Состав и назначение памяти компьютера. Представление информации в компьютере. Единицы измерения информации

1. Состав и назначение памяти компьютера. Представление информации в компьютере.  Единицы измерения информации.

Память компьютера устройство, предназначенное для хранения информации, она делиться на: внутреннюю и внешнюю.

Внутренняя память

Внутренняя память находится внутри компьютера и предназначена для хранения программ и их данных в процессе работы ЭВМ.

Основные виды внутренней памяти:

• оперативное запоминающее устройство –  ОЗУ или RАМ (Random Access Memory);
• постоянное запоминающее устройство –  ПЗУ или RОМ (Read Оnlу Memory).

Оперативная память

(оперативное  запоминающее устройство – ОЗУ) – набор микросхем, предназначенных для временного хранения данных.

ОЗУ хранит программы и данные, с которыми в данный момент работает процессор.

ОЗУ энергозависима, т.е. при выключении компьютера информация, хранящаяся в оперативной памяти, пропадает.

Главная характеристика оперативной памяти – ее объем. Недостаточный объем памяти приводит к резкому замедлению работы компьютера и может свести к нулю все преимущества от быстрого процессора.

По типу микросхем память делится на DDR (Double Data Rate – удвоенная скорость данных), DDR2, DDR

ПЗУ (постоянное запоминающее устройство) – микросхема, предназначенная для хранения неизменяемой информации:

• программ загрузки операционной системы,
• программ тестирования устройств компьютера и др.

Постоянная память энергонезависима.

BIOS (Ваsе Input-Output System – базовая система ввода-вывода) – программа, находящаяся в микросхеме постоянной памяти материнской платы.

Предназначена для начальной загрузки компьютера, определения наличия внешних устройств и настройки параметров работы оборудования.

 Существует возможность перепрошивки (перезаписи) BlOS'a  с  целью обеспечения поддержки новых типов устройств, которые старый BIOS не поддерживал.

Внешняя память

Внешняя память – это самостоятельные устройства, предназначенные для длительного хранения больших объемов информации.

Винчестер

• Главный параметр любого диска – ёмкость (>600 Гб)
• Скорость вращения (10000 об./мин.)
• Среднее время доступа – время, необходимое, чтобы головки жесткого диска нашли нужные данные (7- 9 мс.)

Внешний жесткий диск

MiniStation TurboUSB от Buffalo

• Объем: 500 гигабайт,
• размеры: 12.7*8.4*2 см,
• вес: 200 грамм,
• жесткий диск 2.5”.
• ударопрочный корпус.

Приводы компакт-дисков

Используются для работы с дисками в форматах CD и DVD.

Существует несколько типов приводов, в зависимости от наличия возможностей записи и перезаписи дисков.

Оптические диски

CD (Compact Disk)

Толщина – 1,2 мм.

Диаметр диска:

• 120 мм, объем – 650 Мб (74 мин) или 700 Мб (80 мин);                                                                                                                         
• 80 мм, объем – 210 Мб

Типы дисков: 

R – recordable; RW – rewritable.

Условия хранения

• Диски боятся влажности, нагревания,

яркого света.

• Срок службы – 50 лет.

DVD диски

(Digital Versatile Disk – универсальный цифровой диск)

 Объем: 4,7 Гб или 17 Гб

Формат записи CD и DVD

Формат записи DVD дисков, в отличие от CD, обладает большей плотностью размещения данных за счет уменьшения расстояния между дорожками на спирали (у CD-дисков 1,6 мкм, у DVD - 0,74 мкм), возможностью двухслойной записи и более совершенной защитой лицензионных дисков от пиратских копий. Прочесть диск DVD на обычном CD-приводе не удастся.

Blue Ray и HD DVD

Технология Blue Ray разработана в 2002 г. компаниями Sony, Matsushita, Samsung, LG, Philips, Thomson, Hitachi, Sharp и Pioneer.

Технология HD DVD создана Toshiba и NEC. Toshiba в 2008 г. официально заявила о прекращении производства устройств HD-DVD.

Для записи дисков используется лазер с меньшей длиной волны, следовательно, плотность записи больше. В 2008 г. на выставке представили диск TeraDisc, изготовленный из полимера, сходного с плексигласом, емкостью 1 Тбайт.

