dr hab. Joanna Jędrzejowicz Podstawy informatyki i komputeryzacji Gdańska Wyższa Szkoła Humanistyczna

Transkrypt

1 dr hab. Joanna Jędrzejowicz Podstawy informatyki i komputeryzacji Gdańska Wyższa Szkoła Humanistyczna

2 Literatura B. Siemieniecki, W. Lewandowski Internet w szkole, Wyd. A. Marszałek 2001, B. Siemieniecki (red.) Technologie informacyjne w polskiej edukacji, Wyd. A. Marszałek 2002, S. Wrycza, J. Wojtkowiak (red.) - Nauczanie na odległość. Wyzwania tendencje - aplikacje, Wyd. Uniwersytetu Gdańskiego, 2002, A. Bremer, M. Sławik Komputer bez tajemnic, Videograf 2000

3 Elementy sprzętowe systemu komputerowego PAMIĘCI MASOWE - dyski magnetyczne - taśmy magnetyczne - dyski optyczne (CD-ROM, DVD) - urządzenia magneto-optyczne URZĄDZENIA WEJŚCIA - klawiatury - myszy - skanery - ekrany dotykowe - dekodery mowy JEDNOSTKA CENTRALNA - jedn. arytm.-logiczna - jedn. sterująca - rejestry PAMIĘĆ OPERACYJNA (RAM) URZĄDZANIA KOMUNIKACYJNE - modemy - rutery - koncentratory - przełączniki URZĄDZENIA WYJŚCIA - drukarki - monitory - plotery - urządzenia audio

4 Na funkcje sprzętu komputerowego spoglądać można z trzech poziomów: Poziom fizyczny urządzeń (tj. poziom komponentów elektrycznych i elektronicznych). Wszystkie elementy sprzętu zbudowane są z prostych komponentów, takich jak tranzystory, kondensatory czy oporniki. Wszystkie te komponenty wymagają zasilania. Tranzystory mogą funkcjonować jak elektroniczne przełączniki o dwu stanach odpowiadających binarnym cyfrom 0 lub 1. Na poziomie logiki cyfrowej wykonywane są podstawowe operacje komputera, a więc zapamiętywanie, manipulowanie i transmisja danych w postaci binarnej. Elementy logiczne, o których mowa nazywane są bramkami. Bramka zbudowana jest z tranzystorów i innych komponentów. Na poziomie mikroprogramowania interpretowane i wykonywane są instrukcje języka maszynowego. Poziom ten obejmuje prosty procesor wewnętrzny sterowany własnymi instrukcjami zwanymi mikrokodem. Z instrukcji tych zbudowany jest mikroprogram zaszyty we własnej pamięci typu ROM (Read Only Memory). Program ten jest przykładem tzw.firmware.

5 Schemat architektury systemu komputerowego JEDNOSTKA STERUJĄCA Interpretuje kolejno zapisane w pamięci instrukcje. Wydaje rozkazy wszystkim elementom systemu WEJŚCIE Dane oraz instrukcje JEDNOSTKA ARYTMETYCZNO LOGICZNA (ALU) Wykonuje operacje arytmetyczne i logiczne PAMIĘĆ OPERACYJNA Zawiera dane, instrukcje oraz wyniki przetwarzania WYJŚCIE Wyniki przetwarzania dane, instrukcje rozkazy sterowania PAMIĘĆ POMOCNICZA - wspomaga pamięć operacyjną

6 We współczesnych komputerach zbudowanych w technologii VLSI (Very Large Scale Integration) w jednej kości (chip) zintegrowane są miliony tranzystorów składających się na jednostkę centralną komputera. Układy takie mają kilka istotnych parametrów. Pośród nich szczególnie ważne z punktu widzenia prędkości przetwarzania są: - długość słowa, np. procesor 32 bitowy może przetwarzać 32 bity równolegle - pojemność magistrali danych, - czas realizacji cyklu determinowany częstotliwością pracy procesora, Np. Przy częstotliwości 1 MHz w ciągu 1 sekundy wykonywanych jest do miliona kroków elementarnych

7 Jednostki miarypojemności pamięci Jednostkai jej akronimliczbabitówlubbajtów Przykład Bajt - B 8bitów 1znaklubliczba Kilobajt - KB 1024bajtów Rozdział 1niniejszegoskryptuliczy162KB Megabajt - MB bajtów (1024x1024bajtów) Pamięćoperacyjnadlatypowychkonfiguracji komputerówpcposiadapojemność MB Gigabajt - GB bajtów Pamięćmasowanatwardymdyskudlatypowych (1024x1024x1024bajtów) konfiguracji PCposiadapojemność40 60GB Terabajt - TB bajtów BazadanychsystemuświadczeńsocjalnychwUSA (1024x1024x1024x1024-5TB bajtów) Układy pamięci wewnętrznej lokowane są, obok procesora, na płycie głównej komputera. Wyróżnia się cztery główne typy pamięci wewnętrznych: -rejestry; -pamięć operacyjna RAM (pamięć o dostępie swobodnym); -pamięć podręczna; -pamięć operacyjna ROM (pamięć umożliwiająca tylko odczyt).

8 Pamięci zewnętrzne (masowe) charakteryzują się następującymi cechami: -możliwości zapisania i przechowywania dużych lub bardzo dużych zbiorów danych; -trwałość zapisu (przechowywanie informacji nie wymaga zasilania); -znacznie niższe przepustowości niż w przypadku pamięci operacyjnej; -znacznie niższy koszt przechowywania informacji niż w przypadku pamięci operacyjnej; -wykorzystanie różnorodnych technologii i mediów stwarzających szereg alternatywnych rozwiązań. Pośród pamięci masowych do szeroko stosowanych należą pamięci magnetyczne, a wśród nich, w szczególności twarde dyski (hard drives), dyski elastyczne, macierze dysków RAID (redundant arrays of inexpensive disks) oraz taśmy magnetyczne. Obok mediów magnetycznych dostępne są również różne urządzenia optyczne. Wśród nich wymienić należy dyski kompaktowe (CD-ROM), dyski DVD oraz dyski kompaktowe jednokrotnego i wielokrotnego zapisu (WORM write once, read many oraz rewritable CD). Urządzenia do archiwizacji i długo- terminowego przechowywania danych oparte na mediach optycznych.