Классификация компьютеров по элементной базе

1. Классификация компьютеров по элементной базе.

Компьютеры для  коммерческого и домашнего использования  продолжают строиться на основе микропроцессоров, так как данная технология является относительно дешевой и при этом позволяет достичь значительной производительности. Суперкомпьютеры  же разрабатываются на основе искусственных  нейронных сетей, которые используют массовый параллелизм и способность  к обучению и обобщению на основе большого количества взаимосвязанных  процессоров невысокой вычислительной способности.

Одной из появившихся  недавно элементных баз также  является искусственный биокомпьютер - компьютер, который функционирует  как живой организм или содержит биологические компоненты. Создание биокомпьютеров основываются на направлении  в исследовании - молекулярные вычисления. В качестве вычислительных элементов  используются белки и нуклеиновые  кислоты, реагирующие друг с другом.

2. Компоненты современного компьютера.

1)Материнская плата.

2)Процесор.

3) Оперативная память.

4) Chipset

5) Контроллер дисковода

6) Контроллер порта принтера

7) Контроллер клавиатуры и контроллер специального порта мыши.

8) Контроллер Универсальной Последовательной Шины

9) BIOS.

4) Центральный процессор.

Центра́льный проце́ссор (ЦП, или центральное процессорное устройство — ЦПУ; англ. central processing unit, сокращенно — CPU, дословно — центральное обрабатывающее устройство) — электронный блок либо микросхема — исполнитель машинных инструкций (кода программ), главная часть аппаратного обеспечения компьютера или программируемого логического контроллера. 

5)Математический  сопроцессор.

Математический  сопроцессор — сопроцессор для  расширения командного множества центрального процессора и обеспечивающий его  функциональностью модуля операций с плавающей запятой, для процессоров, не имеющих интегрированного модуля.

6) Внутренняя память.

Запоминающее  устройство с произвольным доступом (сокращённо ЗУПД; также Запоминающее устройство с произвольной выборкой, сокращённо ЗУПВ; англ. Random Access Memory) — один из видов памяти компьютера, позволяющий единовременно получить доступ к любой ячейке (всегда за одно и то же время, вне зависимости от расположения) по её адресу на чтение или запись. 

Это отличает данный вид памяти от устройств памяти первых компьютеров, созданных в конце 40-х  — начале 50-х годов XX века (EDSAC, EDVAC, UNIVAC), которые для хранения программы  использовали разрядно-последовательную память[1] на ртутных линиях задержки при которой разряды слова  для последующей обработки в  АЛУ поступали последовательно  один за другим.

7) Внешняя память.

Компью́терная па́мять (устройство хранения информации, запоминающее устройство) — часть вычислительной машины, физическое устройство или среда для хранения данных, используемых в вычислениях, в течение определённого времени. Память, как и центральный процессор, является неизменной частью компьютера с 1940-х. Память в вычислительных устройствах имеет иерархическую структуру и обычно предполагает использование нескольких запоминающих устройств, имеющих различные характеристики.

8)Запоминающие  устройства.

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.

9)Носители  информаци.

Носи́тель информа́ции (информацио́нный носи́тель) — любой материальный объект или среда[неизвестный термин] , содержащий (несущий) информацию (И), способный достаточно длительное время сохранять в своей структуре занесённую в/на него информацию — камень, дерево, бумага, металл, пластмассы, кремний (и другие виды полупроводников), лента с намагниченным слоем (в бобинах и кассетах), пластик со специальными свойствами (для оптической записи И — CD, DVD и т. д.), ЭМИ (электромагнитное излучение) и т. д. и т. п.

10)Периферийные устройства.

Перифери́йное устро́йство — аппаратура, которая позволяет использовать вычислительные возможности процессора.

Отдельно взятое устройство из класса периферийных устройств  компьютера. Класс периферийных устройств  появился в связи с разделением  вычислительной машины на вычислительные (логические) блоки — процессор(ы) и память хранения выполняемой программы и внешние, по отношению к ним, устройства, вместе с подключающими их интерфейсами. Таким образом, периферийные устройства, расширяя возможности ЭВМ, не изменяют её архитектуру.

Периферийными устройствами также можно считать  внешние по отношению к системному блоку компьютера устройства.

11)Устройства ввода даных.

Устройства ввода  — приборы для занесения (ввода) данных в компьютер во время его  работы.

Основным, и обычно необходимым, устройством ввода  текстовых символов и последовательностей (команд) в компьютер остаётся клавиатура.

12)Устройства отображения.

