Типы, характеристики и назначение компьютеров и компьютерных устройств, используемых в ОВД.

В своей работе сотруднику ОВД приходится обращаться для получения определенной информации к компьютерам, которые функционируют в различных информационных подразделениях внутренних дел. Компьютеры, как было сказано ранее, используются для накопления, обработки, хранения и передачи поступающей в ОВД информации. В разных информационных подразделениях будь это: Главный информационный центр МВД РФ, региональный или зональный информационные центры, а также информационные центры в отделениях милиции используются компьютеры различных типов.

Большие компьютеры типа ЕС ЭВМ или типа Ряд. ЕС ЭВМ - это единая система электронно-вычислительных машин представляет собой семейство программно-совместимых моделей электронных вычислительных машин третьего поколения, предназначенных для решения широкого круга научно-технических, экономических, информационно-логических и управленческих задач.

Стандарты, принятые при разработке ЕС ЭВМ, позволили обеспечить аппаратную и программную совместимость как внутри системы, так и с аналогичными зарубежными комплексами. Это в свою очередь обеспечило единую систему сбора, обработки и обмена информацией между пользователями внутри страны и между странами.

Малые и микро компьютеры типа СМ ЭВМ, предназначены для построения преимущественно управляющих вычислительных комплексов создана во второй половине 70-х годов в странах-членах СЭВ. Средства СМ ЭВМ ориентированы на применение для комплексной автоматизации технологических процессов, автоматизации контроля и измерений, научных исследований, обучения, коммутации сообщений, научных и инженерных расчетов, обработки экономической и статистической информации, в локальных и территориально распределенных комплексах сбора и обработки данных.

СМ ЭВМ представляет собой агрегатную систему технических и программных средств вычислительной техники, нормативного, методического и эксплуатационного обеспечения с рациональной совместимостью и унификацией, архитектурных и конструктивных решений.

Система малых ЭВМ позволяет образовывать комплексы с различным составом оборудования и обеспечивать замену одного устройства комплекса другими, аналогичного назначения, без изменений общего функционирования комплекса.

Персональные компьютеры - первые в истории вычислительной техники ЭВМ, предназначенные для индивидуального использования. Их появление позволило вычислительной машине стать доступным средством и мощным инструментом, который многократно превышает производительность умственного труда специалистов различных областей в том числе и сотрудников органов внутренних дел. До этого доступ конкретного специалиста к дорогостоящей ЭВМ был труден и неэффективен, что в особенности имело место при решении конкретных задач, связанных с его производственной деятельностью. Персональные компьютеры обеспечивают возможность создания проблемно ориентированных рабочих мест для всех специалистов и тем самым позволяют решать стоящие перед ними задачи, применяя новые высокоэффективные технологии. Таким образом, реализуется существенный экономический эффект благодаря резкому повышению производительности труда в сфере интеллектуальной деятельности.

В общем случае термин " персональный компьютер" относится к ЭВМ, характеризующимся двумя основными свойствами: доступностью (низкая стоимость, компактность, отсутствие специальных требований к условиям эксплуатации) и универсальностью (возможность этих ЭВМ решать задачи самых разнообразных классов).

Персональные компьютеры можно классифицировать по следующим признакам.

1. По структуре и организации - однопроцессорные и многопроцессорными.

2. По способу использования - автономно и в сетях ЭВМ.

3. По конструктивному исполнению - в единой конструкции и в виде набора отдельных конструктивных модулей.

4. По режиму работы - однопрограммные и многопрограммные.

В соответствии с основными направлениями использования выделяют три типа ПЭВМ: бытовые, учебные и профессиональные. Бытовые ПЭВМ ориентированы на массовое применение в быту, учебные - в школах, техникумах, вузах, профессиональные - на рабочих местах специалистов различного профиля.

