Корпоративные компьютеры

Вопросы к экзамену: Вычислительные системы, сети и телекоммуникации.

 

1. Классификация средств вычислительной техники.

 

Общая характеристика и классификация средств компьютерной техники

 

Современные средства компьютерной техники могут быть классифицированы следующим образом:

• персональные компьютеры;

• корпоративные компьютеры;

• суперкомпьютеры.

 

Персональные компьютеры

Персональные компьютеры представляют собой вычислительные системы, все ресурсы которых полностью направлены на обеспечение деятельности одного рабочего места управленческого работника. Это наиболее многочисленный класс средств вычислительной техники

Корпоративные компьютеры

Корпоративные компьютеры (иногда называемые мини-ЭВМ или mainframe) представляют собой вычислительные системы, обеспечивающие совместную деятельность многих управленческих работников в рамках одной организации, одного проекта, одной сферы информационной деятельности при использовании одних и тех же информационно-вычислительных ресурсов. Это многопользовательские вычислительные системы, имеющие центральный блок с большой вычислительной мощностью и значительными информационными ресурсами, к которому подсоединяется большое количество рабочих мест с минимальной оснащенностью (видеотерминал, клавиатура, устройство позиционирования типа «мышь» и возможно, устройство печати). В принципе в качестве рабочих мест, подсоединенных к центральному блоку корпоративного компьютера, могут быть использованы и персональные компьютеры. Область использования корпоративных компьютеров – реализация информационных технологий обеспечения управленческой деятельности в крупных финансовых и производственных организациях, организация различных информационных систем, обслуживающих большое количество пользователей в рамках одной функции (биржевые и банковские системы, бронирование и продажа билетов для оказания транспортных услуг населению и т.п.).

 

Персональные компьютеры

 

Персональные компьютеры представляют собой вычислительные системы, все ресурсы которых полностью направлены на обеспечение деятельности одного рабочего места управленческого работника. Это наиболее многочисленный класс средств вычислительной техники, в составе которого можно выделить персональные компьютеры IBM PC и совместимые с ними, а также персональные компьютеры Macintosh фирмы Apple. Интенсивное развитие современных информационных технологий связано именно с широким распространением с начала 80-х годов персональных компьютеров, сочетающих относительную дешевизну с достаточно широкими для непрофессионального пользователя возможностями.

(Подробно о персональных компьютерах см.: Айден К., Фибельман X., Крамер М. Аппаратные средства PC. – СПб.: В HV–Санкт-Петербург, 1996.)

 

Корпоративные компьютеры

 

Корпоративные компьютеры (иногда называемые мини-ЭВМ или mainframe) представляют собой вычислительные системы, обеспечивающие совместную деятельность многих управленческих работников в рамках одной организации, одного проекта, одной сферы информационной деятельности при использовании одних и тех же информационно-вычислительных ресурсов. Это многопользовательские вычислительные системы, имеющие центральный блок с большой вычислительной мощностью и значительными информационными ресурсами, к которому подсоединяется большое количество рабочих мест с минимальной оснащенностью (видеотерминал, клавиатура, устройство позиционирования типа «мышь» и возможно, устройство печати). В принципе в качестве рабочих мест, подсоединенных к центральному блоку корпоративного компьютера, могут быть использованы и персональные компьютеры. Область использования корпоративных компьютеров – реализация информационных технологий обеспечения управленческой деятельности в крупных финансовых и производственных организациях, организация различных информационных систем, обслуживающих большое количество пользователей в рамках одной функции (биржевые и банковские системы, бронирование и продажа билетов для оказания транспортных услуг населению и т.п.).

 

Суперкомпьютеры

Суперкомпьютеры представляют собой вычислительные системы с предельными характеристиками вычислительной мощности и информационных ресурсов и используются в военной и космической областях деятельности, в фундаментальных научных исследованиях, глобальном прогнозировании погоды.

Вычислительные сети

 

 

2. Основные характеристики вычислительных машин и систем.

 

Производительность - это скорость обрабатываемой информации за определенное время. И чем больше скорость тем лучше показатель производительности. Вы можете найти и другие определения, но на мой взгляд мое определения является более понятным и точным.

