1. Что такое ТСИ? Основные понятия и задачи.

Технические средства информатизации – это совокупность систем, машин, приборов, механизмов, устройств и прочих видов оборудования, предназначенных для автоматизации различных технологических процессов информатики, причем таких, выходным продуктом которых является информация (данные), используемые для удовлетворения информационных потребностей в разных областях деятельности общества.

Основные понятия:

• Hardware, Software и Brainware;

• Программа и системное программное обеспечение;

• Операционная система, утилиты и драйверы;

• Инструментальное и прикладное программное обеспечение;

• Интегрированные пакеты или пакеты прикладных программ;

• Классификация компьютерных технических средств информационных технологий;

• Архитектура компьютера;

Software – совокупность программ, используемых в компьютере или программные средства, представляющие заранее заданные, чётко определённые последовательности арифметических, логических и других операций.

Hardware – технические устройства компьютера (“железо”) или аппаратные средства, созданные, в основном, с использованием электронных и электромеханических элементов и устройств.

Brainware – знания и умения, необходимые пользователям для грамотной работы на компьютере (компьютерная культура и грамотность).

Программа - это упорядоченная последовательность команд, предназначенная для решения разных задач с помощью компьютерной техники и технологии; точная и подробная последовательность инструкций на понятном компьютеру языке с указанием правил обработки информации.

Программное обеспечение (ПО) – это программные средства информационных технологий. Они подразумевают создание, использование компьютерных программ различного назначения и позволяют техническим средствам выполнять операции с машиночитаемой информацией.

Операционная система (ОС) – это комплекс взаимосвязанных программ, предназначенных для автоматизации планирования и организации процесса обработки программ, ввода-вывода и управления данными, распределения ресурсов, подготовки и отладки программ, других вспомогательных.

Прикладное программное обеспечение (ППО) или прикладные программные средства используются при решении конкретных задач.

Набор нескольких пользовательских программ, функционально дополняющих друг друга и поддерживающих единую информационную технологию называют пакетом прикладных программ, интегрированным пакетом программ или интегрированным программным обеспечением. Пакеты программ выполняют функции, для которых ранее создавались специализированные программы. В качестве примера приведём ППП MicrosoftOffice, в состав которого входят: текстовый и табличный процессор, СУБД Access, PowerPoint и другие программы.

Архитектура компьютера определяет принципы действия, информационные связи и взаимное соединение основных логических узлов компьютера.

Все технические средства информатизации в зависимости от выполняемых функций можно разделить на шесть групп:

1. Устройства ввода информации:

2. Устройства вывода информации:

3. Устройства обработки информации:

4. Устройства передачи и приема информации:

5. Многофункциональные устройства:

6. Устройства хранения информации

2. Типы блоков питания. Форм факторы. Стандарты.

Компьютерный блок питания — вторичный источник электропитания, предназначенный для снабжения узлов компьютера электрической энергией постоянного тока, путём преобразования сетевого напряжения до требуемых значений.

В некоторой степени блок питания также:

• выполняет функции стабилизации и защиты от незначительных помех питающего напряжения;

• участвует в охлаждении компонентов персонального компьютера.

Характеристики трансформаторного блока питания. Если разбирать трансформаторный блок питания, в общем, то он состоит из понижающего трансформатора, где первичная обмотка выполнена из расчета на сетевое напряжение. А для преобразования сетевого (переменного) напряжения в пульсирующее однонаправленное (постоянное) напряжение используется выпрямитель. Затем идет фильтр, которые сглаживает пульсирующее напряжение (зачастую для этого используется конденсатор большой емкости). Характеристики импульсного блока питания. Работа импульсных блоков питания настроена таким образом, что входящее переменное напряжение сначала выпрямляется и только затем преобразуется в импульсы повышенной частоты. Если это импульсный блок питания с гальванической развязкой от питающей сети, то импульсы подаются на трансформатор, если же гальваническая развязка не требуется, то импульсы напрямую подаются на низкочастотный выходной фильтр. Благодаря тому, что в импульсных блоках питания используются высокочастотные импульсы, в них могут применяться трансформаторы с малыми габаритами.Для того чтобы стабилизировать напряжение, в импульсных блоках питания используется отрицательная обратная связь

