Основы компьютеров — Введение

Будучи современным ребенком, вы, должно быть, использовали, видели или читали о компьютерах. Это потому, что они являются неотъемлемой частью нашего повседневного существования. Будь то школа, банки, магазины, железнодорожные станции, больница или ваш собственный дом, компьютеры присутствуют везде, что делает нашу работу проще и быстрее для нас. Поскольку они являются такими неотъемлемыми частями нашей жизни, мы должны знать, кто они и как они функционируют. Давайте начнем с определения термина «компьютер» формально.

Буквальное значение компьютера — это устройство, которое может рассчитывать. Тем не менее, современные компьютеры могут сделать гораздо больше, чем рассчитывать. Компьютер — это электронное устройство, которое принимает ввод, сохраняет или обрабатывает ввод в соответствии с инструкциями пользователя и обеспечивает вывод в требуемом формате.

Модель ввода-обработки-вывода

Компьютерный ввод называется данными, а вывод, полученный после его обработки на основании инструкций пользователя, называется информацией . Необработанные факты и цифры, которые могут быть обработаны с использованием арифметических и логических операций для получения информации, называются данными .

Процессы, которые можно применять к данным, бывают двух типов:

• Арифметические операции — Примеры включают вычисления, такие как сложение, вычитание, дифференциалы, квадратный корень и т. Д.

• Логические операции — Примеры включают операции сравнения, такие как больше, меньше, равно, противоположность и т. Д.

Арифметические операции — Примеры включают вычисления, такие как сложение, вычитание, дифференциалы, квадратный корень и т. Д.

Соответствующая цифра для реального компьютера выглядит примерно так:

Основные части компьютера следующие:

• Блок ввода. Такие устройства, как клавиатура и мышь, которые используются для ввода данных и инструкций в компьютер, называются блоком ввода.

• Блок вывода. Такие устройства, как принтер и блок визуального отображения, которые используются для предоставления пользователю информации в нужном формате, называются блоком вывода.

• Блок управления. Как следует из названия, этот блок управляет всеми функциями компьютера. Все устройства или части компьютера взаимодействуют через блок управления.

• Арифметическое логическое устройство — это мозг компьютера, в котором выполняются все арифметические и логические операции.

• Память — Все входные данные, инструкции и промежуточные данные процессов хранятся в памяти. Память бывает двух типов — первичная память и вторичная память . Первичная память находится в CPU, тогда как вторичная память является внешней по отношению к нему.

Блок ввода. Такие устройства, как клавиатура и мышь, которые используются для ввода данных и инструкций в компьютер, называются блоком ввода.

Блок вывода. Такие устройства, как принтер и блок визуального отображения, которые используются для предоставления пользователю информации в нужном формате, называются блоком вывода.

Блок управления. Как следует из названия, этот блок управляет всеми функциями компьютера. Все устройства или части компьютера взаимодействуют через блок управления.

Арифметическое логическое устройство — это мозг компьютера, в котором выполняются все арифметические и логические операции.

Память — Все входные данные, инструкции и промежуточные данные процессов хранятся в памяти. Память бывает двух типов — первичная память и вторичная память . Первичная память находится в CPU, тогда как вторичная память является внешней по отношению к нему.

Блок управления, арифметико-логический блок и память вместе называются центральным процессором или процессором . Компьютерные устройства, такие как клавиатура, мышь, принтер и т. Д., Которые мы можем увидеть и потрогать, являются аппаратными компонентами компьютера. Набор инструкций или программ, которые заставляют компьютер функционировать с использованием этих аппаратных компонентов, называется программным обеспечением . Мы не можем видеть или касаться программного обеспечения. Для работы компьютера необходимы как аппаратные, так и программные средства.

Характеристики компьютера

Чтобы понять, почему компьютеры так важны в нашей жизни, давайте рассмотрим некоторые из их характеристик.

• Скорость — Как правило, компьютер может выполнять 3-4 миллиона инструкций в секунду.

• Точность — компьютеры демонстрируют очень высокую степень точности. Ошибки, которые могут возникнуть, как правило, связаны с неточными данными, неправильными инструкциями или ошибками в микросхемах — все это человеческие ошибки.

• Надежность — компьютеры могут выполнять одну и ту же работу многократно, не вызывая ошибок из-за усталости или скуки, которые очень распространены среди людей.

• Универсальность — компьютеры могут выполнять широкий спектр работ — от ввода данных и бронирования билетов до сложных математических расчетов и непрерывных астрономических наблюдений. Если вы можете ввести необходимые данные с правильными инструкциями, компьютер выполнит обработку.

• Емкость хранилища — компьютеры могут хранить очень большой объем данных за долю от стоимости традиционного хранилища файлов. Кроме того, данные защищены от нормального износа, связанного с бумагой.

Скорость — Как правило, компьютер может выполнять 3-4 миллиона инструкций в секунду.

Точность — компьютеры демонстрируют очень высокую степень точности. Ошибки, которые могут возникнуть, как правило, связаны с неточными данными, неправильными инструкциями или ошибками в микросхемах — все это человеческие ошибки.

Надежность — компьютеры могут выполнять одну и ту же работу многократно, не вызывая ошибок из-за усталости или скуки, которые очень распространены среди людей.

Универсальность — компьютеры могут выполнять широкий спектр работ — от ввода данных и бронирования билетов до сложных математических расчетов и непрерывных астрономических наблюдений. Если вы можете ввести необходимые данные с правильными инструкциями, компьютер выполнит обработку.

Емкость хранилища — компьютеры могут хранить очень большой объем данных за долю от стоимости традиционного хранилища файлов. Кроме того, данные защищены от нормального износа, связанного с бумагой.

Преимущества использования компьютера

Теперь, когда мы знаем характеристики компьютеров, мы видим преимущества, которые предоставляют компьютеры.

• Компьютеры могут повторять одну и ту же задачу с одинаковой точностью.

• Компьютеры не устают и не скучают.

• Компьютеры могут выполнять рутинные задачи, высвобождая человеческие ресурсы для более интеллектуальных функций.

Компьютеры могут повторять одну и ту же задачу с одинаковой точностью.

Компьютеры не устают и не скучают.

Компьютеры могут выполнять рутинные задачи, высвобождая человеческие ресурсы для более интеллектуальных функций.

Недостатки использования компьютера

Несмотря на множество преимуществ, у компьютеров есть свои недостатки:

• У компьютеров нет интеллекта; они следуют инструкциям вслепую, не задумываясь о результате.

• Регулярное электроснабжение необходимо для работы компьютеров, что может оказаться затруднительным везде, особенно в развивающихся странах.

У компьютеров нет интеллекта; они следуют инструкциям вслепую, не задумываясь о результате.

Регулярное электроснабжение необходимо для работы компьютеров, что может оказаться затруднительным везде, особенно в развивающихся странах.

Загрузка

Запуск компьютера или встроенного в компьютер устройства называется загрузкой . Загрузка происходит в два этапа —

• Включение питания
• Загрузка операционной системы в основную память компьютера
• Поддержание готовности всех приложений в случае необходимости пользователем

Первая программа или набор инструкций, которые запускаются при включении компьютера, называется BIOS или Basic Input Output System . BIOS — это микропрограмма , то есть часть программного обеспечения, постоянно запрограммированная в аппаратном обеспечении.

Если система уже запущена, но ее необходимо перезапустить, это называется перезагрузкой . Перезагрузка может потребоваться, если установлено программное или аппаратное обеспечение или система работает необычно медленно.

Есть два типа загрузки —

• Холодная загрузка — когда система запускается при включении питания, она называется холодной загрузкой. Следующим шагом в холодной загрузке является загрузка BIOS.

• Горячая загрузка — когда система уже запущена и ее необходимо перезапустить или перезагрузить, она называется «горячей» загрузкой. Горячая загрузка выполняется быстрее, чем холодная загрузка, поскольку BIOS не перезагружается.

Холодная загрузка — когда система запускается при включении питания, она называется холодной загрузкой. Следующим шагом в холодной загрузке является загрузка BIOS.

Горячая загрузка — когда система уже запущена и ее необходимо перезапустить или перезагрузить, она называется «горячей» загрузкой. Горячая загрузка выполняется быстрее, чем холодная загрузка, поскольку BIOS не перезагружается.

Основы компьютеров — классификация

Исторически компьютеры были классифицированы в соответствии с типами процессоров, потому что развитие в процессоре и скорости обработки были ориентирами развития. Самые ранние компьютеры использовали вакуумные трубки для обработки, были огромными и часто ломались. Однако, поскольку вакуумные трубки были заменены транзисторами, а затем микросхемами, их размер уменьшился, а скорости обработки увеличились в разы.

Все современные компьютеры и вычислительные устройства используют микропроцессоры, чьи скорости и объемы памяти стремительно растут день ото дня. Эталоном для компьютеров в настоящее время является их размер. Компьютеры теперь классифицируются на основе их использования или размера —

• рабочий стол
• портативный компьютер
• таблетка
• сервер
• мэйнфреймов
• Суперкомпьютер

Давайте посмотрим на все эти типы компьютеров в деталях.

рабочий стол

Настольные компьютеры — это персональные компьютеры (ПК), предназначенные для использования человеком в определенном месте. IBM была первым компьютером, который представил и популяризировал использование настольных компьютеров. Настольное устройство обычно имеет центральный процессор, монитор, клавиатуру и мышь. Внедрение настольных компьютеров способствовало популяризации компьютеров среди простых людей, так как это было компактно и доступно.

На волне популярности настольных компьютеров многие программные и аппаратные устройства были разработаны специально для домашнего или офисного пользователя. Главным соображением дизайна здесь было удобство для пользователя.

портативный компьютер

Несмотря на огромную популярность, настольные компьютеры в 2000-х годах уступили место более компактному и портативному персональному компьютеру под названием ноутбук. Ноутбуки также называют ноутбуками или просто ноутбуками . Ноутбуки работают от батарей и подключаются к сетям с помощью чипов Wi-Fi (Wireless Fidelity). У них также есть микросхемы для энергоэффективности, чтобы они могли экономить электроэнергию, когда это возможно, и имели более длительный срок службы.

