Partea 1. Calculatoare. 3
Curs 1. Structura unui calculator. 3
Curs 2. Evolutia microcalculatoarelor. 21
Cursul 3. Organizarea mașinii procesorului 80286 29
Curs 4. Operanzi și moduri de adresare a operanzilor. 42
Curs 5. Organizarea generală a memoriei. 51
Curs 6. Întreruperea microprocesorului într-un computer. 54
Curs 7. Interfață serială RS-232C. 61
Curs 8. Port COM interfață serială. 69
Curs 9. Interfață de comunicare programabilă. 77
Curs 10. Transfer de date între computere folosind modemuri. Tipuri și caracteristici ale modemurilor Un set de comenzi AT. 85
Cursul 11. Interfață periferică programabilă. 95
Curs 12. Interfață paralelă: port LPT. Poniuhov E. V. 102
Cursul 13. Temporizatoare programabile și contoare de evenimente. 114
Curs 14. Universal Serial Bus USB. 121
Curs 15. Protocol bus USB. 133
Cursul 16. Interfață IEEE-1394 (FireWire). 148
Curs 17. Organizarea accesului direct la memorie. 151
Curs 18. Dispozitive de intrare computer. Tastatură. 158
Curs 19. Interfata calculator cu terminal video. Adaptor video. Moduri imagine: moduri text și grafică. Memorie video. Animație de imagini. 168
Cursul 20. Unitate de disc magnetică: flexibilă și tare. Structura discului: piste, sectoare, blocuri. Schimbul de informații între computere și discuri magnetice. 176
Curs 21. Scanner. Citirea imaginii. Tipuri de imagini procesate. Calitatea imaginii. 181
Curs 22. Scopul și funcțiile sistemului de operare. 190
Partea 2. Sisteme de calcul. 202
Curs 23. Clasificarea sistemelor paralele de prelucrare a datelor. 202
Curs 24. Clasificarea sistemelor multiprocesor după metoda de organizare a memoriei principale. 211
Curs 25. Revizuirea arhitecturilor sistemelor de calcul multiprocesor. 217
Curs 27. Principii de construire a sistemelor de calcul de telecomunicații. 247
Partea 3. Rețele de calculatoare. 253
Curs 28. Model de referință al interacțiunii sistemelor deschise. 253
Cursul 29. Local retele de calculatoare. 262
Curs 30. Rețele wireless bazate pe serviciu GPRS. 277
Curs 31. Rețele wireless radio-Ethernet. 285
Curs 32. Rețele locale wireless activate Bazat pe Wi-Fi- tehnologii. 292
Partea 1. Calculatoare.
Curs 1. Structura unui calculator.
1.1 Structura generală
Computerul personal (PC, PC – Personal Computer) este un dispozitiv de prelucrare programabilă a datelor. Un PC permite efectuarea unor secvențe complexe de operații de calcul fără intervenția umană.
De obicei, computerele personale constau din dispozitive:
Unitate de sistem (pentru a găzdui elementele principale ale computerului)
Tastatură (pentru introducerea caracterelor în computer)
Monitor (pentru afișarea informațiilor text și grafice)
Carcasa PC 1.2
Începem descrierea componentelor unui PC cu un element structural care nu este necesar pentru funcționarea sistemului de calcul, adică carcasa (unitatea de sistem), dar acesta este primul lucru care vă atrage atenția. Carcasa PC-ului nu este doar o „cutie de ambalare”, ci și un element funcțional care protejează componentele PC-ului de influențele externe și servește drept bază pentru extinderea ulterioară a sistemului.
Se știe că vă puteți îmbunătăți computerul adăugând noi sau înlocuind componente vechi. Prin urmare, atunci când alegeți o husă, se recomandă să vă ghidați nu numai după criterii estetice, ci și să luați în considerare și funcționalitatea acestuia.
Deși carcasa arată cel mai puțin impresionant dintre părțile computerului, conține toate componentele principale ale computerului
Circuite electronice care controlează funcționarea unui computer (microprocesor, RAM, controlere de dispozitiv etc.)
