Шпаргалка по "Информатике"

 

4. Устройства хранения  информации, их преимущества и  недостатки.

Запоминающее устройство — носитель информации, предназначенный для  записи и хранения данных. В основе работы запоминающего устройства может  лежать любой физический эффект, обеспечивающий приведение системы к двум или  более устойчивым состояниям.

Устройства хранения информации делятся  на 2 вида:

внешние (периферийные) устройства

внутренние устройства

К внешним устройствам относятся  магнитные диски, CD,DVD,BD,cтримеры,жесткий диск(винчестер),а также флэш-карта. Внешняя память дешевле внутренней, создаваемой обычно на основе полупроводников. Кроме того, большинство устройств внешней памяти может переноситься с одного компьютера на другой. Главный их недостаток в том, что они работают медленнее устройств внутренней памяти.

К внутренним устройствам относятся  оперативная память, кэш-память, CMOS-память, BIOS. Главным достоинством является скорость обработки информации. Но в то же время устройства внутренней памяти довольно дорогостоящи.

Жесткий диск - основное устройство для  долговременного хранения больших  объемов данных и программ. На самом  деле это не один диск, а группа соосных дисков, имеющих магнитное покрытие и вращающихся с высокой скоростью. Таким образом, этот "диск" имеет не две поверхности, как должно быть у обычного плоского диска, а 2n поверхностей, где n - число отдельных дисков в группе. Над каждой поверхностью располагается головка, предназначенная для чтения-записи данных.

При высоких скоростях вращения дисков (90 об/с) в зазоре между головкой и поверхностью образуется аэродинамическая подушка, и головка парит над  магнитной поверхностью на высоте, составляющей несколько тысячных долей  миллиметра. При изменении силы тока, протекающего через головку, происходит изменение напряженности динамического  магнитного поля в зазоре, что вызывает изменения в стационарном магнитном  поле ферромагнитных частиц, образующих покрытие диска. Так осуществляется запись данных на магнитный диск.

Операция считывания происходит в  обратном порядке. Намагниченные частицы  покрытия, проносящиеся на высокой  скорости вблизи головки, наводят в  ней ЭДС самоиндукции. Электромагнитные сигналы, возникающие при этом, усиливаются  и передаются на обработку.

 

5. Понятия внутреннего  и внешнего интерфейса персонального  компьютера.

ИНТЕРФЕЙС — совокупность сигнальных линий (образующих шину), объединенных по назначению. Имеет жестко заданные электрические параметры и протоколы обмена данными. Шина интерфейса обслуживается контроллерами и служебными устройствами, а также программной оболочкой через драйверы операционной системы. Шины могут быть синхронными и асинхронными. Используемые в настоящее время шины отличаются по разрядности, способу передачи сигнала (последовательные или параллельные), пропускной способности, количеству и типу поддерживаемых устройств, а также протоколу работы.

Решающую роль в стабильности и  перспективности платформы играет поддержка современных интерфейсов. Интерфейсы для персональных компьютеров  в самом общем виде принято  разделять на внутренние и внешние.

 

Внутренние интерфейсы размещены внутри системного блока. Они обслуживают системные устройства (процессор, чипсет, шину памяти и другие компоненты) и карты расширения. Внешние интерфейсы обслуживают обязательные компоненты компьютерной системы (монитор, клавиатура, мышь) и различные периферийные устройства, размещенные вне системного блока.

 

СИСТЕМНЫЙ БЛОК — корпус компьютера с установленными внутри системными компонентами: материнской платой, процессором, памятью, видеокартой, накопителями.

Важнейшая тенденция последних  лет в области интерфейсов  — повсеместный переход на последовательные шины. По сути дела, в компьютере остался  один параллельный интерфейс — шина памяти. Интерфейсы персонального компьютера имеют строгую иерархическую  структуру, называемую шинной архитектурой. По ключевым параметрам шинной архитектуры  все персональные компьютеры класса IBM PC совместимы между собой. То есть любые компоненты могут быть установлены  в любые компьютеры, имеющие открытую шинную архитектуру.

ОТКРЫТАЯ АРХИТЕКТУРА — важнейший  принцип построения компьютеров  класса IBM PC, согласно которому спецификации интерфейсов доступны для всех производителей. Принцип открытой архитектуры обусловил  широкое распространение персональных компьютеров, удобство сборки и модернизации, универсальность, огромный выбор компонентов, сравнительно низкие цены на комплектующие.