Стандарты

AT (устаревший)

В блоках питания у компьютеров форм-фактора AT выключатель питания разрывает силовую цепь и обычно вынесен на переднюю панель корпуса отдельными проводами; питание дежурного режима с соответствующими цепями отсутствует в принципе. Однако почти все материнские платы стандарта АТ+ATX имели выход управления блоком питания, а блоки питания, в то же время, вход, позволяющий материнской плате стандарта АТ управлять им (включать и выключать).

Atx (современный)

Повышены требования к +5 VDС — теперь БП должен отдавать ток не менее 12 А (+3,3 VDC — 16,7 А соответственно, но при этом совокупная мощность не должная превысить 61 Вт) для типовой системы потребления мощностью 160 Вт. Выявился перекос выходной мощности: раньше основным был канал +5 В, теперь были продиктованы требования по минимальному току +12 В. Требования были обусловлены дальнейшим ростом мощности комплектующих (в основном, видеокарты), чьи требования не могли быть удовлетворены линиями +5 В из-за очень больших токов в этой линии.

АТХ12V

 в нем были ужесточены требования к блоку питания: при той же суммарной выходной мощности, что и раньше, блок должен был обеспечивать большие токи по шинам +12 и +3,3 В. Более того, устанавливалась нижняя граница максимального тока по шине +12 В - 10 А вне зависимости от суммарной мощности БП; блок, не обеспечивающий такого тока, не может считаться соответствующим стандарту ATX12V. 

физически новые блоки отличались от старых лишь дополнительным разъемом, то в продаже в большом количестве появились различные переходники для адаптации АТХ-блоков питания к стандарту ATX12V. Разумеется, в связи с возросшими требованиями к нагрузочным токам для мощных систем такая адаптация была некорректна, но у систем со сравнительно небольшим энергопотреблением никаких проблем не возникало

ATX12V 2.0

Основное отличие нового стандарта в том, что теперь в блоке питания предусмотрены сразу две шины +12 В. Связано это с тем, что увеличить нагрузочный ток по одной шине выше 20 А нельзя - по требованиям стандартов безопасности мощность цепей, к которым есть открытый доступ для оператора, не должна превышать 240 В-А (12 Вх20 А). При этом заметно уменьшились максимальные нагрузочные токи по шинам +3,3 и +5 В (до полутора раз по сравнению с блоками ATX12V 1.1 той же мощности).

EPS12V

это стандарт для серверов начального уровня

Стандарт SFX (S — Small, маленький), самый старый стандарт на компактные блоки питания, описывает пять различных вариантов исполнения.два низкопрофильных блока, шириной 100 и высотой 50 и 63,5 мм.

Стандарт TFX (T — Thin, тонкий), описывает только один вариант исполнения блока питания, в тонком, но очень длинном (175 мм) корпусе. Блок оснащен мощным 80 мм вентилятором и поэтому может использоваться для охлаждения всей системы

Стандарты CFX (C — Compact) и LFX (L — Lowprofile), разработаны совсем недавно специально для BTX-систем. Блоки питания формфактора CFX предназначены для компактных систем с объемом корпуса 10–15 л.При этом длина блока увеличилась до 210 мм, но отчасти это компенсируется тем, что на последних 58 мм высота блока уменьшается с 72 до 46 мм. Кроме того, такая длина является максимально допустимой, если же позволяют технологические возможности, то производитель имеет право укоротить LFX вплоть до 152 мм.

3.Форм факторы материнских (системных) плат. Основные компоненты.

