- •Лекция 1. Понятие информации.
- •1.2. Что такое информация?
- •1.3. В каком виде существует информация?
- •1.4. Как передаётся информация?
- •1.5. Как измеряется количество информации?
- •Подходы к определению количества информации. Формулы Хартли и Шеннона.
- •1.6. Что можно делать с информацией?
- •1.7. Какими свойствами обладает информация?
- •Контрольные вопросы:
- •2.1. Компьютеры первого поколения
- •2.2. Компьютеры второго поколения
- •2.3. Компьютеры третьего поколения
- •Быстродействие машин внутри семейства изменяется от нескольких десятков тысяч до миллионов операций в секунду. Ёмкость оперативной 512 Кбайт (ес эвм).
- •2.4. Компьютеры четвёртого поколения.
- •Вопросы для самоконтроля
- •Лекция 3. Общие принципы организации и работы компьютеров
- •3.2. Как устроен компьютер?
- •3.3. Что такое команда?
- •3.4. Как выполняется команда?
- •3.5. Архитектура и структура компьютера.
- •Контрольные вопросы
- •4.2.Измерение емкости памяти
- •4.3. Какие устройства образуют внутреннюю память
- •3. Специальная память
- •4.4. Какие устройства образуют внешнюю память
- •1. Накопители на гибких магнитных дисках
- •2. Накопители на жестких магнитных дисках
- •3. Накопители на компакт-дисках
- •4. Записывающие оптические и магнитооптические накопители
- •Контрольные вопросы
- •5.2.Как перевести целое число из десятичной системы в любую другую позиционную систему счисления?
- •5.3.Как порождаются целые числа в позиционных системах счисления?
- •5.4.Какие системы счисления используют специалисты для общения с компьютером?
- •Почему люди пользуются десятичной системой, а компьютеры — двоичной?
- •5.5.Как представляются в компьютере целые числа?
- •Целые числа без знака
- •Диапазоны значений целых чисел без знака
- •Диапазоны значений целых чисел со знаком
- •5.6. Как представляются в компьютере вещественные числа?
- •Контрольные вопросы
- •6.2. Что такое логическая формула?
- •6.3. Какая связь между алгеброй логики и двоичным кодированием?
- •6.4. В каком виде записываются в памяти компьютера и в регистрах процессора данные и команды?
- •6.5. Что такое логический элемент компьютера?
- •6.6. Что такое триггер?
- •6.7. Как составить таблицу истинности?
- •6.8. Как решать логические задачи?
- •Решение логических задач табличным способом
- •Решение логических задач с помощью рассуждений
- •Контрольные вопросы
- •Лекция 7. Программное обеспечение компьютеров
- •7.2. Как классифицируется программное обеспечение?
- •7.3. Какие программы называют прикладными?
- •7.4. Какова роль и назначение системных программ?
- •7.5. Что такое операционная система?
- •7.6. Что такое файловая система ос?
- •7.7. Что такое программы-оболочки?
- •7.8. Операционная система Windows.
- •7.9. Что такое транслятор, компилятор, интерпретатор?
- •Контрольные вопросы
- •Лекция 8. Алгоритмы. Алгоритмизация. Алгоритмические языки
- •8.1 Что такое алгоритм?
- •8.2. Основные свойства алгоритма?
- •8.3. В какой форме записываются алгоритмы?
- •8.4. Что такое базовые алгоритмические структуры?
- •8.5. Какие циклы называют итерационными?
- •8.6. Чем отличается программный способ записи алгоритмов от других?
- •Контрольные вопросы
- •9.2. Какие у машинных языков достоинства и недостатки?
- •9.3. В чем преимущества алгоритмических языков перед машинными?
- •9.4. Какие компоненты образуют алгоритмический язык?
- •9.5. Какие понятия используют алгоритмические языки?
- •Контрольные вопросы:
4.2.Измерение емкости памяти
Удобно конструировать оперативную память, в которой общее число ячеек является степенью двух. Раньше оперативная память компьютеров насчитывала 1024 (то есть 210 ) ячейки, так как число 1024 очень близко к 1000, то многие специалисты в области информатики стали употреблять приставку кило по отношению к этой единице.
Широко используются также ещё более крупные производные единицы информации:
1 Килобайт (Кбайт) = 1024 байт = 210 байт,
1 Мегабайт (Мбайт) = 1024 Кбайт = 220 байт,
1 Гигабайт (Гбайт) = 1024 Мбайт = 230 байт.
