Устройства вычислительной техники. Вычислительная техника. Введение в функциональную организацию процессора
Существует достаточно много систем классификации компьютеров. Мы рассмотрим лишь некоторые из них, сосредоточившись на тех, о которых наиболее часто упоминают в доступной технической литературе и средствах массовой информации.
Классификация по назначению
Классификация по назначению — один из наиболее ранних методов классификации. Он связан с тем, как компьютер применяется. По этому принципу различают большие ЭВМ (электронно-вычислительные машины), мини-ЭВМ, микро-ЭВМ и персональные компьютеры, которые, в свою очередь, подразделяют па массовые, деловые, портативные, развлекательные и рабочие станции.
Узнайте, какие курсы предлагаются в этих программах, а также карьеры и продолжения вариантов после окончания учебы. Студенты со степенью бакалавра по компьютерным технологиям изучают операционные системы, сети, протоколы безопасности и аппаратные средства. Программы с определенной степенью позволяют студентам выбирать концентрацию, такую как интернет-технологии и мультимедиа, разработку баз данных или цифровую безопасность. Выпускники могут быть подготовлены к въезду -уровневые позиции и профессиональная сертификация.
Найти школы, которые предлагают эти популярные программы
Установка и ремонт приборов Коммуникационные системы Услуги Установка и ремонт компьютеров Ремонт электронного оборудования Ремонт и обслуживание промышленной электроники Ремонт офисных машин Системы безопасности.
Степень бакалавра в области компьютерных технологий
Наряду с общеобразовательными классами, студенты завершают вводную и передовую курсовую работу по компьютерным технологиям. Наряду с вероятностью и статистикой некоторые возможные темы курса включают.Состав вычислительной системы называется конфигурацией. Аппаратные и программные средства вычислительной техники принято рассматривать отдельно. Соответственно, отдельно рассматривают аппаратную конфигурацию вычислительных систем и их программную конфигурацию. Такой принцип разделения имеет для информатики особое значение, поскольку очень часто решение одних и тех же задач может обеспечиваться как аппаратными, так и программными средствами. Критериями выбора аппаратного или программного решения являются производительность и эффективность.
Защита компьютерной сети Анализ схем Операционные системы Разработка баз данных Структуры данных. Степень в компьютерных технологиях позволяет выпускникам преследовать несколько позиций начального уровня в ряде областей. Некоторые популярные варианты карьеры для выпускников включают следующее.
Перспективы занятости и информация о зарплате
Администратор базы данных Веб-разработчики Системный администратор Специалист по компьютерной безопасности Сетевые инженеры. Степень бакалавра часто считается минимальным требованием для трудоустройства начального уровня. Те специалисты, которые заинтересованы в возможностях карьерного роста, должны рассмотреть возможность получения степени магистра по информатике или связанной с ней области. Также доступны профессиональные сертификаты при использовании конкретных операционных систем или программ.
В чем вы видите диалектический характер связи между программным обеспечением и аппаратным?
Назовите четыре основных уровня программного обеспечения. Каков порядок их взаимодействия?
К какому классу относятся программные средства, встроенные в видеомагнитофон, программируемую стиральную машину, СВЧ-печь?
В чем преимущества и недостатки выполнения офисных работ (например копировально-множительных) аппаратными и программными средствами?
Какие категории программного обеспечения могут быть использованы в работемалого предприятия и для каких целей?
Какие виды работ, характерные для крупного промышленного предприятия (например машиностроительного завода), могут быть автоматизированы с
помощью компьютеров? Какие категории программных средств для этого
необходимы?
Назовите основные категории программного обеспечения, относящиеся к классуграфических редакторов. В чем состоит принципиальная разница между этимикатегориями?
Что общего и в чем различие между понятиями программное обеспечение и информационное обеспечение средств вычислительной техники?
Классы сертификации и повышения квалификации помогают специалистам в области информационных технологий и компьютерных наук идти в ногу с последними достижениями в технологиях. Если вы ищете работу, где возможности бесконечны, рассмотрите захватывающее поле компьютерных технологий.
История развития средств вычислительной техники
Наша учебная программа постоянно меняется, чтобы соответствовать требованиям отрасли. В дополнение к основным навыкам каждый студент выбирает один из следующих выборных треков для специализированного обучения. Системное администрирование Сетевое администрирование Программирование веб-приложений Программирование. Технический колледж Гринвилл обладает впечатляющей репутацией за отличную основу, и наши выпускники находят начальные должности в качестве администраторов сетевых и компьютерных систем, специалистов по поддержке, администраторов баз данных и программистов, чтобы назвать некоторые из них.
