2 Аппаратка+программное ИКТ 101-105 2024

1.

Тема 2
«Программное и
аппаратное обеспечение
персонального
компьютера»

2. «Информационно-коммуникационные технологии в профессиональной служебной деятельности»

«Информационнокоммуникационные
технологии в
профессиональной
служебной деятельности»

3. Учебные вопросы:

1
История развития вычислительной техники
2
3
Классификация современных компьютеров
Состав персонального компьютера
4
Программное обеспечение персонального компьютера

4. Вопрос 1. История развития вычислительной техники

1 этап. Ручные устройства – счеты (абак – саламинская доска, суан-пан,
серобян, щоты) V-IV вв. до н.э.
Абак
Суан-пан

5. Русские счеты

Древние
«Современные»

6.

2 этап. Механические суммирующие устройства
Эскиз 13-разрядного суммирующего устройства Леонардо да Винчи
(1452-1519)

7.

В 1614 г. шотландский математик Джон Непер изобрел логарифмы.
После его смерти в 1623 изготовлена логарифмическая линейка.
В 1624 г. Вильгельм Шиккард (устройство «часы для счёта») сложение и
умножение 6-разрядных чисел. Машина построена, но сгорела.

8.

Механическая суммирующая машина Паскалина
(1642 - Блез Паскаль)

9.

В 1670 г. Вильгельм Лейбниц (счётная машина, которая механически
производила сложение, вычитание, умножение и деление).

10.

В 1745 году французский механик и
изобретатель
Жак
де
Вокансон
публикует статью с предложением
использовать
перфокарты
для
автоматического управления ткацким
станком и впоследствии
изготавливает
опытный образец первого
в мире полностью
автоматизированного
станка

11.

В
1801
году
мастер-ткач
и
изобретатель Жозеф Мари Жаккар
(1752 – 1834 г.) впервые применил
перфокарты
для
автоматизации
ткацкого станка, реализовав, таким
образом, идею
Жака Вокансона

12.

Арифмометр (1820 – Карл Ксавье Томас)
(1880 – Т.Орднер)

13.

3 этап. Автоматические вычислительные машины
Проект автоматической вычислительной
управлением (1823 - Чарльз Бэббидж)
машины
с
программным

14.

В 1843 году английский математик
Ада Августа Лавлейс предложила и
впоследствии разработала программу
для
«аналитической
машины»
Чарльза Бэббиджа.
Ада Августа Лавлейс
признана
основоположницей
науки о
программировании,
первым в мире
программистом

15.

В 1854 английский математик и логик
Джордж Буль опубликовал работу
«Исследование законов мышления,
базирующихся на математической
логике и теории вероятностей»,
в которой окончательно
сформулировал основы
математической логики

16.

4 этап. Электрические счетные машины
Табулятор (1890 - Герман Холлерит). Фирма по производству табуляторов
– исток IBM (International Business Machines)
Перфокарта Холлерита

17.

Архитектура фон Неймана (1928 – принципы Джона фон Неймана)
Внешнее
запоминающее
устройство (ВЗУ)
Устройство
ввода
Процессор
АЛУ|УУ
Оперативное
запоминающее
устройство (ОЗУ)
Устройство
вывода

18.

В 1938 американский инженер и
математик Клод Шеннон защитил
докторскую диссертацию, в которой
разработал принципы логического
устройства компьютера, соединив
булеву алгебру с работой
электрических схем

19.

5 этап. Первый программируемый
компьютер Z-1 (1938), Z-3 (1941)
Руководитель проекта Конрад Цузе
Состав:
перфолента,
клавиатура,
электромагнитные
реле,
двоичная система
счисления,
ламповая панель

20.

В 1971 году фирмой
Intel создан первый
микропроцессор
В 1976 году компания
«Apple
Computer»
выпустила
первый
серийный
персональный
компьютер
(ПК)
Apple-1, а в 1977 году
– Apple-2.

21.

В 1980 году корпорация IBM
выпустила известный ПК получивший
название IBM PC (Personal Computer).

22.

23. ЭВМ пятого поколения (ЭВМ будущего)

•Квантовые компьютеры
•Системы искусственного
интеллекта
Квантовый
процессор
Google

24. Вопрос 2. Классификация компьютеров

•Суперкомпьютеры
•Мэйнфреймы
•Серверы
•Персональные компьютеры

25.

