Методическое пособие 665
.pdf
телей показывают свои максимальные значения. Жесткому диску не приходится постоянно перемещать головки, и время в основном тратится на считывание и передачу данных. Твердотельный накопитель в этом режиме передает данные большими блоками по всем каналам одновременно. Этот режим работы накопителей характерен при копировании огромных файлов – фильмов, архивов, образов DVD.
Показатель Seq Q32T1 вычисляет скорость чтения блоками 128 Кбайт с использованием многопоточности и очереди из 32 запросов. В этом режиме жесткий диск начинает тратить больше времени на перемещение головок в поисках каждого блока, а SSD приходится делать больше вычислений для доступа к разным ячейками флэш-памяти. Этот режим соответствует копированию набора небольших фотографий или аудиофайлов.
Рис. 26. Рабочее окно результатов тестирования двух различных накопителей в одиночном потоке
Чтобы получить лучший результат, укажите число потоков, например режим Seq Q32T2. Настройка числа очередей и потоков осуществляется через главное меню программы (пункт Настройки).
60
Показатель 4 К измеряет чтение очень маленькими блоками по 4 Кбайт, имитируя чтение по случайным адресам. Такой режим работы соответствует процессу загрузки операционной системы, запуску приложений и копированию текстовых документов, т. е. выполнению распространенных и частых операций.
Показатель 4KQ32T1 показывает скорость работы на блоках 4K с очередью запросов равной 32. В данном режиме имитируется ситуация, когда нужно считать сразу несколько файлов небольшого размера, т. е. оценивается возможность распараллеливания операций чтения/записи.
Желательно провести сравнение для накопителей с одинаковым интерфейсом, чтобы нивелировать влияние внешней скорости передачи данных.
2. По результатам измерений постройте графики, сопоставляющие результаты разных накопителей в одинаковом режиме (рис. 27).
D – SSD-накопитель, 120 ГБ;
С – USB-флеш, 16ГБ;
Е – карта памяти microSD, 4ГБ.
Рис. 27. Сравнение накопителей в режиме случайного чтения/записи блоками по 4 К
61
3.Варьируя размером файла данных, определите оптимальный размер блока пересылки данных для различных накопителей. Для этого постройте графики зависимости пропускной способности от размера блока данных при произвольном (случайном) чтении/записи.
4.Используя настройки теста – число потоков, исследуйте влияние режима многопоточности на скорость копирования файлов больших объемов.
Установите максимально возможный размер файла данных, число очередей – 8, и постройте зависимости скорости последовательного и произвольного чтения от числа потоков. Сделайте выводы и обобщите их на операции записи.
5.Исследуйте влияние числа очередей на скорость последовательного и произвольного чтения.
5.3.Виды и материалы контроля выполнения работы
По результатам выполнения работы должен быть подго-
товлен отчет, содержащий:
–полную информацию о характеристиках внешних запоминающих устройств разного типа (не менее двух);
–диаграммы, иллюстрирующие результаты сравнительного анализа быстродействия внешних ЗУ разного вида с одинаковым интерфейсом в режимах:
а) последовательного чтения; б) последовательной записи;
в) случайного чтения блоками по 4 КБайта; г) произвольной записи блоками по 4 КБайта;
–график зависимости пропускной способности от размера блока данных при произвольном (случайном) чтении/записи для двух накопителей в одном масштабе;
–выводы о влиянии количества потоков ввода/вывода на скорость чтения больших файлов;
–графики зависимости скорости последовательного и произвольного чтения от числа очередей.
62
Контрольно-тестовые задания
1.Максимум обращений в иерархической структуре памяти ЭВМ происходит к …
а) регистровой памяти; б) внешней памяти; в) архивной памяти; г) основной памяти.
2.Время доступа не зависит от размещения данных на носителе …
а) SDRAM; б) DVD; в) HDD; г) SSD.
3. Укажите емкость накопителя, имеющего 2 рабочие поверхности по 50 дорожек на каждой. 2000 секторов на дорожке (размер сектора 512 байт).
4. Укажите интерфейсы подключения для SSDнакопителя.
5. Расположите сменные оптические носители в порядке возрастания емкости:
BD, CD, DVD.
