Все устройства, входящие в состав современного компьютера, делятся на два класса - центральные устройства (прежде всего процессор и основная память) ивнешние устройства . Причем внешними устройства называют не по их размещению, а по функциям. Центральные устройства работают с информацией, представленной в специфической форме – в виде двоичных чисел. Основное назначение внешних устройств – организовать связь центральных устройств с окружающим миром, то есть преобразовать информацию из вида, понятного пользователю, во внутримашинное представление и наоборот. Кроме того, внешние устройства применяются для долговременного хранения больших объемов информации, для связи с другими ЭВМ и т.д.
Все внешние устройства можно разделить на четыре группы.
Устройства ввода информации : клавиатура, ручные манипуляторы ("мышь"), сканер, CD ROM и т.д.
Устройства вывода информации : видеосистема, принтер, графопостроитель и т.д.
Устройства хранения информации : внешние запоминающие устройства.
Устройства связи и передачи информации : модемы, сетевые платы (адаптеры) и т.д.
Общую схему вычислительного комплекса на базе персональной ЭВМ можно представить таким образом (рис. 1):
Рис. 1. Общая схема вычислительного комплекса
В России наибольшее распространение получили так называемые IBM-совместимые персональные компьютеры.
1.2. Центральные устройства компьютера
Рис. 2. Структура системной (материнской) платы
Центральный процессор – программно-управляемое электронное цифровое устройство, предназначенное для обработки различной информации, представленной в цифровом виде.
Основными функциями процессора являются:
Управление работой всего вычислительного комплекса.
Выполнение математических и логических действий с данными.
Осуществляя функции управления, процессор обеспечивает должное взаимодействие компонентов компьютерной системы друг с другом. Управление производится с помощью импульсных сигналов, посылаемых управляемым компонентам.
При выполнении вычислений и логических операций процессор настраивается на различные операции и непосредственно выполняет их.
IBM-совместимые компьютеры оснащаются микропроцессорами типа Intel или аналогичными. Современные компьютеры оснащены микропроцессорами модели Pentium.
Самый важный параметр конкретной модели процессора – тактовая частота, которая измеряется в единицах частоты (мегагерцах и гигагерцах). Этот показатель определяет скорость работы процессора и, следовательно, его производительность. Типичные значения тактовой частоты для некоторых процессоров приведены в таблице. Следует сказать, что увеличение порядкового номера процессора свидетельствует о росте его характеристик и, следовательно, об улучшении параметров компьютера в целом.
Основная память – электронное устройство, предназначенное для хранения информации. Основная память состоит из двух частей: оперативной памяти и постоянной памяти. Оперативная память предназначена для хранения информации, необходимой для текущего сеанса работы. Она обеспечивает как чтение, так и запись данных. Эта память являетсяэнергозависимой , т.к. её содержимое разрушается при выключении питания. Постоянная память обеспечивает только чтение данных. Содержимое этой части памяти постоянно и может быть изменено только специальными приёмами. Этоэнергонезависимая память и её содержимое не пропадает при отсутствии питания.К важнейшим характеристикам памяти относятся её ёмкость (объём) и время доступа. Ё мкость памяти - это количество входящих в неё адресуемых элементов (ячеек). Объём основной памяти компьютера во многом определяется потребностями пользователя и устанавливается, исходя из возможностей пользователя и класса решаемых им задач. Следует отметить, что небольшой объем памяти существенно замедляет прохождение задач, вплоть до полной невозможности их решения. Слишком большой объем памяти иметь нерационально, поскольку это увеличивает цену компьютера. Для большинства персональных компьютеров общего назначения в настоящее время объём памяти лежит в пределах 32 Мб256 Мб.Время доступа определяется как интервал времени между моментом возникновения запроса к памяти (с целью чтения или записи информации) и моментом, когда информация прочитана или записана. Типичное значение этой величины для современных микросхем памяти 4*10 -8 с0,5*10 -8 с.
Контроллеры внешних устройств представляют собой программно- управляемые электронные блоки для согласования (сопряжения) внешних и центральных устройств компьютера между собой. Необходимость использования контроллеров вызывается тем, что внешние устройства обычно нельзя непосредственно подключить к центральным. Одной из причин этого является то обстоятельство, что характер сигналов, вырабатываемых или воспринимаемых процессором, как правило, отличается от сигналов, формируемых или воспринимаемых соответствующим внешним устройством. Контроллер и обеспечивает согласование этих сигналов. Кроме того, поскольку контроллер является программно-управляемым средством, то при наличии соответствующего программного обеспечения один и тот же контроллер может обеспечить подключение к компьютеру разных типов внешних устройств. Использование контроллеров несколько усложняет конструкцию компьютера, но при этом возникает возможность легко наращивать его технические возможности.
Системная магистраль (общая шина) служит для передачи сигналов между элементами системной платы. Контроль занятости магистрали и управление прохождением сигналов по ней осуществляется устройством управления системной магистралью. Оно не разрешает обращение к шине в те моменты, когда она уже занята и «регулирует» движение информации по магистрали.
Порты компьютера служат для подключения внешних устройств к центральному блоку.