O sursă de alimentare care transformă energia de la rețea în curent continuu de joasă tensiune care este furnizat circuitelor electronice ale computerului
Unități de dischete (sau unități) utilizate pentru citirea și scrierea de dischete (dischete)
Hard disk disc magnetic, conceput pentru citirea și scrierea pe un hard disk neamovibil (hard disk)
Prin prize (conectori) speciale, situate de obicei pe peretele din spate al carcasei, puteți conecta diverse dispozitive la computer.
Aceste dispozitive sunt conectate folosind fire (cabluri) speciale. Pentru a vă proteja împotriva erorilor, conectorii pentru introducerea acestor cabluri sunt diferiți, astfel încât cablul pur și simplu să nu fie conectat la priza greșită.
Corpul este format din două foi de tablă sau oțel în formă de U introduse una în cealaltă. Pe una dintre foi este atașată placa de baza iar cealaltă frunză este capacul.
În mod obișnuit, panoul frontal al carcasei conține mai multe butoane (butonul de pornire și butonul de resetare pentru a reporni computerul) și indicatoare LED (LED - Light Emiting Diode) pentru a indica pornirea și funcționarea hard disk-ului. Uneori există indicatori digitali ai frecvenței procesorului.
În interior, pe panoul frontal al carcasei, există un difuzor (PC Speaker), care este un mijloc standard de a furniza semnale acustice.
Împreună cu carcasă achiziționați o sursă de alimentare. Mărimea sursei de alimentare este determinată de designul carcasei. Există multe modificări ale surselor de alimentare tipuri diferite. Toate diferă în ceea ce privește puterea de ieșire.
Tipuri de caz:
slimline-(subțire) – în structura sa aparține unor carcase compacte. Sunt indispensabile acolo unde fiecare centimetru de desktop este valoros. Într-un astfel de caz, este folosit practic tot spațiul interior. Și deși designul carcasei economisește spațiu, dacă este necesară înlocuirea unui element component, trebuie să dezasamblați aproape întreaga unitate de sistem.
desktop-(birou) - până de curând cazul cel mai des folosit. Cel mai mare dezavantaj este că ocupă mult spațiu pe desktop. De regulă, lățimea unor astfel de cutii este de aproximativ 45 cm, iar înălțimea este de aproximativ 20 cm.
Turn-(turn) – economisește semnificativ spațiu pe desktop. În linii mari, acesta este un desktop plasat pe o parte. Există mai multe modificări ale unor astfel de cazuri care diferă unele de altele în înălțime: Mini-Tower (aproximativ 40 cm înălțime), Midi-Tower (aproximativ 50 cm), Big-Tower (aproximativ 60 cm).
carcasa tip ATX -În iulie 1995, Intel a propus o nouă specificație pentru designul carcasei PC (și plăcii de bază). În prezent, această specificație este acceptată de toți producătorii de PC-uri de top. Apariția specificației ATX se datorează, pe de o parte, cerințelor crescute pentru viteza procesorului și, în consecință, condițiilor termice din interiorul carcasei, precum și creșterii numărului de cipuri de pe placa de bază (apariția all-in-ului). -un sistem, adică atunci când video și audio sunt integrate pe plăcile plăcii de bază, controlere de unitate etc.). Pe de altă parte, au existat cereri pentru mai convenabil și acces usor la elementele interne ale PC-ului. Dacă ați deschis capacul carcasei unui PC și ați instalat componente noi (plăci de expansiune, hard disk etc.), probabil ați întâmpinat o mulțime de inconveniente: cablurile dispozitivelor periferice blochează accesul la modulele de memorie, CPU blochează posibilitatea de a instala complet. -cartele de dimensiune in sloturile de expansiune etc.
Conform standardului ATX, placa de bază este rotită la 90°, drept urmare toate sloturile de expansiune devin potrivite pentru utilizarea plăcilor de bază de dimensiune completă, iar procesorul este situat sub sursa de alimentare, iar ventilatorul sursei de alimentare explodează suplimentar procesorul.
