Базовые понятия и определения информатики (стр. 5 из 10)

6.4 Интерфейс «человек-компьютер» и его роль в вычислительной системе

Человеко-машинный интерфейс обеспечивает связь между пользователем и компьютером - он позволяет достигать поставленных целей, успешно находить решение поставленной задачи. Взаимодействие - обмен действиями и реакциями на эти действия между компьютером и пользователем. Несколько лет назад основным видом взаимодействия был текст (так называемые терминальные или командные системы). В настоящее время, взаимодействие может также включать графику и иконки (знаки) вместо текста, но для описания процесса взаимодействия все равно еще используется текст.

Имеется ряд стилей взаимодействий, которые делятся на два основных вида. Первый – это использование интерфейса языка команд - ввод команд текстовыми средствами; и второй – это непосредственное манипулирование. Таким образом, имеется ряд способов, которыми пользователь мог бы связываться с компьютером:

1 Языки команд - пользователь управляет системой, вводя соответствующие команды в тестовом режиме;

2 Вопрос и ответ - диалог, где компьютер задает вопросы, а пользователь отвечает ему (или наоборот);

3 Формы - пользователь заполняет формы или поля диалога, вводя данные в необходимые поля;

4 Меню - пользователь обеспечен рядом опций и управляет системой, выбирая необходимые пункты;

5 Прямое манипулирование - пользователь управляет объектами на экране посредством устройства манипулирования, типа мыши. Другой термин, используемый для прямого интерфейса манипулирования - Графический Интерфейс Пользователя.

В различных операционных системах не сегодняшний день обычно используются комбинированные стили взаимодействия из приведенных выше.

Роль интерфейса заключается в том, чтобы отобразить информацию настолько эффективно насколько это возможно для человеческого восприятия и структурировать отображение на дисплее таким образом, чтобы привлечь внимание к наиболее важным единицам информации. Основная же цель состоит в том, чтобы минимизировать общую информацию на экране и представить только то, что является необходимым для пользователя.

6.5 Уровни ВС и понятие архитектуры ВС

Понятие «архитектура» является одной из главных интегральных характеристик ВС, которая определяет процесс обработки данных в вычислительной системе и включает методы кодирования данных, состав назначение, принципы взаимодействия технических средств и программного обеспечения. Пользователя интересуют не только такие характеристики ЭВМ, как емкость оперативной памяти, производительность и другие характеристики самой ЭВМ, но и форма общения (пакетный режим, разделение времени, диалоговый), системы программирования, возможности операционной системы, наличие пакетов прикладных программ.

Вычислительную систему рассматривают в трех уровнях: состава, структуры и процессов.

Вариант 1 Дайте классификацию средств вычислительной техники

ЭВМ или компьютеры являются преобразователями информации. В них исходные данные задачи преобразуются в результат ее решения. В соответствии с используемой формой представления информации машины делятся на два класса: непрерывного действия – аналоговые и дискретного действия – цифровые[10].

По режиму работы ВС делятся на однопрограммные и мультипрограммные, случай, когда в памяти машины находится одна рабочая программа, которая, начав выполняться, завершается до конца, в противоположность этому принципу мультипрограммные ВС выполняют в один и тот же момент времени несколько программ или их частей.

Классификация систем по режиму обслуживания. Режим индивидуального пользования. Машина предоставляется полностью в распоряжение пользователя, по крайней мере, на время решения его задачи. Пользователь имеет непосредственный доступ к машине и имеет право осуществлять операции ввода вывода. Режим пакетной обработки. Пользователь не имеет непосредственного доступа к ВС, подготовленные им программы передаются персоналу, обслуживающему систему, и затем накапливаются во внешней памяти. Система по расписанию выполняет накопленный пакет программ. Режим коллективного пользования или многопользовательский режим. Форма обслуживания, при которой возможен доступ нескольких пользователей к вычислительным ресурсам мощной ВС. Каждому пользователю предоставлен терминал, с помощью которого он устанавливает связь с системой коллективного пользования. Системы коллективного использования с квантованным обслуживанием называются системами с разделением времени. По количеству процессоров (машин) в ВС, определяющему возможность параллельной обработки программ, ВС делятся на однопроцессорные (одномашинные), многомашинные и многопроцессорные. Многомашинные и многопроцессорные ВС создаются для повышения производительности и надежности вычислительных систем и комплексов. По особенностям территориального размещения и организации взаимодействия частей системы различают следующие типы ВС. Сосредоточенные ВС. В них весь комплекс оборудования, включая терминалы пользователя сосредоточен в одном месте и связь между отдельными машинами и устройствами обеспечивается, стандартными для системы внутренними интерфейсами. ВС с телеобработкой. В них отдельные источники и приемники информации, включая терминалы пользователя расположены на таком значительном расстоянии от вычислительных средств что связь их с центральными средствами ВС осуществляется по каналам связи. Вычислительные сети представляет собой территориально рассредоточенную многомашинную систему, состоящую из взаимодействующих ЭВМ, связанных между собой каналами передачи данных. ПО особенностям функционирования ВС во времени различают ВС работающие не в реальном масштабе времени и в реальном масштабе последние должны работать в темпе с процессом, информация о котором автоматически поступает в ВС и обрабатывается. Результаты должны получаться так быстро, чтобы можно было ими воспользоваться для воздействия на сам процесс.