Завсегдатаи компьютерных магазинов, постоянные читатели журналов «Chip», «Домашний компьютер» и других журналов и газет, специализирующихся на компьютерной тематике, могут этот параграф пропустить. Он для тех, кто мало знаком с компьютерным «железом» и считает, что пора восполнить этот пробел в своем образовании.
Компьютер (он же ПК, ЭВМ) – необходимый и основной элемент реализации любой компьютерной технологии. Для реализации сетевых технологий требуется иметь несколько компьютеров, объединенных в сеть. Состоит из системного блока, монитора, клавиатуры. При работе с графическими операционными системами необходимым для работы техническим средством становится манипулятор «мышь» . Системный блок компьютера не является единым неделимым устройством. Принцип открытой архитектуры , реализованный в современных ПК, позволяет в процессе сборки компьютера из отдельных стандартизованных компонентов добиваться желаемых технических характеристик (быстродействия процессора, объема оперативной памяти и жесткого диска, производительности видеокарты и др.). Таким образом в ПК заложена возможность и его дальнейшей модернизации, а также подключения к нему различных периферийных устройств, повышающих его возможности. Набор устройств, подключаемых к компьютеру, зависит от необходимости решать те или иные задачи и может быть самым разнообразным. Основу системного блока составляет материнская (или системная) плата , на которую монтируются процессор , микросхемы памяти, системы управления (контроллеры) всеми устройствами ПК. В системный блок в виде отдельных плат могут монтироваться внутренние модемы, TV, ЧМ – тюнеры и другие устройства, традиционно относимые к устройствам периферийным, а также в виде отдельных блоков и устройств дисководы для дискет и компакт дисков, дисковые накопители (винчестеры) . Необходимыми компонентами системного блока является блок питания и система вентиляции , состоящая из одного или нескольких вентиляторов.
Мониторы ПК предназначены для визуального отображения результатов работы компьютера. Различают мониторы с электронно-лучевыми трубками (ЭЛТ) и мониторы с жидкокристаллическими экранами (TFT мониторы). Последние имеют следующие преимущества по сравнению с мониторами с ЭЛТ:
У них отсутствует вредное для здоровья рентгеновское излучение, а также они не создают электромагнитных полей, мешающих работе электронных приборов.
В них практически полностью используется рабочая поверхность экрана.
Они, как правило, обладают большей контрастностью и светоотдачей по сравнению с мониторами на ЭЛТ.
Потребляют меньше электроэнергии и отличаются меньшим весом и габаритами.
Работа монитора во многом зависит от производительности видеокарты компьютера и для создания оптимальной системы визуализации важны технические характеристики обоих устройств. Из основных технических характеристик мониторов наиболее существенными считаются размер экрана (диагонали), разрешающая способность (количество светящихся точек – пикселей, на экране), частота смены кадров .
Внешние запоминающие устройства или устройства для работы со сменными дисками (дискетами), компакт дисками (CD-ROM), оптическими дисками (DVD-ROM), и другими носителями информации предназначены для создания архивов файлов и переноса информации с одного компьютера на другой. Могут использоваться для распространения информации (электронные издания на компакт дисках). В современных условиях являются обязательными элементами «стандартной» комплектации ПК.
Принтеры предназначены для печати документов на бумаге или других материалах (например, пленке). Различают матричные, струйные и лазерные принтеры. Первые позволяют организовать наиболее дешевый процесс печати документов, хотя и с недостаточным во многих случаях качеством. Вторые используются для недорогой цветной печати, в том числе и для печати фотографий и графических изображений. Относительно невысокая стоимость делает струйные принтеры основным устройством для печати документов в бытовых условиях. Лазерные принтеры для черно-белой печати дороже струйных, но позволяют получать экономию в процессе эксплуатации из-за низкой стоимости расходных материалов (в пересчете на количество печатаемых при одной заправке страниц). Эти принтеры нашли наиболее широкое применение в современных офисах. Цветные лазерные принтеры используются в издательствах, рекламных агентствах и др. организациях, где значительные начальные вложения в покупку этих дорогостоящих устройств окупаются за счет больших объемов печати цветной графики.
Плоттеры – устройства для широкоформатной печати. Используются при изготовлении плакатов, афиш, чертежей и пр.
Сканеры - устройства для ввода графической информации в компьютер (сканирования документов). Используются для переноса на машинные носители фотоматериалов, полученных традиционными способами, рукописных текстов и других документов с бумажных носителей информации.
Микрофоны, наушники, акустические системы – устройства необходимые для работы со звуком в мультимедийных программах. Могут использоваться для записи и воспроизведения звуковой информации при проведении совещаний, презентаций, просмотре видеоматериалов и пр.
Web-камеры – устройство для записи в память компьютера видеоинформации. Может использоваться при проведении видеоконференций, в видеотелефонии, а также при проведении массовых мероприятий.
Цифровые фотокамеры – автономные устройства дли получения фотоизображений на машинных носителях. Использование в цифровых фотокамерах форматов отображения графической информации традиционных для компьютерной обработки делают перспективным совместное использование цифровых фотокамер и компьютера для создания качественных фотоматериалов.