Flash

Флэш-память (флэшка) - запоминающее устройство, выполненное в виде микросхемы в защитном пластмассовом или металлическом корпусе.

Flash-память

Flash-память особый вид энергонезависимой перезаписываемой полупроводниковой памяти.

Энергонезависимая – не требующая дополнительной энергии для хранения данных (только для записи).

Перезаписываемая – допускающая изменение (перезапись) данных.

Полупроводниковая – не содержащая механически движущихся частей (как обычные жёсткие диски или CD), построенная на основе интегральных микросхем.

 

Представление информации в компьютер

Числовая форма. Как говорилось выше, компьютер может обрабатывать только информацию, представленную в числовой форме. Вся другая информация (звуки, изображения, показание приборов и т.д.) для обработки на компьютере должна быть преобразована в числовую форму. Скажем, чтобы перевести цифровую форму звук, можно через небольшие промежутки времени измерять интенсивность звука, представляя результаты каждого измерения в числовой форме. С помощью программ для компьютера можно выполнить преобразования полученной информации, например «наложить» друг на друга звуки от разных источников. После этого результата можно преобразовать обратно в звуковую форму.

Кодировки символов. Для обработки на компьютере текстовой информации обычно при вводе в компьютер каждая буква кодируется определенным числом, а при выводе на внешнее устройство (экран или печать) для восприятия человеком по этим числам строятся соответствующие изображения букв. Соответствие между набором букв и числами называется кодировкой символов.            

Двоичная система счисления. Как правило, все числа внутри компьютера представляются с помощью нулей и единиц, а не десяти цифр, как это привычно для людей. Иными словами, компьютеры обычно работают в двойничной системе счисления, поскольку при этом их устройства получаются значительно более простым. Ввод чисел в компьютер и вывод их для чтения человеком может осуществляться привычным для людей десятичной форме – все необходимые преобразования могут выполнить программы, работающие на компьютере.

Биты и байты. Единицей информации в компьютере является один бит, т.е. двоичный разряд, который может принимать значения ноль или один. Как правило, команды компьютеров работают не с отдельными битами, а восемью битами сразу. Восемь последовательных битов составляют байт. В одном байте можно закодировать значение одного символа из 256 возможных (256 = ). Более крупными единицами информации являются килобайт (сокращенно обозначаемый Кбайт), равный 1024 байтам (1024=2 ), мегабайт (сокращенно обозначаемый Мбайт), равный 1024 Кбайтам и гигабайт (Гбайт), равный 1023 Мбайтам. Для ориентировки скажем, что если на странице текста помещается в среднем 2500 знаков, то один Мбайт – это примерно 400 страниц, а 1 Гбайт – 400 тыс. страниц терабайт.

Единицы измерения информации

В компьютере 1 байт является наименьшей единицей                               информации, что соответствует одному знаку в командной                                     строке (цифре, букве, специальному символу или пробелу).                                                                                                                            1 Кбит = 1024 бит = 210 бит =~ 1000 бит (1 килобит). 
1 Мбит = 1048576 бит = 220 бит =~ 1 000 000 бит (1 мегабит). 
1 Гбит = 230 бит =~ 109 бит = 1 000 000 000 (1 гигабит). 
В компьютерах IBM PC используются следующие единицы измерения информации: 1 б (1 байт), 1 Кб (1 килобайт или часто просто 1 К), 1 Мб (1 мегабайт или часто просто 1 М), 1 Гб (1 гигабайт).                                                                      Между ними существуют следующие соотношения: 
1 Кб = 210 б = 1024 б =~ 1000 б. 
1 Мб = 220 б = 1024 Кб = 1048576 б =~ 1 000 000 б. 
1 Гб = 230 б = 1024 Мб =~ 109 б = 1 000 000 000 б.

2. Сервисные программы. Назначение и виды.

Для расширения возможностей операционных систем и предоставления набора дополнительных услуг используются сервисные программы. Их можно разделить на следующие группы:

1.  Интерфейсные системы;

2.  Оболочки операционных систем;

3.  Утилиты.

Интерфейсные системы являются естественным продолжением операционной системы и модифицируют как пользовательский, так и программный интерфейсы, а также реализуют дополнительные возможности по управлению ресурсами ЭВМ. В связи с тем, что развитая интерфейсная система может изменить весь пользовательский интерфейс, часто их также называют операционными системами. Это относится, например, к Windows 3.11 и Windows 3.11 for WorkGroups (для рабочих групп).

