Файл: Учебник для вузов Общие сведения Аппаратное обеспечение.docx

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 19.03.2024

Просмотров: 227

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

2.9 Оборудование беспроводных сетей


Беспроводное соединение компьютеров и периферийного оборудо- вания получает все большее распространение.

Беспроводные локальные сети (Wi-Fi) позволяют организовать связь между ПК там, где затруднено кабельное соединение или необходима полная мобильность. При этом они совместимы с проводными сетями.

Необходимо учитывать возможность создания беспроводных соединений ПК при проектировании любых сетей от малого офиса до предприятия.

В настоящее время на рынке сетевого оборудования Wi-Fi представ- ляет три стандарта: IEEE 802.11a, IEEE 802.11b, IEEE 802.11g, IEEE 802.11n и IEEE 802.11ac.

Стандарт IEEE 802.11a позволяет передавать данные на скорости до 108 Мбит/с. Эти беспроводные сети работают на частоте 5 Ггц и обеспе- чивают возможность шифрования с использованием WEP.

Стандарт IEEE 802.11b позволяет передавать данные на скорости до 11 Мбит/с и работает на частоте 2,4 Ггц по протоколу широкополосной передачи данных - DSSS.

Стандарт IEEE 802.11g использует скорость передачи до 54 Мбит/с и работает на частоте 2.4 Ггц – той же, что и устройства стандарта IEEE 802.11b, что обеспечивает совместимость этих стандартов.

Стандарт 802.11n повышает скорость передачи данных практически вчетверо по сравнению с устройствами стандартов 802.11g(максимальная скорость которых равна 54 Мбит/с), при условии использования в режиме 802.11n с другими устройствами 802.11n. Теоретически 802.11n способен обеспечить скорость передачи данных до 600 Мбит/с, применяя передачу данных сразу по четырём антеннам. По одной антенне до 150 Мбит/с.

Устройства 802.11n работают в диапазонах 2,4—2,5 или 5,0 ГГц. Кроме того, устройства 802.11n могут работать
в трёх режимах:

  • наследуемом (Legacy), в котором обеспечивается поддержка устройств 802.11b/g и 802.11a;

  • смешанном (Mixed), в котором поддерживаются устройства 802.11b/g, 802.11a и 802.11n;

  • «чистом» режиме — 802.11n (именно в этом режиме и можно воспользоваться преимуществами повышенной скорости и уве- личенной дальностью передачи данных, обеспечиваемыми стан- дартом 802.11n).

Одним из основных моментов стандарта 802.11n является поддержка технологии MIMO (Multiple Input Multiple Output, Многоканаль- ный вход/выход). С помощью технологии MIMO реализована способность одновременного приема/передачи нескольких потоков данных через не- сколько антенн, вместо одной.

Спецификация 802.11ac – дальнейшее развитие стандарта 802.11a. Новый стандарт рассчитан на диапазон 5 ГГц, но предусматривает выде- ление более широких частотных каналов для передачи данных. Вместо полос частот шириной 20 МГц, как это предусмотрено в 802.11a, 802.11ac


будет оперировать каналами шириной 40 или 80 МГц, а может быть даже и 160 МГц. Передача данных будет построена по схеме «многопользова- тельский многоканальный прием многоканальная передача» (multiple user-multiple input, multiple outputs, MU-MIMO). Схема MU-MIMO означа- ет одновременную передачу потоков нескольким пользователям по одним и тем же каналам.

Оборудование беспроводных сетей включает сетевые адаптеры, точ- ки доступа (Access Point), беспроводные маршрутизаторы (см. рисунок 2.46).



Рисунок 2.46. Локальная сеть с использованием Wi-Fi


В настоящее время Wi-Fi адаптерами оснащаются все ноутбуки и другие мобильные устройства (планшетные компьютеры, КПК, коммуни- каторы).

Wi-Fi адаптеры для настоль- ных ПК выпускаются для подклю- чения к PCI-слоту (рис. 2.47) или USB-порту. Существуют также ма- теринские платы настольных ПК с интегрированными Wi-Fi адапте- рами.

Стоимость Wi-Fi адаптеров (1000 – 2000 руб.) несколько выше, чем проводных адаптеров (200 300 руб.). Точка беспроводного до- ступа стоит 1500 3000 руб.

Рисунок 2.47. Wi-Fi адаптер ASUS PCE-AC6




2.10. Дополнительное оборудование


Прежде всего это фильтры питания, которыми, как минимум, долж- ны быть оснащены все компьютеры рабочие станции.

На серверах и на тех компьютерах, где предъявляются высокие тре- бования к сохранности информации, необходимо использовать источники бесперебойного питания (ИБП, UPS).

Назначение фильтра питания (например, Power Cube, стоимостью около 200 руб., см. рисунок 2.48) – защита от короткого замыкания, защи- та от импульсных помех; энергия скачка до 90 Дж; сила входного тока: до 10 А.

Классификация ИБП производится обычно по двум базовым показа- телям по его мощности и типу.

ИБП малой мощности подключаются непосредственно к защищае- мому оборудованию и питаются от электрической сети через штепсельные розетки. Данные устройства изготавливаются в настольном, реже наполь- ном исполнении, а также для монтажа в стойку и выпускаются в диапа- зоне мощностей от 250 до 3000 ВА.

ИБП средней мощности имеют встроенный блок розеток для под- ключения защищаемого оборудования, либо подключаются к групповой розеточной сети, выделенной для питания защищаемых электроприемни- ков. К питающей сети эти ИБП подсоединяются

кабелем от распределительного щита через за- щитно-коммутационный аппарат. Они рассчита- ны на установку как в специально приспособлен- ных электромашинных помещениях, так и в тех- нологических комнатах, где размещается инфо- коммуникационное оборудование и допускается постоянное присутствие персонала.
Типичный диапазон их мощностей от 3 до 40 кВА.

ИБП большой мощности подключаются к питающей сети с помощью кабеля от распредели- тельного щита через защитно-коммутационный аппарат, а к защищаемому оборудованию через

выделенную групповую розеточную сеть. Они имеют напольное исполнение для размещения в специально приспособленных электромашинных

Рисунок 2.48. Фильтр питания


помещениях. Типичный диапазон мощностей охватывает значения от 10 кВА до нескольких сотен (на рынке имеются модели мощностью до 800 кВА). Параллельные системы ИБП и энергетические массивы могут иметь мощности до нескольких тысяч киловольт-ампер.

По принципу устройства ИБП можно отнести к двум основным ти-

пам:

  • источники бесперебойного питания пассивного типа с режимом работы

«вне линии» (off-line). Принцип действия заключается в питании нагрузки (ПК) от энергосети и быстром переключении на внутреннюю резервную схему при отключении питания или выходе напряжения за пределы допустимого диапазона. Время переключения обычно состав- ляет около 4–12 мс, что вполне достаточно для большинства техниче- ских средств инфокоммуникаций с импульсными блоками питания;

  • источники бесперебойного питания активного типа с режимом работы

«на линии» (on-line). Питание нагрузки осуществляется источником, поэтому время переключения равно нулю. Наряду с резервированием электроснабжения, устройства способны обеспечить необходимое ка- чество электроэнергии при его нарушениях в питающей сети и филь- трацию привносимых помех.