Файл: Учебник для вузов Общие сведения Аппаратное обеспечение.docx

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 19.03.2024

Просмотров: 223

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Глава 1. Общие сведения об информационных процессах

Кодирование информации

Кодирование изображений Изображение – некоторая двумерную область, свойства каждой точ- ки (pixel, пиксель) которой могут быть описаны (координаты, цвет, про- зрачность…).Множество точек называется растром (bit map, dot matrix, raster) (см. рис. 1.12), а изображение, которое формируется на основе растра, называются растровым. На экране монитора всегда формируется растро- вое изображение, однако, для хранения может использоваться и векторное представление информация, где изображение представлено в виде набора графических объектов с их координатами и свойствами (линия, овал, пря- моугольник, текст и т. п.). Рис. 1.12. Растровое изображение на экране монитораНа мониторе и в растровых изображениях число пикселей по гори- зонтали и по вертикали называют разрешением(resolution). Наиболее ча- сто используются 1024×768 или 1280×800, 1280×1024 (для 15, 17 19), 720×576 (качество обычных DVD-фильмов), 1920×1080 и 1920×720 (теле- видение высокой четкости HDTV – стандарты 1080i и 720p). Каждый пик- сель изображения нумеруется, начиная с нуля слева направо и сверху вниз. Для представления цвета используются цветовые модели. Цветоваямодель(color model) – это правило, по которому может быть определен цвет. Самая простая двухцветная модель – битовая. В ней для описанияцвета каждого пикселя (чёрного или белого) используется всего один бит. Для представления полноцветных изображений используются не-сколько более сложных моделей. Известно, что любой цвет может быть представлен как сумма трёх основных цветов: красного, зелёного и синего. Если интенсивность каждого цвета представить числом, то любой цвет бу- дет выражаться через набор из трёх чисел. Так определяется наиболее из- вестная цветовая RGB-модель (Red-Green-Blue). На каждое число отводит- ся один байт. Так можно представить 224 цвета, то есть примерно 16,7 млн. цветов. Белый цвет в этой модели представляется как (1,1,1), чёрный – (0,0,0), красный (1,0,0), синий (0,0,1). Жёлтый цвет является комбинацией красного и зелёного и потому представляется как (1,1,0).Цветовая модель RGB была стандартизирована в 1931 г. и впервые использована в цветном телевидении. Модель RGB является аддитивноймоделью, то есть цвет получается в результате сложения базовых цветов. Существуют и другие цветовые модели, которые для ряда задач оказыва- ются более предпочтительными, чем RGB-модель. Например, для пред- ставления цвета в принтерах используется субтрактивная CMYK-модель (Cyan-Magenta-Yellow-blacK), цвет в которой получается в результате вы- читания базовых цветов из белого цвета. Белому цвету в этой модели соот- ветствует (0,0,0,0), чёрному - (0,0,0,1), голубому - (1,0,0,0), сиреневому - (0,1,0,0), жёлтому - (0,0,1,0). В цветовой модели HSV(Hue-Saturation- Value) цвет представляется через цвет, насыщенность и значение, а в мо- дели HLS(Hue-Lightness-Saturation) через оттенок, яркость и насыщен- ность. Современные графические редакторы, как правило, могут работать с несколькими цветовыми моделями.Кроме растрового изображения на экране монитора существуют гра- фические форматы файлов, сохраняющие растровую или векторную гра- фическую информацию. С такой информацией работают специальные про- граммы, которые преобразуют векторные изображения в растровые, отоб- ражаемые на мониторе. Кодирование звуковой информации Звук можно описать в виде совокупности синусоидальных волн определённых частоты и амплитуды. Частота волны определяет высоту звукового тона, амплитуда – громкость звука. Частота измеряется в герцах (Гц, Hz). Диапазон слышимости для человека составляет от 20 Гц до 17000 Гц (или 17 кГц).Задача цифрового представления звука сводится измерению интен- сивности звука через заданный интервал времени (например, 48 раз за 0,001 секунды). Принцип такого представления изображён на рис. 1.13.

Законодательство Российской Федерации о защите компьютерной информации

Требования к организации рабочих мест пользователей ПК

Контрольные вопросы к главе 1

Глава 2. Аппаратное обеспечение персональных компьютеров

Процессор

Чипсет

Материнская плата

Оперативная память

Устройства хранения информации

Устройства ввода информации

Устройства вывода информации

2.8 Оборудование компьютерных сетей

2.9 Оборудование беспроводных сетей

2.10. Дополнительное оборудование

Контрольные вопросы к главе 2

Глава 3. Программное обеспечение

Операционные системы


В 1990 году прогнозировалось – тактовая частота процессора Intel возрастёт к 2000 году до 900 Мгц, количество транзисторов в нём – до 40 млн. штук, к 2005 году – 10 Ггц, 1 млрд. транзисторов. Однако в 2005 г. стало ясно, что прогресс пошел другим путем – развитием многоядерных процессоров без увеличения их рабочей частоты и количества транзисто-


ров на чипе (но с увеличением частоты системной шины и с поддержкой 64-разрядных вычислений и памяти).