6. Установите соответствие между видом запоминающего устройства и используемым методом доступа к данным:
DDR SDRAM |
последовательный |
DVD |
прямой |
microSD |
произвольный |
7. Для каждого вида запоминающего устройства укажите выполняемую функцию в вычислительной системе и технологию хранения данных.
Функция |
Вид ЗУ |
Технология (принцип |
|
|
хранения информации) |
буферное |
HDD |
оптический |
служебное |
CD |
электрический |
оперативное |
SDHC |
магнитный |
постоянное хранение |
DDR3 |
полупроводниковый |
8.Укажите энергонезависимые ячейки памяти:
а) MLC; б) DRAM; в) SRAM; г) TLC; д) SLC.
9.Перечислите накопители массивов информации.
63
6. ПЕРИФЕРИЙНЫЕ УСТРОЙСТВА ЭВМ
Цель работы: знакомство с принципами функционирования и основными характеристиками периферийных устройств ПК
Программные средства: работа выполняется с помо-
щью Internet-сервисов и Microsoft PowerPoint
6.1. Общие сведения о периферийных устройствах
Обмен информации между вычислительной системой и внешней средой производится через множество специализированных устройств, которые принято называть внешними или периферийными. Характерной чертой внешних устройств является их независимость от центрального процессора. Они имеют собственную систему управления и функционируют по ее командам. Обобщенная структурная схема периферийного устройства представлена на рис. 28.
Рис. 28. Обобщенная структурная схема внешнего устройства
64
Все внешние устройства можно условно разделить на предназначенные для непосредственной работы с человеком, со специализированным оборудованием и коммуникационные (для связи с удаленными абонентами).
Наиболее многочисленной группой, конечно же, являются периферийные устройства, обеспечивающие человекомашинное взаимодействие. Их цель – преобразование информации из формы, доступной человеку, в другую, «понятную компьютеру», т. е. для которой существует формат кодирования и способ обработки (табл. 8).
Таблица 8 Классификация форм представления информации
Способ воспри- |
Форма |
|
Формат кодирования |
||
ятия человеком |
представления |
|
и хранения |
|
|
Визуальная |
Графическая |
|
Растровый (bmp, tif, |
||
(зрительная) |
(изображение) |
|
gif, png, jpg), вектор- |
||
|
|
|
ный (wmf , cdr) |
|
|
|
Текстовая |
|
ASCI, |
OEM |
таблицы |
|
(символьная) |
|
кодировки |
|
|
|
Числовая |
|
Стандарт IEEE764 |
||
Аудиальная |
Звуковая |
|
Аудиоформаты |
(WAV, |
|
|
|
|
AIFF, |
APE, |
FLAC, |
|
|
|
MP3, Ogg) |
|
|
Мульти- |
Анимированная |
3D max и др. спец. |
|||
медийная |
компьютерная |
|
формат |
|
|
|
графика |
|
|
|
|
|
Видеоряд |
со |
Видеоформаты |
WMV, |
|
|
звуком |
|
MOV, FLV и др. |
||
Тактильная |
Позиция |
|
Числовой код |
|
|
Обонятельная |
- |
|
- |
|
|
Вкусовая |
- |
|
- |
|
|
Функциональное назначение устройства определяет его основные характеристики, призванные обеспечить оптимальное качество выполнения заданных функций при соответст-
65
вующем уровне технической поддержки. Для сравнения устройств одного функционального назначения важны основные технические характеристики, прямо или косвенно отражающие их производительность и эффективность выполнения своих функций. Технические характеристики устройств приводятся на сайте производителя и могут быть использованы при проведении технико-экономического обоснования.
Связь с процессором осуществляется посредством стандартных интерфейсов. Поэтому при разработке системы большое значение имеет правильный выбор используемых интерфейсов, определяющий экономическую и техническую эффективность всей вычислительной системы.
Пример 1. Определение основных технических характеристик светодиодного принтера:
Характеристика |
Единица измерения |
Разрешающая способность |
dpi (точек на дюйм) |
Объем памяти для формиро- |
МБ |
вания изображения |
|
Скорость печати |
Стр/мин (страниц в минуту) |
Формат бумаги |
А4, А5 … |
Пример 2. Описание принципа работы светодиодного принтера с помощью схемы (рис. 29).