Тема 7 Основные концепции построения вычислительных систем

Вариант 1 Дайте определение жизненного цикла вычислительной системы и ее компонент

Потребность в создании вычислительной системы может обусловливаться либо необходимостью автоматизации или модернизации существующих информационных процессов, либо необходимостью коренной реорганизации в деятельности предприятия (проведения бизнес-реинжиниринга). Потребности создания вычислительной системы указывают, во-первых, для достижения каких именно целей необходимо разработать систему; во-вторых, к какому моменту времени целесообразно осуществить разработку; в-третьих, какие затраты необходимо осуществить для проектирования системы.

Проектирование вычислительной системы – трудоемкий, длительный и динамический процесс. Технологии проектирования, применяемые в настоящее время, предполагают поэтапную разработку системы. Этапы по общности целей могут объединяться в стадии. Совокупность стадий и этапов, которые проходит вычислительная системы в своем развитии от момента принятия решения о создании системы до момента прекращения функционирования системы, называется жизненным циклом вычислительной системы.

Тема 8 Архитектура персонального компьютера

Общая часть

8.1 Состав основных блоков ПЭВМ

Обычно персональные компьютеры IBM PC состоят из трех частей (блоков)[11]:

системного блока;

клавиатуры, позволяющей вводить символы в компьютер;

монитора (или дисплея) - для изображения текстовой и графической информации.

Компьютеры выпускаются и в портативном варианте - в "наколенном" (лэптор) или "блокнотом" (ноутбук) исполнении. Здесь системный блок, монитор и клавиатура заключены в один корпус: системный блок спрятан под клавиатурой, а монитор сделан как крышка к клавиатуре.

8.2 Базовая структура ПЭВМ

Теперь более конкретизируем понятие ЭВМ. Рассмотрим общую структуру ПЭВМ на примере ПК (как наиболее простую и приближенную к жизни).

Структурно компьютер состоит из функциональных блоков:

¾устройств памяти;

¾центрального процессора;

¾устройств ввода-вывода;

¾тактового генератора;

¾периферийного оборудования обеспечивающего общение человека с компьютером.

Характер действий и их последовательность определяются программой, (совокупность машинных операций, называемых командами). Все основные функциональные узлы компьютера связаны друг с другом многопроводными магистралями — шинами.

8.3 Основные характеристики персонального компьютера и ориентировочные значения некоторых из них

Необычайно быстрое развитие вычислительной техники приводит к тому, что одновременно в употреблении находится большое количество компьютеров с достаточно разнообразными характеристиками. Поэтому очень полезно знать, каковы основные характеристики узлов компьютера, на что они влияют и как их подбирать. Здесь будут рассмотрены параметры наиболее важных устройств компьютера, таких как процессор и внутренняя память.

Начнем с процессора. Очевидно, что пользователя в первую очередь интересует его производительность, т.е. скорость выполнения предложенной процессору задачи. Традиционно быстродействие процессора измерялось путем определения количества операций в единицу времени, как правило, в секунду. До тех пор, пока машины выполняли только вычисления, такой показатель был достаточно удобен. Однако по мере развития вычислительной техники количество видов обрабатываемой информации возрастало, и обсуждаемый показатель перестал быть универсальным. Именно поэтому сейчас получила широкое распространение другая характеристика скорости работы процессора – его тактовая частота. Рассмотрим данную величину подробнее. Любая операция процессора (машинная команда) состоит из отдельных элементарных действий – тактов. Для организации последовательного выполнения требуемых тактов друг за другом, в компьютере имеется специальный генератор импульсов, каждый из которых инициирует очередной такт машинной команды (какой именно, определяется устройством процессора и логикой выполняемой операции). Очевидно, что чем чаще следуют импульсы от генератора, тем быстрее будет выполнена операция, состоящая из фиксированного числа тактов. Из сказанного следует, что тактовая частота определяется количеством импульсов в секунду и измеряется в мегагерцах – т.е. миллионах импульсов за 1 сек. Разумеется, тактовая частота не может быть произвольно высокой, поскольку в какой-то момент процессор может просто "не успеть" выполнить очередной такт до прихода следующего импульса. Однако инженеры делают все возможное для повышения значения этой характеристики процессора, и на данный момент тактовая частота самых современных процессоров уже превышает 1000 МГц, т.е. 1 ГГц (1 гигагерц).