Емкость, или объем, памяти определяется максимальным количеством информации, которое можно разместить в памяти ЭВМ. Обычно емкость памяти измеряется в байтах. Как уже отмечалось, память ЭВМ подразделяется на внутреннюю и внешнюю. Внутренняя, или оперативная память, по своему объему у различных классов машин различна и определяется системой адресации ЭВМ. Емкость внешней памяти из-за блочной структуры и съемных конструкций накопителей практически неограниченна.

Точность вычислений зависит от количества разрядов, используемых для представления одного числа. Современные ЭВМ комплектуются 32- или 64-разрядными микропроцессорами, что вполне достаточно для обеспечения высокой точности расчетов в самых разнообразных приложениях. Однако, если этого мало, можно использовать удвоенную или утроенную разрядную сетку.

Система команд - это перечень команд, которые способен выполнить процессор ЭВМ. Система команд устанавливает, какие конкретно операции может выполнять процессор, сколько операндов требуется указать в команде, какой вид (формат) должна иметь команда для ее распознания.

Стоимость ЭВМ зависит от множества факторов, в частности от быстродействия, емкости памяти, системы команд и т. д. Большое влияние на стоимость оказывает конкретная комплектация ЭВМ и, в первую очередь, внешние устройства, входящие в состав машины. Наконец, стоимость программного обеспечения ощутимо влияет на стоимость ЭВМ.

Надежность ЭВМ - это способность машины сохранять свои свойства при заданных условиях эксплуатации в течение определенного промежутка времени.

 

 

3. Общие принципы построения современных ЭВМ.

 

Принципы построения ЭВМ

Основные принципы построения ЭВМ были сформулированы американским учёным Джоном фон Нейманом в 40-х годах 20 века:

1. Любую ЭВМ образуют три основные компоненты: процессор, память и устройства ввода-вывода (УВВ).

2. Информация, с которой работает ЭВМ делится на два типа:

o набор команд по обработке (программы);

o данные подлежащие обработке.

3. И команды, и данные вводятся в память (ОЗУ) – принцип хранимой программы.

4. Руководит обработкой процессор, устройство управления (УУ) которого выбирает команды из ОЗУ и организует их выполнение, а арифметико-логическое устройство (АЛУ) проводит арифметические и логические операции над данными.

5. С процессором и ОЗУ связаны устройства ввода-вывода (УВВ).

Архитектура современных персональных компьютеров основана на магистрально-модульном принципе. Информационная связь между устройствами компьютера осуществляется через системную шину (другое название - системная магистраль).

Шина - это кабель, состоящий из множества проводников. По одной группе проводников - шине данных передаётся обрабатываемая информация, по другой - шине адреса - адреса памяти или внешних устройств, к которым обращается процессор. Третья часть магистрали - шина управления, по ней передаются управляющие сигналы (например, сигнал готовности устройства к работе, сигнал к началу работы устройства и др).

Системная шина характеризуется тактовой частотой и разрядностью. Количество одновременно передаваемых по шине бит называется разрядностью шины. Тактовая частота характеризует число элементарных операций по передаче данных в 1 секунду. Разрядность шины измеряется в битах, тактовая частота – в мегагерцах.

Всякая информация, передаваемая от процессора к другим устройствам по шине данных, сопровождается адресом, передаваемым по адресной шине. Это может быть адрес ячейки памяти или адрес периферийного устройства. Необходимо, чтобы разрядность шины позволила передать адрес ячейки памяти. Таким образом, словами разрядность шины ограничивает объем оперативной памяти ЭВМ, он не может быть больше чем , где n – разрядность шины. Важно, чтобы производительности всех подсоединённых к шине устройств были согласованы. Неразумно иметь быстрый процессор и медленную память или быстрый процессор и память, но медленный винчестер.

Ниже представлена схема устройства компьютера, построенного по магистральному принципу:

В современных ЭВМ реализован принцип открытой архитектуры, позволяющий пользователю самому комплектовать нужную ему конфигурацию компьютера и производить при необходимости её модернизацию. Конфигурацией компьютера называют фактический набор компонентов ЭВМ, которые составляют компьютер. Принцип открытой архитектуры позволяет менять состав устройств ЭВМ. К информационной магистрали могут подключаться дополнительные периферийные устройства, одни модели устройств могут заменяться на другие.

Аппаратное подключение периферийного устройства к магистрали на физическом уровне осуществляется через специальный блок - контроллер (другие названия - адаптер, плата, карта). Для установки контроллеров на материнской плате имеются специальные разъёмы - слоты.