TV, ЧМ – тюнеры – устройства, позволяющие принимать и воспроизводить на устройствах, подключенных к компьютеру программы радио и телевещания.
Мультимедийные проекторы – устройства для проецирования на экран видеоинформации, аналогичной информации отображаемой монитором. Находят широкое применение при проведении презентаций, конференций, собраний коллектива организации, в выставочной деятельности и т.п.
Назначение устройств, важных для организации работы в сети: модемов, сетевых карт, концентраторов, маршрутизаторов и мостов уже рассматривалось в разделе, посвященном компьютерным сетям.
Источники бесперебойного питания – устройства позволяющие сохранить работоспособность компьютеров при внезапных отключениях электропитания. Необходимы для повышения надежности работы как отдельных компьютеров, так и компьютерных сетей в целом.
Нельзя объять необъятного. MIDI клавиатуры, джойстики и ряд других устройств остались за рамками нашего рассмотрения. Всем желающим получить больший объем информации по данной теме можно рекомендовать читать уже упомянутые выше журналы и страницы Интернета, отражающие новости компьютерного рынка.
К коммуникационным средствам относятся локальные сети. Локальная сеть (Local Area Network, LAN) представляет собой соединение нескольких PC с помощью соответствующего аппаратного и программного обеспечения. Слово «локальная» в этом названии означает, что все соединенные PC находятся, как правило, в одном здании или соседних зданиях. Кроме LAN, существуют и другие сети:
MAN (Metropolitan Area Network). В этой сети основой является соединение систем в пределах города. В качестве области ее применения можно представить компьютеризированную главную управляющую систему или управление информацией о жителях большого города.
WAN (Wide Area Network). В данном случае речь идет о сети, которая может соединять несколько стран.
GAN (Global Area Network) обозначает сеть, которая соединяет континенты.
Естественно, PC может работать в любой из этих сетей. Однако типичной областью его применения является именно локальная сеть. Благодаря открытой архитектуре сети компьютер имеет возможности для подключения в сеть.
Преимущества, которые получит пользователь от объединения в сеть нескольких компьютеров, следующие:
Распределение данных. Данные в сети хранятся на центральном PC и могут быть доступны для любого PC, подключенного к сети, поэтому не надо на каждом рабочем месте иметь накопители для хранения одной и той же информации.
Распределение ресурсов. Периферийные (чаще всего дорогие) устройства могут быть доступны для всех пользователей сети, например, факс или лазерный принтер.
Распределение программ. Все пользователи сети могут иметь доступ к программам, которые были один раз централизованно установлены. Конечно, при этом должна работать сетевая версия соответствующих программ.
Электронная почта. Все пользователи сети могут передавать или принимать сообщения.
На предприятии, имеющем сеть, включающую несколько сотен рабочих мест, должен быть специалист, который отвечает за функционирование всей сети. Такого специалиста называют сетевым администратором.
Для защиты информации в первую очередь необходимы устройства на случай выхода из строя промышленной электрической сети. Для этой цели молено использовать аппаратные средства, например устройство бесперебойного питания компьютера (UPS). Оно действует таким образом, что при падении напряжения питания сеть продолжает функционировать в течение времени, необходимого для организованного отключения от сети всех пользователей и выключения центрального компьютера без потери данных.
В качестве другой меры необходимо иметь в распоряжении дополнительный компьютер, который может заменить вышедший из строя сервер или рабочую станцию.
Так как обычно в сети циркулирует большое количество данных, то необходимо тщательно и планомерно заботиться о защите информации. Например, могут быть установлены дополнительные винчестеры (зеркальные), на которых дублируется информация, или накопители большой емкости (стримеры), с помощью которых обеспечивается планомерное копирование (архивирование) данных.
Кроме того, в сети каждый пользователь может иметь доступ ко всей информации, т.е. прочитать и изменить любые данные. Обычно это нежелательно, и не только из соображений безопасности.
Соответствующие действия пользователей сети регулируются определенными правами доступа, которые устанавливают, какому пользователю разрешено читать или записывать определенные данные. Для разграничения доступа, распределения ресурсов сети и обеспечения сохранности данных необходимо сетевое администрирование.
Способ соединения компьютеров в сети называется топологией. Поэтому прежде чем говорить об отдельных компонентах, мы хотим представить важнейшие топологии сетей.
Прежде всего следует запомнить, что файловый сервер (или просто сервер) - это центральный компьютер всей локальной сети, с которым тем или иным способом связаны рабочие станции (Workstations) - клиенты.
PC - PC (псевдосеть). Самым дешевым, хотя и неэффективным, решением для передачи данных является соединение двух PC через последовательный интерфейс (подобное соединение называют иногда псевдосетью). В этом случае кроме интерфейсов необходим только кабель, соединяющий PC. Этот кабель часто называют кабелем нуль-модема, поскольку связь между двумя PC осуществляется без использования устройства усиления и преобразования переданных и полученных данных.
Как уже упоминалось, существенным преимуществом последовательного интерфейса является то, что кабель для передачи данных может быть намного длиннее, чем для параллельного интерфейса, так как опасность потери данных гораздо меньше. Такой кабель нуль-модема может иметь длину более 100 м и позволяет без проблем соединить два PC.
