46215 (Лекции по курсу Информатика), страница 6

Пятый этап - н/в. Улучшение технологии БИС позволяло изготовлять дешевые электронные схемы, содержащие сотни тысяч элементов в кристалле - схемы сверхбольшой степени интеграции - СБИС.

Появилась возможность создать настольный прибор с габаритами массового телевизора, в котором размещались микро-ЭВМ, клавиатура, а также схемы сопряжения с малогабаритным печатающим устройством, измерительной аппаратурой, другими ЭВМ и т.п. Благодаря ОС, обеспечивающей простоту общения с этой ЭВМ большой библиотеки прикладных программ по различным отраслям человеческой деятельности, а также малой стоимости, такой персональный компьютер становится необходимой принадлежностью любого специалиста и даже ребенка.

Кроме функций помощника в решении традиционных задач расчетного характера персональный компьютер (ПК) может выполнять функции личного секретаря; помогать в составлении личной картотеки; создавать, хранить, редактировать и размножать тексты и т.п.

ПК, как правило, состоит из следующих функциональных устройств: 16 или 32-разрядного процессора; оперативно-запоминающего устройства - информационной емкостью 64-1024 Кбайт; системного постоянно-запоминающего устройства емкостью 32-64 Кбайт; контроллера для связи с клавиатурой и периферийных устройств через стандартные параллельные и последовательные интерфейсы; а также контроллеров для локальных сетей; растрового дисплея для вывода текстовой и графической информации; внешнего запоминающего устройства: 1 или 2 накопителя на гибких магнитных дисках (НГМД) емкостью 400 - 1200 Кбайт, более дорогие ПК включают накопители на жестких магнитных дисках (тина "Винчестер") емкостью 5-100 Мбайт.

Несмотря на эволюцию вычислительной техники в структуре компьютера общего назначения можно выделить следующие наиболее существенные подсистемы: обрабатывающую, памяти, ввода/вывода, печатающего устройства и телеобработки.

Все эти подсистемы (п/с) различные по функциональному назначению и отличаются уровнем логической организации.

Обрабатывающая подсистема (центральный процессор - ЦП) является устройством, непосредственно осуществляющим обработку данных и управления другими устройствами ЭВМ.

Подсистема памяти - средства памяти, используемые для хранения информации, необходимой для хранения текущего процесса обработки данных. Центральный процессор использует информацию в основной памяти также и для управления системой. Как правило, основная память является оперативной.

Подсистема ввода/вывода обеспечивает ввод/вывод информации в ЭВМ, осуществляя связь с центральным процессором и операционной системой с одной стороны и печатающим устройством- с другой.

Подсистема печатающего устройства выполняет функции хранения, ввода/вывода информации. В ее состав входят: внешнее запоминающее устройство- НГМД, НЖМД; клавиатура, мышь и т.д. Подсистема допускает значительные расширения как по составу, так и по количеству печатающих устройств. Подсистема печатающего устройства практически не зависит от выбранной организации и технических параметров центральных устройств.

Подсистема телеобработки позволяет подключить персональный

компьютер к территориально удаленным старшим моделям ЭВМ и использовать их в качестве "интеллектуальных" терминалов в распределенных системах обработки данных.

Остановимся более подробно на архитектурном строение ПК. Архитектура ЭВМ - это множество ресурсов, доступных пользователю. Архитектура включает в себя: разрядность слова, форматы и систему команд, режимы адресации ОП, состав программно-доступных регистров, объем ОЗУ, способ адресации внешних устройств, слово-состояние процессора и т.д. Не будем более детально рассматривать эти понятия, а остановимся на свойствах архитектуры.

К наиболее существенным свойствам архитектуры и характеристикам ЭВМ общего назначения можно отнести: 1) универсальность; 2) совместимость; 3) развитое программное обеспечение; 4) агрегатность технических средств и широкая номенклатура внешних (периферийных) устройств; 5) высокая технологичность; 6) соответствие широко распространенным мировым стандартам.

1) Универсальность обеспечивает возможность одинаково решать задачи различных классов практически для всех областей деятельности. Это достигается прежде всего:

• универсальной системой команд, содержащей кроме операций двоичной арифметики полный набор операций десятичной арифметики с операндами (т.е. элементами данных, над которыми выполняется операция);

• универсальной логической структурой, имеющей обязательные (стандартные) аппаратные и программные средства для всех моделей ЭВМ, образующих единое семейство;

• сбалансированностью входящих в нее устройств по быстродействию и потокам информации между ними.