Графики реального увеличения тактовой частоты процессора и ко- личества транзисторов в нем с момента их появления по сегодняшний день приведены на рисунке 2.3.








Рисунок 2.3. Графики изменения тактовой частоты (1) и

количества транзисторов (2) в процессорах фирмы Intel

Некоторое снижение тактовой частоты и уменьшение числа транзи-

сторов в 2005 – 2006 годах было вызвано появлением двухъядерных про- цессоров Core Duo и Core 2 Duo, а позднее четырехъядерного Core Quad,суммарная производительность двух или четырех ядер которых выше, чем одноядерных процессоров с более высокой тактовой частотой.

Историю развития ПК можно проследить по основным этапам раз- вития процессоров фирмы Intel.

Полную таблицу выпускаемых этой фирмой процессоров для настольных ПК, ноутбуков и серверов можно посмотреть на сайте фирмы Intel http://ark.intel.com/ru. Краткая справка по истории развития процессо- ров для настольных ПК приведена в таблице 2.2.

Таблица 2.2. История развития процессоров Intel (для настольных ПК)


Начал выпуска, год


Процессор

Тактовая частота

Технология; число транзи- сторов


2015

Intel® Core i7-6700 (4 ядра, 8 потоков, HT, графика Gen 9 LP)


3,4 ГГц


14-нм


2015

Intel® Core i5-6600(4 ядра, 4 потока, графика Gen 9 LP)


3,3 ГГц


14-нм


2015

Intel® Core i7-5885C

(4 ядра, 8 потоков, HT,

графика Iris Pro 6200)


3,3 – 3,7 ГГц


14-нм


2015

Intel® Core i5-5675С

(4 ядра, 4 потока, HT, TB

графика Iris Pro 6200)


3,1 – 3,6 ГГц


14-нм


2015

Intel® Core i3-5157U (для моб. ПК, 2 ядра, 4 потока,

HT,

HD Graphics 6100)


2,5 ГГц


14-нм


2013

Intel® Core i7-4771 (4 ядра, 8 потоков, HT,

HD Graphics 4600)

3,5 – 3,9 ГГц

Turbo Boost


22-нм


2013

Intel® Core i5-4670 (4 ядра, 4 потока,

HD Graphics 4600)

3,4 – 3,8 ГГц

Turbo Boost 2.0


22-нм





2013

Intel® Core i3-4130 (2 ядра, 4 потока, HT,

HD Graphics 4600)


3,4 ГГц


22-нм


2012

Intel® Core i7-3770 (4 ядра, 8 потоков, HT,

HD Graphics 4000)

3,4 – 3,9 ГГц

Turbo Boost


22-нм


2012

Intel® Core i5-3330, i5-3550 (4 ядра, 4 потока,

HD Graphics 2500)

3,3 – 3,7 ГГц

Turbo Boost

22-нм; 1,4 млрд.


2012

Intel® Core i3-3240, i3-3220 (2 ядра, 4 потока, HT,

HD Graphics 2500)


3,2 ГГц


22-нм


2011

Intel® Core i7-2600 (4 ядра, 8 потоков, HT,

HD Graphics 2000)

3,4 – 3,8 ГГц

Turbo Boost


32-нм


2011

Intel® Core i5-2300, i5-2400, i5- 2500 (4 ядра, 4 потока,

HD Graphics 2000)

3,1 – 3,4 ГГц

Turbo Boost

32-нм; 1,16 млрд.


2011

Intel® Core i3-2100, i3-2130 (2 ядра, 4 потока, HT,

HD Graphics 2000)


3,4 ГГц


32-нм

2010

Intel® Core i7-970

(6 ядер, 12 потоков, HT)

3,2 - 3,46 ГГц,

Turbo Boost

32-нм

2010

Intel® Core i3-560, i3-530 (2 ядра, 4 потока, HT)

3,33; 2,93 ГГц

32-нм


2010

Intel® Core i5-680, i5-670, i5-661, i5-660, i5-650

(2 ядра, 4 потока, HT)

от 3,46 до 3,73 ГГц, техноло- гия Turbo Boost


32-нм

2010

Pentium® G6950 (2 ядра)

2,8 ГГц

32-нм

2009

Intel® Core i5-750 (4 ядра)

2,66 ГГц

45-нм; 774 млн.


2008

Intel® Core i7-960 – i7-860 (4 ядра, 8 потоков, технология HT)

от 3,2 до 3,46 ГГц, техноло- гия Turbo Boost

45-нм; 731 млн.




2008

Intel® Atom (для ноутбуков)

2,0 - 0,8 ГГц

45-нм; 47 млн.

2007

Intel® Pentium® Dual-Core

2,8 - 1,60 ГГц

45 или 65-нм

2007

Intel® Core 2 Quad

(4 ядра) Q9650 Q6600

3,00 - 2,40 ГГц

45 или 65-нм;

820 млн.