În exterior, carcasa ATX este similară cu carcasele de tip Desktop și Tower, totuși:
Carcasa ATX este echipată cu o nouă sursă de alimentare, care diferă de predecesorii săi prin dimensiune, design și prezența unui nou conector pentru conectarea la placa de bază
Toate sloturile de expansiune acceptă plăci de dimensiune completă
Porturile integrate reduc numărul de cabluri și fire din interiorul carcasei, facilitând accesul la componentele plăcii de bază
Toate porturile I/O sunt situate pe o parte a plăcii de bază într-un rând și merg pe peretele din spate al carcasei (portul video, audio și joc poate fi, de asemenea, localizat aici)
Conectorii de interfață pentru unitățile de disc și hard disk-urile sunt amplasați lângă locurile pentru unitățile de 3,5", prin urmare, pot fi utilizate cabluri mai scurte.
În prezent, au apărut un număr mare de carcase ATX precum Desktop, Mini-Tower, Tower.
Sistemul informatic modern chiar și al unei întreprinderi mici este format din cele mai multe diverse dispozitive(computere desktop, servere, dispozitive mobile, echipamente de retea, dispozitive de control la intrare etc.), care trebuie să funcționeze în mod constant, constant și în siguranță. Sistemele informatice ale întreprinderilor mari necesită integrarea multiplatformă a serverelor cloud, centrelor de procesare a datelor la distanță, servere de criptare și control acces, stații terminale și servere, cu fir și rețele fără fir, telefonie prin internet, sisteme de suport pentru utilizatori, o mare varietate de aplicate software. Un administrator de sistem modern trebuie să aibă cunoștințe fundamentale și capacitatea de autoeducare constantă. Pregătirea în acest profil vă permite să formați baza pentru o carieră profesională de succes în proiectarea, crearea, operarea și dezvoltarea complexelor, sistemelor și rețelelor de computere ale întreprinderilor și organizațiilor.
Scopul antrenamentului este de a dezvolta următoarele abilități:
- Proiectare (folosind sisteme de proiectare asistată de calculator), modelare, proiectare și dezvoltare de rețele de calculatoare și complexe de organizații și întreprinderi;
- Efectuarea auditurilor și diagnosticării resurselor tehnologice ale întreprinderilor și organizațiilor;
- Implementarea si dezvoltarea sistemelor securitatea informatieiși fiabilitatea stocării datelor;
- Administrare de retele de calculatoare locale si distribuite;
- Configurare, testare și întreținere echipamente de rețea;
- Gestionați integrarea multiplatformă a rețelelor și dispozitivelor care rulează pe diferite sisteme de operare;
- Operarea complexelor, sistemelor, rețelelor și individuale dispozitive de calcul, inclusiv asistență pentru utilizatori, depanare, reparații, optimizare a puterii de calcul;
- Organizarea funcționării neîntrerupte a dispozitivelor și rețelelor de calcul, inclusiv asigurarea operabilității dispozitivele necesare sursă de alimentare neîntreruptibilă, aer conditionat, alimentare cu energie, stocare date de backup, recuperare rapida;
- Integrarea corporativă sisteme de informare cu extern servicii cloud, sisteme informatice cu sisteme de telefonie IP, sisteme de securitate fizică;
- Asigurarea funcționării fiabile, stabile și sigure a aplicațiilor aplicate sisteme software;
- Configurarea, testarea, administrarea și menținerea funcționării diferitelor echipamente organizaționale în cadrul unor sisteme eficiente telecomandă;
- Introducerea de noi tehnologia Informatiei, noi soluții hardware, noi servicii IT și noi metode de gestionare a hardware-ului sistemelor informatice ale întreprinderilor moderne;
- Optimizarea indicatorilor tehnici și economici ai complexelor, sistemelor și rețelelor informatice;
- Management de proiecte pentru optimizarea retelelor si sistemelor de calculatoare, implementarea de noi tehnologii informatice si de telecomunicatii;
- Coordonarea activitatilor echipei administratorii de sistem, ingineri de rețea și suport tehnic.
Discipline de profil:
- Tehnologii de rețea și administrare de sistem;
- Sisteme și rețele de stocare a datelor;
- Software de sistem și aplicații;
- Sisteme de calcul, rețele și telecomunicații;
- Protejarea datelor;
- Rețele și comunicații;
- Diagnosticarea și fiabilitatea sistemelor automate.