Современные ноутбуки обладают достаточной вычислительной мощностью и объемом памяти, чтобы использовать их для любой офисной работы, разработки веб-сайтов, разработки программного обеспечения и даже редактирования аудио / видео.

таблетка

После ноутбуков компьютеры были дополнительно миниатюрны для разработки машин, которые имеют вычислительную мощность рабочего стола, но достаточно малы, чтобы их можно было держать в ладони. Таблетки имеют сенсорный экран размером от 5 до 10 дюймов, где один палец используется для прикосновения к значкам и запуска приложений.

Клавиатура также отображается практически всякий раз, когда требуется и используется с сенсорными штрихами. Приложения, которые запускаются на планшетах, называются приложениями . Они используют операционные системы Microsoft (Windows 8 и более поздние версии) или Google (Android). Компьютеры Apple разработали свой собственный планшет под названием iPad, который использует собственную ОС под названием iOS .

сервер

Серверы — это компьютеры с высокой скоростью обработки, которые предоставляют одну или несколько услуг другим системам в сети . Они могут иметь или не иметь прикрепленные к ним экраны. Группа компьютеров или цифровых устройств, соединенных вместе для совместного использования ресурсов, называется сетью .

Серверы обладают высокой вычислительной мощностью и могут обрабатывать несколько запросов одновременно. Наиболее часто встречающиеся серверы в сети включают:

• Файл или сервер хранения
• Игровой сервер
• Сервер приложений
• Сервер базы данных
• Почтовый сервер
• Сервер печати

мэйнфреймов

Мэйнфреймы — это компьютеры, используемые такими организациями, как банки, авиакомпании и железные дороги, для обработки миллионов и триллионов онлайн-транзакций в секунду. Важными особенностями мэйнфреймов являются —

• Большой размер
• В сотни раз быстрее, чем серверы, обычно сотни мегабайт в секунду
• Очень дорого
• Используйте проприетарную ОС, предоставленную производителями
• Встроенные аппаратные, программные и встроенные функции безопасности

Суперкомпьютер

Суперкомпьютеры — самые быстрые компьютеры на Земле. Они используются для выполнения сложных, быстрых и трудоемких расчетов для научных и инженерных приложений. Скорость или производительность суперкомпьютера измеряется в терафлопсах, то есть 1012 операций с плавающей запятой в секунду.

Китайский суперкомпьютер Sunway TaihuLight является самым быстрым суперкомпьютером в мире с рейтингом 93 петафлопс в секунду, то есть 93 квадриллиона операций с плавающей запятой в секунду.

Наиболее распространенное использование суперкомпьютеров включает в себя —

• Молекулярное картирование и исследования
• Прогноз погоды
• Экологические исследования
• Разведка нефти и газа

Baiscs of Computer — Концепции программного обеспечения

Как вы знаете, аппаратные устройства нуждаются в инструкциях пользователя для работы. Набор инструкций, которые достигают единственного результата, называют программой или процедурой. Многие программы, работающие вместе для выполнения задачи, создают программное обеспечение .

Например, программное обеспечение для обработки текстов позволяет пользователю создавать, редактировать и сохранять документы. Веб-браузер позволяет пользователю просматривать и обмениваться веб-страницами и мультимедийными файлами. Есть две категории программного обеспечения —

• Программное обеспечение
• Программное обеспечение
• Утилита Программное обеспечение

Давайте обсудим их подробно.

Программное обеспечение

Программное обеспечение, необходимое для запуска аппаратных частей компьютера и другого прикладного программного обеспечения, называется системным программным обеспечением . Системное программное обеспечение действует как интерфейс между аппаратными и пользовательскими приложениями. Необходим интерфейс, потому что аппаратные устройства или машины и люди говорят на разных языках.

Машины понимают только двоичный язык, то есть 0 (отсутствие электрического сигнала) и 1 (наличие электрического сигнала), в то время как люди говорят на английском, французском, немецком, тамильском, хинди и многих других языках. Английский является преобладающим языком общения с компьютерами. Программное обеспечение требуется для преобразования всех человеческих инструкций в понятные для машины инструкции. И это именно то, что делает системное программное обеспечение.

Основываясь на своих функциях, системное программное обеспечение бывает четырех типов:

• Операционная система
• Языковой процессор
• Драйверы устройств

Операционная система

Системное программное обеспечение, которое отвечает за функционирование всех аппаратных частей и их совместимость для успешного выполнения задач, называется операционной системой (ОС) . ОС — это первое программное обеспечение, которое загружается в память компьютера, когда компьютер включен, и это называется загрузкой . ОС управляет основными функциями компьютера, такими как хранение данных в памяти, извлечение файлов с устройств хранения, планирование задач на основе приоритетов и т. Д.

Языковой процессор

Как обсуждалось ранее, важной функцией системного программного обеспечения является преобразование всех пользовательских инструкций в понятный для машин язык. Когда мы говорим о взаимодействии человека с машиной, языки бывают трех типов:

• Язык машинного уровня. Этот язык — не что иное, как строка 0 и 1, которую могут понять машины. Это полностью зависит от машины.

• Язык на уровне ассемблера — этот язык вводит уровень абстракции, определяя мнемонику . Мнемоники — это английские слова или символы, используемые для обозначения длинной строки 0 и 1. Например, слово «READ» может быть определено, чтобы означать, что компьютер должен извлекать данные из памяти. Полная инструкция также скажет адрес памяти. Язык ассемблера зависит от машины .

• Язык высокого уровня — этот язык использует английские операторы и полностью независим от машин. Программы, написанные на языках высокого уровня, легко создавать, читать и понимать.

Язык машинного уровня. Этот язык — не что иное, как строка 0 и 1, которую могут понять машины. Это полностью зависит от машины.

Язык на уровне ассемблера — этот язык вводит уровень абстракции, определяя мнемонику . Мнемоники — это английские слова или символы, используемые для обозначения длинной строки 0 и 1. Например, слово «READ» может быть определено, чтобы означать, что компьютер должен извлекать данные из памяти. Полная инструкция также скажет адрес памяти. Язык ассемблера зависит от машины .

Язык высокого уровня — этот язык использует английские операторы и полностью независим от машин. Программы, написанные на языках высокого уровня, легко создавать, читать и понимать.

Программа, написанная на языках программирования высокого уровня, таких как Java, C ++ и т. Д., Называется исходным кодом . Набор инструкций в машиночитаемой форме называется объектным кодом или машинным кодом . Системное программное обеспечение, которое преобразует исходный код в объектный код, называется языковым процессором . Существует три типа переводчиков языка:

• Ассемблер — Преобразует программу уровня сборки в программу уровня машины.

• Интерпретатор — Преобразовывает программы высокого уровня в программу уровня машины построчно.

• Компилятор — Преобразовывает программы высокого уровня в программы уровня машины за один раз, а не построчно.

Ассемблер — Преобразует программу уровня сборки в программу уровня машины.

Интерпретатор — Преобразовывает программы высокого уровня в программу уровня машины построчно.

Компилятор — Преобразовывает программы высокого уровня в программы уровня машины за один раз, а не построчно.

Драйверы устройств

Системное программное обеспечение, которое контролирует и контролирует работу определенного устройства на компьютере, называется драйвером устройства . Каждое устройство, такое как принтер, сканер, микрофон, динамик и т. Д., Которые необходимо подключить к системе извне, имеет определенный драйвер, связанный с ним. Когда вы подключаете новое устройство, вам необходимо установить его драйвер, чтобы ОС знала, как им управлять.

Программное обеспечение

Программное обеспечение, которое выполняет одну задачу и ничего больше, называется прикладным программным обеспечением . Прикладное программное обеспечение очень специализировано в их функции и подходе к решению проблемы. Таким образом, программное обеспечение для работы с электронными таблицами может выполнять только операции с числами и ничего больше. Программное обеспечение управления больницей будет управлять деятельностью больницы и ничего больше. Вот некоторые часто используемые прикладные программы —

• Обработка текста
• таблица
• презентация
• Управление базой данных
• Мультимедийные инструменты

Утилита Программное обеспечение

Прикладное программное обеспечение, которое помогает системному программному обеспечению выполнять свою работу, называется служебным программным обеспечением . Таким образом, служебное программное обеспечение — это нечто среднее между системным программным обеспечением и прикладным программным обеспечением. Примеры служебного программного обеспечения включают в себя —

• Антивирусное программное обеспечение
• Инструменты управления дисками
• Инструменты управления файлами
• Инструменты сжатия
• Инструменты резервного копирования

Основы компьютеров — Система S / W

Как вы знаете, системное программное обеспечение действует как интерфейс для базовой аппаратной системы. Здесь мы обсудим некоторые важные системные программы в деталях.

Операционная система

Операционная система (ОС) — это линия жизни компьютера. Вы подключаете все основные устройства, такие как процессор, монитор, клавиатура и мышь; подключите блок питания и включите его, думая, что у вас есть все на месте. Но компьютер не запустится или не оживет, если в нем не будет установлена ​​операционная система, потому что ОС —

• Сохраняет все детали оборудования в состоянии готовности следовать инструкциям пользователя
• Координаты между различными устройствами
• Планирует несколько задач в соответствии с приоритетом
• Распределяет ресурс для каждой задачи
• Включает компьютер для доступа к сети
• Позволяет пользователям получать доступ и использовать прикладное программное обеспечение

Помимо начальной загрузки, это некоторые из функций операционной системы —

• Управление компьютерными ресурсами, такими как оборудование, программное обеспечение, общие ресурсы и т. Д.
• Распределение ресурсов
• Предотвратить ошибку во время использования программного обеспечения
• Контролировать неправильное использование компьютера

Одной из первых операционных систем была MS-DOS, разработанная Microsoft для IBM PC. Это была ОС с интерфейсом командной строки (CLI), которая произвела революцию на рынке ПК. DOS было сложно использовать из-за его интерфейса. Пользователи должны были помнить инструкции, чтобы сделать их задачи. Чтобы сделать компьютеры более доступными и удобными для пользователя, Microsoft разработала ОС на основе графического интерфейса пользователя (GUI) под названием Windows , которая изменила способы использования компьютеров людьми.