Зачем нужны суперкомпьютеры
Предназначение: от сложных математических расчетов до обработки
огромных массивов данных, или даже моделирования искусственного
интеллекта. Суперкомпьютеры используются для разработки промышленного
оборудования, сложной электроники, синтеза новых материалов,
моделирования космоса или экстремальных ситуаций, которые нежелательны
в жизни: разрушительных краш-тестов, мощных катаклизмов, ядерного
взрыва.
В чём измеряется производительность суперЭВМ
Ключевой фактор — количество флопс (число операций с плавающей точкой в
секунду). Производительность ЭНИАК, первого компьютера в истории — 500
флопс. Простой персональный компьютер разгоняется до сотен миллиардов
флопс, современный iPhone приближается к полутриллиону флопса, Play
Station 4 — около 2 терафлопс (тера = триллион).
Главное отличие в том, что обычный компьютер выполняет задачи
последовательно, хотя и на высокой скорости — вплоть до доли секунды,
поэтому мы этого не замечаем. Суперкомпьютер делает это одновременно и
обрабатывает огромный массив данных.

26.

27.

28.

29. Мэйнфреймы

многопроцессорные системы, с высоким
быстродействием
и
огромными
вычислительными ресурсами, которые
могут обрабатывать большое количество
данных и выполнять обработку запросов
одновременно
нескольких
тысяч
пользователей
Мэйнфрейм IBM
29

30. Серверы

компьютеры, которые служат
узлами в компьютерных сетях.
центральными
Виды серверов (по задачам):
-
Управляющий
Файловый
Баз данных
Печати
Сервер АДИС «Папиллон» ИЦ
ГУВД Нижегородской области

31. Персональные компьютеры

Вопрос 3. Состав персонального компьютера
Персональные компьютеры
компьютеры, которые могут использоваться
пользователем автономно, независимо от
других компьютеров

32. Состав персонального компьютера

33. Состав системного блока

•Материнская (системная) плата
•Центральный процессор
•Оперативная память
•HDD или SSD
•Видео-адаптер
•Устройство чтения и записи оптических дисков
•Другие устройства (сетевая, звуковая карты,…)

34.

Материнская плата (англ. motherboard ) —
устройство, являющееся основой построения
вычислительной системы (компьютера)

35. На материнской плате находится:

•Чипсет (микропроцессорный комплект)
•ПЗУ (постоянное запоминающее устройство)
•Информационные шины (данных и адресов)
•Разъем для подключения процессора
•Разъемы для подключения оперативной памяти
•Разъем для подключения устройств (слоты)
•Разъемы для подключения внешних устройств

36. Основные характеристики:

Форм-фактор
• Стандарт, определяющий: тип питания, размер,
интерфейсы внешних устройств, тип и объем ОЗУ.
Тип процессора
• Производитель (Intel, AMD), разъем (Socket, Slot).
Чипсет
• Набор микросхем, осуществляющий передачу
информации между процессором и другими
устройствами.
Внешняя шина
Наличие
интегрированных
устройств
• частота, разрядность.
• Видео, звук, сеть, модем.

37. Структурная схема материнской платы

38. В состав чипсета входят:

•северный мост (North Bridge) –взаимодействие
процессора с высокоскоростными
устройствами: основной памятью и
видеоадаптером
•южный мост (South Bridge) –взаимодействие
процессора со сравнительно низкоскоростными
устройствами ввода/вывода: жестким диском ,
клавиатурой, мышью, платами и т.д.

39. Центральный процессор

Центральный процессор (ЦП), или центральное процессорное устройство
(ЦПУ) (англ. central processing unit — CPU), — устройство, отвечающее за
обработку информации и управление устройствами компьютера

40. Основные характеристики процессора

•тактовая частота
•разрядность
•размер и количество КЭШ-памяти
•количество ядер
Pentium 4 (830 – 3000 MГц)
Intel Core I7 (2660 МГц)

41.

Intel Pentium II
Intel Celeron
AMD K6
Intel Pentium III
AMD Sempron
Intel Pentium 4
AMD Athlon
41

42.

4/6 ядерные
4. AMD Phenom (Phenom II X4)
Год выпуска: 2007
Тактовая частота: 1.8 ГГц – 3.0 ГГц
6. AMD Phenom II X6 3,2 ГГц
4. Intel Core i7
Год выпуска: 2008
Тактовая частота: 2.66 ГГц – 3.2 ГГц
6. Intel Core i7 980X 3.3 ГГц
42

43.