Имеется целый ряд программ, разработанных для организации обмена данными. Самая известная - LapLink. Эта программа устанавливает связь между двумя PC как через параллельный интерфейс по специальному кабелю, так и через последовательный интерфейс.
Одноранговая сеть. Одноранговая сеть (рис. 7.1 ) не имеет центрального компьютера и работает без резервирования файлов. Некоторые аппаратные средства (винчестеры, приводы CD-ROM) и, прежде всего, дорогие периферийные устройства (сканеры, принтеры и др.), подключенные к отдельным PC, используются совместно на всех рабочих местах. Каждый пользователь одноранговой сети может определить права доступа другим пользователям к информации на своем PC. Механизмом ограничения прав пользователей является возможность блокировки доступа к дискам других периферийных устройств, подключенных к его компьютеру.
Чтобы установить такую сеть, необходимо несколько больше аппаратных средств, чем в случае с псевдосетью. Каждый PC сети должен быть оснащен сетевой картой, а все рабочие места должны соединяться друг с другом кабелями.
Если количество пользователей одноранговой сети превышает 10, ее работа замедляется. В этом случае нужно использовать более мощные PC.
Сеть типа клиент-сервер. Под сетью типа клиент-сервер понимают сеть, в центре которой находится мощный PC (называемый сервером или файловым сервером), соединенный с отдельными рабочими станциями (клиентами). Такое соединение компьютеров называют сетью типа клиент-сервер.
Отдельные рабочие станции используют ресурсы сервера, поэтому могут быть оснащены более скромно. Управление сетью, в смысле управления отдельными рабочими станциями, а также контроль за периферийными устройствами сети, такими как модемы, факсы и т. д., осуществляется специальным мощным сетевым программным обеспечением. Топология таких сетей может быть различной.
Топология «звезда». В сети с топологией «звезда» файловый сервер находится в центре (рис. 7.2 ). Сеть такого типа имеет свои достоинства:
Повреждение кабеля является проблемой для одного конкретного компьютера и в целом не сказывается на работе сети.
Просто выполняется подключение, так как рабочая станция должна соединяться только с сервером.
Надежный механизм защиты от несанкционированного доступа.
Высокая скорость передачи данных от рабочей станции к серверу.
Кроме достоинств, имеются и недостатки. Перечислим их:
Если географически сервер находится не в центре сети, то подключение к нему отдельных удаленных рабочих станций может быть затруднительным и дорогим.
В то время как передача данных от рабочей станции к серверу (и обратно) происходит быстро, скорость передачи данных между отдельными рабочими станциями мала.
Мощность всей сети зависит от возможностей сервера. Если он недостаточно оснащен или плохо сконфигурирован, то будет являться тормозом для всей системы.
Невозможна коммуникация между отдельными рабочими станциями без сервера.
Кольцевая топология. В этом случае все рабочие станции и сервер соединены друг с другом по кольцу, по которому посылаются данные и адрес получателя. Рабочие станции получают соответствующие данные, анализируя адрес посланного сообщения. Топология такой сети показана на рис. 7.3 .
Достоинства:
Так как информация постоянно циркулирует по кругу между последовательно соединенными PC, то существенно сокращается время доступа к этим данным.
Нет ограничений на длину всей сети, т.е. имеет значение только расстояние между отдельными компьютерами.
Недостатки:
Время передачи данных увеличивается пропорционально числу соединенных в кольцо компьютеров.
Каждая рабочая станция причастна к передаче данных. Выход из строя одной станции может парализовать всю сеть, если не используются специальные переходные соединения.
При подключении новых рабочих станций сеть должна быть кратковременно выключена.
Шинная топология. Такая сеть похожа на центральную линию, к которой подключены сервер и отдельные рабочие станции. Шинная топология получила широкое распространение, что, прежде всего, можно объяснить небольшими потребностями в кабеле и высокой скоростью передачи данных.
Для исключения затухания электрического информационного сигнала вследствие переотражений в линии связи такой сети на концах линии устанавливаются специальные заглушки, называемые терминаторами (рис. 7.4 ). Достоинства:
Небольшие затраты на кабели.
Рабочие станции в любой момент времени могут быть установлены или отключены без прерывания работы всей сети.
Рабочие станции могут коммутироваться друг с другом без помощи сервера.
Недостатки:
При обрыве кабеля выходит из строя весь участок сети от места разрыва.
Возможность несанкционированного подключения к сети, поскольку для увеличения числа рабочих станций нет необходимости в прерывании работы сети.
Основой для организации локальной сети являются обычные PC, подключаемые в сеть с помощью карты расширения.
PC, как правило, подключаются в сеть с помощью сетевой карты. Исключение составляет псевдосеть, где PC соединяются с помощью кабеля нуль-модема. Сетевая карта устанавливается в один из свободных слотов материнской платы.
Сетевые карты являются посредниками между PC и сетью и передают данные по системе шин к CPU и РАМ сервера или рабочей станции.
Сетевая карта оборудована собственным процессором и памятью, обычно имеющей объем 8-16 Кбайт.