3. Вычислительная техника 1
3.1 История развития средств вычислительной техники 1
3.2 Методы классификации компьютеров 3
3.3 Другие виды классификации компьютеров 5
3.4 Состав вычислительной системы 7
3.4.1 Аппаратное обеспечение 7
3.4.2 Программное обеспечение 7
3.5 Классификация прикладных программных средств 9
Что вы узнаете в программе
Возможности работы в области компьютерных технологий включают. Все учащиеся, обучающиеся в программе, будут изучать основные навыки, включая.
Компьютерные навыки и приложения
Курсы, посвященные этим приложениям и навыкам, служат широкому кругу потребностей студентов в Техническом колледже Гринвилла. Технический колледж Гринвилл оценивает навыки работы с компьютером, когда они впервые обращаются в колледж, и помещает ученика в соответствующий компьютерный класс на основе оценки. Эти навыки имеют решающее значение для успеха студентов и требуются в каждой программе в колледже.3.6 Классификация служебных программных средств 12
3.7 Понятие об информационном и математическом обеспечении вычислительных систем 13
3.8 Подведение итогов 13
Вычислительная техника
История развития средств вычислительной техники
Вычислительная система, компьютер
Изыскание средств и методов механизации и автоматизации работ - одна из основных задач технических дисциплин. Автоматизация работ с данными имеет свои особенности и отличия от автоматизации других типов работ. Для этого класса задач используют особые виды устройств, большинство из которых являются электронными приборами. Совокупность устройств, предназначенных для автоматической или автоматизированной обработки данных, называют вычислительной техникой, Конкретный набор взаимодействующих между собой устройств и программ, предназначенный для обслуживания одного рабочего участка, называютвычислительной системой. Центральным устройством большинства вычислительных систем являетсякомпьютер.
Этот сертификат дает студентам знания и навыки для подготовки к локальным и глобальным сетям. Учащиеся изучают концепции, стандарты и протоколы сетевого подключения, используемые для подключения сетевых устройств. Разработанная для предоставления студентам технических возможностей в области сетевого администрирования и поддержки, программа охватывает различные типы сетевых носителей, топологии, протоколы и стандарты.
Введение в функциональную организацию процессора
Для получения дополнительной информации о наших выпускных ставках, медианном долге студентов, завершивших программу, и другой важной информации, мы рекомендуем вам ознакомиться с нашей информацией о раскрытии информации о прибылях и убытках. Тематика: Информационные технологии.
Компьютер - это электронной прибор, предназначенный для автоматизации создания, хранения, обработки и транспортировки данных.
Принцип действия компьютера
В определении компьютера как прибора мы указали определяющий признак - электронный. Однако автоматические вычисления не всегда производились электронными устройствами. Известны и механические устройства, способные выполнять расчеты автоматически.
Премия: помощник прикладной науки. В области информатики были предоставлены инструменты автоматизации выпускников для всех видов карьеры. Программа «Компьютерные технологии, сетевые коммуникации и программирование» подготавливает работу по использованию информационных технологий, предлагая технические навыки, необходимые благодаря сочетанию классных и практических навыков.
Четыре основных образовательных направления готовят студентов к сложным и высокооплачиваемым технологиям в области информационных технологий. На пути к компьютерному программированию учащиеся учатся на нескольких уровнях и типах программирования. В этой учебной программе есть более десяти курсов с требованиями к программированию. Компьютерная аппаратная дорожка обеспечивает знание компьютерных схем, база знаний имеет решающее значение для уверенности в использовании тестового оборудования для устранения неполадок компьютерного оборудования и сетей.
Анализируя раннюю историю вычислительной техники, некоторые зарубежные исследователи нередко в качестве древнего предшественника компьютера называют механическое счетное устройство абак. Подход «от абака» свидетельствует о глубоком методическом заблуждении, поскольку абак не обладает свойством автоматического выполнения вычислений, а для компьютера оно определяющее.