Внутренние и внешние интерфейсы

Внутренние интерфейсы предназначены для подключения компонентов, расположенных внутри системного блока. Все контроллеры и шины внутренних интерфейсов размещаются на системной плате. К важнейшим внутренним интерфейсам относятся:

• системная шина с разъемом процессора;

• шина памяти с разъемами модулей  памяти;

• шина и слот видеокарты;

• шины и слоты плат расширения;

• шины и порты накопителей;

• шина и разъемы электропитания;

• линии и порты интерфейса управления питанием;

• порты и панели индикации;

 

 

В настоящее время компьютеры могут  иметь множество внешних интерфейсов. Наиболее распространены следующие:

· системная шина (магистраль) ISA

ISA (Industry Standard Architecture – стандарт промышленной архитектуры) - это устаревшая шина для подключения внешних устройств, с пропускной способностью 5.3Mb/s при частоте шины 8MHz, интерфейс ISA позволяет адресовать до 16Mb памяти. Но она до сих пор пользуется большой популярностью среди пользователей компьютеров класса 486 и Pentium;

· шина PCI

PCI (Peripheral Component Interconnect – соединитель периферийных компонентов) – современная высокоскоростная шина для подсоединения внешних (периферийных) устройств со скоростью обмена до 500 Мбайт/с, а модификация PCI-Х имеет скорость 1 Гбайт/с;

· шина AGP

AGP (Advanced Graphic Port – улучшенный графический порт) – шина и разъём для подключения видеокарт со скоростью обмена от 256 Мбайт/с до 1,06 Гбайт/с; скорость обмена 256 Мбайт/с считается условной единицей измерения для видеокарт типа AGP, поэтому скорость 528 Мбайт/с принято обозначать AGP2х, а 1,06 Гбайт/с – AGP4х;

· шина PC Cards (старое название PCMCIA) — обычно только в ноутбуках

Интерфейс PC Card является универсальным для внешних устройств, подключаемых к компьютеру (как правило - портативному). Через шину PC Card подсоединяют модемы, модули памяти, контроллеры различного типа и прочие компоненты. Тактовая частота этой шины 33 МГц;

· шина SCSI

SCSI  (Small Computer System Interface – интерфейс   малых

вычислительных систем) – шина, которая предназначена для подключения  высокопроизводительных дисковых устройств; скорость обмена данными до 320 Мбайт/с;

· последовательная шина USB (Universal Serial Bus)

USB (Universal Serial Bus – универсальная последовательная шина) соответствует современному унифицированному стандарту на шину и разъём. К шине USB можно подключить до 127 внешних устройств одновременно. Скорость обмена данными до 12 Мбит/с, а у последней модификации шины USB 2.0 – до 60 Мбит/с;

· параллельный порт (LPT-порт) Centronics

Параллельный порт предназначен для  подключения принтера, сканера, внешних  дисководов и др.; данные передаются байтами со скоростью около 2 Мбайт/с;

· последовательный порт (COM-порт) RS-232C

Последовательный порт предназначен для подключения низкоскоростных  внешних устройств, таких как  мышь, модем и тд.; данные передаются битами со скоростью около 100 Кбайт/с;

· последовательный инфракрасный порт IrDA

IrDA относится к категории wireless (беспроводных) внешних интерфейсов, однако в отличие от радио-интерфейсов, канал передачи информации создается с помощью оптических устройств. Опыт показывает, что среди других беспроводных линий передачи информации инфракрасный (ИК) открытый оптический канал является самым недорогим и удобным способом передачи данных на небольшие расстояния (до нескольких десятков метров).

Кроме этих внешних интерфейсов, компьютеры могут иметь разъемы для подключения  внешнего монитора, клавиатуры, мыши. Некоторые  компьютеры имеют встроенные модемы и сетевые адаптеры, тогда они  располагают, соответственно, телефонным и сетевым внешними интерфейсами.

Подключение стандартных  внешних  устройств обычно не  вызывает никаких проблем: надо только присоединить устройство к компьютеру соответствующим стандартным кабелем и (возможно) установить на компьютер программный драйвер. Знать особенности внешних интерфейсов пользователю в данном случае не обязательно. В случае инфракрасного порта не нужен даже кабель.

 

6. Организация размещения  файлов на устройствах долговременной  памяти, доступ к ним.

 

Персональный компьютер предназначен для автоматизации процесса обработки  информации. При этом данные в ЭВМ  заносятся с помощью устройств ввода и подлежат дальнейшей обработке. Однако довольно часто возникает необходимость хранения и переноса больших объемов информации. Постоянное хранение таких информационных массивов в памяти компьютера представляется нерациональным. При учете таких факторов широкое применение находят устройства долговременного хранения данных, которые еще называют внешней памятью.

