Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

учебник информатика

.pdf
Скачиваний:
542
Добавлен:
13.02.2015
Размер:
16.29 Mб
Скачать

Глава 1. Общие сведения об информационных процессах

2)применении информационных технологий;

3)обеспечении защиты информации.

2. Положения настоящего Федерального закона не распространяются на отношения, возникающие при правовой охране результатов интеллектуальной деятельности и приравненных к ним средств индивидуализации.

Дальнейшие статьи содержат многочисленные положения правового регулирования в сфере информации, информационных технологий и защиты информации. Большое внимание уделяется вопросам ограничения доступа к информации, создания государственных информационных систем, защиты информации.

1.4 Требования к организации рабочих мест пользователей ПК

Главным документом, определяющим данные требования, является СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03 «Гигиенические требования к персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы».

Документ содержит разделы:

I. Общие положения и область применения II. Требования к ПЭВМ

III. Требования к помещениям для работы с ПЭВМ

IV. Требования к микроклимату, содержанию аэроионов и вредных химических веществ в воздухе на рабочих местах, оборудованных ПЭВМ

V. Требования к уровням шума и вибрации на рабочих местах, оборудованных ПЭВМ

VI. Требования к освещению на рабочих местах, оборудованных ПЭВМ

VII. Требования к уровням электромагнитных полей на рабочих местах, оборудованных ПЭВМ

VIII. Требования к визуальным параметрам ВДТ, контролируемым на рабочих местах

IX. Общие требования к организации рабочих мест пользователей ПЭВМ

X. Требования к организации и оборудованию рабочих мест с ПЭВМ для взрослых пользователей

XI. Требования к организации и оборудованию рабочих мест с ПЭВМ для обучающихся в общеобразовательных учреждениях и учреждениях начального и высшего профессионального образования

41

1.4 Требования к организации рабочих мест пользователей ПК

XII. Требования к оборудованию и организации помещений с ПЭВМ для детей дошкольного возраста

XIII. Требования к организации медицинского обслуживания пользователей ПЭВМ

XIV. Требования к проведению государственного санитарноэпидемиологического надзора и производственного контроля.

Документ содержит также 14 приложений.

Некоторые самые существенные требования по организации рабочих мест пользователей ПЭВМ (так здесь называют ПК; ВДТ – видеодисплейный терминал), о которых не должен забывать простой пользователь, приведены в следующих разделах документа:

3.4. Площадь на одно рабочее место пользователей ПЭВМ с ВДТ на базе электронно-лучевой трубки (ЭЛТ) должна составлять не менее 6 м2, в помещениях культурно-развлекательных учреждений и с ВДТ на базе плоских дискретных экранов (жидкокристаллические, плазменные) – 4,5 м2.

При использовании ПЭВМ с ВДТ на базе ЭЛТ (без вспомогательных устройств – принтер, сканер и др.), отвечающих требованиям международных стандартов безопасности компьютеров, с продолжительностью работы менее 4-х часов в день допускается минимальная площадь 4,5 м2 на одно рабочее место пользователя (взрослого и учащегося высшего профессионального образования).

4.4. В помещениях, оборудованных ПЭВМ, проводится ежедневная влажная уборка и систематическое проветривание после каждого часа работы на ПЭВМ.

6.1. Рабочие столы следует размещать таким образом, чтобы видеодисплейные терминалы были ориентированы боковой стороной к световым проемам, чтобы естественный свет падал преимущественно слева.

9.1. При размещении рабочих мест с ПЭВМ расстояние между рабочими столами с видеомониторами (в направлении тыла поверхности одного видеомонитора и экрана другого видеомонитора) должно быть не менее 2,0 м, а расстояние между боковыми поверхностями видеомониторов – не менее 1,2 м.

9.4. Экран видеомонитора должен находиться от глаз пользователя на расстоянии 600 – 700 мм, но не ближе 500 мм с учетом размеров алфа- витно-цифровых знаков и символов.