Четвертый трек состоит из курсов прикладных программ и общеобразовательных требований, которые способствуют успеху в этой области. Эти курсы обеспечивают возможности, ожидаемые работодателями, нанимающими выпускников компьютерных технологий, сетей и программистов. Выпускники компьютерных технологий, сетей и программирования необходимы в бизнесе и промышленности, а спрос высок. Выпускник этой программы хорошо подготовлен для текущей и будущей карьеры в сфере информационных технологий.
Эта специальность программы «Прикладная наука» требует, как минимум, 15 кредитов для передачи общего образования по выбору в области коммуникации, гуманитарных наук, математики, естественных наук или социальных наук. Если курс «Опыт колледжа» отменяется или передается менее чем за три кредита, требуется дополнительный выбор общего образования.
Абак- наиболее раннее счетное механическое устройство, первоначально представлявшее собой глиняную пластину с желобами, в которых раскладывались камни, представляющие числа. Появление абака относят к четвертому тысячелетию до н. э. Местом появления считается Азия. В средние века в Европе абак сменился разграфленными таблицами. Вычисления с их помощью называли счетом на линиях, а в России в XVI-XVII веках появилось намного более передовое изобретение, применяемое и поныне, -русские счеты.
Компьютерные технологии или компьютерные технологии - это техническая область, которая касается оборудования и устройств обработки информации. Обычно это компьютеры. Основы компьютерной инженерии основаны на цифровых технологиях и микроэлектронике. Компьютерные технологии состоят из подрайонов компьютерной архитектуры, архитектуры процессоров, методов хранения и интерфейсов между человеком и машиной. Компьютерные технологии используются в микропроцессорах, компьютерах общего назначения и аппаратном обеспечении.
Компьютерные технологии или компьютерные технологии являются составной частью многих курсов обучения. Например, информатика, электротехника и технологии автоматизации. Аппаратное обеспечение является общим термином для всех устройств или частей компьютерной техники. Это включает в себя все, что «трудно», поэтому его можно коснуться.
В то же время, нам хорошо знаком другой прибор, способный автоматически выполнять вычисления, - это часы. Независимо от принципа действия, все виды часов (песочные, водяные, механические, электрические, электронные и др.) обладают способностью генерировать через равные промежутки времени перемещения или сигналы и регистрировать возникающие при этом изменения, то есть выполнять автоматическое суммирование сигналов или перемещений. Этот принцип прослеживается даже в солнечных часах, содержащих только устройство регистрации (роль генератора выполняет система Земля - Солнце).
Программное обеспечение стоит в компьютерной технике для программ и операционных систем, которые могут храниться в цифровой памяти. В настоящее время программное обеспечение хранится на жестком диске. Прошивка относится к специальному программному обеспечению, которое управляет основными функциями соответствующего аппаратного компонента.
Программное обеспечение: программы и приложения
Операционная система представляет собой набор системных программ, которые соединяют аппаратное и прикладное программное обеспечение. Операционная система позволяет запускать и запускать прикладные программы. Операционная система также обеспечивает доступ к оборудованию. Например, доступ к файлам, хранящимся на диске, отображение изображений на экране и ввод данных и команд с клавиатуры. Операционная система включает функции для прикладных программ, которые не нужно перепрограммировать для каждой прикладной программы.
Механические часы - прибор, состоящий из устройства, автоматически выполняющего перемещения через равные заданные интервалы времени и устройства регистрации этих перемещений. Место появления первых механических часов неизвестно. Наиболее ранние образцы относятся к XIV веку и принадлежат монастырям (башенные часы).
В основе любого современного компьютера, как и в электронных часах, лежит тактовый генератор, вырабатывающий через равные интервалы времени электрические сигналы, которые используются для приведения в действие всех устройств компьютерной системы. Управление компьютером фактически сводится к управлению распределением сигналов между устройствами. Такое управление может производиться автоматически (в этом случае говорят опрограммном управлении) или вручную с помощью внешних органов управления - кнопок, переключателей, перемычек и т. п. (в ранних моделях). В современных компьютерах внешнее управление в значительной степени автоматизировано с помощью специальных аппаратно-логических интерфейсов, к которым подключаются устройства управления и ввода данных (клавиатура, мышь, джойстик и другие). В отличие от программного управления такое управление называютинтерактивным.
Таким образом, операционная система является экосистемой, в которой прикладные программы могут выполняться и работать. Различные компьютерные архитектуры обычно основаны на технической разработке и различных приложениях. Модульное и стандартизованное аппаратное обеспечение и в значительной степени свободно программируемое и обратное совместимое программное обеспечение долгое время считалось изобретательной концепцией. Недостатком этой гибкой архитектуры является огромная проблема совместимости и стабильности.