Рис. 29. Принцип работы светодиодного принтера
66
Пример 3. Описание характеристик компьютерной мыши для целевого применения в качестве рабочего места экономиста.
Существует множество моделей компьютерных мышей, но для рабочего места экономиста будет удобна эргономичная беспроводная. К числу ее основных характеристик относятся следующие.
1.Время автономной работы – максимальный расчетный временной промежуток использования конкретного экземпляра устройства без подзарядки или замены батареи. (Для рабочего места экономиста данная характеристика будет очень важна, т.к. компьютерная мышь – одно из главных периферийных устройств, которое используется постоянно)
2.Радиус действия беспроводной связи – это максимальное расстояние, на котором может осуществляться устойчивая беспроводная связь.
3.Разрешение – этот параметр показывает, сколько измерений перемещения происходит на каждом пройденном мышью дюйме. Чем больше измерений происходит на единице пути мыши, тем дальше продвинется курсор.
6.2.Задания и порядок выполнения работы Задание 1. Охарактеризуйте заданное периферийное
устройство.
Варианты устройств.
1.Клавиатура.
2.Мышь.
3.Принтер.
4.Монитор.
5.Сканер.
6.Веб-камера.
7.Цифровая камера.
8.Графический планшет
9.Плоттер (графопостроитель).
10.Считыватель смарт-карт.
67
11.BD-R рекодер (оптический привод).
12.Внешний жесткий диск.
13.Кардридер.
14.Беспроводные наушники.
15.Портативные динамики.
Указания к выполнению
1. На основе материалов периодических и электронных изданий проанализируйте назначение и основные функции заданного устройства, выявите характеристики устройства, отвечающие за возможность и качество выполнения этих функций. Результаты запишите по плану:
Устройство
Тип обрабатываемой информации
Основная функция
Дополнительные функции
Основная характеристика*
2. Для каждой характеристики определите единицу измерения и способ ее измерения
Задание 2. Подготовьте сообщение с визуализацией, отражающей:
а) назначение и основные функции рассматриваемого устройства (см. задание 1, пример 2);
б) принцип действия (как осуществляется выполнение функциональной задачи, пример на рис. 28);
в) структурную схему устройства, отображающую основные логические блоки (пример на рис. 24 тема 5)
г) основные технические характеристики (определяющие производительность и эффективность выполнения функциональной задачи) и способы их определения;
д) перспективные направления совершенствования устройств подобного назначения.
Задание 3. Сравните не менее трех периферийных устройств (варианты в задании 1) различных ведущих производителей для заданной области применения.
68
Область применения устройства:
а) для малых и средних рабочих групп; б) для использования в узко-специализированной задаче
профессиональной деятельности; в) для домашнего использования;
г) для корпоративных пользователей; д) для применения в мобильных устройствах
Пример выполнения задания. Сравнение технических характеристик проекторов (целевое назначение – проведение презентации в офисе).
Для проведения презентации в офисе или небольшом зале будет удобен классический компактный проектор, который легко переносится, но может также устанавливаться на потолочном креплении, при этом имеет стандартное разрешение 1920 x 1080, позволяющее с достаточной четкостью отображать цифры, графики, схемы. Наиболее важным для данного целевого назначения является проекционное расстояние, т.е. расстояние от объектива проектора до экрана. Поскольку в офисе, как правило, мало места, проектор будет устанавливаться близко к экрану, при этом он не должен слепить выступающего.
Рассчитаем желательное значение проекционного отношения (f) исходя из удобного проекционного расстояния (s), которое должно быть не больше 1 м, из формулы:
s=d*f;
где d – ширина изображения,
f – проекционное отношение.
Для экрана шириной 1,5 м и расстояния до экрана 1м. проекционное соотношение составит 0,66. Таким образом, для дальнейшего сравнения отберем три короткофокусных модели проекторов различных производителей (табл. 9).
Из анализа данных табл. 9 видно, что наибольший световой поток у модели Acer H6517, что важно при недостаточном затемнении, при этом другие параметры – контрастность
69