Билет 18
Какие виды АИС выделяются при использовании различных классификационных признаков?
Перечислите типы внешней памяти.
1 АИС можно классифицировать по ряду признаков, в том числе:
1) сфера автоматизируемой деятельности;
2) объект автоматизируемой деятельности;
3) степень и характер автоматизации деятельности;
4) характер обрабатываемой информации;
5) организационный;
6) территориальный.
В зависимости от сферы автоматизируемой деятельности можно выделить такие классы проблемно-ориентированных АИС:
— автоматизированные системы управления (АСУ);
— системы автоматизированного проектирования (САПР);
— автоматизированные системы научных исследований (АСНИ);
— автоматизированные системы обработки и передачи информации, обслуживающие произвольные сферы деятельности;
— системы, автоматизирующие сочетание различных видов деятельности.
2 По типу доступа к информации внешнюю память делят на два класса:
Устройства прямого (произвольного) доступа – время обращения к информации не зависит от места её расположения на носителе;
Устройство последовательного доступа – такая зависимость существует
По способу записи и чтения устройства внешней памяти (накопители) подразделяются в зависимости от вида носителя на магнитные, оптические и электронные (флэшпамять).
Накопители на магнитных дисках, как правило, являются устройствами внешней памяти произвольного (прямого) доступа — обращение к любому участку носителя не зависит от его положения относительно других участков. Накопители на магнитной ленте являются устройствами последовательного доступа, так как для обращения к определенному его участку необходимо пройти последовательно все предыдущие участки.
Билет 19
Перечислите ключевые компоненты компьютера фоннеймановской архитектуры и укажите их функциональное назначение.
Назовите отличительные особенности внешней памяти на жестких магнитных дисках.
1 Джон фон Нейман выделил и детально описал пять ключевых компонентов компьютера (архитектура фон Неймана): централь¬ное арифметико-логическое устройство (АЛУ); центральное устрой¬ство управления (УУ)', запоминающее устройство (ЗУ), или память; устройство ввода информации; устройство вывода информации.
ВМ должна работать (по фон Нейману) с числами, представ¬ленными в двоичной системе счисления, быть электронной (а не механической) и выполнять команды последовательно, одна за другой. В основу функционирования как электронных ВМ (ЭВМ) первых поколений, так и более поздних мини-, микро- ЭВМ и персональных компьютеров (ПК) был положен «прин¬цип хранимой программы» фон Неймана, суть которого состоит в основном из следующего:
— компьютер имеет единственную последовательно адресуе¬мую память (программа и данные хранятся в этой памяти, адре¬са областей которой составляют числовую последовательность 0,1,2,...);
— память является линейной (вектором слов);
— отсутствуют явные различия между командами и данны¬ми, они идентифицируются неявным способом при выполне¬нии операций, что дает возможность обращаться с командами как с данными;
— назначение данных не является их неотъемлемой состав¬ной частью, а определяется логикой работы программы.
В соответствии с принципами фон Неймана компьютер состоит из арифметико-логического устройства — АЛУ (англ. ALU, Arithmetic and Logic Unit), выполняющего арифметические и логические операции; устройства управления, предназначенного для организации выполнения программ; запоминающих устройств (ЗУ), в т.ч. оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) и внешнего запоминающего устройства (ВЗУ); внешних устройств для ввода-вывода данных. Фон-неймановская архитектура компьютера считается классической, на ней построено большинство компьютеров. В общем случае, когда говорят об архитектуре фон Неймана, подразумевают физическое отделение процессорного модуля от устройств хранения программ и данных.
Первые компьютерные системы отличались жестко заданным набором исполняемых команд и программ. Примером такого рода вычислительных устройств являются калькуляторы. Идея хранения компьютерных программ в общей памяти позволяла превратить вычислительные машины в универсальные устройства, которые способны выполнять широкий круг задач.
Программы и данные вводятся в память из устройства ввода через арифметико-логическое устройство. Все команды программы записываются в соседние ячейки памяти, а данные для обработки могут содержаться в произвольных ячейках. У любой программы последняя команда должна быть командой завершения работы.
Команда состоит из указания, какую операцию следует выполнить (из возможных операций на данном «железе») и адресов ячеек памяти, где хранятся данные, над которыми следует выполнить указанную операцию, а также адреса ячейки, куда следует записать результат (если его требуется сохранить в ЗУ).
Из арифметико-логического устройства результаты выводятся в память или устройство вывода. Принципиальное различие между ЗУ и устройством вывода заключается в том, что в ЗУ данные хранятся в виде, удобном для обработки компьютером, а на устройства вывода (принтер, монитор и др.) поступают так, как удобно человеку.
УУ управляет всеми частями компьютера. От управляющего устройства на другие устройства поступают сигналы «что делать», а от других устройств УУ получает информацию об их состоянии.
Управляющее устройство содержит специальный регистр (ячейку), который называется «счетчик команд». После загрузки программы и данных в память в счетчик команд записывается адрес первой команды программы. УУ считывает из памяти содержимое ячейки памяти, адрес которой находится в счетчике команд, и помещает его в специальное устройство — «Регистр команд». УУ определяет операцию команды, «отмечает» в памяти данные, адреса которых указаны в команде, и контролирует выполнение команды. Операцию выполняет АЛУ или аппаратные средства компьютера.
В результате выполнения любой команды счетчик команд изменяется на единицу и, следовательно, указывает на следующую команду программы. Когда требуется выполнить команду, не следующую по порядку за текущей, а отстоящую от данной на какое-то количество адресов, то специальная команда перехода содержит адрес ячейки, куда требуется передать управление.
Подавляющее большинство вычислительных машин на сегодняшний день – фон-неймановские машины. Исключение составляют лишь отдельные разновидности систем для параллельных вычислений, в которых отсутствует счетчик команд, не реализована классическая концепция переменной и имеются другие существенные принципиальные отличия от классической модели (примерами могут служить потоковая и редукционная вычислительные машины). По-видимому, значительное отклонение от фон-неймановской архитектуры произойдет в результате развития идеи машин пятого поколения, в основе обработки информации в которых лежат не вычисления, а логические выводы.
2 НЖМД - накопители на жестких магнитных дисках
- Предназначены для хранения той информации, которая наиболее часто используется в работе - программ операционной системы, компиляторов, сервисных программ, прикладных программ пользователя, текстовых документов, файлов базы данных
- Следует оберегать от ударов при установке и резких перемещений в пространстве
- Это носители с произвольным доступом к информации
- Для хранения информации разбивается на дорожки и секторы
- Скорость обмена информации значительно выше ГД
- Объём ЖД измеряется от Мбайт до сотен Гбайт
НЖМД встроены в дисковод и являются несъемными. Они представляют собой несколько алюминиевых дисков с магнитным покрытием, заключенных в единый корпус с электродвигателем, магнитными головками и устройством позиционирования. К магнитной поверхности диска подводится записывающая головка, которая перемещается по радиусу диска с внешней стороны к центру. Во время работы дисковода диск вращается. В каждом фиксированном положении головка взаимодействует с круговой дорожкой. На эти концентрические дорожки и производится запись двоичной информации. Благодаря хорошей защищенности от пыли, влаги и других внешних воздействий достигают высокой плотности записи, в отличии от дискет.
Для обращения к НЖМД используется имя, задаваемое прописной латинской буквой, начиная с С: , но с помощью специальной системной программы можно разбить свой физический ЖД на несколько логических дисков, каждому из которых дается соответствующее имя.