизм на уровне команд – однопроцессорные архитектуры
- •Конвейерная обработка
- •Суперскалярные архитектуры
- •Мультипроцессорные системы на кристалле
- •Технология Hyper-Threading
- •Многоядерность — следующий этап развития
- •Вопросы и задания
- •Лекция 13. Организация обмена в вычислительной системе
- •13.1 Система прерываний и исключений в архитектуре ia-32
- •13.2 Расширенный программируемый контроллер прерываний (apic)
- •13. 3 Обработка прерываний на основе контроллера 8259a
- •13.4 Подсистема прямого доступа к памяти
- •Вопросы для самоконтроля
- •Лекция 14. Интерфейсы вычислительных систем
- •14.1 Типы и характеристики интерфейсов
- •14.2 Архитектура системных интерфейсов
- •14.3 Системные интерфейсы для пк
- •14.5 Интерфейс pci
- •14.6 Порт agp
- •14.8 Интерфейсы накопителей
- •Вопросы для самоконтроля
- •Лекция 15. Интерфейсы периферийных устройств
- •15.1 Интерфейсы scsi
- •15.2 Интерфейс rs-232c
- •15.3 Интерфейс ieee 1284
- •15.4 Инфракрасный интерфейс
- •15.5 Интерфейс usb
- •15.6 Интерфейс ieee 1394 - FireWire
- •Вопросы для самоконтроля
- •Лекция 16. Состав, классификация и характеристики периферийных устройств
- •16.1 Классификация периферийных устройств
- •16.2 Видеосистема
- •16.3 Видеоадаптеры
- •16.5 Аудиосистема
- •Контрольные вопросы
- •Список основной литературы
- •Список дополнительной литературы
- •Приложение Классификация и основные определения пу.
- •Общая характеристика клавиатуры.
- •Интерфейс клавиатуры и мыши.
- •Скан-коды и системная поддержка.
- •Манипуляторы-указатели
- •Общая характеристика методов вывода изображений.
- •Графический режим.
- •Текстовый режим.
- •Трехмерная графика и способы обработки видеоизображений.
- •Принципы передачи цветных телевизионных изображений.
- •Объединение компьютерной графики и телевизионного изображения.
- •Стандарты кодеков изображений mpeg.
- •Основные технические характеристики.
- •Управление монитором.
- •Плоские дисплеи.
- •Интерфейсы дисплеев.
- •Функциональная схема адаптеров дисплеев
- •Графический процессор адаптера, принцип работы тракта записи.
- •Принцип считывания со сравниванием цветов в графическом адаптере.
- •Параметры видеосистемы.
- •Принципы построения различных типов принтеров.
- •Форматы данных и интерфейсы принтеров
- •Системная поддержка принтеров.
- •Принципы хранения информации.
- •Хранение информации на магнитных дисках.
- •Накопители на гибких магнитных дисках (нгмд).
- •Интерфейс и контроллер нгмд.
- •Конструкция накопителя на жестких магнитных дисках (нжмд).
- •Основные характеристики винчестеров.
- •Особенности функционирования винчестеров
- •Магнитооптические диски.
- •Флэш-память.
- •Основы цифровой обработки сигналов.
- •Звуковая карта пк.
- •Интерфейсы звуковых карт.
- •Проводные интерфейсы связи.
- •40. Беспроводные интерфейсы связи. Инфракрасный интерфейс.
- •Беспроводные интерфейсы связи. Радиоинтерфейс Bluetooth.
- •Модемы. Структурная схема устройства.
- •Основные принципы шинной связи, управление шиной.
- •Арбитраж шин.
- •Передача информации шинами по блочно.
- •Шины расширения.
- •Параллельные шины.
- •Последовательные шины
Лазерные компакт-диски cd - rom
Для переноса больших объемов данных используют лазерные компакт-диски, получившие обозначение CD-ROM (Compact Disc Read Only Memory). В силу большой емкости (один диск может содержать до 650 Мбайт данных) эти носители широко используются для распространения мультимедийной информации, содержащей большие объемы графики, звука и видео. Они также не имеют конкурентов по параметру стоимости хранения мегабайта информации.
Сегодня диски CD-ROM являются основным типом носителя для распространения программного обеспечения. Если компьютер не имеет дисковода CD-ROM, установка нового программного обеспечения превращается в серьезную проблему.
Основным техническим требованием к дисководам CD-ROM является скорость доступа к данным и скорость их считывания. Этот параметр измеряется в кратных единицах. Так, например, 2-скоростные дисководы обеспечивают скорость считывания 300 Кбайт в секунду. Соответственно, 4-скоростные дисководы обеспечивают скорость 600 Кбайт в секунду и т.д.