В последнее время в связи с увеличением объёмов обрабатываемой информации входят в употребление такие производные единицы, как:
1 Терабайт (Тбайт) = 1024 Гбайт = 240 байт,
1 Петабайт (Пбайт) = 1024 Тбайт = 250 байт.
Современные компьютеры имеют много разнообразных запоминающих устройств, которые отличаются между собой по назначению, временным характеристикам, объёму хранимой информации и стоимости хранения одинакового объёма информации. Различают два основных вида памяти — внутреннюю и внешнюю.
4.3. Какие устройства образуют внутреннюю память
В состав внутренней памяти входят оперативная память, кэш-память и специальная память.
1. Оперативная память (ОЗУ, англ. RAM, Random Access Memory — память с произвольным доступом) — это быстрое запоминающее устройство не очень большого объёма, непосредственно связанное с процессором и предназначенное для записи, считывания и хранения выполняемых программ и данных, обрабатываемых этими программами.
Оперативная память используется только для временного хранения данных и программ, так как, когда машина выключается, все, что находилось в ОЗУ, пропадает. Доступ к элементам оперативной памяти прямой — это означает, что каждый байт памяти имеет свой индивидуальный адрес.
Объем ОЗУ обычно составляет от 32 до 512 Мбайт. Для решения несложных задач бывает достаточно и 32 Мбайт ОЗУ, но сложные задачи могут потребовать от 512 Мбайт до 2 Гбайт ОЗУ.
Обычно ОЗУ исполняется из интегральных микросхем памяти SDRAM (синхронное динамическое ОЗУ). Каждый информационный бит в SDRAM запоминается в виде электрического заряда крохотного конденсатора, образованного в структуре полупроводникового кристалла. Из-за токов утечки такие конденсаторы быстро разряжаются, и их периодически (примерно каждые 2 миллисекунды) подзаряжают специальные устройства. Этот процесс называется регенерацией памяти (Refresh Memory). Микросхемы SDRAM имеют ёмкость 16 — 256 Мбит и более. Они устанавливаются в корпуса и собираются в модули памяти.
Большинство современных компьютеров комплектуются модулями типа DIMM (Dual-In-line Memory Module — модуль памяти с двухрядным расположением микросхем). В компьютерных системах на самых современных процессорах используются высокоскоростные модули Rambus DRAM (RIMM) и DDR DRAM.
Модули памяти характеризуются такими параметрами, как объем —(16, 32, 64, 128, 256 или 512 Мбайт), число микросхем, паспортная частота(100 или 133 МГц), время доступа к данным (6 или 7 наносекунд) и число контактов (72, 168 или 184). В 2001 г. начинается выпуск модулей памяти на 1 Гбайт и опытных образцов модулей на 2 Гбайта.
Машины с процессором 286 имеют в среднем
размер ОЗУ 1-2 Мб, 386 - 2-8 Мб, 486 - 8-16 Мб, Pentium и Р6 -
16-32 Мб, Рentium 2 и Рentium 3 - 32-128 Мб.
2. Кэш-память - (англ. cache), или сверхоперативная память — очень быстрое ЗУ небольшого объёма, которое используется при обмене данными между микропроцессором и оперативной памятью для компенсации разницы в скорости обработки информации процессором и несколько менее быстродействующей оперативной памятью.
Кэш-памятью управляет специальное устройство — контроллер, который, анализируя выполняемую программу, пытается предвидеть, какие данные и команды вероятнее всего понадобятся в ближайшее время процессору, и подкачивает их в кэш-память. При этом возможны как "попадания", так и "промахи". В случае попадания, то есть, если в кэш подкачаны нужные данные, извлечение их из памяти происходит без задержки. Если же требуемая информация в кэше отсутствует, то процессор считывает её непосредственно из оперативной памяти. Таким образом кэш устраняет простои процессора, так как скорость обмена процессора с кэш в несколько раз выше, чем с ОЗУ.
Кэш-память реализуется на микросхемах статической памяти SRAM (Static RAM), более быстродействующих, дорогих и мало ёмких, чем DRAM (SDRAM). Современные микропроцессоры имеют встроенную кэш-память, так называемый кэш первого уровня размером 8, 16 или 32 Кбайт. Кроме того, на системной плате компьютера может быть установлен кэш второго уровня ёмкостью 256, 512 Кбайт и выше.