В помощь студентов Олег Рыбаченко передает информацию о курсе программистов. Олег Рыбаченко получает сейчас четвертое высшее образование на курсе программиста
Аннотация: Тут много полезной информации по программированию.
љ Денисов Д.В., 2013
љ Московский финансово-промышленный университет "Синергия", 2013
Содержание
Тема 1. Основные характеристики и области применения информационно-вычислительных систем.
Вопросы для самопроверки:
Литература по теме:
Практические задания:
Тема 2. Устройство персонального компьютера: системный блок и периферия
Вопросы для самопроверки:
Литература по теме:
Практические задания:
Тема 3. Типы и логическое устройство материнских плат
Вопросы для самопроверки:
Литература по теме:
Практические задания:
Тема 4. Типы и логическое устройство процессоров
Вопросы для самопроверки:
Литература по теме:
Практические задания
Тема 5. Типы и логическое устройство оперативной памяти.
Вопросы для самопроверки:
Литература по теме:
Практические задания:
Тема 6. Система ввода-вывода и организация взаимодействия с периферийными устройствами
Вопросы для самопроверки:
Литература по теме:
Практические задания:
Тема 7. Сети ЭВМ, информационно-вычислительные системы и сети
Вопросы для самопроверки:
Литература по теме:
Практические задания:
Тема 8. Коммуникационные устройства
Вопросы для самопроверки:
Литература по теме:
Практические задания:
Тема 9. Архитектурные особенности параллельных, многопроцессорных и многомашинных вычислительных систем
Вопросы для самопроверки:
Литература по теме:
Практические задания:
Тема 1. Основные характеристики и области применения информационно-вычислительных систем.
Цели и задачи:
Цели и задачи изучения данной темы - получение знаний об основных принципах построения архитектуры Электронно-вычислительных машин (ЭВМ), сформулированных Джоном фон Нейманом и их практической реализацией в вычислительных системах различных поколений и классов.
В результате успешного изучения темы Вы:
Узнаете:
Ј историю развития информационно-вычислительных систем (ИВС);
Ј классификацию ИВС по различным признакам (принцип действия, назначение, вычислительная мощность и так далее);
Ј этапы развития элементной базы электронных вычислительных машин (ЭВМ);
Ј типы современных компьютеров и сферы их использования;
Ј показатели качества информации;
Ј понятие системы обработки данных (СОД) и их классификацию;
Ј принципы архитектуры ЭВМ Джона фон Неймана;
Ј принципы создания элементов структур современных ЭВМ;
Ј типы современных компьютеров и сферы их использования.
Приобретете следующие профессиональные компетенции:
Ј умение определять тип и класс ЭВМ по ее техническим параметрам и описанию;
Ј умение определять тип вычислительной системы по ее техническим параметрам и описанию;
Ј умение определять принцип действия ЭВМ по ее техническим параметрам и описанию;
Ј навыки определения поколения ЭВМ в зависимости от используемой элементной базы;
Ј навыки определения типа ЭВМ в зависимости от ее производительности, разрядности процессора (процессоров), а также объема оперативной и внешней памяти;
Ј способность осуществлять выбор ЭВМ по критерию вычислительной мощности в зависимости от решаемых с ее помощью задач.
В процессе освоения темы акцентируйте внимание на следующих ключевых понятиях:
Алгоритм - это конечный набор предписаний, определяющий решение задачи посредством определенного количества операций. Алгоритм может быть представлен в виде словесного описания, схемы, программы.
Вычислительная система - это совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих процессоров или ЭВМ, периферийного оборудования и программного обеспечения, предназначенных для сбора, хранения, обработки и распределения информации.
Информация - это сообщение, уменьшающее незнание о чем-либо (явлении, предмете и так далее). Минимальной единицей информации считается 1 бит ("0" или "1").
Программа - это упорядоченная последовательность команд, которые выполняются ЭВМ автоматически друг за другом в определенной последовательности. Каждая программа имеет свое специализированное назначение, а комплекс программ называется программным обеспечением.