Absolvenții sunt solicitați în aproape orice organizație și orice întreprindere. Marile corporații, băncile, companiile de asigurări, agențiile guvernamentale și autoritățile municipale au o cerere deosebit de mare pentru absolvenți. Dezvoltarea profesională intensivă îi așteaptă pe absolvenții companiilor de informare și telecomunicații, întreprinderilor mici inovatoare în domeniul IT și companiilor integratoare de sisteme.
Absolvenții ocupă posturi de administratori de rețea, ingineri și șefi de departamente IT, ingineri suport tehnic, ingineri echipamente de retele si telecomunicatii, specialisti in securitatea informatiei, consultanti IT. Absolvenții își pot construi propria afacere și se pot dezvolta ca antreprenor IT.
Un set de tehnici și software, destinat serviciilor de informare pentru persoane și obiecte tehnice, se numește termen general sistem de prelucrare a datelor. Un alt termen umbrelă este Sistem informatic.
Dacă sistemul informaţional este utilizat pentru a gestiona sisteme tehnice, este adesea numit sistem de management al informației. Acestea sunt cele mai comune denumiri pentru sistemele în acest scop.
VM este una dintre clasele de sisteme informatice. Pe lângă clasa VM, acestea includ VC, VS și rețele. Să luăm în considerare principalele caracteristici distinctive ale acestor clase de sisteme informaționale.
VM-ul este conceput pentru a rezolva o gamă largă de probleme de către utilizatorii care lucrează în diverse domenii (rezolvarea de probleme matematice, procesare de text, contabilitate, jocuri etc.). Blocul principal al VM, care convertește informațiile și controlează procesul de calcul pe baza programului, este procesorul. (Cuvântul „procesor” este derivat din cuvântul „proces”) Procesorul inițiază și gestionează procesul de execuție a unui program.
Complex de calcul– acestea sunt mai multe VM (sau sisteme de calcul) interconectate informațional (de obicei printr-un canal serial). Mai mult, fiecare VM își gestionează în mod independent propriile procese de calcul și pe cele intensive (în comparație cu interacțiunea informațională a procesoarelor din sistemele multiprocesor). VC este utilizat mai ales pe scară largă în sistemele de management al informației. Obiectele de control din sistemele tehnice au adesea o întindere spațială semnificativă și conțin un număr mare de unități, instalații tehnologice etc. Pe măsură ce instrumentele și tehnologiile se dezvoltă retele de calculatoare Sistemele de informare și management utilizează telecomunicații moderne, iar sistemul de informare și management este implementat sub forma unei rețele locale de calculatoare, și nu a unui VC.
Sistem informatic apelați un sistem informatic configurat pentru a rezolva probleme într-un anumit domeniu de aplicare, adică are specializare hardware și software pentru a îmbunătăți performanța și a reduce costurile. Adesea, un computer conține mai multe procesoare, între care în timpul funcționării are loc un schimb intens de informații și care au un control unitar al proceselor de calcul. Se numesc astfel de sisteme multiprocesor. Un alt tip comun de aeronave este sisteme cu microprocesoare. Acestea sunt construite folosind fie un microprocesor (MP), un microcontroler, fie un procesor de semnal digital specializat. De obicei, astfel de sisteme sunt specializate pentru sarcini control localși controlul echipamentelor tehnologice din sistemele tehnice și casnice. Aeronavele corespunzătoare sunt adesea numite aeronave încorporate.
Trăsătură distinctivă reţelele ca clasă de sisteme informaţionale au dezvoltat funcţii de interacţiune informaţională.
Mijloacele de transmitere și procesare a informațiilor în rețea sunt concentrate pe utilizarea colectivă a resurselor la nivelul întregii rețele - hardware, informații și software. Sistemul de abonat este un set de VM, software, echipamente periferice și mijloace de comunicare cu un subsistem de telecomunicații (subrețea de comunicații). Subsistemul de comunicare– un set de medii fizice de transmitere a informațiilor, hardware și software care asigură interacțiunea informațională între sistemele abonaților.