Кабели. В сети данные циркулируют по кабелям, соединяющим отдельные компьютеры разными способами в зависимости от выбранной топологии сети.
Витая пара - это два изолированных скрученных медных провода. Реальный кабель состоит, как правило, не из одной, а из нескольких витых пар. Для Ethernet используется 8-жильный кабель, т.е. состоящий физически из 4 витых пар.
1-я пара - синий и белый с синими полосками;
2-я пара - оранжевый и белый с оранжевыми полосками;
3-я пара - зеленый и белый с зелеными полосками;
4-я пара - коричневый и белый с коричневыми полосками.
Коаксиальный кабель состоит из центрального проводника (одножильного или многожильного) и внешней экранирующей оплетки. Между ними находится внутренний изолирующий материал. Внешняя изоляция защищает от воздействия окружающей среды. Благодаря хорошей защищенности кабеля от помех с его помощью можно соединять устройства на расстоянии нескольких километров, причем скорость передачи данных составляет 5-10 Мбит/с.
Основной характеристикой коаксиального кабеля является величина волнового сопротивления. Для Ethernet применяют кабель с волновым сопротивлением 50 Ом.
Оптоволоконный кабель. Кабель, проводящий световые волны, известен как оптоволоконный.Он состоит из двух проводов, причем каждый из них может передавать данные только в одном направлении. Информационный сигнал, передаваемый по такому проводу, не подвержен влиянию электрических полей. В каждой оболочке находятся усиливающие волокна в виде слоев пластика.
Скорость передачи данных по оптоволоконному кабелю составляет несколько гигабит в секунду, причем длина кабеля практически не играет никакой роли. Первые проблемы начинаются при длине кабеля около 50 км, что для локальных сетей более чем достаточно. Но вместе с тем это и самый дорогой способ коммуникации, прежде всего он выгоден в области телеконференций.
Подключение компонентов сети. Создание сети на аппаратном уровне завершается соединением всех компонентов сети кабелем в соответствии с ее топологией.
Сеть на тонком Ethernet. После подсоединения всех отрезков кабеля с BNC-коннекторами к Т-коннекторам получится единый кабельный сегмент. На обоих его концах устанавливаются терминаторы (заглушки) (рис. 7.5 ).
Ethernet на витой паре допускает соединение компьютеров на скорости до 100 Мбит. Основным недостатком при данном построении сети является необходимость приобретения специального устройства хаба (англ. hub - накопитель, концентратор), если вы хотите объединить в сеть три и более PC.
Каждый PC должен быть подключен к нему с помощью сегмента кабеля (рис. 7.6 ). Длина каждого сегмента не должна превышать 100 м.
Хаб является центральным устройством в сети на витой паре, от него зависит работоспособность сети. Он подключается к сети электропитания.
Контрольные вопросы
1. Какой тип компьютерной сети используется для объединения устройств в пределах одного здания?
2. Какое устройство необходимо использовать в сети типа Ethernet на витой паре?
3. Какое устройство позволяет обмениваться информацией между PC через аналоговые каналы связи?
4. Какие типы кабелей используются в компьютерных сетях?
5. Какие типы топологий сетей вы знаете?
Информационная технология (ИТ) - совокупность средств и методов сбора, обработки и передачи данных (первичной информации) для получения информации нового качества о состоянии объекта, процесса или явления (информационного продукта).
Цель информационной технологии - производство информации для ее анализа человеком и принятия на его основе решения по выполнению какого-либо действия.
Практическое приложение методов и средств обработки данных может быть различным, поэтому целесообразно выделить глобальную базовые и конкретные информационные технологии.
Глобальная информационная технология включает модели методы и средства, формализующие и позволяющие использовать информационные ресурсы общества.
Базовая информационная технология предназначена для определенной области применения (производство, научные исследования, обучение и т.д.).
Конкретные информационные технологии реализуют обработку данных при решении функциональных задач пользователей (например, задачи учета, планирования, анализа).
Как и все технологии, информационные технологии находятся в постоянном развитии и совершенствовании. Этому способствуют появление новых технических средств, разработка новых концепции, методов организации данных, их передачи, хранения и обработки, форм взаимодействия пользователей с техническими и другими компонентами информационно-вычислительных систем.
Расширение круга лиц, имеющих доступ к информационно-вычислительным ресурсам систем обработки данных, а также использование вычислительных сетей, объединяющих территориально удаленных друг от друга пользователей, особо остро ставят проблему обеспечения надежности данных и защиты их от несанкционированного доступа. В связи с этим современные информационные технологии базируются на концепции использования специальных аппаратных и программных средств, обеспечивающих защиту информации
Следующим шагом в совершенствовании информационных технологий, используемых в организационно-экономическом управлении, является расширение сферы применения баз знаний и соответствующих им систем искусственного интеллекта.
База знаний - важнейший элемент экспертной системы, создаваемой на рабочем месте специалиста управления. Она выступает в роли накопителя знаний в конкретной области профессиональной деятельности и помощника при проведении анализа экономической ситуации в процессе выработки и принятия управленческого решения.
Типы современных компьютеров.