ассемблер

Ассемблер — это системное программное обеспечение, которое преобразует программы уровня сборки в код уровня машины.

Это преимущества, предоставляемые программированием на уровне сборки —

• Повышает эффективность работы программиста, так как запоминать мнемонику проще
• Производительность увеличивается по мере уменьшения количества ошибок и, следовательно, времени отладки.
• Программист имеет доступ к аппаратным ресурсам и, следовательно, имеет гибкость в написании программ, настроенных для конкретного компьютера

переводчик

Основным преимуществом языка ассемблера была его способность оптимизировать использование памяти и аппаратное обеспечение. Тем не менее, с развитием технологий у компьютеров стало больше памяти и более качественные аппаратные компоненты. Поэтому легкость написания программ стала важнее, чем оптимизация памяти и других аппаратных ресурсов.

Кроме того, возникла необходимость в том, чтобы исключить программирование из нескольких подготовленных ученых и программистов, чтобы компьютеры можно было использовать в других областях. Это привело к разработке языков высокого уровня, которые было легко понять из-за сходства команд с английским языком.

Системное программное обеспечение, используемое для построчного перевода исходного кода языка высокого уровня в код объекта языка машинного уровня, называется интерпретатором . Интерпретатор берет каждую строку кода, преобразует ее в машинный код и сохраняет в объектном файле.

Преимущество использования интерпретатора заключается в том, что его очень легко написать, и он не требует большого пространства памяти. Однако при использовании интерпретаторов существует серьезный недостаток, т. Е. Выполнение интерпретируемых программ занимает много времени. Чтобы преодолеть этот недостаток , особенно для больших программ, были разработаны компиляторы .

составитель

Системное программное обеспечение, которое хранит полную программу, сканирует ее, переводит всю программу в объектный код и затем создает исполняемый код, называется компилятором. На первый взгляд, компиляторы сравниваются с интерпретаторами, потому что они —

• более сложны, чем переводчики
• нужно больше памяти
• займет больше времени в компиляции исходного кода

Однако скомпилированные программы очень быстро выполняются на компьютерах. На следующем рисунке показан пошаговый процесс преобразования исходного кода в исполняемый код.

Это шаги по компиляции исходного кода в исполняемый код —

• Предварительная обработка. На этом этапе интерпретируются инструкции препроцессора, обычно используемые такими языками, как C и C ++, т.е. преобразуются в язык ассемблера.

• Лексический анализ — здесь все инструкции преобразуются в лексические единицы, такие как константы, переменные, арифметические символы и т. Д.

• Синтаксический анализ. Здесь проверяются все инструкции на предмет соответствия грамматическим правилам языка. Если есть ошибки, компилятор попросит вас исправить их, прежде чем вы сможете продолжить.

• Компиляция — на этом этапе исходный код преобразуется в объектный код .

• Связывание — если есть какие-либо ссылки на внешние файлы или библиотеки, адреса их исполняемых файлов будут добавлены в программу. Кроме того, если код необходимо переставить для фактического выполнения, они будут переставлены. Окончательный вывод — это исполняемый код, который готов к выполнению.

Предварительная обработка. На этом этапе интерпретируются инструкции препроцессора, обычно используемые такими языками, как C и C ++, т.е. преобразуются в язык ассемблера.

Лексический анализ — здесь все инструкции преобразуются в лексические единицы, такие как константы, переменные, арифметические символы и т. Д.

Синтаксический анализ. Здесь проверяются все инструкции на предмет соответствия грамматическим правилам языка. Если есть ошибки, компилятор попросит вас исправить их, прежде чем вы сможете продолжить.

Компиляция — на этом этапе исходный код преобразуется в объектный код .

Связывание — если есть какие-либо ссылки на внешние файлы или библиотеки, адреса их исполняемых файлов будут добавлены в программу. Кроме того, если код необходимо переставить для фактического выполнения, они будут переставлены. Окончательный вывод — это исполняемый код, который готов к выполнению.

Основы компьютеров — Функции ОС

Как известно, операционная система отвечает за функционирование компьютерной системы. Для этого он выполняет эти три широкие категории деятельности —

• Основные функции — обеспечивает оптимальное и эффективное использование ресурсов

• Функции мониторинга — контролирует и собирает информацию, связанную с производительностью системы

• Сервисные функции — Предоставляет услуги пользователям

Основные функции — обеспечивает оптимальное и эффективное использование ресурсов

Функции мониторинга — контролирует и собирает информацию, связанную с производительностью системы

Сервисные функции — Предоставляет услуги пользователям

Давайте посмотрим на некоторые из наиболее важных функций, связанных с этими видами деятельности.

Управление процессором

Управление процессором компьютера для обеспечения его оптимального использования называется управлением процессором . Управление процессором в основном включает выделение процессорного времени для задач, которые необходимо выполнить. Это называется планированием работы . Рабочие места должны быть запланированы таким образом, чтобы —

• Максимальное использование процессора
• Время выполнения, т. Е. Время, необходимое для выполнения каждой работы, минимально
• Время ожидания минимально
• Каждая работа получает максимально быстрое время отклика
• Максимальная пропускная способность достигается, где пропускная способность — это среднее время, необходимое для выполнения каждой задачи.

Существует два метода планирования заданий, выполняемых операционными системами.

• Упреждающее планирование
• Неприоритетное планирование

Упреждающее планирование

В этом типе планирования следующее задание, выполняемое процессором, может быть запланировано до завершения текущего задания. Если появляется задание с более высоким приоритетом, процессор может быть вынужден отменить текущее задание и перейти к следующему заданию. Есть два метода планирования, которые используют упреждающее планирование —

• Планирование циклического перебора — определяется небольшая единица времени, называемая интервалом времени, и каждая программа получает только один интервал времени за раз. Если он не завершен в течение этого времени, он должен в конце присоединиться к очереди заданий и подождать, пока все программы не получат один временной интервал. Преимущество здесь в том, что все программы получают равные возможности. Недостатком является то, что если программа завершает выполнение до того, как отрезок времени закончится, ЦП не используется в течение остальной части продолжительности.

• Планирование соотношения ответов — Коэффициент отклика определяется как

  $$ \ frac {Истекшее время \: время} {Выполнение \: время \: получено} $$

  Работа с более коротким временем отклика получает более высокий приоритет. Таким образом, большая программа может ждать, даже если она была запрошена раньше, чем более короткая программа. Это улучшает пропускную способность процессора.

Планирование циклического перебора — определяется небольшая единица времени, называемая интервалом времени, и каждая программа получает только один интервал времени за раз. Если он не завершен в течение этого времени, он должен в конце присоединиться к очереди заданий и подождать, пока все программы не получат один временной интервал. Преимущество здесь в том, что все программы получают равные возможности. Недостатком является то, что если программа завершает выполнение до того, как отрезок времени закончится, ЦП не используется в течение остальной части продолжительности.

Планирование соотношения ответов — Коэффициент отклика определяется как

$$ \ frac {Истекшее время \: время} {Выполнение \: время \: получено} $$

Работа с более коротким временем отклика получает более высокий приоритет. Таким образом, большая программа может ждать, даже если она была запрошена раньше, чем более короткая программа. Это улучшает пропускную способность процессора.

Непрерывное планирование

В этом типе планирования решения о планировании работы принимаются только после завершения текущей работы. Работа никогда не прерывается, чтобы дать приоритет более приоритетным работам. Методы планирования, которые используют неперегрузочное планирование:

• Планирование обслуживания по принципу «первым пришел — первым обслужен» — это самый простой метод, когда первая программа, выдавшая запрос, завершается первой.

• Кратчайшее расписание следующего планирования — здесь запланировано задание, для выполнения которого требуется наименьшее количество времени.

• Планирование крайнего срока — Задание с самым ранним крайним сроком запланировано для выполнения следующим.

Планирование обслуживания по принципу «первым пришел — первым обслужен» — это самый простой метод, когда первая программа, выдавшая запрос, завершается первой.

Кратчайшее расписание следующего планирования — здесь запланировано задание, для выполнения которого требуется наименьшее количество времени.

Планирование крайнего срока — Задание с самым ранним крайним сроком запланировано для выполнения следующим.

Управление памятью

Процесс регулирования памяти компьютера и использования методов оптимизации для повышения общей производительности системы называется управлением памятью . Пространство памяти очень важно в современной вычислительной среде, поэтому управление памятью играет важную роль в операционных системах.

Как известно, компьютеры имеют два типа памяти — основной и дополнительный . Первичная память быстрая, но дорогая, а вторичная память дешевая, но медленнее . ОС должна соблюдать баланс между этими двумя показателями, чтобы гарантировать, что производительность системы не пострадает из-за очень меньшего количества первичной памяти, или системные затраты не возрастут из-за слишком большого количества первичной памяти.

Входные и выходные данные, пользовательские инструкции и данные, промежуточные для выполнения программы, должны быть сохранены, доступны и эффективно извлечены для обеспечения высокой производительности системы. Как только программный запрос принят, ОС распределяет его первичные и вторичные области хранения согласно требованию. По завершении выполнения выделенное ему пространство памяти освобождается. ОС использует множество методов управления хранилищем, чтобы отслеживать все выделенные или свободные места хранения.

Непрерывное распределение памяти

Это самый простой метод выделения дискового пространства, при котором смежные области памяти назначаются каждой программе. ОС должна оценить объем памяти, необходимый для полного процесса перед выделением.