9.6. Конструкция рабочего стула (кресла) должна обеспечивать поддержание рациональной рабочей позы при работе на ПЭВМ, позволять изменять позу с целью снижения статического напряжения мышц шейно-

42

Глава 1. Общие сведения об информационных процессах

плечевой области и спины для предупреждения развития утомления. Тип рабочего стула (кресла) следует выбирать с учетом роста пользователя, характера и продолжительности работы с ПЭВМ.

Рабочий стул (кресло) должен быть подъемно-поворотным, регулируемым по высоте и углам наклона сиденья и спинки, а также расстоянию спинки от переднего края сиденья, при этом регулировка каждого параметра должна быть независимой, легко осуществляемой и иметь надежную фиксацию.

9.7. Поверхность сиденья, спинки и других элементов стула (кресла) должна быть полумягкой, с нескользящим, слабо электризующимся и воздухопроницаемым покрытием, обеспечивающим легкую очистку от загрязнений.

Полный текст документа можно найти в Интернете по адресу http://lib.herzen.spb.ru/postuplenia/gigienich_trebov.pdf.

43

Контрольные вопросы к главе 1

Контрольные вопросы к главе 1

1)В чем заключается задача изучения курса «Информатика» в вузе?

2)Что такое «информация», какие виды ее Вы знаете?

3)Как измеряется объем компьютерной информации?

4)В какой системе счисления представлена информация при ее обработке и хранении на компьютере?

5)Какие кодировки используются для работы с кириллицей? Что та-

кое UTF-8?

6)В чем разница при кодировании целых и вещественных чисел?

7)Что такое RGB и CVYK?

8)Что такое частота дискредитации и глубина кодирования звука? В каких единицах измеряется битрейт?

9)Какие форматы и стандарты кодирования видеоинформации Вы знаете?

10)В чем разница необратимого и обратимого сжатия информации, где они используются?

11)Как наказывается неправомерный доступ к компьютерной информации и распространение вредоносных программ по законодательству РФ?

12)Какие основные положения по организации рабочих мест пользователей ПК Вы должны выполнять в соответствии с СанПиН

2.2.2/2.4.1340-03?

44

Контрольные вопросы к главе 1

Глава 2. Аппаратное обеспечение персональных компьютеров

Современный компьютер – это система, построенная на базе электронных микросхем, и предназначенная для хранения, обработки и передачи любых видов информации.

Простые пользователи обычно имеют дело с персональными компьютерами (ПК), поэтому в дальнейшем речь пойдет именно о них.

Наиболее известны и распространены персональные компьютеры на базе процессоров фирмы Intel и их аналогов (ранее их называли IBMсовместимые ПК) и ПК фирмы Apple – Macintosh.

В последние годы все более широкое распространение получает ноутбук – переносной персональный компьютер, с размерами, например, 3324 3,5 см, масса его 2 – 2,5 кг (см. рисунок 2.1).

Рисунок 2.1. Настольный ПК и ноутбук

Историю развития средств вычислительной техники можно найти во многих учебниках по информатике или в Интернете, например на сайте Свободной энциклопедии – Википедии (см. http://ru.wikipedia.org/ wiki/Компьютер.

Аппаратное обеспечение – все те компоненты, из которых состоит компьютер, а также оборудование для организации локальных и глобальных сетей – так называемое компьютерное «железо» (hardware).

Прежде всего, это процессор, материнская плата и ее главные микросхемы – чипсет, определяющий всю архитектуру компьютера, возмож-

45

Глава 2. Аппаратное обеспечение персональных компьютеров

ные типы основной оперативной памяти, видеокарт, дисковых устройств, мониторов, принтеров и других периферийных устройств.

Знание современных технических средств, а также истории их развития, необходимо каждому пользователю ПК. Обновление всех компонентов ПК идет стремительными темпами. Не так давно появились многоядерные процессоры для настольных компьютеров и ноутбуков; новые шины для высокоскоростной работы с памятью, видеоподсистемой, жесткими дисками; интегрированные контроллеры для работы с гигабитными проводными сетями и с беспроводными сетями. Жидкокристаллические мониторы вытеснили с рынка мониторы на электронно-лучевых трубках. Продвигается новая концепция домашнего компьютера – медиацентра, который не только работает с DVD-дисками и имеет качественную многоканальную аудиосистему, но и работает с радио- и телевизионными трансляциями Интернета, а также с FM и TV-тюнерами, которыми комплектуется ПК, с программируемым управлением этими средствами.