Программное управление работой периферийного устройства производится через программу - драйвер, которая является компонентой операционной системы. Так как существует огромное количество разнообразных устройств, которые могут быть установлены в компьютер, то обычно к каждому устройству поставляется драйвер, взаимодействующий непосредственно с этим устройством.

Связь компьютера с внешними устройствами осуществляется через порты – специальные разъёмы на задней панели компьютера. Различают последовательные и параллельные порты. Последовательные (COM – порты) служат для подключения манипуляторов, модема и передают небольшие объёмы информации на большие расстояния. Параллельные (LPT - порты) служат для подключения принтеров, сканеров и передают большие объёмы информации на небольшие расстояния. В последнее время широкое распространение получили последовательные универсальные порты (USB), к которым можно подключать различные устройства.

Минимальная конфигурация компьютера включает в себя: системный блок, монитор, клавиатуру и мышь.

 

 

4. Функции аппаратного и программного обеспечения.

 

Аппара́тное обеспе́чение аппаратные средства, компьютерные комплектующие, «железо », (англ. hardware) — электронные и механические части вычислительного устройства, входящие в состав системы или сети, исключая программное обеспечение и данные (информацию, которую вычислительная система хранит и обрабатывает). Аппаратное обеспечение включает: компьютеры и логические устройства, внешние устройства и диагностическую аппаратуру, энергетическое оборудование, батареи и аккумуляторы

 

Программное обеспечение — это совокупность программ, позволяющих осуществить на компьютере автоматизированную обработку информации. Программное обеспечение делится на системное (общее) и прикладное (специальное).

 

5. Системы счисления, представление чисел в позиционных системах счисления: двоичной, восьмеричной, шестнадцатеричной.

6. Формы представления числовой информации в ЭВМ.

7. Арифметические основы ЭВМ. Машинные коды представления числовой информации.

8. Классификация элементов и узлов ЭВМ.

9. Комбинационные схемы.

10. Общие принципы функциональной и структурной организации ЭВМ.

1. Организация функционирования ЭВМ с магистральной структурой.
2. Система прерываний ЭВМ: назначение, принцип действия, виды прерываний.

13. Структура базового центрального процессора.

14. Система команд микропроцессора.

1. Взаимодействие элементов при работе микропроцессора.
2. Назначение, состав основной памяти, ее характеристики.
3. Физическая структура основной памяти, типы модулей.
4. Логическая структура основной памяти.
5. Статическая и динамическая оперативная память.
6. Регистровая кэш-память.
7. Постоянные запоминающие устройства.
8. Файловая система: виды файлов, имена, атрибуты, доступ к файлам.
9. Логическая организация файловой системы, размещение информации на дисках.
10. Накопители на жестких магнитных дисках.
11. Устройства флэш-памяти, дисковые массивы RAID.
12. Накопители на оптических дисках.
13. Принципы управления и доступа к памяти.
14. Интерфейс системной шины.
15. Интерфейсы внешних ЗУ.
16. Интерфейсы ввода-вывода.
17. Устройства визуального отображения информации.
18. Клавиатура, мышь.
19. Принтеры: типы, принцип действия, характеристики.
20. Средства мультимедиа.
21. Системное программное обеспечение ЭВМ.
22. Краткая характеристика операционных систем.
23. Общая характеристика прикладного программного обеспечения.
24. Классификация вычислительных систем.
25. Архитектура вычислительных систем.
26. Комплексирование в вычислительных системах.
27. Типовые структуры вычислительных систем.
28. Организация функционирования вычислительных систем.
29. Системы телеобработки данных.
30. Классификация и архитектура информационно-вычислительных сетей.
31. Модель взаимодействия открытых систем.
32. Сети и сетевые технологии нижних уровней.
33. Серверы и рабочие станции.
34. Коммутация в телекоммуникационных системах.
35. Маршрутизация в сетях.
36. Программное и информационное обеспечение сетей.
37. Виды локальных вычислительных сетей.
38. Одноранговые и двухранговые ЛВС.
39. Методы доступа к передающей среде.
40. Базовые технологии построения ЛВС.
41. Основные функции сети Интернет.
42. Протоколы взаимодействия в Интернет.
43. Система адресации в Интернет.
44. Режимы взаимодействия пользователя в сети Интернет.
45. Общая характеристика корпоративных информационных систем.
46. Особенности архитектуры корпоративных компьютерных сетей.