Несмежное распределение памяти

Как следует из названия, программы и связанные данные не должны храниться в смежных местах. Программа разделена на более мелкие компоненты, и каждый компонент хранится в отдельном месте. В таблице хранится запись о том, где хранится каждый компонент программы. Когда процессору требуется доступ к любому компоненту, ОС предоставляет доступ с использованием этой таблицы распределения.

В реальном сценарии первичной памяти может быть недостаточно для хранения всей программы. В этом случае ОС использует метод виртуального хранилища , где программа физически хранится во вторичной памяти, но, похоже, хранится в первичной памяти. Это приводит к минимальной временной задержке при доступе к программным компонентам. Есть два подхода к виртуальным хранилищам —

• Пейджинг программы — программа разбивается на страницу фиксированного размера и сохраняется во вторичной памяти. Страницам присваивается логический адрес или виртуальный адрес от 0 до n. Таблица страниц отображает логические адреса на физические адреса, которые используются для извлечения страниц при необходимости.

• Сегментация программы — Программа разбивается на логические единицы, называемые сегментами , с присвоенным логическим адресом от 0 до n и хранится во вторичной памяти. Таблица сегментов используется для загрузки сегментов из вторичной памяти в первичную память.

Пейджинг программы — программа разбивается на страницу фиксированного размера и сохраняется во вторичной памяти. Страницам присваивается логический адрес или виртуальный адрес от 0 до n. Таблица страниц отображает логические адреса на физические адреса, которые используются для извлечения страниц при необходимости.

Сегментация программы — Программа разбивается на логические единицы, называемые сегментами , с присвоенным логическим адресом от 0 до n и хранится во вторичной памяти. Таблица сегментов используется для загрузки сегментов из вторичной памяти в первичную память.

Операционные системы обычно используют комбинацию сегментации страниц и программ для оптимизации использования памяти. Большой программный сегмент может быть разбит на страницы, или более чем один маленький сегмент может быть сохранен как одна страница.

Управление файлами

Данные и информация хранятся на компьютерах в виде файлов. Управление файловой системой, позволяющее пользователям безопасно и правильно хранить свои данные, является важной функцией операционных систем. Управление файловыми системами с помощью ОС называется управлением файлами . Управление файлами требуется для предоставления инструментов для этих действий, связанных с файлами —

• Создание новых файлов для хранения данных
• обновление
• разделение
• Защита данных с помощью паролей и шифрования
• Восстановление в случае сбоя системы

Управление устройством

Процесс внедрения, эксплуатации и обслуживания устройства операционной системой называется управлением устройством . Операционная система использует служебное программное обеспечение, называемое драйвером устройства, в качестве интерфейса к устройству.

Когда многие процессы обращаются к устройствам или запрашивают доступ к устройствам, ОС управляет устройствами таким образом, чтобы эффективно распределять устройства между всеми процессами. Обрабатывает устройства доступа через интерфейс системных вызовов, интерфейс программирования, предоставляемый ОС.

Основы компьютеров — Типы ОС

Компьютеры и вычислительные технологии развивались на протяжении многих лет, поэтому их использование во многих областях. Чтобы соответствовать растущим требованиям, все больше и больше настраиваемого программного обеспечения наводнили рынок. Поскольку для работы каждого программного обеспечения требуется операционная система, с течением времени операционные системы также развивались, чтобы удовлетворить растущий спрос на их методы и возможности. Здесь мы обсудим некоторые распространенные типы ОС, основанные на их методах работы, а также некоторые широко используемые ОС.

ОС с графическим интерфейсом

GUI является аббревиатурой от графического интерфейса пользователя. Операционная система, которая представляет интерфейс, содержащий графику и значки, называется ОС с графическим интерфейсом . ОС GUI очень проста в навигации и использовании, поскольку пользователям не нужно запоминать команды, которые должны быть даны для выполнения каждой задачи. Примеры ОС с графическим интерфейсом включают Windows, MacOS, Ubuntu и т. Д.

ОС с разделением времени

Операционные системы, которые планируют задачи для эффективного использования процессора, называются ОС с разделением времени . Совместное использование времени или многозадачность используется операционными системами, когда нескольким пользователям, расположенным на разных терминалах, требуется процессорное время для выполнения своих задач. Многие методы планирования, такие как циклическое планирование и кратчайшее планирование следующего задания, используются ОС с разделением времени.

ОС реального времени

Операционная система, которая гарантирует обработку текущих событий или данных и доставку результатов в течение установленного промежутка времени, называется ОС реального времени . Это может быть однозадачность или многозадачность.

Распределенная ОС

Операционная система, которая управляет многими компьютерами, но предоставляет пользователю интерфейс одного компьютера, называется распределенной ОС . Такой тип ОС требуется, когда вычислительные требования не могут быть выполнены одним компьютером, и необходимо использовать больше систем. Взаимодействие с пользователем ограничено одной системой; это ОС, которая распределяет работу по нескольким системам, а затем представляет консолидированный вывод, как будто один компьютер работал над проблемой.

Популярные операционные системы

Изначально на компьютерах не было операционных систем. Каждая программа нуждалась в полных технических характеристиках оборудования для правильной работы, поскольку управление самими процессорами, памятью и устройствами осуществлялось самими программами. Однако по мере разработки сложного оборудования и более сложных прикладных программ операционные системы становились необходимыми. Поскольку персональные компьютеры стали популярными среди частных лиц и малых предприятий, спрос на стандартную операционную систему вырос. Давайте посмотрим на некоторые из популярных в настоящее время операционных систем —

• Windows — Windows — это операционная система с графическим интерфейсом, впервые разработанная Microsoft в 1985 году. Последняя версия Windows — Windows 10. Windows используется почти 88% компьютеров и ноутбуков во всем мире.

• Linux — Linux — операционная система с открытым исходным кодом, в основном используемая мэйнфреймами суперкомпьютеров. Быть открытым исходным кодом означает, что его код доступен бесплатно, и любой может разработать новую ОС на его основе.

• BOSS — Bharat Operating System Solutions — это индийский дистрибутив Linux на основе операционной системы Debian. Он локализован для использования местных индийских языков. БОСС состоит из —

• Ядро Linux
• Пакет офисных приложений BharteeyaOO
• веб-браузер
• Почтовый сервис Thunderbird
• Приложение чата Pidgim
• Приложения для обмена файлами
• Мультимедийные приложения

Windows — Windows — это операционная система с графическим интерфейсом, впервые разработанная Microsoft в 1985 году. Последняя версия Windows — Windows 10. Windows используется почти 88% компьютеров и ноутбуков во всем мире.

Linux — Linux — операционная система с открытым исходным кодом, в основном используемая мэйнфреймами суперкомпьютеров. Быть открытым исходным кодом означает, что его код доступен бесплатно, и любой может разработать новую ОС на его основе.

BOSS — Bharat Operating System Solutions — это индийский дистрибутив Linux на основе операционной системы Debian. Он локализован для использования местных индийских языков. БОСС состоит из —

Мобильная ОС

Операционная система для смартфонов, планшетов и других мобильных устройств называется мобильной ОС . Некоторые из самых популярных ОС для мобильных устройств включают в себя:

• Android — эта ОС на базе Linux от Google является самой популярной мобильной ОС на данный момент. Почти 85% мобильных устройств используют его.

• Windows Phone 7 — это новейшая мобильная ОС, разработанная Microsoft.

• Apple iOS — эта мобильная ОС является ОС, разработанной Apple исключительно для собственных мобильных устройств, таких как iPhone, iPad и т. Д.

• Blackberry OS — это ОС, используемая всеми мобильными устройствами Blackberry, такими как смартфоны и игровые книги.

Android — эта ОС на базе Linux от Google является самой популярной мобильной ОС на данный момент. Почти 85% мобильных устройств используют его.

Windows Phone 7 — это новейшая мобильная ОС, разработанная Microsoft.

Apple iOS — эта мобильная ОС является ОС, разработанной Apple исключительно для собственных мобильных устройств, таких как iPhone, iPad и т. Д.

Blackberry OS — это ОС, используемая всеми мобильными устройствами Blackberry, такими как смартфоны и игровые книги.

Основы компьютеров — Утилиты

Прикладное программное обеспечение, которое помогает ОС в выполнении определенных специализированных задач, называется служебным программным обеспечением. Давайте посмотрим некоторые из самых популярных утилит программного обеспечения.

антивирус

Вирус может быть определен как вредоносная программа, которая присоединяется к основной программе и делает несколько своих копий, замедляя, разрушая или разрушая систему. Программное обеспечение, которое помогает ОС предоставлять пользователям антивирусную среду, называется антивирусом . Антивирус сканирует систему на наличие вирусов и, если обнаружен, удаляет его, удаляя или изолируя его. Он может обнаружить много типов вирусов, таких как загрузочный вирус, троянец, червь, шпионское ПО и т. Д.

Когда к системе подключено любое внешнее запоминающее устройство, например USB-накопитель, антивирусное программное обеспечение сканирует его и выдает предупреждение при обнаружении вируса. Вы можете настроить свою систему на периодическое сканирование или сканирование, когда вы чувствуете необходимость. Желательно, чтобы комбинация обоих методов сохраняла ваш системный вирус свободным.

Инструменты управления файлами

Как вы знаете, управление файлами является важной функцией операционных систем, поскольку все данные и инструкции хранятся на компьютере в виде файлов. Служебные программы, обеспечивающие обычные задачи управления файлами, такие как просмотр, поиск, обновление, предварительный просмотр и т. Д., Называются инструментами управления файлами. Windows Explorer в ОС Windows, Google Desktop, Directory Opus, Double Commander и т. Д. Являются примерами таких инструментов.

Инструменты сжатия

В компьютерных системах всегда есть место для хранения. Поэтому операционные системы всегда ищут способы минимизировать объем дискового пространства, занимаемого файлами. Инструменты сжатия — это утилиты, которые помогают операционным системам сокращать файлы, чтобы они занимали меньше места. После сжатия файлы хранятся в другом формате и не могут быть прочитаны или отредактированы напрямую. Он должен быть распакован, прежде чем к нему можно будет получить доступ для дальнейшего использования. Некоторые из популярных инструментов сжатия WinRAR, PeaZip, Unarchiver и т. Д.