Умение подобрать необходимую конфигурацию ПК или осознанно выбрать ноутбук позволит избежать покупки морально устаревшего оборудования, цена которого может ненамного отличаться от новой, более совершенной техники. Так, в компьютерных магазинах часто можно встретить типовые конфигурации ПК с морально устаревшими процессорами и с жесткими дисками не самых оптимальных объемов (часто новый диск с емкостью в 2 раза большей, чем более старый, бывает дороже всего лишь на 10-20%).

Чтобы Ваш ПК всегда быстро работал и оперативно выполнял все необходимые функции, необходимо самому пользователю разбираться в основном аппаратном обеспечении и соответствующем ему программном обеспечении.

2.1 Процессор

Процессор – специальная микросхема, которая выполняет операции по обработке информации в компьютере.

На небольшой кремниевой пластине размещены сотни миллионов транзисторов-переключателей и каналов передачи данных. Кроме центрального процессора (CPU) в современных компьютерах значительную роль играет процессор видеокарты, который занимается обработкой видеоинформации. В 2010 году при переходе на 32 нм технологию корпора-

46

2.1 Процессор

ция Intel разместила в одном корпусе центрального процессора также вторую микросхему – видеоядро HD Graphics (GPU).

От процессора в значительной степени зависит скорость работы ПК (лимитирующим фактором также может быть объем оперативной памяти). Процессор имеет сложную архитектуру, свою высокоскоростную буферную память (кэш), использует специальные технологии обработки информации.

Простейшая принципиальная схема микропроцессора Intel представлена на рисунке 2.2 (по данным фирмы Intel).

Арифметическое

Управляющий блок

логическое устройство

 

Блок

предварительной

выборки

Блок

регистров

Блок

декодировки

Кэш

Командная

данных

кэш-память

Блок

шины

Рисунок 2.2. Принципиальная схема процессора по данным фирмы Intel

Принцип работы центрального процессора можно представить следующим образом. Информация для обработки под управлением блока предварительной выборки поступает из системной памяти через блок шины в кэш данных процессора, команды обработки информации – в командную кэш-память. Блок декодировки раскодирует команды, преобразуя их в двоичный код, который пересылается в управляющий блок и в кэш данных, давая им указание о том, как с полученной командой посту-

47

Глава 2. Аппаратное обеспечение персональных компьютеров

пать дальше. Арифметическое логическое устройство выполняет готовые к исполнению команды и заносит результаты в блок регистров. Далее содержимое регистров передается в системную память или на внешние устройства. Более подробное описание выполнения процессором простой операции сложения 2+3 можно найти по адресу http://www.intel.com/plt/cd/corporate/emea/rus/museum/mpuworks.swf, здесь же в глоссарии приведено краткое описание функций всех устройств, показанных на рисунке 2.2.

Скорость работы процессора зависит в настоящее время, прежде всего от типа и архитектуры процессора, а также от его тактовой частоты и объема кэш-памяти. Процессоры Intel Pentium и Core используют технологию конвейерной обработки данных, в результате чего за один такт выполняется несколько машинных операций. Многоядерные процессоры позволяют увеличить производительность ПК за счет одновременного выполнения нескольких программ пользователя на разных ядрах или выполнения одной программы на нескольких ядрах, если она предусматривает параллельную многопроцессорную обработку данных. Скорость обработки информации процессором может также лимитироваться скоростью поступления этой информации из оперативной памяти.

Процессоры выпускаются различными фирмами, для различных типов компьютеров и для другой электроники. Так, фирма Intel (www.intel.com) выпускает процессоры не только для настольных ПК, но и для ноутбуков, серверов, коммуникаторов и другого оборудования (см. таблицу 2.1). Другой наиболее известный производитель – фирма AMD (www.amd.com).