Perechea răsucită, cablul, fibra optică și undele electromagnetice sunt folosite ca mediu fizic pentru transmiterea informațiilor.
Echipamentele sistemelor informatice, inclusiv dispozitivele de calcul și telecomunicații, sunt numite hardware(hardware).
, Automatizarea sistemului de apărare împotriva incendiilor a instalaţiilor tehnologice, Cursul 4 - (2.1) Abordări ale conceptului de informare. Sisteme numerice, DEZVOLTAREA UNUI SISTEM DE PROGRAMARE MODULE curs.docx, Introducere în specialitatea - Sisteme de comunicații radio.docx.
MINISTERUL EDUCAȚIEI ȘI ȘTIINȚEI AL RUSIEI
Bugetul federal de stat instituție educațională
studii profesionale superioare
„Universitatea de Stat Tula”
Departamentul de Robotică și Automatizare a Producției
Colectie instrucțiuni metodologice
pentru munca de laborator
prin disciplina
MAȘINI DE CALCUL, SISTEME ȘI REȚELE
Direcția de preparare: 220400 „Mecatronică și robotică”
Specialitate: 220402 „Roboți și sisteme robotizate”
Forme de antrenament: cu normă întreagă
Tula 2012
Au fost elaborate linii directoare pentru munca de laborator Conf. univ. dr. Shmelev V.V. și discutat la ședința departamentului facultate cibernetică ,
protocol Nr.___ din „___”____________ 20 1 G.
Instrucțiunile metodologice pentru lucrul de laborator au fost revizuite și aprobate în cadrul unei ședințe de departament robotica si automatizarea productiei facultate cibernetică ,
Protocol nr.___ din data „___”____________ 20___
Cap Departamentul________________E.V. Larkin
Lucrări de laborator Nr. 1. Clasificarea calculatoarelor și arhitectura sistemelor informatice 4
2.1 Clasificarea computerelor 4
Lucrări de laborator Nr. 2. Compoziţie şi structură calculator personal 9
2.1 Structura unui computer personal 9
Dispozitive de bază PC 16
Lucrări de laborator Nr 3. Dispozitive de stocare pentru computerele personale 29
2.1 Dispozitive de stocare 29
Lucrare de laborator nr 4. Dispozitive externe PC 59
Lucrări de laborator Nr 5. Rețele locale de calculatoare 79
2.1 Rețele locale 79
Lucrări de laborator Nr. 6. Software, informare și suport tehnic pentru rețele 91
2.1. Suport software și informații pentru rețele 92
2.2 Principii de bază ale construirii rețelelor de calculatoare 93
2.3. Suport tehnic pentru informații și rețele de calculatoare 105
Obiectul de studiu îl reprezintă software-ul, informarea și suportul tehnic pentru rețele 123
2. Studiu software, informare și suport tehnic al rețelelor 123
Lucrări de laborator Nr 7. Global reteaua de informatii Internet 124
2. Teoria de bază 124
2.1 Rețeaua globală de informații Internet 124
Lucrări de laborator Nr 8. Sistem de comunicare 134
1. Scopul și obiectivele lucrării 134
2. Teoria de bază 134
2.1. Sisteme de TELECOMUNICAȚII 134
Sisteme documentate de transmitere a informațiilor 147
Lucrări de laborator Nr. 1. Clasificarea calculatoarelor și arhitectura sistemelor informatice
1. Scopul și obiectivele lucrării.
Ca urmare a finalizării acestei lucrări, elevii ar trebui
stiu clasificarea calculatoarelor și arhitectura sistemelor informatice
2. Teoria de bază.
2.1 Clasificarea calculatoarelor
Un calculator este un set de mijloace tehnice concepute pentru prelucrarea automată a informațiilor în procesul de rezolvare a diferitelor probleme.Există mai multe semne prin care VM-urile pot fi împărțite. În special:
conform principiului de funcționare,
De element de bazăși etapele creației,
precum a fost intenționat,
în dimensiune și putere de calcul,
după funcționalitate,
Conform principiului de funcționare VM: analog, digital și hibrid.