В бытовых ПЭВМ системный блок обычно конструктивно объединен с клавишным устройством. В качестве устройства ввода-вывода используется телевизор, внешнего запоминающего устройства - кассетный магнитофон или НГМД. Учебные ПЭВМ имеют более расширенную номенклатуру внешних устройств: монохроматические или цветные дисплеи, НГМД и средства для подключения каналов связи. Профессиональные ПЭВМ имеют значительно большие функциональные возможности, обеспечиваемые за счет повышения быстродействия, разрядности, емкости оперативной памяти и внешних запоминающих устройств. Основной областью применения ПЭВМ являются автоматизированные рабочие места (АРМ) и автоматизированные бюро (учрежденческие сети). Под автоматизированным рабочим местом понимаются аппаратно-программные средства обработки информации на рабочих местах пользователей, включающие технические средства ПЭВМ и программы решения задач пользователя (функциональные пакеты прикладных программ). Автоматизированные бюро в пределах одной организации объединяют автономные АРМ отдельных пользователей в единую систему обработки данных. Технической базой автоматизированных бюро являются локальные вычислительные сети, которые позволяют:

- создать базы данных коллективного пользования;

- обеспечивать внутри организации передачу технических и директивных документов (электронная почта);

- коллективно использовать для абонентов высокопроизводительные и дорогостоящие технические средства: высококачественные печатающие устройства, накопители на магнитных дисках большой емкости и т.д.

В настоящее время распространение персональных компьютеров в мире имеет постоянную тенденцию к росту. Ведущей фирмой по производству персональных компьютеров в мире считается фирма IBM, которая в 1981 году представила публике новый компьютер под названием IBM PC. Через один-два года компьютер IBM PC занял ведущее место на рынке компьютерной техники. Фактически IBM PC стал стандартом персонального компьютера. Если бы он был сделан так же, как и другие существовавшие во время его появления компьютеры, он бы устарел через два-три года. В IBM PC была заложена возможность усовершенствования его отдельных частей и использования новых устройств. Фирма сделала компьютер не единым неразъемным устройством, а обеспечила возможность его сборки из независимо изготовленных частей аналогично детскому конструктору. При этом методы сопряжения устройств с компьютером не только не держались в секрете, но и были доступны всем желающим. Этот принцип, называется принципом открытой архитектуры.

Персональные ЭВМ строятся на основе модульной конструкции, которая включает набор конструктивно законченных модулей:

- системный модуль - конструктивно размещенные на одной плате центральный процессор, основная память и разъемы для подключения функциональных модулей;

- функциональные модули - конструктивно размещенные на одной плате контроллеры, адаптеры и дополнительная память, подключаемые к разъемам системного модуля.

Системный и функциональный модули совместно с блоком питания и некоторыми внешними устройствами конструктивно объединяются в единый системный блок, к которому через соответствующие разъемы подключаются выносные ВУ: печатающие и клавишное устройства, дисплеи и т.д.

Типовой состав микроЭВМ включает центральный процессор (ЦП), основную память (ОП) и внешние устройства (ВУ).

Центральный процессор выполняет функции обработки данных и управления в соответствии с командами программы решения задачи.

Основная память, включающая оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) и постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), используются для хранения программ и данных.

Внешние устройства обеспечивают связь пользователя с микро-

ЭВМ и долговременное хранение данных.

Подключение внешних устройств к системной магистрали осуществляется с помощью специальных электронных блоков, называемых контроллерами внешних устройств. С помощью контроллеров ВУ достигается согласование алгоритмов функционирования ВУ и системной магистрали. Организация связей между ЦП, ОП и контроллерами внешних устройств в современных микроЭВМ унифицирована. Унифицированная система электрических цепей и соединительных разъемов, алгоритмов передачи сигналов и их электрических параметров называется системным интерфейсом микроЭВМ.

Управление системной магистралью возлагается на центральный

процессор микроЭВМ, который в результате последовательного чтения

и дешифрации команд программы обеспечивает взаимосвязь и обмен

данными между функциональными модулями через системную магистраль.

Центральный процессор (ЦП) системного устройства содержит: основной микропроцессор, основной синхрогенератор, схемы синхронизации, внешние регистры и буферы. Конструкция системной платы позволяет дополнительно подключать арифметический сопроцессор, повышающий вычислительную мощность и производительность ПК. Рассмотрим обобщенную структурную схему ЦП.

Микропроцессоры связаны между собой линиями передачи данных, адресов и управляющих сигналов, образующими внутреннюю шину. Большая часть линий внутренней шины используется всеми схемами и цепями ПК. Это вызывает необходимость усиления и буферизации сигналов, как с целью временного согласования, так и для разделения некоторых из них, при подаче которых одна линия внутренней шины используется параллельно несколькими цепями. Это осуществляется с помощью внешних регистров и буферов ЦП. Линии, распространяющиеся за этими регистрами, объединены в так называемую системную шину, или канал центрального процессора, или канал ввода/вывода.