Производительность дисковода CD-ROM нам чаще всего важна не сама по себе, а в сравнении с производительностью жесткого диска. Лазерные компакт-диски не боятся магнитных полей и менее критичны к пыли и влаге, чем магнитные дискеты. В то же время, в большинстве случаев они не защищены пластиковым корпусом, как магнитные дискеты, и при неаккуратном обращении могут получать механические повреждения: царапины, трещины, сколы и т. п. В качестве интерфейса применяются SCSI/ASPI – самый подходящий, но дорогой, иногда рекомендуется – IDI/ATAPI.
CD-R
В отличие от CD-ROM могут не только читать диски, но и записывать их. Могут устанавливаться в компьютер вместо CD-ROM. Запись на диски CD-R осуществляется благодаря наличию на нем особо светочувствительного слоя, выгорающего под воздействием высокотемпературного лазерного луча. То есть перед нами нечто похожее на обычную фотографию. Правда, считывает CD-R по нынешним временам не слишком быстро - со скоростью 8-скоростного CD-ROM (8 x 150 = 1200 кб/c = 1,17 Мб/c), но ведь чтение - не главная его функция. Главная - запись. Писать CD-R может в 2-х режимах - односессионном (когда весь диск записывается в один прием) и многосессионном. CD-R - идеален для хранения всевозможных архивов (изображений, звуков, да и просто программ, загромождающих место на вашем жестком диске). Можно сделать копию содержимого всего жесткого диска (на всякий случай). И, конечно же, копировать аудио-, видеодиски и программы.
CD-RW
Новый стандарт перезаписываемых CD-ROM. Внешне диски не отличаются от обычных CD-R, объем - тот же - 640 Мб. Но технология записи CD-R и CD-RW разная.
На дисках CD-RW также имеются поглощающие и отражающие свет участки. Однако это не бугорки или ямки, как в дисководах CD-ROM и CD-R. Диск CD-RW представляет из себя как бы слоеный пирог, где на металлической основе покоится рабочий, активный слой. Он состоит из специального материала, который под воздействием лазерного луча изменяет свое состояние. Находясь в кристаллическом состоянии, одни участки слоя рассеивают свет, а другие - аморфные - пропускают его через себя на отражающую металлическую подложку.
Достоинства:
на диск можно записывать информацию и читать ее;
дисковод CD-RW использует как диски собственного формата, так и с диски CD-ROM и CD-R. Последние он не только читает, но и пишет, причем в любом - односессионном или многосессионном формате.
Недостатки:
перезаписываемые диски CD-RW могут читать не все современные дисководы CD-ROM - только последние модели, соответствующие стандарту Multiread. И даже если вы запишите на CD-RW музыкальный диск, его не прочтет ни один чисто музыкальный компакт-проигрыватель.
высокая цена: цена диска в 2 - 2,5 раза выше, чем у CD-R.
низкая скорость: запись дисков - максимум на учетверенной скорости, а чтение - со скоростью 6х и 8х.
DVD
В свое время к 2000 году, по обещаниям разработчиков, видеокассеты, компакт-диски и другие носители информации должны были прекратить свое существование. Их должны были заменить Единые и Универсальные - DVD.
Сначала DVD расшифровывался так - Digital Video Disk - цифровой видеодиск нового поколения. Но позднее консорциум DVD отказался от этой расшифровки. Впервые слово DVD прозвучало в мире 8 декабря 1995 года. DVD может быть односторонним и двухсторонним, однослойным и многослойным. Но фирмы, входящие в консорциум так до сих пор решение и не приняли. Поэтому пока остановились на односторонних и однослойных.
По внешнему виду и способу записи DVD не очень отличаются от привычных CD-ROM. Но однослойный и односторонний DVD имеет емкость 4,7 Гбайт (в 8 раз больше объема CD-ROM). Объем двухстороннего и многослойного DVD может достигать 17 Гбайт. На одном DVD можно уместить видеофильм на 140 минут с пятью альтернативными звуковыми дорожками на разных языках и четырьмя каналами субтитров. Сравнительно недавно появились первые записывающие дисководы DVD-R, а в дальнейшем - перезаписывающие дисководы DVD-RW (DVD-RAM), работающие с односторонними однослойными дисками емкостью 4,7 Гбайт (или 5,2 Гбайт - в зависимости от производителя). В дальнейшем появились DVD-RW, работающие с многослойными дисками объемом до и более 10 Гбайт.