Производители современных компьютеров предлагают достаточно широкую линейку разнообразных моделей компьютеров, которые отличаются между собой не только по производительности, но и по внешнему виду, размерах и назначению. Современные компьютеры бывают следующих типов: настольные, ноутбуки, нетбуки, карманные компьютеры, настольные миникомпьютеры, планшетные компьютеры и игровые приставки.
Настольные компьютеры (стационарные) обычно состоят трех отдельных блоков: монитор, клавиатура и системный блок. Для удобства управления может использоваться манипулятор мышь. В качестве дополнительных (периферийных) устройств к компьютеру могут подключаться: веб-камеры, принтеры, сканеры, колонки, плоттеры и другие устройства.
Настольные миникомпьютеры имеют системный блок меньшего размера.
Ноутбуки (портативные компьютеры) выполняются в виде плоских переносных устройств. Больше всего они подходят для тех людей, чья деятельность связана с постоянными перемещениями. Ноутбук представляет собой единый блок, состоящий из клавиатуры, экрана и системного блока. Высокая стоимость и сложность модернизации являются основными недостатками ноутбука.
Нетбуки по внешнему виду во многом схожи с ноутбуками, но имеют меньший размер и способны выполнять более узкий круг задач, что существенно снижает его стоимость. Этот тип компьютеров больше предназначен для работы в сети Интернет.
Планшетные компьютеры выполнены в виде плоского сенсорного экрана. Для управления планшетным компьютером необходим специальный карандаш - стилус. Карманные компьютеры (миникомпьютеры) имеют компактные размеры, что позволяет их носить в кармане обычных брюк. С помощью такого компьютера можно слушать музыку, смотреть видео, работать в сети Интернет и играть в игры. Высокая стоимость, небольшая мощность и невозможность работы с компьютерной графикой являются основными недостатками карманных компьютеров.
11. Персональный компьютер: назначение, архитектура. Основные устройства ПК, назначения, функции, характеристики.
Компьютер - это многофункциональное электронное устройство, предназначенное для накопления, обработки и передач» информации. Под архитектурой персонального компьютера понимается его логическая организация, структура и ресурсы, т. е. средства вычислительной системы, которые могут быть выделены процессу обработки данных на определенный интервал времени.
Принцип программного управления - программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определенной последовательности.
Принцип однородности памяти - программы и иные хранятся в одной и той же памяти; над командами можно выполнять те же действия, что и над данными!
Принцип адресности - основная память структурно состоит из пронумерованных ячеек.
Архитектура компьютера определяет принцип действия, информационные связи и взаимное соединение сновных логических узлов компьютера, к которым относятся:
центральный процессор;
основная память;
внешняя память;
периферийные устройства.
Конструктивно персональные компьютеры выполнены в виде центрального системного блока, к которому через специальные разъемы присоединяются другие устройства. В состав системного блока входят все основные узлы компьютера:
блок питания;
накопитель на жестком магнитном диске;
накопитель на гибком магнитном диске;
накопитель на оптическом диске;
разъемы для дополнительных устройств.
На системной (материнской) плате в свою очередь размещаются:
микропроцессор;
математический сопроцессор;
генератор тактовых импульсов;
микросхемы памяти;
контроллеры внешних устройств;
звуковая и видеокарты;
Архитектура современных персональных компьютеров основана на магистрально-модульном принципе. Модульный принцип позволяет пользователю самому комплектовать нужную ему конфигурацию компьютера и производить при необходимости ее модернизацию. Модульная организация системы опирается на магистральный принцип обмена информацией. Все контроллеры устройств взаимодействуют с микропроцессором и оперативной памятью через системную магистраль передачи данных, называемую системной шиной. Системная шина выполняется в виде печатного мостика на материнской плате.
Микропроцессор - это центральный блок персонального компьютера, предназначенный для управления работой всех блоков машины и для выполнения арифметических и логических операций над информацией.
Системная шина является основной интерфейсной системой компьютера, обеспечивающей сопряжение и связь всех его устройств между собой. Системная шина обеспечивает три направления передачи информации:
между микропроцессором и основной памятью;
между микропроцессором и портами ввода-вывода внешних устройств;
между основной памятью и портами ввода-вывода внешних устройств.
Порты ввода-вывода всех устройств через соответствующие разъемы (слоты) подключаются к шине либо непосредственно, либо через специальные контроллеры (адаптеры).
Основная память предназначена для хранения и оперативного обмена информацией с прочими блоками компьютера.
Внешняя память используется для долговременного хранения информации, которая может быть в дальнейшем использована для решения задач. Источник питания - это блок, содержащий системы автономного и сетевого питания компьютера.
Таймер - это внутримашинные электронные часы, обеспечивающие автоматический съем текущего момента времени. Таймер подключается к автономному источнику питания и при отключении компьютера от сети продолжает работать.
Внешние устройства компьютера обеспечивают взаимодействие машины с окружающей средой: пользователями, объектами управления и другими компьютерами.
Основными функциональными характеристиками персонального компьютера являются:
производительность, быстродействие, тактовая частота.
имеющееся программное обеспечение и вид операционной системы; тип видеомонитора и видеоадаптера;
Компьютерной информации.