Очистка диска

Инструменты очистки диска помогают пользователям освободить дисковое пространство. Программное обеспечение сканирует жесткие диски, чтобы найти файлы, которые больше не используются, и освобождает место, удаляя их.

Дефрагментатор диска

Дефрагментация диска — это утилита управления дисками, которая увеличивает скорость доступа к файлам путем перегруппировки фрагментированных файлов в смежных местах . Большие файлы разбиваются на фрагменты и могут храниться в несмежных местоположениях, если смежные файлы недоступны. Когда пользователь обращается к таким файлам, скорость доступа снижается из-за фрагментации. Утилита дефрагментации диска сканирует жесткий диск и пытается собрать фрагменты файлов, чтобы они могли храниться в смежных местах.

Резервное копирование

Утилита резервного копирования позволяет создавать резервные копии файлов, папок, баз данных или целых дисков. Резервные копии сделаны так, чтобы данные могли быть восстановлены в случае потери данных. Резервное копирование — это услуга, предоставляемая всеми операционными системами. В автономных системах резервное копирование может выполняться на одном или другом диске. В случае сетевых систем резервное копирование может быть выполнено на серверах резервного копирования.

Основы компьютеров — Программное обеспечение с открытым исходным кодом

Программное обеспечение, исходный код которого распространяется бесплатно с лицензией на изучение, изменение и дальнейшее распространение кому-либо для любых целей, называется программным обеспечением с открытым исходным кодом . Программное обеспечение с открытым исходным кодом — это, как правило, коллективная работа, в рамках которой программисты улучшают исходный код и делятся изменениями в сообществе. Программное обеспечение с открытым исходным кодом предоставляет эти преимущества пользователям благодаря своим процветающим сообществам —

• Безопасность
• Допустимость
• прозрачный
• Совместимость на нескольких платформах
• Гибкость благодаря настройкам
• Возможна локализация

Freeware

Программное обеспечение, которое доступно бесплатно для использования и распространения, но не может быть изменено, поскольку его исходный код недоступен, называется бесплатным программным обеспечением . Примерами бесплатных программ являются Google Chrome, Adobe Acrobat PDF Reader, Skype и т. Д.

условно-бесплатная

Программное обеспечение, которое изначально является бесплатным и может распространяться также и среди других, но которое необходимо оплатить по истечении установленного периода времени, называется условно-бесплатным . Его исходный код также недоступен и, следовательно, не может быть изменен.

Проприетарное программное обеспечение

Программное обеспечение, которое может использоваться только путем получения лицензии от разработчика после оплаты за него, называется проприетарным программным обеспечением . Такое частное программное обеспечение может принадлежать частному лицу или компании. Его исходный код часто тщательно охраняется и может иметь серьезные ограничения, такие как —

• Нет дальнейшего распространения
• Количество пользователей, которые могут его использовать
• Тип компьютера, на котором он может быть установлен, например, многозадачный или однопользовательский и т. Д.

Например, Microsoft Windows — это проприетарное операционное программное обеспечение, которое поставляется во многих редакциях для разных типов клиентов, таких как однопользовательский, многопользовательский, профессиональный и т. Д.

Основы компьютеров — Офисные инструменты

Прикладное программное обеспечение, которое помогает пользователям выполнять обычные офисные задания, такие как создание, обновление и ведение документов, обработка больших объемов данных, создание презентаций, планирование и т. Д., Называется офисными инструментами. Использование офисных инструментов экономит время и усилия, и многие повторяющиеся задачи можно легко выполнить. Некоторые из программ, которые делают это, —

• Текстовые процессоры
• Электронные таблицы
• Системы баз данных
• Программное обеспечение для презентаций
• Инструменты электронной почты

Давайте посмотрим на некоторые из них подробно.

Текстовый редактор

Программное обеспечение для создания, хранения и обработки текстовых документов называется текстовым процессором. Некоторыми распространенными текстовыми процессорами являются MS-Word, WordPad, WordPerfect, Google Docs и т. Д.

Текстовый процессор позволяет вам —

• Создавать, сохранять и редактировать документы
• Отформатируйте свойства текста, такие как шрифт, выравнивание, цвет шрифта, цвет фона и т. Д.
• Проверьте орфографию и грамматику
• Добавить изображения
• Добавьте верхний и нижний колонтитулы, установите поля страницы и вставьте водяные знаки

таблица

Spreadsheet — это программное обеспечение, которое помогает пользователям в обработке и анализе табличных данных. Это компьютеризированный инструмент учета. Данные всегда вводятся в ячейку (пересечение строки и столбца ), а формулы и функции для обработки группы ячеек легко доступны. Некоторые из популярных программ для работы с электронными таблицами включают MS-Excel, Gnumeric, Google Sheets и т. Д. Вот список действий, которые можно выполнить с помощью программного обеспечения для работы с электронными таблицами:

• Простые вычисления, такие как сложение, среднее, подсчет и т. Д.
• Подготовка диаграмм и графиков по группе связанных данных
• Ввод данных
• Форматирование данных
• Форматирование ячеек
• Расчеты на основе логических сравнений

Инструмент для презентации

Инструмент презентации позволяет пользователю демонстрировать информацию, разбитую на небольшие куски и размещенную на страницах, называемых слайдами . Серия слайдов, которые представляют согласованную идею аудитории, называется презентацией . На слайдах может быть размещен текст, изображения, таблицы, аудио, видео или другая мультимедийная информация. MS-PowerPoint, OpenOffice Impress, Lotus Freelance и т. Д. — некоторые популярные инструменты для презентаций.

Система управления базами данных

Программное обеспечение, которое управляет хранением, обновлением и поиском данных путем создания баз данных, называется системой управления базами данных . Некоторыми популярными инструментами управления базами данных являются MS-Access, MySQL, Oracle, FoxPro и т. Д.

Основы компьютеров — доменные инструменты

В зависимости от использования программное обеспечение может быть общим или конкретным . Универсальное программное обеспечение — это программное обеспечение, которое может выполнять несколько задач в различных сценариях без изменения. Например, программное обеспечение текстового процессора может использоваться любым человеком для создания различных типов документов, таких как отчет, технический документ, учебные материалы и т. Д. Специальное программное обеспечение — это программное обеспечение для конкретного приложения, такого как система бронирования железных дорог, прогнозирование погоды и т. Д. Давайте посмотрите на некоторые примеры инструментов, специфичных для предметной области.

Система управления школой

Система управления школой управляет различными видами деятельности школы, такими как экзамены, посещение, прием, оплата учеников, расписание, подготовка учителей и т. Д.

Управление запасами

Управление несколькими видами деятельности, такими как покупка, продажа, заказ, доставка, обслуживание склада и т. Д., Связанными с сырьем или обработанными товарами в любом бизнесе, называется управлением запасами. Программное обеспечение для управления запасами гарантирует, что запасы никогда не будут ниже установленных пределов, а покупки / поставки осуществляются в срок.

Программное обеспечение платежной ведомости

Программное обеспечение для расчета заработной платы обрабатывает полные расчеты заработной платы сотрудников, заботится об отпуске, бонусах, займах и т. Д. Программное обеспечение для расчета заработной платы обычно является компонентом программного обеспечения для управления персоналом в средних и крупных организациях.

Финансовый учет

Программное обеспечение для управления финансами ведет электронный учет всех финансовых операций организации. У этого есть много функциональных глав как дебиторская задолженность, кредиторская задолженность, ссуды, платежная ведомость, и т. Д.

Управление Рестораном

Программное обеспечение для управления рестораном помогает менеджерам ресторанов отслеживать уровни запасов, ежедневные заказы, управление клиентами, составление расписаний сотрудников, бронирование столиков и т. Д.

Система бронирования железных дорог

Система бронирования железных дорог — это программное обеспечение, которое обрабатывает несколько модулей, таких как маршруты поездов, управление поездами, бронирование мест, бронирование еды, обслуживание поездов, состояние поездов, туристические пакеты и т. Д.

Система прогнозирования погоды

Система прогнозирования погоды — это программное обеспечение в режиме реального времени, которое прогнозирует погоду в определенном месте, собирая обильные данные в реальном времени об атмосферной температуре, влажности, уровне ветра и т. Д. Она используется для прогнозирования крупных стихийных бедствий, таких как землетрясения, ураганы, цунами и т. Д.

Основы компьютеров — Система счисления

Техника представления и работы с числами называется системой счисления . Десятичная система счисления является наиболее распространенной системой счисления. Другие популярные системы счисления включают двоичную систему счисления, восьмеричную систему счисления, шестнадцатеричную систему счисления и т. Д.

Десятичная система счисления

Десятичная система счисления — это базовая система счисления, состоящая из 10 цифр от 0 до 9. Это означает, что любая числовая величина может быть представлена ​​с использованием этих 10 цифр. Десятичная система счисления также является системой позиционных значений . Это означает, что значение цифр будет зависеть от его положения. Давайте возьмем пример, чтобы понять это.

Скажем, у нас есть три числа — 734, 971 и 207. Значение 7 во всех трех числах отличается —

• В 734 значение 7 составляет 7 сотен, или 700, или 7 × 100, или 7 × 10 ^2.
• В 971 значение 7 составляет 7 десятков или 70 или 7 × 10 или 7 × 10 ¹
• В 207 значение 0f 7 равно 7 единицам или 7 или 7 × 1 или 7 × 10 ⁰

Вес каждой позиции можно представить следующим образом:

В цифровых системах инструкции передаются с помощью электрических сигналов; изменение осуществляется путем изменения напряжения сигнала. Наличие 10 различных напряжений для реализации десятичной системы счисления в цифровом оборудовании является сложным. Таким образом, было разработано много систем счисления, которые проще реализовать в цифровом виде. Давайте посмотрим на них подробно.