Хотя это обычно обрабатывается достаточно хорошо. К сожалению, высокая совместимость ведет к тому, что вся система не работает, и пользователю приходится долгое время работать со взрослыми техническими костылями. Напротив, подход к платформе является хорошей альтернативой мобильным устройствам, таким как смартфоны и планшеты. С помощью этих устройств один производитель держит все струны в руке. Аппаратное и программное обеспечение контролируется и оптимизируется производителем. Это избавляет от сложной аппаратной и программной структуры.
Механические первоисточники
Первое в мире автоматическое устройство для выполнения операции сложения было создано на базе механических часов. В 1623 году его разработал Вильгельм Шикард, профессор кафедры восточных языков в университете Тюбингена (Германия). В наши дни рабочая модель устройства была воспроизведена по чертежам и подтвердила свою работоспособность. Сам изобретатель в письмах называл машину «суммирующими часами».
Таким образом, при запуске можно отказаться от обнаружения оборудования, поскольку система имеет высокую степень интеграции и не расширяется. Кроме того, перезагрузка драйверов устранена, поскольку механизмы расширений уже установлены заранее. В результате устройства должны быть больше, иметь более толстую батарею и соответственно дороже.
Процессор или микропроцессор представляют собой сложную цифровую схему, которая используется в одном корпусе. Процессор выполняет вычисления и задачи управления на компьютере. Полупроводниковая память используется для временного или неограниченного хранения данных, состояний и программ в виде цифровых сигналов.
В 1642 году французский механик Блез Паскаль (1623-1662) разработал более компактное суммирующее устройство, которое стало первым в мире механическим калькулятором, выпускавшимся серийно (главным образом для нужд парижских ростовщиков и менял). В 1673 году немецкий математик и философ Г. В. Лейбниц (1646-1717) создал механический калькулятор, который мог выполнять операции умножения и деления путем многократного повторения операций сложения и вычитания.
Для подключения внешних устройств к компьютеру требуются интерфейсы. Интерфейс определяет определение физических свойств интерфейсных линий. Важными компонентами системы являются основной процессор, основная память, память данных, различные интерфейсы и внутренняя шинная система, которая соединяет все компоненты системы.
Диски и внешние устройства используются для загрузки или хранения данных извне на компьютер. Аналогичным образом, другой способ защиты данных от компьютера до внешнего устройства или носителя данных. Но затем они запускаются в окне программы операционной системы хоста. Таким образом, различные программы из разных операционных систем могут быть установлены и выполняться одновременно.
На протяжении XVIII века, известного как эпоха Просвещения, появились новые, более совершенные модели, но принцип механического управления вычислительными операциями оставался тем же. Идея программирования вычислительных операций пришла из той же часовой промышленности. Старинные монастырские башенные часы были настроены так, чтобы в заданное время включать механизм, связанный с системой колоколов. Такое программирование было жестким - одна и та же операция выполнялась в одно и то же время.
Идея гибкого программирования механических устройств с помощью перфорированной бумажной ленты впервые была реализована в 1804 году в ткацком станке Жаккарда, после чего оставался только один шаг до программного управления вычислительными операциями.
Этот шаг был сделан выдающимся английским математиком и изобретателем Чарльзом Бэббиджем (1792-1871) в его Аналитической машине, которая, к сожалению, так и не была до конца построена изобретателем при жизни, но была воспроизведена в наши дни по его чертежам, так что сегодня мы вправе говорить об Аналитической машине, как о реально существующем устройстве. Особенностью Аналитической машины стало то, что здесь впервые был реализован принцип разделения информации на команды и данные. Аналитическая машина содержала два крупных узла - «склад» и «мельницу». Данные вводились в механическую память «склада» путем установки блоков шестерен, а потом обрабатывались в «мельнице» с использованием команд, которые вводились с перфорированных карт (как в ткацком станке Жаккарда).
Исследователи творчества Чарльза Бэббиджа непременно отмечают особую роль в разработке проекта Аналитической машины графини Огасты Ады Лавлейс (1815-1852), дочери известного поэта лорда Байрона. Именно.ей принадлежала идея использования перфорированных карт для программирования вычислительных операций (1843). В частности, в одном из писем она писала: «Аналитическая машина точно так же плетет алгебраические узоры, как ткацкий станок воспроизводит цветы и листья». Леди Аду можно с полным основанием назвать самым первым в мире программистом. Сегодня ее именем назван один из известных языков программирования.