Особенность устройства отображения, собранного на контроллере  К1801ВП1-037 заключается в наличии  только графического режима. Текстовый  режим отсутствует; буквы при  выводе преобразуются в их графические  изображения и выводятся как  картинка.

Графический режим  только один (если не считать режим  сокращения графического ОЗУ в пользу памяти программ), с двумя способами  вывода на экран телевизора. Для  программ нет разницы, каким из них  картинка выводится на экран —  организация видеопамяти не меняется. Разницу ощущает лишь пользователь, смотрящий на экран. Компьютер имеет  два разъёма для подключения  к телевизору: чёрно-белый (телевизионный  сигнал с яркостной составляющей) и цветной (синхронизация + RGB). Способ вывода на экран определяется только тем, к какому из разъёмов подключен телевизор.

При первом способе  каждый бит ОЗУ видеопамяти кодирует ровно одну точку на экране. Соответственно, точка имеет два состояния: чёрное и белое. Полутона достигаются дроблением изображения (дизеринг). Каждое машинное слово кодирует 16 точек в строке, начиная с левого верхнего угла экрана. Предполагается съём видеосигнала с чёрно-белого разъёма. Если вывести сигнал через цветной разъём, то на экране будет читаемая, но неудобная для восприятия цветовая «каша».

При втором способе  та же самая информация графического ОЗУ имеет иное значение: каждая точка кодируется двумя соседними  битами. Соответственно, возможно 4 цвета: чёрный, красный, зелёный, синий (базовые цвета); белый цвет отсутствует. Каждое машинное слово кодирует 8 соседних точек в строке. Предполагается съём видеосигнала через цветной разъём. Если вывести сигнал через чёрно белый разъём, то на экране будет чёрно-белое изображение с яркостью, никак не соответствующей яркости реальных цветов.

При чёрно-белом  способе вывода можно отобразить 512 × 256 точек, при цветном — 256 × 256.

Драйвер дисплея  может выводить в графическое  ОЗУ текст двумя способами, адаптированными под два способа вывода информации графического ОЗУ на экран. При первом способе матрица символа из ПЗУ выводится так, что каждая её точка попадает ровно в один бит ячейки графического ОЗУ (64 символа в строке, оптимизация под чёрно-белый режим). При втором способе каждый бит матрицы транслируется в два соседних бита памяти (32 символа в строке, оптимизация под цветной режим, учитывается информация о текущем цвете букв). Режимы переключаются с клавиатуры или передачей специального кода драйверу дисплея.

В таблице матриц символов изображение символа с  кодом 36, которое в кодировке ASCII соответствует символу доллара ($), заменено на изображение общего знака денежной единицы (¤).

13)Устройства  вывода даных.

Устройства вывода — периферийные устройства, преобразующие  результаты обработки цифровых машинных кодов в форму, удобную для  восприятия человеком или пригодную  для воздействия на исполнительные органы объекта управления.

14)Устройства  позиционирования.

Устройство позиционирования (сервопривод, жарг. актуатор) головок представляет из себя малоинерционный[источник не указан 129 дней] соленоидный двигатель.[13] Оно состоит из неподвижной пары сильных неодимовых постоянных магнитов, а также катушки (соленоид) на подвижном кронштейне блока головок.

15)Программные средства информатики.

Программные средства, используемые при разработке программ, делятся на системные и инструментальные, лицензионные и безлицензионные, свободно распространяемые и проприетарные. На практики безлицензионные средства разработки в настоящее время редкость. Все без исключения проприетарные средства разработки лицензионные, и распространяются по ограниченным лицензиям, часто небесплатным. Практически все современные свободно распространяемые средства разработки лицензионные и распространяются по различным публичным (также генеральным, свободным) лицензиям, разрешающим свободное распространение как самих этих средств так и их исходных кодов (в том числе их доработку). (Свободно распространяемые лицензионные программы чаще всего распространяются по лицензиям: GPL, FSF или EULA.)

В системном  обеспечении основными являются операционные системы, инструментальные средства и технологии Windows, Mac OS X и Linux и прочих операционных систем.

Свободно распространяемые инструментальные средства (в том  числе лицензионные свободно разпространяемые) можно устанавливать и использовать на любых компьютерах с любой операционной системой (часто это Windows, Mac OS X, Linux, UNIX). На олимпиадах по информатике и программированию с успехом используются только свободно распространяемые лицензионные инструментальные средства (в большинстве своем распространяются по лицензии GNU), работающие в среде Windows, Mac OS X и Linux и позволяющие разрабатывать программное обеспечение без ошибок. Из языков программирования на олимпиадах по программированию последние годы часто используются языки программирования Паскаль, C/C++ и Java.