Двоичная система счисления

Самый простой способ изменять инструкции с помощью электрических сигналов — это система с двумя состояниями — включение и выключение. Вкл. Представлен как 1, а выкл. Как 0, хотя на самом деле 0 — это не сигнал, а сигнал при более низком напряжении. Система счисления, имеющая только эти две цифры — 0 и 1 — называется двоичной системой счисления .

Каждая двоичная цифра также называется битом . Двоичная система счисления также является системой позиционных значений, где каждая цифра имеет значение, выраженное в степенях 2, как показано здесь.

В любом двоичном числе крайняя правая цифра называется младшим значащим битом (LSB), а крайняя левая цифра называется старшим значащим битом (MSB) .

И десятичный эквивалент этого числа — сумма произведений каждой цифры с ее позиционным значением.

11010 ₂ = 1 × 2 ⁴ + 1 × 2 ³ + 0 × 2 ² + 1 × 2 ¹ + 0 × 2 ⁰

= 16 + 8 + 0 + 2 + 0

= 26 ₁₀

Память компьютера измеряется количеством бит, которые она может хранить. Вот диаграмма для преобразования объема памяти.

• 1 байт (B) = 8 бит
• 1 килобайт (КБ) = 1024 байта
• 1 мегабайт (МБ) = 1024 КБ
• 1 гигабайт (ГБ) = 1024 МБ
• 1 терабайт (ТБ) = 1024 ГБ
• 1 эксабайт (EB) = 1024 ПБ
• 1 Zettabyte = 1024 EB
• 1 Yottabyte (YB) = 1024 ZB

Восьмеричная система счисления

Восьмеричная система счисления имеет восемь цифр — 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6 и 7. Восьмеричная система счисления — это также система позиционных значений, в которой каждая цифра имеет свое значение, выраженное в степенях 8, как показано здесь —

Десятичный эквивалент любого восьмеричного числа представляет собой сумму произведений каждой цифры с ее позиционным значением.

726 ₈ = 7 × 8 ² + 2 × 8 ¹ + 6 × 8 ⁰

= 448 + 16 + 6

= 470 ₁₀

Шестнадцатеричная система счисления

Восьмеричная система счисления имеет 16 символов — от 0 до 9 и от A до F, где A равно 10, B равно 11 и так далее до F. Шестнадцатеричная система счисления также является системой позиционных значений, где каждая цифра имеет свое значение, выраженное в степени 16, как показано здесь —

Десятичный эквивалент любого шестнадцатеричного числа является суммой произведения каждой цифры с ее позиционным значением.

27FB ₁₆ = 2 × 16 ³ + 7 × 16 ² + 15 × 16 ¹ + 10 × 16 ⁰

= 8192 + 1792 + 240 +10

= 10234 ₁₀

Система счисления

В следующей таблице показана взаимосвязь между десятичной, двоичной, восьмеричной и шестнадцатеричной системами счисления.

шестнадцатеричный	ДЕСЯТИЧНЫЙ	OCTAL	BINARY
0	0	0	0000
1	1	1	0001
2	2	2	0010
3	3	3	0011
4	4	4	0100
5	5	5	0101
6	6	6	0110
7	7	7	0111
8	8	10	1000
9	9	11	1001
	10	12	1010
В	11	13	1011
С	12	14	1100
D	13	15	1101
Е	14	16	1110
F	15	17	1111

ASCII

Помимо числовых данных, компьютер должен уметь обрабатывать алфавиты, знаки препинания, математические операторы, специальные символы и т. Д., Которые образуют полный набор символов английского языка. Полный набор символов или символов называется буквенно-цифровыми кодами. Полный буквенно-цифровой код обычно включает в себя —

• 26 заглавных букв
• 26 строчных букв
• 10 цифр
• 7 знаков препинания
• От 20 до 40 специальных символов

Теперь компьютер понимает только числовые значения, независимо от используемой системы счисления. Поэтому все символы должны иметь числовой эквивалент, называемый буквенно-цифровым кодом. Наиболее широко используемым буквенно-цифровым кодом является Американский стандартный код для обмена информацией (ASCII). ASCII — это 7-битный код, который имеет 128 (27) возможных кодов.

ISCII

ISCII расшифровывается как Индийский код сценария для обмена информацией . IISCII был разработан для поддержки индийских языков на компьютере. Язык, поддерживаемый IISCI, включает в себя деванагари, тамильский, бангла, гуджарати, гурмухи, тамильский, телугу и т. Д. IISCI в основном используется правительственными департаментами, и, прежде чем он смог завоевать популярность, был введен новый универсальный стандарт кодирования под названием Unicode .

Unicode

Unicode — это международная система кодирования, предназначенная для использования с различными языковыми сценариями. Каждому символу или символу присваивается уникальное числовое значение, в основном в рамках ASCII. Ранее у каждого скрипта была своя система кодирования, которая могла конфликтовать друг с другом.

Напротив, это то, к чему официально стремится Unicode — Unicode предоставляет уникальный номер для каждого символа, независимо от того, какая платформа, какая программа, какой язык .

Преобразование системы счисления

Как вы знаете, десятичные, двоичные, восьмеричные и шестнадцатеричные системы счисления являются позиционными системами счисления. Чтобы преобразовать двоичное, восьмеричное и шестнадцатеричное числа в десятичное число, нам просто нужно добавить произведение каждой цифры на ее позиционное значение. Здесь мы собираемся изучить другие преобразования среди этих систем счисления.

Десятичный в двоичный

Десятичные числа могут быть преобразованы в двоичные числа путем повторного деления числа на 2 во время записи остатка. Давайте рассмотрим пример, чтобы увидеть, как это происходит.

Остатки должны быть прочитаны снизу вверх, чтобы получить двоичный эквивалент.

43 ₁₀ = 101011 ₂

Десятичное в октальное

Десятичные числа могут быть преобразованы в восьмеричное путем повторного деления числа на 8 во время записи остатка. Давайте рассмотрим пример, чтобы увидеть, как это происходит.

Чтение остатков снизу вверх,

473 ₁₀ = 731 ₈

Десятичный в шестнадцатеричный

Десятичные числа могут быть преобразованы в восьмеричное путем повторного деления числа на 16 во время записи остатка. Давайте рассмотрим пример, чтобы увидеть, как это происходит.

Читая остатки снизу вверх мы получаем,

423 ₁₀ = 1A7 ₁₆

Двоичные к октальным и наоборот

Чтобы преобразовать двоичное число в восьмеричное число, выполните следующие шаги:

• Начиная с младшего разряда, составьте группы из трех разрядов.

• Если при создании групп меньше одного или двух битов, после старшего бита можно добавить 0.

• Конвертировать каждую группу в ее эквивалентное восьмеричное число

Начиная с младшего разряда, составьте группы из трех разрядов.

Если при создании групп меньше одного или двух битов, после старшего бита можно добавить 0.

Конвертировать каждую группу в ее эквивалентное восьмеричное число

Давайте рассмотрим пример, чтобы понять это.

1011001010 ₁₂ = 2625 ₈

Чтобы преобразовать восьмеричное число в двоичное, каждая восьмеричная цифра преобразуется в ее 3-разрядный двоичный эквивалент в соответствии с этой таблицей.

Восьмеричное число	0	1	2	3	4	5	6	7
Бинарный эквивалент	000	001	010	011	100	101	110	111

54673 ₈ = 101100110111011 ₂

Двоичные в шестнадцатеричные

Чтобы преобразовать двоичное число в шестнадцатеричное число, выполните следующие шаги:

• Начиная с младшего разряда, составьте группы из четырех разрядов.

• Если при создании групп меньше одного или двух битов, после старшего значащего бита можно добавить 0.

• Преобразуйте каждую группу в ее эквивалентное восьмеричное число.

Начиная с младшего разряда, составьте группы из четырех разрядов.

Если при создании групп меньше одного или двух битов, после старшего значащего бита можно добавить 0.

Преобразуйте каждую группу в ее эквивалентное восьмеричное число.

Давайте рассмотрим пример, чтобы понять это.

10110110101 ₂ = DB5 ₁₆

Чтобы преобразовать восьмеричное число в двоичное, каждая восьмеричная цифра преобразуется в ее 3-разрядный двоичный эквивалент.

Концепция микропроцессора

Микропроцессор — это мозг компьютера, который выполняет всю работу. Это компьютерный процессор, который включает в себя все функции CPU (центрального процессора) на одной интегральной микросхеме или на нескольких микросхемах. Микропроцессоры были впервые представлены в начале 1970-х годов. 4004 был первым микропроцессором общего назначения, использованным Intel для создания персональных компьютеров. Появление недорогих микропроцессоров общего назначения сыграло важную роль в развитии современного общества.

Мы подробно изучим характеристики и компоненты микропроцессора.

Характеристики микропроцессоров

Микропроцессоры — это многофункциональные устройства, которые могут быть предназначены для общих или специализированных функций. Микропроцессоры ноутбуков и смартфонов являются универсальными, тогда как микропроцессоры предназначены для графической обработки или машинного зрения. Есть некоторые характеристики, которые являются общими для всех микропроцессоров.

Это наиболее важные определяющие характеристики микропроцессора —

• Тактовая частота
• Набор инструкций
• Размер слова

Тактовая частота

Каждый микропроцессор имеет внутренние часы, которые регулируют скорость, с которой он выполняет инструкции, а также синхронизируют его с другими компонентами. Скорость, с которой микропроцессор выполняет инструкции, называется тактовой частотой . Тактовые частоты измеряются в МГц или ГГц, где 1 МГц означает 1 миллион циклов в секунду, тогда как 1 ГГц соответствует 1 миллиарду циклов в секунду. Здесь цикл относится к единственному циклу электрического сигнала.

В настоящее время микропроцессоры имеют тактовую частоту в диапазоне 3 ГГц, что является максимумом, которого могут достичь современные технологии. Более высокие скорости генерируют достаточно тепла, чтобы повредить сам чип. Чтобы преодолеть это, производители используют несколько процессоров, работающих параллельно на одном чипе.