Микропроцессор (МП) работает с тактовой частотой 4.77МГц, задаваемой основным синхронизатором. По этому основному синхросигналу схемы синхронизации формируют для других устройств ПК необходимые сигналы.

 

Основная память системы.

Для эффективного использования памяти необходимо изучить ее организацию. Микропроцессор может адресовать 1 048 576 байт (1М байт) памяти, подразделяемой, как известно, на два основных типа: постоянную, называемую также постоянным запоминающим устройством (ПЗУ) и оперативную (ОЗУ). Каждому байту (ячейке) памяти присвоен свой адрес. Адресное пространство памяти охватывает адреса от 00000 до FFFFF (шестнадцатеричные). Распределение адресного пространства профессионального компьютера приведено в таблице:

Адрес	Тип памяти, назначение	Примечание
00000 до 3FFFF	От 64 до 256 Кбайт, расположенной на системной плате	Первые 1024 байт – для векторов прерывания
40000 до 9FFFF	До 384 Кбайт ОП на дополнительных платах расширения конфигурации системы
A0000 до AFFFF	Резервное адресное пространство
B0000 до B7FFF	Буфер памяти текстового видеоконтроллера
B8000 до BFFFF	Буфер памяти графического видеоконтроллера
C0000 до EFFFF	192 Кбайт для расширения памяти (обычно ПЗУ или ППЗУ)	Область дополнительного ПЗУ
F0000 до F5FFF	Резервное адресное пространство
F6000 до FFFFF	40 Кбайт для ПЗУ или ППЗУ внутреннего системного программного обеспечения	Интерпретатор BASIC и базовая система ввода-вывода

Постоянная память.

Емкость основной постоянной памяти профессионального компьютера составляет 40К байт, занимающих старшую область адресного пространства, начинающегося с адреса F6000 и заканчивающуюся адресом FFFFF. Постоянная память реализована в виде пяти модулей ПЭУ емкостью по 8Кб, установленных на системной плате в специальные монтажные цоколи (гнеэда) для интегральных схем. В профессиональных компьютерах могут использоваться и модули большей емкости. Необходимо лишь, чтобы они имели время доступа, не большее 250нс, и время цикла, не превышающее 375нс.

Первые четыре модуля ПЭУ (с адресами от F6000 до FDFFF) общей емкостью 32Кб содержат интерпретатор программного языка Бейсик. В остальных 8Кб (один модуль ПЭУ с адресом от FE000 до FFFFF) записаны программы, обеспечивающие выполнение следующих функций системы:

- установку системы в начальное состояние;

- внутреннее тестирование после первоначального включения электропитания;

- управление обменом информацией с печатающим устройством;

- загрузка системной программы с гибкого магнитного диска;

- реализацию знакового генератора на 128 символов.

Эти функции образуют так называемую базовую систему ввода/вывода (BIOS - от английского Basic Input and Output System).

Имеется два вида программ управления обменом: программы обслуживания основных прерываний (так называемые драйверы прерывания) и программы обслуживания ПУ ( драйверы периферийных устройств). Типовая драйверная программа содержит программные модули, которые управляют соответствующим устройством через его регистры ввода/вывода. Кроме того, в ней могут быть один или несколько драйверов прерывания, обеспечивающих связь с программами пользователя.

 

Оперативная память.

На системной плате обычно размещается ОП емкостью не менее 64Кб, а также цоколи для установки дополнительных интегральных схем ОП на емкость 192Кб.

Как было сказано выше персональная ЭВМ является настольной универсальной машиной индивидуального применения. Ее отличительные особенности:

- компактность и экономичность, обеспечивающие массовое применение в различных сферах профессиональной деятельности пользователей;

- несложная оперативная система, предоставляющая пользователю простые и удобные средства доступа к ресурсам ПЭВМ и средства управления выполнением задач;

- диалоговый язык программирования высокого уровня (Бейсик, Паскаль и т.д.), позволяющих проектировать интерактивные процедуры обработки данных;

- телекоммуникационные средства, обеспечивающие подключение ПЭВМ к сетям ЭВМ и соответственно доступ к отраслевым, региональным и национальным информационным ресурсам.

Типовой состав устройств ПЭВМ включает системный блок обработки и управления, средства взаимодействия пользователей с системным блоком, средства долговременного хранения и накопления данных и средства подключения к каналам связи. Такой состав устройств ПЭВМ предоставляет в распоряжение индивидуальных пользователей самые разнообразные функциональные возможности.