VM analog sau continuu, lucrați cu informațiile prezentate în formă continuă (analogică), i.e. sub forma unui flux continuu de valori ale oricărei mărimi fizice (cel mai adesea tensiune curent electric)
AVM-urile sunt simple și ușor de utilizat. Viteza de rezolvare a problemelor este reglementată de operator și poate fi foarte mare, dar precizia calculelor este foarte scăzută. Astfel de mașini rezolvă eficient problemele de calcul diferențial care nu necesită o logică complexă.
VM digitale sau cu acțiune discretă, lucrați cu informații prezentate în formă discretă, sau mai degrabă digitală.
VM-urile hibride sau combinate combină capacitatea de a lucra atât cu informații digitale, cât și cu informații analogice. Utilizat în mod obișnuit în automatizarea sarcinilor tehnice și de control al procesului.
În economie și în activitățile de zi cu zi, calculatoarele digitale s-au răspândit, mai des numite simplu computere sau computere.
În funcție de baza elementului și etapele de creație, se disting următoarele:
Prima generație, anii 50 ai secolului XX: calculatoare bazate pe tuburi electronice cu vid.
Generația a 2-a, anii 60: Calculatoare bazate pe dispozitive semiconductoare (tranzistoare).
Generația a 3-a, anii 70: Calculatoare cu semiconductor circuite integrate cu un grad scăzut și mediu de integrare (de la sute la mii de tranzistori într-un singur pachet, pe un cip).
Generația a 4-a, anii 80-90: computere pe circuite integrate mari și ultra-mari, dintre care principalul este un microprocesor (zeci de mii până la milioane de elemente active pe un cip).
Generația a 5-a, timpul prezent: sisteme de calcul cu câteva zeci de microprocesoare care funcționează în paralel.
a 6-a și următoarele generații: calculatoare cu paralelism masiv și bază optic-electronică, care implementează principiul procesării asociative a informațiilor; așa-zisul calculatoare neuronale.
Fiecare generație ulterioară depășește performanța sistemului și capacitatea de stocare cu mai mult de un ordin de mărime.
După scop, orientat către probleme și specializat.
universal sunt concepute pentru a rezolva o gamă largă de probleme de inginerie, tehnice, economice, matematice și de altă natură, care se caracterizează prin volume mari de procesare a datelor și complexitatea algoritmilor.
Orientat spre probleme sunt concepute pentru a rezolva o gamă mai restrânsă de probleme legate de managementul proceselor (obiectelor) tehnologice, cu înregistrarea, acumularea și prelucrarea unor cantități relativ mici de date, precum și efectuarea calculelor folosind algoritmi relativ simpli. Acestea includ resurse hardware și software limitate.
De specialitate concepute pentru a rezolva sarcini specifice de management al muncii dispozitive tehnice(unități). Acestea pot fi controlere - procesoare care controlează funcționarea nodurilor individuale ale sistemului informatic.
După dimensiune și putere de calcul
calculatoarele pot fi împărțite în extra-mari (supercalculatoare, supercalculatoare), mari, mici și ultra-mici (microcalculatoare, microcalculatoare).
Caracteristicile comparative ale orelor de informatică
| Opțiuni | Supercomputer | Mare | Mic | Microcalculator |
| Performanță, MIPS | 1 000-1 00 000 | 100-10 000 | 10-1 000 | 10-100 |
| Capacitate RAM, MB | 2000-100 000 | 512-10 000 | 128-2048 | 32-512 |
| Capacitate VSD, GB | 500-50 000 | 100-10 000 | 20-500 | 20-100 |
| Adâncime, biți | 64-256 | 64-128 | 32-128 | 32-128 |
Prin revizuire funcţionalitate calculatoarele sunt evaluate:
Viteza procesorului,
lățimea registrului procesorului,
forme de reprezentare a numerelor,
nomenclatura, capacitatea și viteza dispozitivelor de stocare,
nomenclatura si specificații dispozitive externe,
capacitatea de a executa mai multe programe simultan (multitasking),
gama de sisteme de operare utilizate,
compatibilitate software - capacitatea de a rula programe scrise pentru alte tipuri de computere,
capacitatea de a lucra într-o rețea de calculatoare
2.2 Arhitectura sistemului informatic