Размер слова

Количество битов, которые могут быть обработаны процессором в одной инструкции, называется размером слова . Размер слова определяет объем оперативной памяти, к которой можно получить доступ за один раз, и общее количество контактов на микропроцессоре. Общее количество входных и выходных контактов в свою очередь определяет архитектуру микропроцессора.

Первым коммерческим микропроцессором Intel 4004 стал 4-битный процессор. У него было 4 входа и 4 выхода. Количество выходных контактов всегда равно количеству входных контактов. В настоящее время большинство микропроцессоров используют 32-битную или 64-битную архитектуру.

Набор инструкций

Команда, данная цифровой машине для выполнения операции над частью данных, называется инструкцией . Базовый набор инструкций уровня машины, для которых предназначен микропроцессор, называется его набором команд . Эти инструкции выполняют эти типы операций —

• Обмен данными
• Арифметические операции
• Логические операции
• Контроль потока
• Ввод / вывод и управление машиной

Компоненты микропроцессора

По сравнению с первыми микропроцессорами, современные процессоры очень маленькие, но все же они имеют эти основные части прямо с первой модели —

• ЦПУ
• автобус
• объем памяти

ЦПУ

Процессор изготовлен в виде очень крупномасштабной интегральной схемы (СБИС) и состоит из следующих частей:

• Регистр инструкций — содержит команду для выполнения.

• Декодер — декодирует (преобразует в язык машинного уровня) инструкцию и отправляет ее в АЛУ (Арифметическая логическая единица).

• ALU — имеет необходимые схемы для выполнения арифметических, логических операций, операций с памятью, регистрами и программами.

• Регистр — содержит промежуточные результаты, полученные при обработке программы. Регистры используются для хранения таких результатов, а не оперативной памяти, поскольку доступ к регистрам почти в 10 раз быстрее, чем к оперативной памяти.

Регистр инструкций — содержит команду для выполнения.

Декодер — декодирует (преобразует в язык машинного уровня) инструкцию и отправляет ее в АЛУ (Арифметическая логическая единица).

ALU — имеет необходимые схемы для выполнения арифметических, логических операций, операций с памятью, регистрами и программами.

Регистр — содержит промежуточные результаты, полученные при обработке программы. Регистры используются для хранения таких результатов, а не оперативной памяти, поскольку доступ к регистрам почти в 10 раз быстрее, чем к оперативной памяти.

автобус

Соединительные линии, используемые для соединения внутренних частей микропроцессорной микросхемы, называются шиной. В микропроцессоре есть три типа шин:

• Шина данных — Линии, которые переносят данные в и из памяти, называются шиной данных. Это двунаправленная шина, ширина которой равна длине слова микропроцессора.

• Адресная шина. Он является однонаправленным и отвечает за передачу адреса ячейки памяти или порта ввода / вывода из процессора в память или порт ввода / вывода.

• Шина управления — Линии, которые несут управляющие сигналы, такие как тактовые сигналы, сигнал прерывания или сигнал готовности , называются управляющей шиной. Они двунаправлены. Сигнал, который обозначает, что устройство готово к обработке, называется сигналом готовности . Сигнал, который указывает устройству на прерывание его процесса, называется сигналом прерывания .

Шина данных — Линии, которые переносят данные в и из памяти, называются шиной данных. Это двунаправленная шина, ширина которой равна длине слова микропроцессора.

Адресная шина. Он является однонаправленным и отвечает за передачу адреса ячейки памяти или порта ввода / вывода из процессора в память или порт ввода / вывода.

Шина управления — Линии, которые несут управляющие сигналы, такие как тактовые сигналы, сигнал прерывания или сигнал готовности , называются управляющей шиной. Они двунаправлены. Сигнал, который обозначает, что устройство готово к обработке, называется сигналом готовности . Сигнал, который указывает устройству на прерывание его процесса, называется сигналом прерывания .

объем памяти

Микропроцессор имеет два типа памяти

• ОЗУ — Оперативная память — это энергозависимая память, которая стирается при выключении питания. Все данные и инструкции хранятся в оперативной памяти.

• ROM — Read Only Memory — энергонезависимая память, данные которой остаются нетронутыми даже после выключения питания. Микропроцессор может читать из него в любое время, но не может писать в него. Он предварительно запрограммирован самыми важными данными, такими как последовательность загрузки, изготовителем.

ОЗУ — Оперативная память — это энергозависимая память, которая стирается при выключении питания. Все данные и инструкции хранятся в оперативной памяти.

ROM — Read Only Memory — энергонезависимая память, данные которой остаются нетронутыми даже после выключения питания. Микропроцессор может читать из него в любое время, но не может писать в него. Он предварительно запрограммирован самыми важными данными, такими как последовательность загрузки, изготовителем.

Оценка микропроцессора

Первый микропроцессор, представленный в 1971 году, представлял собой 4-битный микропроцессор с памятью 4м5 КБ и имел набор из 45 команд. По словам Гордона Мура, соучредителя Intel, за последние 5 десятилетий скорость микропроцессоров удваивалась каждые два года. Современные микропроцессоры могут получить доступ к 64 ГБ памяти. В зависимости от ширины данных, которые могут обрабатывать микропроцессоры, они относятся к этим категориям

• 8-разрядный
• 16-битный
• 32-битный
• 64-битный

Размер набора команд является еще одним важным фактором при классификации микропроцессоров. Изначально микропроцессоры имели очень маленький набор инструкций, потому что сложное оборудование было дорогим и сложным в сборке.

По мере развития технологий для решения этих проблем добавлялись все более сложные инструкции для повышения функциональности микропроцессора. Однако вскоре стало понятно, что иметь большие наборы инструкций контрпродуктивно, так как многие редко используемые команды бездействуют в ценном пространстве памяти. Таким образом, старая школа мысли, которая поддерживала меньшие наборы инструкций, приобрела популярность.

Давайте узнаем больше о двух типах микропроцессоров на основе их набора команд.

RISC

RISC расшифровывается как компьютеры с сокращенным набором команд . Имеет небольшой набор оптимизированных инструкций. Сложные инструкции также реализуются с использованием более простых инструкций, уменьшая размер набора команд. Философия проектирования RISC включает в себя следующие важные моменты:

• Количество инструкций должно быть минимальным.
• Инструкции должны быть одинаковой длины.
• Следует использовать простые режимы адресации
• Уменьшите ссылки на память для получения операндов, добавив регистры

Некоторые из методов, используемых архитектурой RISC, включают:

• Конвейерная обработка — последовательность команд извлекается, даже если это означает наложение инструкций при получении и выполнении.

• Выполнение за один цикл — для выполнения большинства команд RISC требуется один цикл ЦП.

Конвейерная обработка — последовательность команд извлекается, даже если это означает наложение инструкций при получении и выполнении.

Выполнение за один цикл — для выполнения большинства команд RISC требуется один цикл ЦП.

Примерами процессоров RISC являются Intel P6, Pentium4, AMD K6 и K7 и т. Д.

CISC

CISC расшифровывается как комплексный набор команд компьютеров . Он поддерживает сотни инструкций. Компьютеры, поддерживающие CISC, могут выполнять самые разные задачи, что делает их идеальными для персональных компьютеров. Вот некоторые характеристики архитектуры CISC —

• Большой набор инструкций
• Инструкции переменной длины
• Сложные режимы адресации
• Инструкции занимают более одного такта
• Хорошо работать с более простыми компиляторами

Примерами процессоров CISC являются Intel 386 и 486, Pentium, Pentium II и III, Motorola 68000 и т. Д.

EPIC

EPIC расшифровывается как явно параллельные вычисления команд . Это компьютерная архитектура, которая представляет собой нечто среднее между RISC и CISC, пытаясь обеспечить лучшее из обоих. Его важные особенности включают в себя —

• Параллельные инструкции, а не фиксированная ширина
• Механизм связи плана выполнения компилятора с оборудованием
• Программы должны иметь последовательную семантику

Некоторые процессоры EPIC — это Intel IA-64, Itanium и т. Д.

Основы компьютеров — первичная память

В компьютерах требуется память для хранения данных и инструкций. Память физически организована как большое количество ячеек, способных хранить по одному биту в каждой. Логически они организованы как группы битов, называемых словами, которым назначен адрес. Данные и инструкции доступны через эти адреса памяти . Скорость, с которой эти адреса памяти могут быть доступны, определяет стоимость памяти. Чем быстрее скорость памяти, тем выше цена.

Можно сказать, что компьютерная память организована иерархически, где память с самыми высокими скоростями доступа и самыми высокими затратами находится наверху, тогда как память с самыми низкими скоростями и, следовательно, самыми низкими затратами лежит на дне. Исходя из этого критерия память бывает двух типов — первичная и вторичная . Здесь мы рассмотрим первичную память подробно.

Основными особенностями первичной памяти, которые отличают ее от вторичной памяти, являются —

• Доступ к нему напрямую осуществляется процессором
• Это самая быстрая доступная память
• Каждое слово хранится так же, как и
• Он нестабилен, то есть его содержимое теряется при отключении питания

Поскольку первичная память является дорогой, разрабатываются технологии для оптимизации ее использования. Это широкие типы первичной памяти.

баран

ОЗУ означает « Память с произвольным доступом» . Процессор напрямую обращается ко всем адресам памяти, независимо от длины слова, что ускоряет хранение и поиск. RAM — самая быстрая доступная память и, следовательно, самая дорогая. Эти два фактора подразумевают, что ОЗУ доступно в очень небольших количествах до 1 ГБ. Оперативная память изменчива, но я могу быть любого из этих двух типов

DRAM (динамическая RAM)

Каждая ячейка памяти в DRAM состоит из одного транзистора и одного конденсатора, которые хранят один бит данных. Однако эта ячейка начинает терять заряд и, следовательно, данные сохраняются менее чем за тысячную долю секунды. Поэтому его нужно обновлять тысячу раз в секунду, что отнимает процессорное время. Однако из-за небольшого размера каждой ячейки один DRAM может иметь большое количество ячеек. Первичная память большинства персональных компьютеров состоит из DRAM.