Идея Чарльза Бэббиджа о раздельном рассмотрении команд иданных оказалась необычайно плодотворной. В XX в. она была развита в принципах Джона фон Неймана (1941 г.), и сегодня в вычислительной технике принцип раздельного рассмотренияпрограмм иданных имеет очень важное значение. Он учитывается и при разработке архитектур современных компьютеров, и при разработке компьютерных программ.
Математические первоисточники
Если мы задумаемся над тем, с какими объектами работали первые механические предшественники современного электронного компьютера, то должны признать, что числа представлялись либо в виде линейных перемещений цепных и реечных механизмов, либо в виде угловых перемещений зубчатых и рычажных механизмов. И в том и в другом случае это были перемещения, что не могло не сказываться на габаритах устройств и на скорости их работы. Только переход от регистрации перемещений к регистрации сигналов позволил значительно снизить габариты и повысить быстродействие. Однако на пути к этому достижению потребовалось ввести еще несколько важных принципов и понятий.
Двоичная система Лейбница. В механических устройствах зубчатые колеса могут иметь достаточно много фиксированных и,главное, различных между собой положений. Количество таких положений, по крайней мере, равно числу зубьев шестерни. В электрических и электронных устройствах речь идет не о регистрацииположений элементов конструкции, а о регистрациисостояний элементов устройства. Таких устойчивых иразличимых состояний всего два: включен - выключен; открыт - закрыт; заряжен - разряжен и т. п. Поэтому традиционная десятичная система, использованная в механических калькуляторах, неудобна для электронных вычислительных устройств.
Возможность представления любых чисел (да и не только чисел) двоичными цифрами впервые была предложена Готфридом Вильгельмом Лейбницем в 1666 году Он пришел к двоичной системе счисления, занимаясь исследованиями философской концепции единства и борьбы противоположностей. Попытка представить мироздание в виде непрерывного взаимодействия двух начал («черного» и «белого», мужского и женского, добра и зла) и применить к его изучению методы «чистой» математики подтолкнули Лейбница к изучению свойств двоичного представления данных. Надо сказать, что Лейбницу уже тогда приходила в голову мысль о возможности использования двоичной системы в вычислительном устройстве, но, поскольку для механических устройств в этом не было никакой необходимости, он не стал использовать в своем калькуляторе (1673 году) принципы двоичной системы.
Математическая логика Джорджа Буля, Говоря о творчестве Джорджа Буля, исследователи истории вычислительной техники непременно подчеркивают, что этот выдающийся английский ученый первой половины XIX века был самоучкой. Возможно, именно благодаря отсутствию «классического» (в понимании того времени) образования Джордж Буль внес в логику как в науку революционные изменения.
Занимаясь исследованием законов мышления, он применил в логике систему формальных обозначений и правил, близкую к математической. Впоследствии эту систему назвали логической алгеброй илибулевой алгеброй. Правила этой системы применимы к самым разнообразным объектам и их группам(множествам, по терминологии автора). Основное назначение системы, по замыслу Дж. Буля, состояло в том, чтобы кодировать логические высказывания и сводить структуры логических умозаключений к простым выражениям, близким по форме к математическим формулам. Результатом формального расчета логического выражения является одно из двух логических значений:истина илиложь.
Значение логической алгебры долгое время игнорировалось, поскольку ее приемы и методы не содержали практической пользы для науки и техники того времени. Однако, когда появилась принципиальная возможность создания средств вычислительной техники на электронной базе, операции, введенные Булем, оказались весьма полезны. Они изначально ориентированы на работу только с двумя сущностями: истина иложь. Нетрудно понять, как они пригодились для работы с двоичным кодом, который в современных компьютерах тоже представляется всего двумя сигналами:ноль иединица.
Не вся система Джорджа Буля (как и не все предложенные им логические операции) были использованы при создании электронных вычислительных машин, но четыре основные операции: И (пересечение), ИЛИ(объединение), НЕ(обращение) и ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ - лежат в основе работы всех видов процессоров современных компьютеров.
Рис. 3.1. Основные операции логической алгебры