Таблица 2.1 Процессоры фирмы Intel различного назначения

Для

Для

Для серве-

Приклад-

 

Ввода/

мобильных

Сетевые

настольных ПК

ПК

ров

ные

 

вывода

 

 

 

 

 

Corei7

Corei3 - i7

Xeon®

PXA270

IXP465

IOP332

Corei5

Core2 Duo

Itanium® 2

PXA255

IXP460

IOP331

Corei3

CoreSolo

 

 

IXP455

IOP321

Core2 Duo

Atom

 

 

IXP425

IOP303

В 1990 году прогнозировалось – тактовая частота процессора Intel возрастёт к 2000 году до 900 Мгц, количество транзисторов в нём – до 40 млн. штук, к 2005 году – 10 Ггц, 1 млрд. транзисторов. Однако в 2005 г. стало ясно, что прогресс пошел другим путем – развитием многоядерных процессоров без увеличения их рабочей частоты и количества транзисто-

48

2.1 Процессор

ров на чипе (но с увеличением частоты системной шины FSB до 1333 МГц и с поддержкой 64-разрядных вычислений и памяти).

Графики реального увеличения тактовой частоты процессора и количества транзисторов в нем с момента их появления по сегодняшний день приведены на рисунке 2.3.

1

2

Рисунок 2.3. Графики изменения тактовой частоты (1) количества транзисторов (2) в процессорах фирмы Intel

Некоторое снижение тактовой частоты и уменьшение числа транзи-

49

Глава 2. Аппаратное обеспечение персональных компьютеров

сторов в 2005 – 2006 годах было вызвано появлением двухъядерных процессоров Core Duo и Core 2 Duo, а позднее четырехъядерного Core Quad, суммарная производительность двух или четырех ядер которых выше, чем одноядерных процессоров с более высокой тактовой частотой.

Историю развития ПК можно проследить по основным этапам развития процессоров фирмы Intel.

Полную таблицу выпускаемых этой фирмой процессоров для настольных ПК, ноутбуков и серверов можно посмотреть на сайте фирмы Intel http://ark.intel.com/ru (краткая справка по истории развития процессоров для настольных ПК приведена в таблице 2.2.

Таблица 2.2. История развития процессоров Intel (для настольных ПК)

Начал

 

 

Тактовая

 

Технология;

 

 

 

выпуска,

Процессор

 

 

число транзи-

 

частота

 

год

 

 

 

сторов

 

 

 

 

 

Intel® Corei7-3770

 

3,4 – 3,9 ГГц

 

 

2012

(4 ядра, 8 потоков, HT,

 

 

22-нм

 

Turbo Boost

 

 

HD Graphics 4000)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Intel® Corei5-3330, i5-3550

 

3,3 – 3,7 ГГц

 

 

2012

(4 ядра, 4 потока,

 

 

22-нм

 

Turbo Boost

 

 

HD Graphics 2500)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Intel® Corei3-3240, i3-3220

 

 

 

 

2012

(2 ядра, 4 потока, HT,

 

3,2 ГГц

 

22-нм

 

HD Graphics 2500)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Intel® Corei7-2600

 

3,4 – 3,8 ГГц

 

 

2011

(4 ядра, 8 потоков, HT,

 

 

32-нм

 

Turbo Boost

 

 

HD Graphics 2000)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Intel® Corei5-2300, i5-2400, i5-

 

3,1 – 3,4 ГГц

 

 

2011

2500 (4 ядра, 4 потока,

 

 

32-нм

 

Turbo Boost

 

 

HD Graphics 2000)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Intel® Corei3-2100, i3-2130

 

 

 

 

2011

(2 ядра, 4 потока, HT,

 

3,4 ГГц

 

32-нм

 

HD Graphics 2000)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2010

Intel® Corei7-970

 

3,2 - 3,46 ГГц,

 

32-нм

(6 ядер, 12 потоков, HT)

 

Turbo Boost

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2010

Intel® Corei3-560, i3-530

 

3,33; 2,93 ГГц

 

32-нм

(2 ядра, 4 потока, HT)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

50