Внешняя (долговременная) память (ВЗУ  – внешнее запоминающее устройство) предназначена для длительного  хранения программ и данных, не используемых в данный момент в оперативной  памяти ПК, и является энергонезависимой, т.е. целостность ее содержимого  не зависит от того, включен или  выключен компьютер. В частности, во внешней памяти хранится все программное  обеспечение ПК. В отличие от оперативной  памяти внешняя память не имеет прямой связи с процессором.

Информация от ВЗУ к процессору и наоборот циркулирует примерно по следующей цепочке (рис. 1):

 

Рис. 1. Схема передачи информации от ВЗУ к процессору

 

Носители внешней памяти, кроме  того, обеспечивают транспортировку  данных в тех случаях, когда компьютеры не объединены в сети (локальные  или глобальные).

Устройства внешней памяти или, иначе, внешние запоминающие устройства весьма разнообразны. Их можно классифицировать по целому ряду признаков: по виду носителя, типу конструкции, по принципу записи и считывания информации, методу доступа  и т.д.

Один из возможных вариантов  классификации ВЗУ представлен  ниже на рис. 2.

 

Рис. 2. Классификация ВЗУ

 

Для работы с внешней памятью  необходимо наличие накопителя (устройства, обеспечивающего запись и (или) считывание информации) и устройства хранения — носителя.

В зависимости от типа носителя все  ВЗУ можно подразделить на накопители на магнитной ленте и дисковые накопители.

Накопители на магнитной ленте, в свою очередь, бывают двух видов: накопители на бобинной магнитной ленте (НБМЛ) и накопители на кассетной магнитной  ленте (НКМЛ — стримеры). В ПК используются только стримеры.

Накопители на дисках - устройства для записи / чтения с магнитных (оптических) носителей. Назначение этих накопителей: хранение больших объемов информации, запись и выдача хранимой информации по запросу в оперативное запоминающее устройство. Диски относятся к машинным носителям информации с прямым доступом. Понятие прямой доступ означает, что ПК может "обратиться" к дорожке, на которой начинается участок с искомой информацией или куда нужно записать новую информацию, непосредственно, где бы ни находилась головка записи/чтения накопителя.

Таким образом, к основным устройствам  длительного хранения данных можно  отнести:

накопители на гибких магнитных  дисках (НГМД);

накопители на жестких магнитных  дисках (НЖМД);

накопители на оптических дисках (CD, CD-RW);

накопители на записывающих магнитооптических  дисках;

накопители на магнитной ленте (стримеры) и др.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Практическое задание

 

Задание № 1

XXCCC -  320

LXVII  -  67

MMVII -  2007

XCC -  210

LXXIV -  76

MMVII - 2007

 

 

            Задание № 2

 

300

Ход решения: 
Делим число на 2 и выписываем остатки 
300 = 150·2 + 0 
150 = 75·2 + 0 
75 = 37·2 + 1 
37 = 18·2 + 1 
18 = 9·2 + 0 
9 = 4·2 + 1 
4 = 2·2 + 0 
2 = 1·2 + 0 
Последний множитель перед 2 равный 1 записываем первым. 
Затем записываем найденные остатки в обратном порядке. 
Получаем:  100101100

 

793

Ход решения: 
Делим число на 2 и выписываем остатки 
793 = 396·2 + 1 
396 = 198·2 + 0 
198 = 99·2 + 0 
99 = 49·2 + 1 
49 = 24·2 + 1 
24 = 12·2 + 0 
12 = 6·2 + 0 
6 = 3·2 + 0 
3 = 1·2 + 1 
Последний множитель перед 2 равный 1 записываем первым. 
Затем записываем найденные остатки в обратном порядке. 
Получаем: 1100011001

 

 

 

 

400

Ход решения: 
Делим число на 2 и выписываем остатки 
400 = 200·2 + 0 
200 = 100·2 + 0 
100 = 50·2 + 0 
50 = 25·2 + 0 
25 = 12·2 + 1 
12 = 6·2 + 0 
6 = 3·2 + 0 
3 = 1·2 + 1 
Последний множитель перед 2 равный 1 записываем первым. 
Затем записываем найденные остатки в обратном порядке. 
Получаем: 110010000

893

Ход решения: 
Делим число на 2 и выписываем остатки 
893 = 446·2 + 1 
446 = 223·2 + 0 
223 = 111·2 + 1 
111 = 55·2 + 1 
55 = 27·2 + 1 
27 = 13·2 + 1 
13 = 6·2 + 1 
6 = 3·2 + 0 
3 = 1·2 + 1 
Последний множитель перед 2 равный 1 записываем первым. 
Затем записываем найденные остатки в обратном порядке. 
Получаем: 1101111101