Для ведения  документации при разработках программ вполне могут использоваться как  свободно распространяемые (как распространяются по лицензии GPL) так и проприетарные офисные пакеты программ (например OpenOffice.org и Microsoft Office соотвественно). Файлы документации, создаваемые в современных проприетарных и свободно распространяемых офисных программах, информационно совместимы.

16)Операционные системы.

Операцио́нная систе́ма, сокр. ОС (англ. operating system, OS) — комплекс управляющих и обрабатывающих программ, которые, с одной стороны, выступают как интерфейс между устройствами вычислительной системы и прикладными программами, а с другой стороны — предназначены для управления устройствами, управления вычислительными процессами, эффективного распределения вычислительных ресурсов между вычислительными процессами и организации надёжных вычислений. Это определение применимо к большинству современных операционных систем общего назначения.

17)Системы  программиравония.

Система программирования — это система для разработки новых программ на конкретном языке  программирования.

18)Утилиты.

Утили́та (англ. utility или tool) — компьютерная программа, расширяющая стандартные возможности оборудования и операционных систем, выполняющая узкий круг специфических задач.

Утилиты предоставляют  доступ к возможностям (параметрам, настройкам, установкам), недоступным  без их применения, либо делают процесс  изменения некоторых параметров проще (автоматизируют его).

Утилиты зачастую входят в состав операционных систем или идут в комплекте со специализированным оборудованием.

19)Ассемблеры.

Ассе́мблер (от англ. assembler — сборщик) — компьютерная программа, компилятор исходного текста программы, написанной на языке ассемблера, в программу на машинном языке.

Как и сам  язык (ассемблер), ассемблеры, как правило, специфичны конкретной архитектуре, операционной системе и варианту синтаксиса языка. Вместе с тем существуют мультиплатформенные или вовсе универсальные (точнее, ограниченно-универсальные, потому что на языке низкого уровня нельзя написать аппаратно-независимые программы) ассемблеры, которые могут работать на разных платформах и операционных системах. Среди последних можно также выделить группу кросс-ассемблеров, способных собирать машинный код и исполняемые модули (файлы) для других архитектур и ОС.

20)Системы управления базами данных.

Систе́ма управле́ния ба́зами да́нных (СУБД) — совокупность программных и лингвистических средств общего или специального назначения, обеспечивающих управление созданием и использованием баз данных.

21)Прикладное  программное обеспечение.

Прикладная программа  или приложение — программа, предназначенная  для выполнения определенных пользовательских задач и рассчитанная на непосредственное взаимодействие с пользователем. В  большинстве операционных систем прикладные программы не могут обращаться к  ресурсам компьютера напрямую, а взаимодействуют  с оборудованием и проч. посредством  операционной системы. Также на простом  языке — вспомогательные программы.

22)Анализ экспериментальных данных.

Анализ данных — область математики и информатики, занимающаяся построением и исследованием  наиболее общих математических методов  и вычислительных алгоритмов извлечения знаний из экспериментальных (в широком  смысле) данных[1][2]; процесс исследования, фильтрации, преобразования и моделирования  данных с целью извлечения полезной информации и принятия решений. Анализ данных имеет множество аспектов и подходов, охватывает разные методы в различных областях науки и деятельности.

23) Компьютерная графика.

Компью́терная гра́фика (также маши́нная графика) — область деятельности, в которой компьютеры используются как инструмент для синтеза (создания) изображений, так и для обработки визуальной информации, полученной из реального мира. Также компьютерной графикой называют результат такой деятельности.

24)Интерфейс пользователя.

Интерфе́йс по́льзователя, он же по́льзовательский интерфейс (UI — англ. user interface) — разновидность интерфейсов, в котором одна сторона представлена человеком (пользователем), другая — машиной/устройством. Представляет собой совокупность средств и методов, при помощи которых пользователь взаимодействует с различными, чаще всего сложными, машинами, устройствами и аппаратурой.

25)Поддержание файловой системы.

Историческим  шагом явился переход к использованию  централизованных систем управления файлами. С точки зрения прикладной программы  файл - это именованная область  внешней памяти, в которую можно  записывать и из которой можно  считывать данные. Правила именования файлов, способ доступа к данным, хранящимся в файле, и структура  этих данных зависят от конкретной системы управления файлами и, возможно, от типа файла. Система управления файлами  берет на себя распределение внешней  памяти, отображение имен файлов в  соответствующие адреса во внешней  памяти и обеспечение доступа  к данным.  