SRAM (SRAM)

Каждая ячейка в SRAM состоит из триггера, который хранит один бит. Он сохраняет свой бит до включения питания и не нуждается в обновлении, как DRAM. Он также имеет более короткие циклы чтения-записи по сравнению с DRAM. SRAM используется в специализированных приложениях.

ПЗУ

ROM расшифровывается как постоянная память . Как следует из названия, ROM может быть прочитан только процессором. Новые данные не могут быть записаны в ПЗУ. Данные, которые должны быть сохранены в ПЗУ, записываются во время самой фазы производства. Они содержат данные, которые не нужно изменять, например последовательность загрузки компьютера или алгоритмические таблицы для математических приложений. ROM медленнее и, следовательно, дешевле, чем RAM. Он сохраняет свои данные даже при отключении питания, то есть он энергонезависимый. ПЗУ не может быть изменено так, как может быть ОЗУ, но имеются технологии для программирования этих типов ПЗУ —

PROM (программируемое ПЗУ)

PROM может быть запрограммирован с помощью специального аппаратного устройства, называемого PROM programmer или PROM burner.

EPROM (стираемое программируемое ПЗУ)

EPROM может быть удален и затем запрограммирован с использованием специальных электрических сигналов или ультрафиолетовых лучей. EPROM, которые можно стирать с помощью УФ-лучей, называются UVEPROM, а те, которые можно стирать с помощью электрических сигналов, называются EEPROM. Однако обрабатывать электрические сигналы проще и безопаснее, чем УФ-лучи.

Кэш-память

Небольшая часть высокоскоростной энергозависимой памяти, доступная процессору для быстрой обработки, называется кэш-памятью . Кэш-память может быть зарезервированной частью основной памяти, другой микросхемой на процессоре или независимым высокоскоростным устройством хранения. Кэш-память состоит из быстродействующих SRAM. Процесс хранения некоторых данных и инструкций в кэш-памяти для более быстрого доступа называется кешированием . Кэширование выполняется, когда к набору данных или инструкций обращаются снова и снова.

Всякий раз, когда процессору нужны какие-либо данные или инструкции, он сначала проверяет кэш. Если он там недоступен, то осуществляется доступ к основной памяти и, наконец, к вторичной памяти. Поскольку кэш-память имеет очень высокую скорость, время, затрачиваемое на доступ к нему каждый раз, ничтожно мало по сравнению с временем, сэкономленным, если данные действительно находятся в кеше. Поиск данных или инструкции в кеше называется попаданием в кеш .

Основы компьютеров — вторичная память

Вы знаете, что память процессора, также известная как первичная память, является дорогой и ограниченной. Более быстрая первичная память также энергозависима. Если нам нужно постоянно хранить большой объем данных или программ, нам нужна более дешевая и постоянная память. Такая память называется вторичной памятью . Здесь мы обсудим вторичные устройства памяти, которые можно использовать для хранения большого количества данных, аудио, видео и мультимедийных файлов.

Характеристики вторичной памяти

Вот некоторые характеристики вторичной памяти, которые отличают ее от первичной памяти —

• Он энергонезависим, т.е. сохраняет данные при выключении питания
• Это большие емкости под мелодию в терабайтах
• Это дешевле по сравнению с первичной памятью

В зависимости от того, является ли вторичное запоминающее устройство частью ЦП или нет, существует два типа вторичной памяти — фиксированная и съемная.

Давайте посмотрим на некоторые из доступных вторичных устройств памяти.

Привод жесткого диска

Жесткий диск состоит из серии круглых дисков, которые называются пластинами, расположенными друг над другом на расстоянии почти ½ дюйма вокруг шпинделя . Диски изготовлены из немагнитного материала, такого как алюминиевый сплав, и покрыты магнитным материалом толщиной 10-20 нм.

Стандартный диаметр этих дисков составляет 14 дюймов, и они вращаются со скоростью, варьирующейся от 4200 об / мин (оборотов в минуту) для персональных компьютеров до 15000 об / мин для серверов. Данные хранятся путем намагничивания или размагничивания магнитного покрытия. Магнитный считыватель используется для чтения и записи данных на диски. Типичный современный жесткий диск имеет емкость в терабайтах (ТБ).

CD-привод

CD означает компакт-диск . Компакт-диски представляют собой круглые диски, которые используют оптические лучи, обычно лазеры, для чтения и записи данных. Они очень дешевые, так как вы можете получить 700 МБ дискового пространства менее чем за доллар. Компакт-диски вставляются в дисководы для встроенных в корпус процессора. Они портативны, так как вы можете извлечь дисковод, вынуть компакт-диск и взять его с собой. Есть три типа компакт-дисков —

• CD-ROM (компакт-диск — постоянная память) — данные на этих компакт-дисках записываются производителем. Запатентованное программное обеспечение, аудио или видео выпущено на CD-ROM.

• CD-R (компакт-диск — записываемый) — данные могут быть записаны пользователем один раз на CD-R. Его нельзя удалить или изменить позже.

• CD-RW (компакт-диск — перезаписываемый) — данные можно записывать и удалять на этих оптических дисках снова и снова.

CD-ROM (компакт-диск — постоянная память) — данные на этих компакт-дисках записываются производителем. Запатентованное программное обеспечение, аудио или видео выпущено на CD-ROM.

CD-R (компакт-диск — записываемый) — данные могут быть записаны пользователем один раз на CD-R. Его нельзя удалить или изменить позже.

CD-RW (компакт-диск — перезаписываемый) — данные можно записывать и удалять на этих оптических дисках снова и снова.

DVD-привод

DVD расшифровывается как Digital Video Display . DVD — это оптические устройства, которые могут в 15 раз хранить данные, хранящиеся на компакт-дисках. Они обычно используются для хранения мультимедийных файлов, требующих большой емкости. DVD-диски также бывают трех видов — только для чтения, записываемые и перезаписываемые.

Pen Drive

Pen Drive — это портативное запоминающее устройство, которое использует твердотельную память, а не магнитные поля или лазеры для записи данных. Он использует технологию, аналогичную RAM, за исключением того, что он энергонезависимый. Он также называется USB-накопитель, накопитель на ключ или флэш-память.

Blu Ray Disk

Blu Ray Disk (BD) — это оптический носитель, используемый для хранения видео высокой четкости (HD) и других мультимедийных файлов. BD использует лазер с более короткой длиной волны по сравнению с CD / DVD. Это позволяет пишущему устройству более плотно фокусироваться на диске и, следовательно, упаковывать больше данных. Диски BD могут хранить до 128 ГБ данных.

Основы компьютеров — Порты ввода / вывода

Точка подключения, которая действует как интерфейс между компьютером и внешними устройствами, такими как мышь, принтер, модем и т. Д., Называется портом . Порты бывают двух типов —

• Внутренний порт — он соединяет материнскую плату с внутренними устройствами, такими как жесткий диск, привод компакт-дисков, внутренний модем и т. Д.

• Внешний порт — он соединяет материнскую плату с внешними устройствами, такими как модем, мышь, принтер, флэш-накопители и т. Д.

Внутренний порт — он соединяет материнскую плату с внутренними устройствами, такими как жесткий диск, привод компакт-дисков, внутренний модем и т. Д.

Внешний порт — он соединяет материнскую плату с внешними устройствами, такими как модем, мышь, принтер, флэш-накопители и т. Д.

Давайте посмотрим на некоторые из наиболее часто используемых портов.

Последовательный порт

Последовательные порты передают данные последовательно по одному биту за раз. Поэтому для передачи 8 бит им нужен только один провод. Однако это также делает их медленнее. Последовательные порты обычно представляют собой 9-контактные или 25-контактные разъемы. Они также известны как COM (коммуникационные) порты или порты RS323C.

Параллельный порт

Параллельные порты могут отправлять или получать 8 бит или 1 байт за раз. Параллельные порты имеют форму 25-штырьковых гнезд и используются для подключения принтера, сканера, внешнего жесткого диска и т. Д.

USB-порт

USB обозначает универсальную последовательную шину. Это отраслевой стандарт для передачи цифровых данных на короткие расстояния. Порт USB — это стандартный порт для подключения различных устройств, таких как принтер, камера, клавиатура, динамик и т. Д.

Порт PS-2

PS / 2 расшифровывается как Personal System / 2 . Это стандартный 6-контактный порт с внутренней резьбой, который подключается к мини-DIN кабелю с внутренней резьбой. IBM представила PS / 2 для подключения мыши и клавиатуры к персональным компьютерам. Этот порт теперь в основном устарел, хотя некоторые системы, совместимые с IBM, могут иметь этот порт.

Инфракрасный порт

Инфракрасный порт — это порт, который обеспечивает беспроводной обмен данными в радиусе 10 метров. Два устройства, которые имеют инфракрасные порты, расположены лицом друг к другу, так что лучи инфракрасного света могут использоваться для обмена данными.

Порт Bluetooth

Bluetooth — это телекоммуникационная спецификация, которая облегчает беспроводное соединение между телефонами, компьютерами и другими цифровыми устройствами по беспроводному соединению малого радиуса действия. Порт Bluetooth обеспечивает синхронизацию между устройствами с поддержкой Bluetooth. Есть два типа портов Bluetooth —

• Входящий — используется для получения подключения от устройств Bluetooth.

• Исходящий — используется для запроса подключения к другим устройствам Bluetooth.

Входящий — используется для получения подключения от устройств Bluetooth.

Исходящий — используется для запроса подключения к другим устройствам Bluetooth.

FireWire Port

FireWire — это стандарт интерфейса Apple Computer для обеспечения высокоскоростной связи по последовательной шине. Он также называется IEEE 1394 и используется в основном для аудио и видео устройств, таких как цифровые видеокамеры.