AMD Ryzen Threadripper
3990X
64 ядра, 4+32+256 МВ кэш,
2,9ГГц (max 4,3ГГц)
Intel Core i9-10980XE
18 ядер, 25 МВ кэш, 3Ггц
(Turbo 4,8ГГц)
43

44. Процессоры для нетбуков

Intel Atom
Год выпуска: 2008 Тактовая частота:
800 МГц – 2 ГГц
VIA Nano
Год выпуска: 2008 Тактовая частота: 1
ГГц – 1.8 ГГц
44

45. Память компьютера

- совокупность устройств для хранения программ, вводимой информации,
промежуточных результатов и выходных данных.
Внутренняя память:
• Оперативная (ОЗУ)
• КЭШ-память
• Постоянная (ПЗУ)
Внешняя память:
• Накопители на жестких магнитных дисках (НЖМД)
• Накопители на оптических дисках (CD, DVD, Blue-Ray)
• Накопители на микросхемах памяти (FLASH, SSD)

46. Память компьютера

•Энергозависимой называется память, которая
стирается при выключении компьютера.
•Энергонезависимой
называется
память,
которая не стирается при выключении
компьютера.

47. Оперативная память (ОЗУ)

(ОЗУ — оперативное запоминающее устройство) —
память, предназначенная для временного хранения
данных и команд, необходимых процессору для
выполнения им операций

48. Основные характеристики оперативной памяти

❑ Тип оперативной памяти (DDR, DDR2,
DDR3, DDR4).
❑ Форм-фактор (DIMM, SO-DIMM).
❑ Объём оперативной памяти (Гб.).
❑ Частота оперативной памяти (МГц.).
Модуль памяти CORSAIR
Vengeance LPX
CMK16GX4M1D3000C16
DDR4 - 16Гб 3000, DIMM

49.

50. Видеопамять

кадровый буфер, в
который направляются
видеоданные,
для
дальнейшего
считывания
и
обработки
их
графическим
процессором

51. Кэширование

— использование дополнительной быстродействующей
памяти (кэш-памяти) для хранения копий блоков информации
из основной (оперативной) памяти, вероятность обращения к
которым в ближайшее время велика.
Различают кэши 1-, 2- и 3-го уровней.
Кэш 1-го уровня имеет наименьшее время доступа, но малый
размер.
Кэш 2-го уровня обычно имеет значительно большее время
доступа, но его можно сделать значительно больше по
размеру.
Кэш 3-го уровня самый большой по объёму и довольно
медленный, но всё же он гораздо быстрее, чем оперативная
память.

52. Постоянная память (ПЗУ)

ПЗУ хранит комплекс небольших программ
начальной загрузки и тестирования компьютера:
- Setup - обеспечивает начальную настройку ПК
- POST – набор тестов аппаратной части.

53.

- BIOS (Basic Input/Output System) базовая
система ввода/вывода. Представляет собой
набор небольших программ, осуществляющих
стандартные операции ввода и вывода. Сейчас
на смену BIOS пришло UEFI (Unified Extensible
Firmware Interface)

54. Внешняя память

- предназначена
для
долговременного
хранения
больших объемов информации (программ и данных).
❑ Энергонезависима – выключение питания не приводит
к потере данных.
❑ Может быть встроены в системный блок или
выполнена в виде самостоятельных блоков, связанных
с системным через его порты.
❑ Время доступа к информации и скорость обмена
информацией зависят от устройства считывания
информации и организации типа доступа к ней (с
последовательным и с произвольным доступом к
памяти).

55. Основные характеристики внешней памяти

❑ Информационная ёмкость (Гб, ТБ).
❑ Скорость обмена информацией
(скорость чтения, скорость записи)
(Мб/с).
❑ Надёжность хранения информации.
❑ Интерфейс (IDE, SATA, SCSI, USB).
❑ Физический размер.

56. Основные виды накопителей

❑ накопители на гибких магнитных дисках (НГМД);
❑ накопители на жестких магнитных дисках (НЖМД);
❑ накопители на магнитной ленте (НМЛ);
❑ накопители CD-ROM, CD-RW, DVD, BD-ROM (Blu-ray)

57. Накопитель на жестком диске

- основное устройство для долговременного
хранения больших объемов данных и
программ

58. Устройство НЖД

Физически это группа дисков на одной оси,
имеющих двухстороннее магнитное покрытие и
вращающихся с высокой скоростью.

59. Основные интерфейсы HDD

SATA
IDE

60. SSD накопители

60

61. SSD накопители

SSD (solid state drive, накопитель на
твёрдотельной памяти) - накопитель
информации, основанный на чипах
энергонезависимой памяти.

62.

62

63.

Виды SSD накопителей

64. Преимущества SSD накопителей в сравнении с HDD

•Включаются мгновенно.
•Более высокая скорость.
•Беззвучны, так как не имеют механических
частей.
•Не создают вибраций.
•Более надежны.
•Немного меньшее энергопотребление.