 Первая развитая  файловая система была разработана  фирмой IBM для ее серии 360. К  настоящему времени она очень  устарела, и мы не будем рассматривать  ее подробно. Заметим лишь, что  в этой системе поддерживались  как чисто последовательные, так  и индексно-последовательные файлы,  а реализация во многом опиралась  на возможности только появившихся  к этому времени контроллеров  управления дисковыми устройствами. Если учесть к тому же, что  понятие файла в OS/360 было выбрано  как основное абстрактное понятие,  которому соответствовал любой  внешний объект, включая внешние  устройства, то работать с файлами  на уровне пользователя было  очень неудобно. Требовался целый  ряд громоздких и перегруженных  деталями конструкций. Все это  хорошо знакомо программистам  среднего и старшего поколения,  которые прошли через использование  отечественных аналогов компьютеров  IBM.

26)Создание файлов.

Пример такой  ситуации - создание пустого файла  сценарием для отметки особого  состояния или прием программирования, называемый захватом файла (file locking). Суть его в следующем. Если сценарий открывает файл для внесения изменений, он одновременно создает специальный блокировочный файл (lock file). Блокировочный файл показывает другим программам и сценариям, что данный файл открыт для редактирования, а потому не может редактироваться другими программами или сценариями. Завершив редактирование файла и закрыв его, сценарий уничтожает блокировочный файл, вновь открывая доступ к отредактированному файлу.

27)Управление  атрибутами файлов.

Атрибуты файла  — это дополнительная информация, относящаяся к данному файлу  и хранящаяся в папке. Исторически, атрибуты были введены в самых  ранних версиях операционной системы MS-DOS. Существует четыре атрибута: Только чтение (R), Архивный (А), Скрытый (Н) и  Системный (S), изменить состояние которых (включен/выключен) можно в диалоговом окне свойств данного файла. Утилита Netware Administrator позволяет вам перемещать каталоги и файлы и изменять их атрибуты. Найдите объект тома, затем для вывода содержимого корневых каталогов дважды щелкните на нем "мышью". Дважды щелкнув "мышью" на каталоге, вы можете вывести список его подкаталогов и файлов. Выбрав каталог или файл, можно указать в меню Object команду Move, Copy, File, Delete или Rename. Если вы выберите из каталога объект тома, то можете выбрать также команду Salvage.

 Выбор из  меню Move или Copy выводит диалоговое окно Move/Copy. В этом меню с помощью кнопки с независимой фиксацией в поле Operation вы можете выбрать перемещение (Move) или копирование каталога/файла (Copy). При перемещении каталога или файла он удаляется в текущем месте и помещается по указанному. При копировании каталога или файла создается его копия. Чтобы задать целевой каталог или файл щелкните "мышью" на кнопке справа от поля Destination.

Rename позволяет задать для файла или каталога новое имя, а Delete - удалить каталог или файл. Если вы удалили каталог или файл случайно, то Salvage позволяет восстановить его.  После выбора каталога или файла вы можете просмотреть или изменить полномочия доступа к нему. В случае каталога можно просмотреть и изменить наследуемые полномочия.

28)Создание  каталогов (папок).

Каталоги (папки) - важные элементы иерархической структуры, необходимые для обеспечения  удобного доступа к файлам. Если файлов на носителе слишком много, они  объединяются в каталоги по любому общему признаку, заданному их создателем (по типу, по принадлежности, по назначению, по времени создания и т.п.). Каталоги низких уровней вкладываются в каталоги более высоких уровней и являются для них вложенными. Верхним уровнем  вложенности иерархической структуры  является корневой каталог диска.

29)Логические  переменные.

Существует и  еще один гипотетический тип переменных — логический. Логическая переменная может содержать одно из двух значений: false(ложь) или true(истина). Любое ненулевое число (и непустая строка), а также ключевое слово true символизирует истину, тогда как 0, пустая строка и слово false— ложь. Таким образом, любое ненулевое выражение (в частности, значение переменной) рассматривается в логическом контексте как истина. Вы можете пользоваться константами falseи trueв зависимости от логики программы.

30)Отрицание.

Отрица́ние в логике — унарная операция над суждениями, результатом которой является суждение (в известном смысле) «противоположное» исходному. Обозначается знаком ¬ перед или чертой над суждением. Синоним: логическое "НЕ".

Как в классической, так и в интуиционистской логике «двойное отрицание» ¬¬A является следствием суждения A, то есть имеет место тавтология: .