2007

Intel® Core 2 Extreme QX9775, QX6700 (4 ядра)

3.20 - 2.66 ГГц

45 или 65-нм;

410 млн.


2006

Intel®Core2 Duo (2 ядра) E6700, E6750 E4300


2,66 – 1.80 ГГц

65-нм; 291 млн.;

167 млн.

2006

Core Duo (2 ядра)

1,66 - 2,33 ГГц

65-нм; 152 млн.

2005

Intel® Pentium® Extreme Edition № 840 (2 ядра, технология HT)


3,20 ГГц


90-нм

2005

Intel® Pentium® D

(2 ядра) №№ 960 805

3,60 - 2,66 Гц

90-нм; 376 млн.

2004

Intel® Celeron® D

№№ 351,346,320,315

3,20 - 2,53ГГц

90-нм; 188 млн.


2004

Intel® Pentium® 4 Extreme Edition


3,73; 3,40 ГГц

90 нм,

0,13 мкм;

169 млн.

2003

Intel® Pentium® 4

с технологией Intel® HT

3,60 - 2,40 ГГц

0,09 мкм, 0,13

мкм; 178 млн.

2000

Intel® Pentium® 4

1,40 ГГц

0,18 мкм;

42 млн.


1999


Intel® Pentium® III


1 ГГц -

450 МГц

0,18 мкм;

28 млн.

0,25 мкм;

9.5 млн.

1998

Intel® Celeron®

2,80 ГГц,

266 МГц

0,13 мкм, 0,25

мкм; 7,5 млн.

1997

Intel® Pentium® II

450 350 МГц

300 233 МГц

0,25 мкм, 0,35

мкм; 7,5 млн.





1995


Intel® Pentium® Pro

200 -166 МГц,

50 МГц

0,35 мкм;

5,5 млн.

0,6 мкм

1997

Intel® Pentium®

с технологией MMX

233 166 МГц

0,35 мкм;

4,5 млн.

1993

Intel® Pentium®

66 60 МГц

0,8 мкм;

3,1 млн.

1992

Intel486 SL

33 20 МГц

0,8 мкм;

1,4 млн.

1994

IntelDX4

100, 75 МГц

0,6 мкм;

1,6 млн.

1989

Intel486 DX

50, 33, 25 МГц

1 0,8 мкм;

1,2 млн.

1992

Intel386 SX

33, 25, 20,

16 МГц

1,5 1 мкм;

275 тыс.

1985

Intel386 DX

33, 25, 20,

16 МГц

1,5 1 мкм;

275 тыс.

1982

80286

12, 10, 6 МГц

1,5 мкм;

134 тыс.

1978

8086

10, 8, 5 МГц

3 мкм; 29 тыс.

Процессор Core является переработанной версией процессора Pentium M, который был основой платформы Intel Centrino для ноутбуков.

Процессор Pentium M представлял собой продолжение Pentium III, адаптированный под актуальные потребности, с широкой шиной, под- держкой новых наборов инструкций и направленностью на минимальное энергопотребление.

Двухъядерные процессоры Intel
® Core® Duo, основанные на принци- пиально иной по сравнению с Pentium 4 архитектуре, появились в начале 2006 года, во второй половине года появились процессоры Intel® Core2 Duo.

В конце 2008 г. были выпущены Core i7, в 2009 г. – Core i5, в 2010 г. - Core i3, в 2011 г. - Core i3/i5/i7 второго поколения, в 2012 г. - Core i3/i5/i7 третьего поколения, в 2013 г. - Core i3/i5/i7 четвертого по- коления. На рисунке 2.4 показаны процессоры 3-го поколения 2012 года.




Рисунок 2.4. Процессоры Intel®: Core i7, Core i5, Core i3 Эволюционный ряд процессоров Pentium и Core показан на рисунке

2.5.

Рисунок 2.5. Эволюционный ряд процессоров Pentium и Core фирмы Intel Процессор Pentium 4, преобладал на рынке почти 6 лет 2000 по

2005 год). На смену ему пришли многоядерные процессоры: двухъядер- ный Core 2 Duo, двухъядерные четырехпоточные Core i3 и Core i5 1-го по- коления и четырехъядерные Core i5 2 и 3-го поколений, четырехъядерный восьмипоточный Core i7. В дальнейшем планируется выпуск процессоров для обычных ПК с еще большим количеством ядер.

В конце 2008 г. Intel представила четырехъядерные восьмипоточные процессоры Core i7 на микроархитектуре Nehalem cо встроенным кон- троллером памяти (выпускается в корпусе LGA1366). Пропускная способ- ность шины памяти компьютеров с процессорами Intel Core i7 выросла


более чем в два раза по сравнению с процессорами Intel серии Extreme благодаря новому интерфейсу Intel QuickPath Interconnect (Intel® QPI), заменившему привычную системную шину FSB (Front-Side Bus, см. далее в разделе 2.2).

В 2010 году произошел переход на 32-нм технологию для процессо-