
- •Под редакцией профессора Пятибратова а.П. Москва, 2008
- •Содержание
- •Раздел 1. Вычислительные машины и системы.
- •Тема 1. Введение..........................................................................................................................4
- •Тема 2. Принципы построения компьютеров......................................................................12
- •Тема 3. Функциональная и структурная организация эвм............................................38
- •Тема 4. Основные устройства компьютера..........................................................................40
- •Тема 5.Периферийные устройства компьютерных систем…………………………….. 69
- •Тема 6. Программное обеспечение компьютера .................................................................82
- •Тема 7. Компьютерные системы ..........................................................................................103
- •Раздел 2. Компьютерные сети.......................................................117
- •Тема 8. Принципы построения и развития компьютерных сетей.................................117
- •Тема 9. Основные службы и сервисы, обеспечиваемые компьютерными сетями….222
- •Тема10.Перспективы развития вычислительной техники.............................................247
- •Введение.
- •Краткая история и тенденции развития вычислительной техники
- •Автоматизация подготовки и решения задач на эвм
- •Тема 1. Принципы построения компьютеров.
- •1.1. Основные характеристики и классификация компьютеров
- •1.2. Принципы построения современных эвм.
- •1.3. Структурные схемы и взаимодействие устройств компьютера
- •1.4. Кодирование информации
- •1.5. Перспективы развития компьютеров. Элементная база современной вычислительной техники.
- •1.5.1. Альтернативные пути развития элементной базы.
- •Тема 2. Функциональная и структурная организация эвм.
- •2.1. Организация функционирования эвм с магистральной архитектурой
- •2.2. Организация работы эвм при выполнении задания пользователя
- •Тема 3. Основные устройства компьютера.
- •Центральное устройство эвм.
- •3.1.1. Состав, устройство и принцип действия основной памяти
- •6.Рис. 11. Структурная схема озу
- •7.Рис. 12. Регистровая структура магазинного типа
- •3.1.2. Центральный процессор эвм
- •Творческая деятельность компьютерных фирм в 1997 г.
- •3.1.3. Системы визуального отображения информации (видеосистемы)
- •3.2. Внешние запоминающие устройства (взу)
- •3.2.1. Внешние запоминающие устройства (зу) на гибких магнитных дисках
- •11.Рис. 15. Внешний вид дискеты диаметром 3”
- •14.Рис. 16. Функциональная структура диска
- •15.Таблица 6.
- •17.Стандартные форматы нгмд ms dos
- •3.2.2. Накопитель на жестком магнитном диске
- •3.2.3. Стриммер
- •3.2.4. Оптические запоминающие устройства
- •18.Рис. 17. Классификация оптических накопителей информации
- •3.3. Инструментальные средства контроля и диагностики эвм.
- •4. Периферийные устройства эвм
- •4.1. Клавиатура
- •4.2. Принтеры
- •Характеристики монохромных лазерных принтеров фирмы Xerox (персональных: Phaser 3110 – 3400, сетевых: DocuPrint n2125, n2825, n4525 и Phaser 4400, 5400).
- •19.Таблица 5.
- •21.Характеристики цветных лазерных принтеров фирмы Xerox:
- •4.3. Мультимедийные устройства ввода-вывода
- •4.4. Система прерываний эвм
- •Тема 5. Программное обеспечение компьютера
- •5.1. Структура программного обеспечения компьютера
- •5.2. Операционные системы
- •5.3. Системы автоматизации программирования
- •Языки программирования
- •5.4. Пакеты программ
- •5.5. Режимы работы эвм
- •Тема 6. Компьютерные системы.
- •6.1. Классификация компьютерных систем
- •6.2. Архитектура компьютерных систем
- •6.3. Типовые структуры компьютерных систем
- •6.4. Кластеры
- •Раздел 2. Компьютерные сети.
- •Тема 7. Принципы построения и развития компьютерных сетей.
- •7.1. Основные сведения о компьютерных сетях (кс)
- •7.2. Характеристика и особенности лкс
- •7.3. Протоколы и технологии локальных сетей
- •21.3.Таблица 8.