65. Недостатки SSD накопителей в сравнении с HDD

•Износ ячеек. Хоть в SSD накопителях и
отсутствуют механические части, чипы
памяти изнашиваются (mlc ~10000
перезаписей, slc ~100000).
•Ёмкость значительно меньше.
•Более высокая цена

66. Оптический привод

- устройство для чтения и
записи данных на компакт
диск
Типы оптических приводов:
CD-ROM, CD-RW
650 МБ, 800 МБ
DVD-ROM, DVD-RW
4,7 ГБ – 17 ГБ
BD-ROM (Blu-ray)
25 ГБ, 50 ГБ

67. Флеш память

Флеш-память (на англ. Flash Memory) или флеш-накопитель - вид
твердотельной полупроводниковой энергонезависимой и
перезаписываемой памяти.

68. Назначение:

• шина адреса – для определения адреса (номера) устройства, с которым
процессор обменивается информацией в данный момент.
• шина данных – для передачи данных от оперативной памяти и устройств
ввода-вывода к процессору и в обратном направлении.
• шина управления –для синхронизации обмена информацией между
устройствами, определения характера обмена информацией (считывание
или запись информации из памяти).
• шина питания - для питания системы электрическим током.

69.

70.

Программное обеспечение (ПО)
— это совокупность программ,
хранящихся во внешней памяти
компьютера в виде файлов и
предназначенных для выполнения
электронными системами.

71.

• Файловая система - это способ организации
данных на физических носителях информации
(винчестеры, флешки и т.д.).
• Главная функция - определение, каким образом
на жестком диске будут записаны файлы и как
будет предоставляться доступ операционной
системе к ним.

72. Объекты файловой системы:

• Файл – это поименованная область памяти на
машинном носителе, содержащая однородную
информацию.
• Папка (каталог, директория) – это поименованная
область памяти на машинном носителе,
предназначенная для хранения файлов и других,
вложенных папок.
• Логический диск – это форматированный раздел
физического носителя информации

73.

• Расширение файла - это три или несколько
символов, расположенных после имени файла и
точки, указывающих на тип файла.
• Полное имя файла состоит из имени файла, точки и
расширения.
Например:
Текст.txt – текстовый документ,
Рис.bmp – графический файл с именем Рис,
Sol.exe
– исполняемое приложение или программа
с именем Sol.

74.

Программное обеспечение
Системное
программное
обеспечение
(System Software) совокупность программ
и программных
комплексов
для обеспечения
работы компьютера и
сетей
Прикладное
программное
обеспечение
(Applied Software) –
комплекс
взаимосвязанных
программ для решения
задач определённого
класса конкретной
предметной области
Инструментарий
технологии
программирования
Совокупность программ
и программных комплексов,
обеспечивающих технологию
разработки, отладки и
внедрения создаваемых
программных продуктов

75.

Программное обеспечение
Инструментарий
технологии
программирования
Профессионального
назначения
Специального
назначения
Прикладное
программное
обеспечение
Общего
назначения
Сервисное
Базовое
Системное
программное
обеспечение

76.

Системное программное обеспечение
ОПЕРАЦИОННАЯ СИСТЕМА
– это набор программ, которые:
• Управляют работой аппаратуры, следят за использованием памяти,
обеспечивают взаимодействие программ с внешними устройствами
и друг с другом.
• Организуют диалог с пользователем, давая возможность работать с
данными на диске: удалять, добавлять, копировать и т.д.

77.

Драйверы устройств – специальные программы, которые
обеспечивают управление работой устройств и согласование
информационного обмена с другими устройствами, а также позволяют
производить настройку некоторых их параметров.
В процессе установки
операционная система определяет
тип и конкретную модель
установленного устройства и
подключает необходимые для их
функционирования драйверы.
При включении компьютера
производится загрузка драйверов в
оперативную память.
Пользователь имеет
возможность вручную установить
или переустановить драйверы.

78.

Системное программное обеспечение
Программы и программные комплексы, которые расширяют
возможности базового ПО и организуют более удобную среду
для работы пользователя. Эти программы называют утилиты
(от латинского utilitas-польза).
Программы диагностики работоспособности ПК
Антивирусные программы
Программы обслуживания дисков
Программы архивирования данных
Программы обслуживания сети

79.

Прикладное ПО – это программы, с помощью которых
пользователь непосредственно решает свои
информационные задачи.
К ним относятся:
⚫ Офисные программы
⚫ Финансовые и бухгалтерские программы
⚫ Мультимедийные программы
⚫ Развлекательные и образовательные
⚫ Коммуникационные программы
Прикладные программы бывают общего назначения и
профессионально-ориентированными

80.

Инструментальное ПО
– для создания компьютерных программ.
Язык программирования,
среда программирования
Трансляторы
(компиляторы,
интерпретаторы)

81.

Для функционирования
компьютера
Прикладное
Для создания программ
Системное
Для решения
пользовательских задач
Инструментальное