Оболочки операционных систем, в отличие от интерфейсных систем, модифицируют только пользовательский интерфейс, предоставляя пользователю качественно новый интерфейс по сравнению с реализуемым операционной системой. Такие системы существенно упрощают выполнение часто запрашиваемых функций, например, таких операций с файлами, как копирование, переименование и уничтожение, а также предлагают пользователю ряд дополнительных услуг. В целом, программы-оболочки заметно повышают уровень пользовательского интерфейса, наиболее полно удовлетворяя потребностям пользователя.

На ПЭВМ широко используются такие программы-оболочки, как Norton Commander, FAR Manager и Windows Commander.

Утилиты - программы вспомогательного назначения, обеспечивающих дополнительный сервис (форматирование дискет, восстановление ошибочно удаленных файлов, дефрагментация файлов на диске и т. п.). Условно все программы этой группы подразделяются на архиваторы, антивирусные программы и программы обслуживания дисков.

Архиваторы (программы-упаковщики) позволяют за счет применения специальных методов сжатия уплотнять информацию, освобождая место на носителях информации.

Антивирусные программы предназначены для предотвращения заражения компьютера компьютерными вирусами и ликвидации последствий заражения, если оно произошло.

Программы обслуживания дисков отвечают за системную обработку дисковой информации.           

 Ниже в таблице №1 перечислены основные из этих программ и их назначение.

Таблица №1 Программы обслуживание дисков

Название программы обслуживания дисков	Назначение программы
Программы                резервирования	Копирование информации, находящейся на носителях
Диагностирующие программы	Проверка конфигурации компьютера и его работоспособности
Оптимизирующие программы	Компактное размещение данных на носителях
Программы динамического сжатия	Создание псевдодисков для хранения информации в сжатом виде
Программы ограничения доступа	Защита данных от несанкционированного доступа

 

3. Системы управления базами данных (СУБД) и их применение.

База данных — это единое хранилище данных, которое однократно определяется, а после этого многократно используется разными пользователями для удовлетворения возникающих многообразных потребностей в информации. ИС может быть одно- или многопользовательской, данные могут быть организованы в одну или несколько БД, данные в БД, могут быть интегрированными (объединение нескольких отдельных файлов данных, полностью или частично не перекрывающихся) и общими (использование отдельных областей данных несколькими пользователями для разных целей). Информация должна быть организована так, чтобы обеспечить минимальную избыточность. База данных содержит информацию о данных, принятую называть «метаданными». В совокупности описания всех данных образуют словарь данных, обеспечивающий независимость данных от приложений. Данные должны быть логически связаны, для чего определяют объекты (то, о чем необходимо хранить информацию) и их свойства (простые и сложные), а затем выявляют связи между ними (то, что объединяет два или более объектов, они также являются частью данных и хранятся в БД).

Если все это определено, можно построить ER схему, на которой объекты обозначены прямоугольниками, а их свойства помещены в овалы, связи обозначаются стрелками.

Основные свойства базы данных:

1. Целостность (в каждый момент времени существования БД сведения, содержащиеся в ней, должны быть непротиворечивы).
2. Восстанавливаемость (данное свойство предполагает возможность восстановления БД после сбоя системы или отдельных видов порчи системы).
3. Безопасность (предполагает защиту данных от преднамеренного и непреднамеренного доступа, модификации или разрушения).
4. Эффективность (сочетание минимального времени реакции на запрос пользователя и минимальной потребности в памяти).
5. Предельные размеры и эксплуатационные ограничения.

Системы управления базой данных и их компоненты среды.

СУБД — это программное обеспечение, с помощью которого пользователи могут определять, создавать и поддерживать базу данных, а также осуществлять к ней контролируемый доступ.

Различаются два класса СУБД системы общего назначения (не ориентированы на какую-либо конкретную предметную область, обладают средствами настройки на работу с конкретной БД в условиях конкретного применения, реализуются как программный продукт, способный функционировать на некоторой модели ЭВМ в определенной операционной обстановке) и специализированные системы (весьма трудоемкий процесс, к которому прибегают, в исключительных ситуациях).