Материнская плата  — сложная многослойная печатная плата, на которой устанавливаются основные компоненты персонального компьютера либо сервера начального уровня (центральный процессор, контроллер оперативной памяти и собственно ОЗУ, загрузочное ПЗУ, контроллеры базовых интерфейсов ввода-вывода). Именно материнская плата объединяет и координирует работу таких различных по своей сути и функциональности комплектующих, как процессор, оперативная память, платы расширения и всевозможные накопители.

Основные компоненты, устанавливаемые на материнской плате:

Разъём (гнездо, сокет) для центрального процессора (ЦПУ) 

набор микросхем, обеспечивающих подключение ЦПУ к ОЗУ и контроллерам периферийных устройств. Как правило, современные наборы системной логики строятся на базе двух СБИС: «северного» и «южного мостов».

Северный мост (англ. Northbridge), MCH (Memorycontrollerhub), системный контроллер — обеспечивает подключение ЦПУ к узлам, использующим высокопроизводительные шины: ОЗУ, графический контроллер.

Для подключения ЦПУ к системному контроллеру могут использоваться такие FSB-шины, как HyperTransport и SCI.

Обычно к системному контроллеру подключается ОЗУ. В таком случае он содержит в себе контроллер памяти. Таким образом, от типа применённого системного контроллера обычно зависит максимальный объём ОЗУ, а также пропускная способность шины памяти персонального компьютера. Но в настоящее время имеется тенденция встраивания контроллера ОЗУ непосредственно в ЦПУ (например, контроллер памяти встроен в процессоры в AMD K8 и Intel Core i7), что упрощает функции системного контроллера и снижает тепловыделение.

В качестве шины для подключения графического контроллера на современных материнских платах используется PCI Express. Ранее использовались общие шины (ISA, VLB, PCI) и шина AGP.

Южный мост  — содержит контроллеры периферийных устройств (жёсткого диска, Ethernet, аудио), контроллеры шин для подключения периферийных устройств (шины PCI, PCI Express и USB), а также контроллеры шин, к которым подключаются устройства, не требующие высокой пропускной способности (LPC — используется для подключения загрузочного ПЗУ; также шина LPC используется для подключения мультиконтроллера (англ. SuperI/O) — микросхемы, обеспечивающей поддержку исторических низкопроизводительных интерфейсов передачи данных: последовательного и параллельного интерфейсов, контроллера клавиатуры и мыши).

Хотя, как правило, северный и южный мосты реализуются в виде отдельных СБИС, однако существуют и одночиповые решения. Именно набор системной логики определяет все ключевые особенности материнской платы и то, какие устройства могут подключаться к ней.

Разъемы (гнёзда, сокеты) для оперативной памяти (ОЗУ)

модули ОЗУ устанавливаются в эти разъёмы как отдельные платы. Количество может колебаться от 1 до 6 (8)

Модуль стабилизатора напряжения (VoltageRegulatorModule, VRM)

Служит для формирования нужных напряжений питания процессора из стандартных напряжения БП.Разработан для того, чтобы существующие системные платы могли поддерживать типы процессоров (у которых могут быть самые разные напряжения питания ядра), которые появятся в будущем.

Микросхема загрузочного ПЗУ (EEPROM)

Хранит ПО, которое исполняется сразу после включения питания. Как правило, загрузочное ПЗУ содержит BIOS.

На сегодняшний день существует четыре преобладающих типоразмера материнских плат – AT, ATX, LPX и NLX. Кроме того, есть уменьшенные варианты формата AT (Baby-AT), ATX (Mini-ATX, microATX) и NLX (microNLX). Более того, недавно выпущено расширение к спецификации microATX, добавляющее к этому списку новый форм-фактор – FlexATX. Все эти спецификации, определяющие форму и размеры материнских плат, а также расположение компонентов на них и особенности корпусов, и описаны ниже.