- •7.4. Сетевое коммуникационное оборудование локальных сетей
- •7.5. Программное обеспечение и функционирование лкс
- •7.6. Принципы построения, функции и типы гкс
- •7.7. Сеть Internet. Семейство протоколов tcp/ip
- •7.8. Адресация в ip-сетях
- •25.Класс а
- •7.9. Эталонная модель взаимодействия открытых систем
- •25.1.1.1.1.2Рис. 28. Семиуровневая модель протоколов взаимодействия открытых систем
- •7.10. Управление доступом к передающей среде
- •25.1.1.1.1.3Рис. 29. Классификация ппд нижнего уровня
- •25.1.1.1.1.4Рис. 30. Протокол типа «маркерная шина»
- •7.11. Информационная безопасность в компьютерных сетях
- •27.В случае преднамеренного проникновения в сеть различают следующие виды воздействия на информацию [7; 8]:
- •7.12. Типы сетевой связи и тенденции их развития
- •7.13. Линии связи и их характеристики
- •7.14. Передача дискретных данных на физическом уровне
- •29.5.Манчестер-
- •30.Биполярный
- •7.15. Передача дискретных данных на канальном уровне
- •31.Способ связи без установления логического соединения характеризуется следующим:
- •7.16. Обеспечение достоверности передачи информации
- •7.17. Маршрутизация пакетов в сетях
- •7.18. Способы коммутации в ткс
- •7.20. Сети и технологии isdn и sdh
- •7.21. Сети и технологии атм
- •31.1.1.1.1Рис. 34. Сеть на базе атм
- •7.22. Спутниковые сети связи
- •Тема 8. Основные службы и сервисы, обеспечиваемые компьютерными сетями.
- •8.1. Прикладные сервисы сети Internet.
- •8.2. Клиентское программное обеспечение сети Internet
- •8.3. Функции, характеристики и типовая структура корпоративных компьютерных сетей (ккс)
- •31.1.1.1.1.1Рис. 39. Типовая структура ккс
- •8.4. Программное обеспечение ккс
- •8.5. Сетевое оборудование ккс
- •Тема 9. Перспективы развития вычислительной техники.
- •9.1. Развитие компьютерных сетей и телекоммуникаций.
- •9.1.1. Пути развития компьютерных сетей
- •9.1.2. Перспективы развития телекоммуникаций в России
- •Список рекомендованной литературы
18.Рис. 17. Классификация оптических накопителей информации
накопители и
Видеопластинка
Laservision
Видео
компакт диск CDV
ROM
(Read Only Memory)
CD-WO
(CD-R, CD-RW)
CD-MO
Флоптики
CD-ROM
и CD-ROM/XA
CD-I
Photo-CD
Bridge-Disk
Оптические
нформации
Компакт-диск CD-ROM (Compact Disk – Read Only Memory). Диск имеет прозрачную поликарбонатную основу, толщиной 1,2 мм и диаметром 8 или 12 см. На одном дюйме по радиусу умещается 16000 дорожек (тогда как на одном дюйме флоппи-диска – всего 96). Емкость компакт-диска составляет 650-700 Мб.
Первые экземпляры содержали информацию только в цифровом виде. Конструкция была аналогична пластинке Laservision. Работал такой компакт-диск по принципу CLV, угловая скорость изменялась от 200 до 500 об/мин.
Впоследствии дисководы для CD-ROM стали выпускаться на двойную (2), четырехкратную (4), тридцатидвухкратную (32) и т.д. скорость чтения. Кратность определялась относительно продолжительности воспроизведения звукозаписи с аналогичного аналогового диска.
Компакт-диск CD-ROM/XA (eXtended Architecture) отличается от CD-ROM тем, что информация перед нанесением на диск подвергается сжатию. Диск может содержать двоичные коды, графику, видео, текст, аудиоданные.
Интерактивные компакт-диски CD-I (Compact-Disk Interactive) предназначены для потребительского рынка, используются без ЭВМ. Их производство основано на технологии CD-ROM, но имеет более простое управление.
Диски Photo-CD (совместная разработка Philips и Kodak) предназначены для хранения в цифровом формате кино- и фотокадров. На диске размещается до 100 кадров, запись полного диска производится за один час.
Bridge-Disk выполнен по стандарту, который позволяет воспроизводить его на проигрывателе для Photo-CD, дисководе для CD-ROM/XA или проигрывателе для CD-I.
Компакт-диски CD-WO (в современном представлении – CD-R и CD-RW) позволяют дозаписывать информацию за несколько сеансов. После каждой дозаписи создается оглавление диска. Устаревшие модели дисководов CD позволяют читать только первую зону CD-WO. Компакт-диски CD-WO (CD-R, CD-RW) могут изготовляться по различным технологиям: диск может быть покрыт чувствительным фотолаком, в котором лазер прожигает отверстия, испаряя лак; на подложку диска могут быть нанесены два слоя – один из искусственных полимеров (имеющих малую теплоту плавления), другой – металлический (при нагревании металла лазерным лучом находящийся под ним слой полимера испаряется, что приводит к образованию пузырька в металлическом слое и как следствие – к нетиповому отражению считывающего луча в этом месте); поверхность диска может быть покрыта слоем галий-сурьмы или индий-сурьмы, которые при воздействии на них лазерного луча расплавляются и переходят из кристаллического в аморфное состояние, что сопровождается изменением условий отражения и может быть зафиксировано считывающим лазерным лучом.