Обратное утверждение  верно в классической логике (закон  двойного отрицания), но не имеет места  в интуиционистской. То есть, отрицание  отрицания искомого утверждения  не может служить интуиционистским доказательством, в отличие от классической логики. Это различие двух логических систем обычно полагается главным.

31)Конъюнкция.

Конъю́нкция (от лат. conjunctio союз, связь) — логическая операция, по своему применению максимально приближённая к союзу "и". Синонимы: логи́ческое "И", логи́ческое умноже́ние, иногда просто "И".

Конъюнкция может  быть бинарной операцией, то есть, иметь  два операнда, тернарной операцией, т.е. иметь три операнда или n-арной операцией, т.е. иметь n операндов.

32) Дизъю́нкция.

Дизъю́нкция — (лат. disjunctio - разобщение) логическая операция, по своему применению максимально приближённая к союзу «или» в смысле «или то, или это, или оба сразу». Синонимы: логи́ческое «ИЛИ», включа́ющее «ИЛИ», логи́ческое сложе́ние, иногда просто «ИЛИ».

Дизъюнкция может  быть бинарной операцией, то есть, иметь  два операнда, тернарной операцией, то есть иметь три операнда или n-арной операцией, то есть иметь n операндов.

 Запись может  быть префиксной — знак операции  стоит перед операндами (польская  запись), инфиксной — знак операции  стоит между операндами или  постфиксной — знак операции  стоит после операндов.

33) Законы логики

Закон тождества

Закон исключённого третьего

Закон противоречия

Закон достаточного основания

Законы де Моргана

Законы дедуктивных  умозаключений

Закон Клавия

Законы деления

34)Импликация.

Импликация —  бинарная(лат. implicatio - связь) логическая связка, по своему применению приближенная к союзам «если… то…».

Импликация записывается как посылка  следствие; применяются  также стрелки другой формы и  направленные в другую сторону (остриё всегда указывает на следствие).

Суждение, выражаемое импликацией, выражается также следующими способами: Посылка является условием, достаточным для выполнения следствия;

Следствие является условием, необходимым для истинности посылки.

35)Двоичный файл.

Двоичный (бинарный) файл — в широком смысле: последовательность произвольных байтов. Название связано  с тем, что байты состоят из бит, то есть двоичных (англ. binary) цифр.

В узком смысле слова двоичные файлы противопоставляются  текстовым файлам. При этом с точки  зрения технической реализации на уровне аппаратуры, текстовые файлы являются частным случаем двоичных файлов, и, таким образом, в широком значении слова под определение «двоичный  файл» подходит любой файл.

Часто двоичными  файлами называют исполняемые файлы  и сжатые данные, однако некорректно  так ограничивать это понятие.

36)Текстовые файлы.

Те́кстовые данные (также данные в текстовом формате) в вычислительных системах — это последовательность символов, соответстующих в том или ином наборе символов буквам алфавита и знакам препинания. Каждый символ из используемого в устройстве набора символов обычно кодируется в виде одного байта (в случае Unicode это могут быть группы по два и более байтов).

Нередко текстовые  данные понимаются в более узком  смысле — как последовательности символов, имеющие осмысленное содержание, которое может быть прочитано  и понято человеком (см.: текст).

Данным в текстовом  формате противопоставляются двоичные данные, не рассчитанные на интерпретацию  в качестве текста, например, закодированные звук или изображение. В компьютерных системах текстовым данным приписывается MIME-тип «text/plain».

Для большей  части компьютерного оборудования и программ неважно, являются ли данные текстовыми. Однако многие сетевые  протоколы рассчитаны на работу только с текстовыми данными и не могут  обрабатывать произвольную последовательность байтов. Также, некоторые программы  обрабатывают текстовые и двоичные данные по-разному, а некоторые предназначены  для обработки именно текстовых  данных. Программы для создания и  редактирования текстовых данных называются текстовыми редакторами.

37)Системы  кадирования.

Наиболее часто  используемые системы кодирования:

NRZ (Non Return Zero) — без возврата к нулю

Манчестер II

RZ (Return to Zero) — с возвратом к нулю

38)Универсальная  система кодирования.

Универсальная система кодирования (Юникод) представляет собой набор графических символов и способ их кодирования для компьютерной обработки текстовых данных.

Графические символы  — это символы, имеющие видимое  изображение. Графическим символам противопоставляются управляющие  символы и символы форматирования.

Графические символы  включают в себя следующие группы:

буквы, содержащиеся хотя бы в одном из обслуживаемых  алфавитов;

цифры;

знаки пунктуации;