Все AT платы имеют общие черты. Почти все имеют последовательные и параллельные порты, присоединяемые к материнской плате через соединительные планки. Они также имеют один разъем клавиатуры, впаянный на плату в задней части. Гнездо под процессор устанавливается на передней стороне платы. Слоты SIMM и DIMM находятся в различных местах, хотя почти всегда они расположены в верхней части материнской платы.

4. Типы ЦП. Основные характеристики. Производители. Серии. Сокеты.

1. Одноядерные SingleCore. Это такой вид процессора, который изготовлен на архитектуре одноядерного устройство. До недавнего времени это был единственный процессор, который использовался во всех ПК

2. Двуядерные DualCore. Двуядерные процессоры – это один процессор, который оснащен двумя ядрами, это значит, что такое устройство работает как два процессора, соединенных в один. По сравнению с одноядерным процессором, двуядерный не требует ожидания окончания первого процесса, а следовательно может работать со многими задачами одновременно, не теряя эффективности и производительности

3. Процессоры с четырьмя ядрами QuadCore. Четырехядерные процессоры имеют очень хорошие характеристики и быструю работу. Так же, как и двуядерные процессоры, они способны выполнять много задач одновременно, распределяя их по ядрам, увеличивая свою производительность и эффективность работы. Но, это не означает, что скорость всех приложений будет увеличена в четыре раза. Такие процессоры нужны тем, кому нужно выполнять несколько задач одновременно, например таких параметров требуют некоторые сверхмощные игры.

Также, есть и более мощные процессоры, например восьмиядерные. Такие процессоры, обычно не устанавливают в компьютерах для домашнего использования, он просто не оправдывает сам себя, а нужны для серверов. 

Основными считаются следующие характеристики:

—        тип архитектуры или серия (CISC, Intel х86, RISC);

—        система поддерживаемых команд (х86, IA-32, IA 64);

—        расширения системы команд (ММХ, SSE, SSE2, 3Dnow!);

—        конструктивноеисполне?ше (Slot I, Slot 2, Socket 340, Socket 478, Slot A, Socket A);

—        тактовая частота (МГц, ГГц);

—        частота системной шины.

Разработкой микропроцессоров в России занимаются ЗАО «МЦСТ», НИИСИ РАН и ЗАО «ПКК Миландр» Крупнейшими в мире остаются – AMD и INTEL

Intel:

• Socket P — замена Socket 479 и Socket M, 9 мая 2007 года

• Socket T (LGA775) — Intel Pentium 4, Pentium D, Celeron D, Pentium EE, Core 2 Duo, Core 2 Extreme, Celeron, Xeon серии 3000, Core 2 Quad (ядра Northwood, Yorkfield, Prescott, Conroe, Kentsfield, Allendale и Cedar Mill)

• Socket H2 (LGA1155) — замена Socket H (LGA1156)

• Socket B2 (LGA1356) — преемник Socket B (LGA1366)

• Socket R (LGA2011) — замена Socket B (LGA1366)

• Socket H3 (LGA1150) — замена Socket H2 (LGA1155) (2013 год)

• Socket G3 (rPGA947) — замена Socket G2 (rPGA 988B) (2013 год)

AMD

• Socket AM3 — замена для Socket AM2+; поддержка памяти DDR3

• Socket AM3+ — замена для Socket AM3; поддержка процессоров AMD FX с кодовым именем «Zambezi» с микроархитектурой Bulldozer

• Socket FM1, FM2 — 905 контактный разъем, предназначенный для установки процессоров с микроархитектурой AMD Fusion..

• Socket F (Socket 1207) — серверные Opteron

• Socket F+ (Socket 1207+) — серверные Opteron споддержкойшиныHyperTransport 3.0

• Socket C32  — серверныеOpteron для одно- и двухпроцессорных конфигураций

• Socket G34  — серверныеOpteron для двух- и четырёх процессорных конфигураций

• Socket S1 — мобильные Athlon 64, Turion 64 и Mobile Sempron

5. Набор микросхем материнской платы (чипсет). Северный и южный мосты. Назначение.