Общие сведения о следах преступлений в сфере
Основным признаком принадлежности следов к преступлениям в сфере компьютерной информации и определения носителей таких следов выступает их образование в результате использования средств компьютерной техники.
Средства компьютерной техники по своему функциональному назначению подразделяются:
1) аппаратные средства (Hard Ware);
2) программные средства (Soft Ware).
Аппаратные средства компьютерной техники представляют собой технические средства, используемые для обработки данных; механическое» электрическое и электронное оборудование, используемое в целях обработки информации. К ним относятся:
1) Компьютер (электронно-вычислительная машина, ЭВМ).
3) Физические носители магнитной информации.
Компьютер (электронно-вычислительная машина. ЭВМ - комплекс технических средств, предназначенных для автоматической обработки информации в процессе решения вычислительных и информационных задач. Компьютеры могут классифицироваться как:
1) Супер - ЭВМ - уникальные по цели создания, быстродействию» объему памяти ЭВМ и вычислительные системы, предназначенные для решения особо сложных задач;
2) Большие ЭВМ - стационарные вычислительные комплексы с большим количеством разнообразных периферийных устройств, которыми оснащаются вычислительные центры.
3) Мини - ЭВМ, микро - ЭВМ, персональные ЭВМ - предназначенные для индивидуального использования ЭВМ, как правило, настольной или переносной комплектации, комплексно состоящие из системного блока с устройством внешней памяти и
накопителем на гибком носителе информации, дисплея (монитора), устройства ввода информации (клавиатуры), обеспечивающего ввод данных и задание команд для обработки информации.
Для решения криминалистических задач следует различать ЭВМ:
(1) по размеру: а) стационарные большие ЭВМ, т.е. стационарно установленные в конкретном помещении и имеющие возможность работать только в данном помещении; б) «настольные» малогабаритные ПЭВМ, т.е. персональные ЭВМ, для установки которых требуется лишь стол и которые могут быть легко перемещены из помещения в помещение в зависимости от потребности пользователя; в) портативные ПЭВМ (наколенный ПК - laptop, блокнотный ПК -notebook, карманный ПК.), т.е. переносные ЭВМ, размером от портфеля до блокнота, обеспечивающие за счет компактных батарейных источников питания возможность работы с ними в любом месте; г) малогабаритные ЭВМ, включенные в механические и/или технологические системы (управляющие полетами, движением, производственным процессом и т.п.);
(2) По наличию или отсутствию у них: а) периферийных устройств; б) средств связи или включения в сеть ЭВМ;
(3) По местонахождению и основной решаемой в сетях задачи: а) компьютер конечного пользователя; б) компьютер администратора сети или системного оператора; в) компьютер, работающий как «хранилище» базы данных; г) компьютер, управляющий в автономном режиме технологическим процессом; д) компьютер, работающий как почтовый «сервер».
В практике расследования компьютерных преступлений наиболее часто приходится иметь дело с персональными компьютерами (ПК, ПЭВМ). При этом он может быть:
Автономно работающим персональным компьютером, т.е. не входящим в какую-либо компьютерную сеть и не иметь систем телекоммуникационных связей, т.е. устройств, позволяющих использовать радио-, телефонные и спутниковые системы связи. Это универсальная однопользовательская машина;
Элементом системы ЭВМ - комплекса, в котором хотя бы одна ЭВМ является элементом системы либо несколько ЭВМ составляют систему;
Входить в локальную вычислительную сеть, связывающую ряд ЭВМ, находящихся в одной локальной зоне. Такая зона может быть ограничена одним или несколькими рядом расположенными зданиями или одной организацией. В этом случае информация передается в виде непрерывного сигнала по кабелям, длина которых может достигать нескольких километров;
Входить в сеть ЭВМ, которая представляет собой неограниченное множество программно совместимых компьютеров, объединенных между собой линиями электросвязи. В «глобальных сетях» вопрос о совместимости различных компьютеров решается с помощью создания специальных ретрансляционных устройств таким образом, чтобы пользователи различного программного обеспечения не имели неудобств при взаимодействии.
Периферийное оборудование - оборудование, имеющее подчиненный по отношению к компьютеру статус, обеспечивающее передачу данных и команд между процессором и пользователем относительно определенного центрального процессора, комплекс внешних устройств ЭВМ, не находящихся под непосредственным управлением центрального процессора. Наиболее распространенными видами такого оборудования являются:
Принтер (печатающее устройство), служит для вывода информации, содержащейся в памяти компьютера, и ее воспроизведения на физическом носителе (бумаге, пленке и т.п.) в форме доступной для восприятия человеком.
Манипулятор является дополнительным устройством для ввода информации. Совместно с клавиатурой он повышает удобство работы пользователя с рядом диалоговых программ, где необходимо быстро перемещать курсор по экрану для выбора пунктов меню иди выделения фрагментов экрана. Одним из таких манипуляторов является «мышь».
Сканер - устройство, позволяющее вводить в ЭВМ изображения в виде текстовой или графической информации.
Модем - устройство для обмена информацией с другими компьютерами через телефонную сеть. Они могут быть внутренними (вставляемыми в системный блок) и внешними (подключаемыми как отдельное устройство).