Электронная вычислительная система (ЭВМ) - электрическое устройство для выполнения программ по сбору, хранению, обработке и передачи информации. Изначально ЭВМ выполняли в основном программы, связанные с расчетами, поэтому и сохранилось их название "вычислительные машины", в тоже время для выполнения любой программы необходимо производить расчеты.
Система - совокупность элементов имеющих общую цель или законы функционирования. В общем случае системой можно считать любой объект, который в свою очередь разделяется на подсистемы. В рамках данного курса будут рассматриваться вычислительные системы.
Теоретический материал по теме
Электронно-вычислительные машины (ЭВМ) как следует из названия изначально предназначались для автоматического выполнения математических расчетов, то есть обработки цифровой информации. В настоящее время функции ЭВМ значительно шире и они позволяют обрабатывать практически любую информацию. Однако для того, чтобы эта информация была понятна ЭВМ она представляется в цифровом формате. Для того, чтобы понять как устроена ЭВМ необходимо четко определить что именно она обрабатывает.
Информация (лат. Information) - разъяснение, осведомление, изложение) - все те сведения, которые уменьшают степень неопределенности нашего знания о конкретном объекте, это сведения которые один реальный объект содержит о другом реальном объекте.
Информация часто кодируется числовыми кодами в той или иной системе счисления. Одно и то же количество разрядов в разных системах счисления способно передать разное число (N) отображаемых состояний объекта.
В различных системах счисления один разряд имеет различный вес, и соответственно меняется единица измерения данных. Так, в двоичной системе счисления единицей измерения служит бит (bit - binary digit, двоичный разряд).
В современных компьютерах наряду с минимальной единицей данных - битом, используется укрупненная единица информации - байт, равная 8 битам.
Ј 1 Килобайт = 210 байт = 1024 байт.
Ј 1 Мегабайт = 210 Килобайт = 1024 Килобайт.
Ј 1 Гигабайт = 210 Мегабайт = 1024 Мегабайт.
Ј 1 Терабайт = 210 Гигабайт = 1024 Гигабайт.
Ј 1 Петабайт = 210 Терабайт = 1024 Терабайт.
Информация характеризуется различными показателями (см. рисунок 1). Эти показатели были определены в процессе многолетнего опыта обработки информации. Их практическое применение и теоретическое изучение является предметом специальной области - информатики. Информатика как сфера обработки информации включает в себя три основных составляющие: науку, информационные технологии и индустрию информатики.
Рис. 1. Показатели качества информации
Информационные технологии - система процедур преобразования информации с целью формирования, организации, обработки, распространения и использования информации.
Информатика - наука, изучающая свойства, структуру и функции информационных систем, основы их проектирования, создания, использования и оценки, а также информационные процессы, в них происходящие.
Поскольку понятие "информационная система" является базовым для науки информатики необходимо определить что понимается по "системой" вообще, "информационной системой" и "информационно-вычислительной системой" в частности.
Система (греч. systema - целое, составленное из частей соединение) - совокупность элементов, взаимодействующих друг с другом, образующих, определенную целостность, единство. Укрупненная классификация систем представлена на рисунке 2.
Рис. 2. Укрупненная классификация систем
Эргатехнические (смешанные) системы - материальные системы "человек-машина", состоящие из эргатического элемента - человека-оператора (группы операторов) и технического элемента - машины (машин).
Организация системы - внутренняя упорядоченность, согласованность взаимодействия элементов системы (проявляющаяся, в частности, в ограничении разнообразия состояний элементов системы).
Элемент системы - часть системы, имеющая определенное функциональное назначение. Сложные элементы систем, в свою очередь состоящие из более простых взаимосвязанных элементов, часто называют подсистемами.
Структура системы - состав, порядок и принципы взаимодействия элементов системы, определяющие основные свойства системы.
Архитектура системы - совокупность свойств системы, существенных для пользователя.
Целостность системы - принципиальная несводимость свойств системы к сумме свойств отдельных ее элементов (эмерджентность свойств) и, в то же время, зависимость свойств каждого элемента от его места и функции внутри системы.
Информационная система (ИС) - материальная система, организующая, хранящая и преобразующая информацию. Это система, основным предметом и продуктом труда в которой является информация. Классификация информационных систем представлена на рисунке 3.