2) Совместимость достигается аппаратно-программными средствами с целью создания единого прикладного и системного программного обеспечения для всех моделей ЭВМ общего назначения одного семейства. За счет совместимости обеспечивается одинаковость результатов программ и перенос программных средств между различными моделями ЭВМ. Достижение полной совместимости (абсолютной) представляется очень сложной задачей, поэтому в большинстве случаев ограничиваются частичной совместимостью, а именно, совместимостью "снизу - вверх", при которой программы, разработанные для менее мощной ЭВМ (младшей), должны обязательно и с тем же результатом проходить на более мощной ЭВМ (старшей). Перенос "сверху- вниз" ограничен. Но даже в этом случае должна обеспечиваться совместимость по крайней мере на 4-х уровнях аппаратно-программных средств: 1) операционной системы и пакетов ее расширяющих; 2) языковых интерфейсов; 3) системы программ; 4) пользовательских средств.

3) Развитие программного обеспечения ориентированного на конкретные структурные и функциональные возможности аппаратуры, позволяющие эффективно решать задачи пользователя. Для ЭВМ общего назначения ОС стала неотъемлемой частью, представляющей собой программное расширение аппаратных средств ЭВМ.

4) Агрегатный принцип построения технических средств, стандартный интерфейс ввода-вывода, позволяющий подключать различные по назначению периферийные устройства (ПУ) широкой номенклатуры; в совокупности с программным обеспечением позволяют строить конкретный вычислительный комплекс, наиболее подходящий для заданного применения с учетом требований и производительности, функциональным возможностям и набору ПУ.

5) Высокая технологичность обеспечивает возможность крупносерийного производства и высокую технико-экономическую эффективность ЭВМ общего назначения.

6) Соответствие стандартам позволяет обеспечить совместимость с мировым парком ЭВМ общего назначения в части представления информации, способов сопряжения и организации обмена данными.

2. Типы, характеристики и назначение компьютеров и компьютерных устройств, используемых в ОВД.

В своей работе сотруднику ОВД приходится обращаться для получения определенной информации к компьютерам, которые функционируют в различных информационных подразделениях внутренних дел. Компьютеры, как было сказано ранее, используются для накопления, обработки, хранения и передачи поступающей в ОВД информации. В разных информационных подразделениях будь это: Главный информационный центр МВД РФ, региональный или зональный информационные центры, а также информационные центры в отделениях милиции используются компьютеры различных типов.

Большие компьютеры типа ЕС ЭВМ или типа Ряд. ЕС ЭВМ - это единая система электронно-вычислительных машин представляет собой семейство программно-совместимых моделей электронных вычислительных машин третьего поколения, предназначенных для решения широкого круга научно-технических, экономических, информационно-логических и управленческих задач.

Стандарты, принятые при разработке ЕС ЭВМ, позволили обеспечить аппаратную и программную совместимость как внутри системы, так и с аналогичными зарубежными комплексами. Это в свою очередь обеспечило единую систему сбора, обработки и обмена информацией между пользователями внутри страны и между странами.

Малые и микро компьютеры типа СМ ЭВМ, предназначены для построения преимущественно управляющих вычислительных комплексов создана во второй половине 70-х годов в странах-членах СЭВ. Средства СМ ЭВМ ориентированы на применение для комплексной автоматизации технологических процессов, автоматизации контроля и измерений, научных исследований, обучения, коммутации сообщений, научных и инженерных расчетов, обработки экономической и статистической информации, в локальных и территориально распределенных комплексах сбора и обработки данных.

СМ ЭВМ представляет собой агрегатную систему технических и программных средств вычислительной техники, нормативного, методического и эксплуатационного обеспечения с рациональной совместимостью и унификацией, архитектурных и конструктивных решений.

Система малых ЭВМ позволяет образовывать комплексы с различным составом оборудования и обеспечивать замену одного устройства комплекса другими, аналогичного назначения, без изменений общего функционирования комплекса.

Персональные компьютеры - первые в истории вычислительной техники ЭВМ, предназначенные для индивидуального использования. Их появление позволило вычислительной машине стать доступным средством и мощным инструментом, который многократно превышает производительность умственного труда специалистов различных областей в том числе и сотрудников органов внутренних дел. До этого доступ конкретного специалиста к дорогостоящей ЭВМ был труден и неэффективен, что в особенности имело место при решении конкретных задач, связанных с его производственной деятельностью. Персональные компьютеры обеспечивают возможность создания проблемно ориентированных рабочих мест для всех специалистов и тем самым позволяют решать стоящие перед ними задачи, применяя новые высокоэффективные технологии. Таким образом, реализуется существенный экономический эффект благодаря резкому повышению производительности труда в сфере интеллектуальной деятельности.