В основе магнитооптических компакт-дисков (CD-MO) лежит воздействие магнитного поля на нагретый до критической температуры материал. В результате этого изменяются отражающие свойства покрытия диска или производится его намагничивание в определенном направлении. Магнитооптические диски позволяют записывать, читать и стирать информацию. На таких дисках могут быть выделены зоны, предназначенные только для чтения или для многократной записи. CD-MO выпускаются в виде минидисков диаметром 2,5 дюйма в пластмассовом корпусе трехдюймовой дискеты. Как для записи, так и для воспроизведения магнитооптических дисков необходимы специальные устройства. Емкость таких дисков составляет не менее 640 Мб. Из них могут создаваться магнитооптические библиотеки с автоматической сменой дисков (время на смену дисков составляет несколько секунд), емкость которых измеряется сотнями Гбайт.
Флоптики – это внешние запоминающие устройства, имеющие две головки: одну – обычную, для работы с дискетами DD и HD, другую – магнитооптическую. Разметка флоптической дискеты производится лучом лазера, благодаря чему дорожки плотнее располагаются друг к другу. У флоптических дискет используется тот же магнитный материал, что и у обычных дискет емкостью 2,88 Мб – барий-феррит.
DVD – это универсальный диск с высокой плотностью записи информации. По сравнению с обычными компакт-дисками CD и видеодисками VideoCD, плотность записи DVD увеличена в 7 раз. На DVD-диске за счет более мелкого микрорельефа информационной дорожки и использования многоуровневой записи удалось значительно увеличить количество записываемой информации.
Скорость считывания информации с DVD-диска значительно больше и, кроме того, изменяется в широких пределах в зависимости от сложности воспроизводимой на экране информации.
DVD-диск обеспечивает воспроизведение в 2 раза большего количества элементов изображения как по горизонтали, так и по вертикали. Таким образом, на изображении с DVD-диска количество видеоинформации в 4 раза больше, чем с VideoCD. VideoCD хранит 74 минуты изображения, тогда как DVD-5 – 133 минуты, DVD-10 – 266 минут (двусторонний диск), а DVD-17 (двухсторонний двухслойный диск) – 481 минуту.
В DVD используется более совершенный алгоритм сжатия цифровых данных – звука и изображения – MPEG-2 с переменной скоростью передачи данных.
При записи на DVD-диск используются новые цифровые системы многоканального звука Dolby Digital и DTS, которые позволяют записать 5-7 полностью независимых звуковых каналов с полной полосой звуковых частот 20 Гц-20 КГц.
Для проигрывания DVD-дисков необходимо устройство воспроизведения (DVD-проигрыватель). Обычно DVD-проигрыватель обладает такими функциями, как «Multi Aspect Function», «Multi-Story Function», «Multi-Angle Function», «Parental Lock».
«Multi Aspect Function» – это возможность вывода изображения с DVD-диска в различных форматах на стандартные (с изображением формата 4:3) и широкоэкранные (с изображением формата 16:9) телевизоры. На современных двусторонних DVD-дисках обычно записывают сразу две версии кинофильма: на одной стороне диска широкоэкранный вариант (widescreen), а на другой – стандартная версия (normal).
Режиме «Multi-Story Function» возможен интерактивный просмотр DVD-диска. При этом сам зритель через соответствующее меню диска с помощью пульта дистанционного управления DVD-проигрывателя может выбирать один из возможных вариантов развития событий, как это делается в большинстве компьютерных игр.
«Multi-Angle Function» – функция, позволяющая наблюдать за событиями, воспроизводимыми на экране с DVD-диска, как бы с разных точек зрения. Форматом DVD предусмотрена возможность записи на диск до 9 различных вариантов изображения, снятых в разных ракурсах различными видеокамерами при записи изображения. При помощи пульта дистанционного управления любого DVD-проигрывателя зритель сам может выбрать наиболее интересный для него ракурс изображения.
С помощью функции «Parental Lock» возможно осуществление возрастной цензуры при просмотре DVD-диска. В зависимости от возраста ребенка его родители через соответствующее меню DVD-проигрывателя могут выбрать одну из условных возрастных категорий – PG, PG-13, R, NC-17. При этом будет осуществляться «мягкая» цензура просмотра детьми видеопрограмм. В зависимости от выбранной родителями возрастной категории, DVD-проигрыватель сам найдет и пропустит все нежелательные для просмотра детьми данного возраста моменты и сцены.
В качестве примера можно указать DVD-Video проигрыватель DVD-RV32EE-S, позволяющий воспроизводить DVD-Video, DVD-R, CD, CD- R/RW, MP3.