Чипсе́т (англ. chipset) — набор микросхем, спроектированных для совместной работы с целью выполнения набором каких-либо функций. Так, в компьютерах чипсет, размещаемый на материнской плате, выполняет роль связующего компонента, обеспечивающего совместное функционирование подсистем памяти, центрального процессора (ЦП), ввода-вывода и других. Чипсеты встречаются и в других устройствах, например, в сотовых телефонах и сетевых медиаплеерах.

Чаще всего чипсет материнских плат современных компьютеров состоит из двух основных микросхем (иногда объединяемых в один чип, т. н. системный контроллер-концентратор (англ. System Controller Hub, SCH)):

1. контроллер-концентратор памяти (англ. Memory Controller Hub, MCH^[1][2]) или северный мост (англ. northbridge) — обеспечивает взаимодействие ЦП с памятью. Соединяется с ЦП высокоскоростной шиной (FSB, HyperTransport или QPI). В современных ЦП (например Opteron, Itanium, Nehalem, UltraSPARC T1) контроллер памяти может быть интегрирован непосредственно в ЦП. В MCH некоторых чипсетов может интегрироваться графический процессор^[3];

2. контроллер-концентратор ввода-вывода (англ. I/O Controller Hub, ICH^[4]) или южный мост (англ. southbridge) — обеспечивает взаимодействие между ЦП и жестким диском, картами PCI, низкоскоростными интерфейсами PCI Express, интерфейсами IDE, SATA, USB и пр.

Иногда в состав чипсета включают микросхему Super I/O, которая подключается к южному мосту по шине LowPinCount и отвечает за низкоскоростные порты: RS232, LPT, PS/2.

Существуют и чипсеты, заметно отличающиеся от традиционной схемы. Например, у процессоров для разъёма LGA 1156 функциональность северного моста (соединение с видеокартой и памятью) полностью встроена в сам процессор, и следовательно, чипсет для LGA 1156 состоит из одного южного моста, соединенного с процессором через шину DMI^[5].

Создание полноценной вычислительной системы для персонального и домашнего компьютера на базе, состоящей из столь малого количества микросхем (чипсет и микропроцессор) является следствием развитиятехпроцессов микроэлектроники развивающихся по закону Мура

6. Оперативная память и интерфейсы. Основные характеристики и стандарты.

Операти́внаяпа́мять  — энергозависимая часть системыкомпьютерной памяти, в которой временно хранятся данные и команды, необходимые процессору для выполнения им операции.

Характеристики:

Типы оперативной памяти

Обьем оперативной памяти.

Частота оперативной памяти

Тайминги оперативной памяти

Напряжение.

Производитель ОЗУ.

• SIMM (SingleinLineMemoryModule) - имеет 30 или 72 контакта, каждый контакт имеет выход на обе стороны платы.

• DIMM (DualinLineMemoryModule) - имеет 168, 184, 200 или 240 независимых контактов, расположеных по обе стороны платы памяти.

• Модули памяти стандарта FB-DIMM предназначены для серверов. Схожи с модулями памяти DIMM 240-pin, но несовместимы с обычными небуферизованными модулями памяти DDR2 DIMM и Registered DDR2 DIMM.

• SODIMM (SmallOutlineDualIn-LineMemoryModule) - более компактный вариант DIMM, использующийся чаще всего в ноутбуках и Tablet PC. Встречаются: 144, 200, 72 и 168 контактов.

• MicroDIMM (Micro Dual In-Line Memory Module) - разновидность DIMM. По размерам меньше, чем SODIMM, имеет 60 контактов. Встречаются: 144 контакта SDRAM, 172 контакта DDR, 214 контакта DDR2.

• RIMM - форм-фактор памяти RIMM (RDRAM). Встречаются: 184, 168 или 242 контакта.