В общем случае термин "персональный компьютер" относится к ЭВМ, характеризующимся двумя основными свойствами: доступностью (низкая стоимость, компактность, отсутствие специальных требований к условиям эксплуатации) и универсальностью (возможность этих ЭВМ решать задачи самых разнообразных классов).

Персональные компьютеры можно классифицировать по следующим признакам.

1. По структуре и организации - однопроцессорные и многопроцессорными.

2. По способу использования - автономно и в сетях ЭВМ.

3. По конструктивному исполнению - в единой конструкции и в виде набора отдельных конструктивных модулей.

4. По режиму работы - однопрограммные и многопрограммные.

В соответствии с основными направлениями использования выделяют три типа ПЭВМ: бытовые, учебные и профессиональные. Бытовые ПЭВМ ориентированы на массовое применение в быту, учебные - в школах, техникумах, вузах, профессиональные - на рабочих местах специалистов различного профиля.

В бытовых ПЭВМ системный блок обычно конструктивно объединен с клавишным устройством. В качестве устройства ввода-вывода используется телевизор, внешнего запоминающего устройства - кассетный магнитофон или НГМД. Учебные ПЭВМ имеют более расширенную номенклатуру внешних устройств: монохроматические или цветные дисплеи, НГМД и средства для подключения каналов связи. Профессиональные ПЭВМ имеют значительно большие функциональные возможности, обеспечиваемые за счет повышения быстродействия, разрядности, емкости оперативной памяти и внешних запоминающих устройств. Основной областью применения ПЭВМ являются автоматизированные рабочие места (АРМ) и автоматизированные бюро (учрежденческие сети). Под автоматизированным рабочим местом понимаются аппаратно-программные средства обработки информации на рабочих местах пользователей, включающие технические средства ПЭВМ и программы решения задач пользователя (функциональные пакеты прикладных программ). Автоматизированные бюро в пределах одной организации объединяют автономные АРМ отдельных пользователей в единую систему обработки данных. Технической базой автоматизированных бюро являются локальные вычислительные сети, которые позволяют:

• создать базы данных коллективного пользования;

• обеспечивать внутри организации передачу технических и директивных документов (электронная почта);

• коллективно использовать для абонентов высокопроизводительные и дорогостоящие технические средства: высококачественные печатающие устройства, накопители на магнитных дисках большой емкости и т.д.

В настоящее время распространение персональных компьютеров в мире имеет постоянную тенденцию к росту. Ведущей фирмой по производству персональных компьютеров в мире считается фирма IBM, которая в 1981 году представила публике новый компьютер под названием IBM PC. Через один-два года компьютер IBM PC занял ведущее место на рынке компьютерной техники. Фактически IBM PC стал стандартом персонального компьютера. Если бы он был сделан так же, как и другие существовавшие во время его появления компьютеры, он бы устарел через два-три года. В IBM PC была заложена возможность усовершенствования его отдельных частей и использования новых устройств. Фирма сделала компьютер не единым неразъемным устройством, а обеспечила возможность его сборки из независимо изготовленных частей аналогично детскому конструктору. При этом методы сопряжения устройств с компьютером не только не держались в секрете, но и были доступны всем желающим. Этот принцип, называется принципом открытой архитектуры.

Персональные ЭВМ строятся на основе модульной конструкции, которая включает набор конструктивно законченных модулей:

• системный модуль - конструктивно размещенные на одной плате центральный процессор, основная память и разъемы для подключения функциональных модулей;

• функциональные модули - конструктивно размещенные на одной плате контроллеры, адаптеры и дополнительная память, подключаемые к разъемам системного модуля.

Системный и функциональный модули совместно с блоком питания и некоторыми внешними устройствами конструктивно объединяются в единый системный блок, к которому через соответствующие разъемы подключаются выносные ВУ: печатающие и клавишное устройства, дисплеи и т.д.

Типовой состав микроЭВМ включает центральный процессор (ЦП), основную память (ОП) и внешние устройства (ВУ).

Центральный процессор выполняет функции обработки данных и управления в соответствии с командами программы решения задачи.

Основная память, включающая оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) и постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), используются для хранения программ и данных.

Внешние устройства обеспечивают связь пользователя с микро-

ЭВМ и долговременное хранение данных.

Подключение внешних устройств к системной магистрали осуществляется с помощью специальных электронных блоков, называемых контроллерами внешних устройств. С помощью контроллеров ВУ достигается согласование алгоритмов функционирования ВУ и системной магистрали. Организация связей между ЦП, ОП и контроллерами внешних устройств в современных микроЭВМ унифицирована. Унифицированная система электрических цепей и соединительных разъемов, алгоритмов передачи сигналов и их электрических параметров называется системным интерфейсом микроЭВМ.