Факс-модем - сочетает возможности модема и средства обмена факсимильными изображениями с другими факс-модемами
и обычными телефаксными аппаратами.
Физические носители магнитной информации - устройства, предназначенные для хранения информации, используемой при работе с компьютером.
Основным из них является накопитель на жестком диске (винчестер). Он предназначен для постоянного хранения информации, используемой при работе с компьютером. Жесткий диск находится внутри компьютера и является несъемным. При необходимости получения информации с такого диска, ее необходимо копировать на другие носители.
Объем информации, записанной на жестком диске, зависит от его емкости. Сведения об этом диске могут быть получены из технической или справочной документации, где дается характеристика стандартных комплектов различных типов ПЭВМ. Точная информация о технических параметрах конкретного компьютера выдается на монитор при загрузке машины либо по специальному запросу пользователя.
Следует помнить, что при хранении пакетов прикладных программ на жестком диске сама информация по программам (то, что обычно интересует следователя) чаще всего содержится на внешних запоминающих устройствах. Однако в разрозненном виде, отдельно друг от друга ни сам пакет, ни цифровые (текстовые) материалы использованы быть не могут.
Жесткие диски не обеспечивают конфиденциальности информации, если с компьютером работает более одного пользователя. В этом случае для доступа к программам могут быть использованы различные шифры и пароли.
Другим широко распространенным видом носителей информации являются накопители на гибких магнитных дисках (FDD - Floppy Disk Drive). Для работы на таком накопителе используются гибкие диски (ГД) - дискеты.
Дискеты предназначены для долговременного хранения программ или массивов информации, которые загружаются в память компьютера по мере необходимости. С их помощью осуществляются резервирование (копирование) информации, обеспечение конфиденциальности данных, транспортирование (перемещение в пространстве) данных, распространение (тиражирование) информации. Суть и устройство дискет одинаковы. Они различают-
ся по размерам, внешнему виду и оформлению.
Еще одним видом накопителей информации являются магнитные ленты. Они не получили достаточного распространения в профессиональных ЭВМ, так как время доступа к информации на них значительно больше, чем на дискетах. Чаще всего такой тип накопителя используется для дублирования других накопителей и хранения архивированной информации. Такой вид накопителя называют стример.
В последние годы широко внедряется еще один вид накопителей магнитной информации - накопители на оптических дисках. Для их использования компьютер должен быть оборудован специальным устройством - накопителем на оптических дисках.
Принцип работы оптических дисководов основан на использовании луча лазера для записи и чтения информации в цифровом виде. По функциональным признакам НОД делятся на три категории:
Без возможности записи (только для чтения);
С однократной записью и многократным чтением;
С возможностью перезаписи.
С целью повышения надежности хранения информации разрабатываются и другие виды носителей компьютерной информации. В их числе:
Память на цилиндрических магнитных доменах (ЦМД);
Голографическая память.
Однако эти носители информации пока не получили широкого распространения.
Программные средства компьютерной техники - представляют собой объективные формы представления совокупности данных и команд, предназначенных для функционирования компьютеров и компьютерных устройств с целью получения определенного результата, а также подготовленные и зафиксированные на физическом носителе материалы, полученные в ходе их разработок, и порождаемые ими аудиовизуальные отображения.
К ним относятся:
1) Программное обеспечение, представляющее собой совокупность управляющих и обрабатывающих программ, предназначенных для планирования и организации вычислительного процесса автоматизации программирования и отладки программ решения прикладных задач, состоящее из:
Системных программ (операционные системы, программы технического обслуживания: драйверы, программы - оболочки, вспомогательные программы - утилиты);
Прикладных программ (комплекса специализированных программ), предназначенных для решения определенного класса задач, например, редакторы текстов, антивирусные программы и системы, программы защиты от несанкционированного доступа, табличные процессоры, системы управления базами данных (СУБД), графические редакторы, системы автоматизированного проектирования (САПР), интегрированные системы, бухгалтерские программы, программы управления технологическими процессами, автоматизированные рабочие места (АРМ), библиотеки стандартных программ и т.п.;
Инструментальных программ (систем программирования), состоящих из языков программирования: Microsoft Visual C++, Pascal, Borland Pascal, Microsoft Visual Basic, Clipper, Delphi и др., и трансляторов - комплекса программ, обеспечивающих автоматический перевод с аморитмических и символических языков в машинные коды.
2) Машинная информация (информация на машинном носителе) владельца, пользователя, собственника.
В самом общем виде, программные средства, это описания, воспринимаемые ЭВМ, и достаточные для решения на ней определенных задачи. Для составления программ используются искусственные языки, получившие название языков программирования. Обычно ЭВМ воспринимает и выполняет программы, написанные с использованием одного конкретного языка, который является машинным языком данной ЭВМ. Машинным называется язык, состоящий исключительно из символов «О» и «1» и необходимый компьютеру для непосредственного выполнения инструкций и команд. Однако сегодня использование специальных программ может обеспечить возможность для конкретной ЭВМ понять и другие языки программирования - путем перевода текстов, написанных на этих языках, в тексты на машинном языке. Таким образом, существует возможность использования любого языка программирования при наличии средств их реализации на данной ЭВМ.