Системный блок, включающий центральный процессор, основную память (ОЗУ и ПЗУ), контроллеры и адаптер канала связи, строится на основе применения микропроцессорных комплектов БИС, БИС ОЗУ и ПЗУ. ОЗУ ПЭВМ являются энергонезависимыми ЗУ, у которых информация разрушается при отключении питания. Информация, размещаемая в ПЗУ, записывается при изготовлении ПЭВМ и не изменяется в течении всего периода ее эксплуатации. В ПЗУ обычно размещаются системные программы, обеспечивающие подготовку ПЭВМ к работе после включения питания, т.е. инициализацию (приведение в исходное состояние функциональных модулей), тестирование (проверка работоспособности функциональных модулей) и загрузку оперативной системы.

Средства взаимодействия пользователей с системным блоком обработки и управления включают устройства ввода-вывода, обеспечивающие диалоговый обмен информацией (диалоговые ВУ). К этому типу ВУ относятся клавишное устройство (КЛУ), печатающие устройство (ПУ), устройство отображения информации (символьный и графический дисплей).

Клавишное устройство является основным устройством ввода информации, оно обеспечивает диалоговое общение пользователя с ПЭВМ. Клавишное устройство выполняет следующие функции:

- ввод команд пользователя, обеспечивающих доступ к ресурсам ПЭВМ в различных режимах;

- запись, корректировку и отладку программ пользователя;

- ввод данных и команд в процессе решения задач на ПЭВМ.

Клавишное устройство включает в себя клавиатуру и электронный блок кодирования символов клавиатуры. Клавиатура состоит из клавиш, которые можно разбить на следующие группы:

1) алфавитно-цифровые и знаковые клавиши;

2) функциональные клавиши;

3) служебные клавиши для управления перемещения курсором, для управления редактированием текстов, смены и фиксации регистров, модификации кодов клавиш.

Обработка сигналов клавиатуры включает три уровня: физический логический и функциональный. На физическом уровне осуществляется кодирование порядковых номеров клавиш (коды кодирования). На логическом уровне происходит трансляция кода сканирования в код ASCII. На функциональном уровне обеспечивается " программирование" клавиш, т.е. присваивание отдельным клавишам последовательности символов (операторы, команды и т.д.).

Символьный дисплей относится к классу внешних устройств оперативного вывода данных на экран электронно-лучевой трубки (ЭЛТ). В ПЭВМ символьный дисплей осуществляет:

- вывод содержимого текстовых файлов, например, исходных модулей программ на языке высокого уровня (Бейсик, Паскаль и т.д.);

- информационное взаимодействие с пользователем при диалоговой обработке данных.

Символьный дисплей работает на принципе сканирования электронного луча и формирования в строках растра ЭЛТ точечных изображений выводимых символов путем подсвета требуемых комбинаций точек на экране. Каждый символ формируется на матрице, имеющей 5*7, 7*9, или 10*14 точечных элементов в зависимости от типа дисплея.

Графический дисплей используется для для вывода информации на экран ЭЛТ в виде графических изображений различной формы. Как и в символьном дисплее, изображение графиков и чертежей на экране

ЭЛТ формируется из отдельных точек. Но в отличие от символьного, где экран интерпретируется множеством матриц, в графическом дисплее экран ЭЛТ представляется множеством точек M*N.

Печатающие устройство предназначено для вывода результатов

обработки информации на бумажный бланк, т.е. для документального оформления итоговых данных. Из многочисленных конструкций печатающих устройств в ПЭВМ наиболее широко применяются матричные знакосинтезирующие печатающие устройства.

В знакосинтезирующем печатающем устройстве, как и в символьном дисплее, изображение символов формируется в виде комбинации точек на матрице 5*7 или 7*9 с помощью печатающей головки, которая состоит из вертикального ряда игл.

Матричные знакосинтезирующие печатающие устройства позволяют печатать алфавитно-цифровую и графическую информацию.

Средства долговременного хранения и накопления данных (внешнее запоминающие устройство) обеспечивают запись и чтение больших массивов информации, в качестве которых могут использоваться: тексты программ на языках высокого уровня, программы в машинных кодах, файлы с данными и т.д. В качестве внешних запоминающих устройств в ПЭВМ в основном используются накопители на гибких магнитных дисках (НГМД) и накопители на жестких магнитных дисках (НМД) типа " винчестер".

Накопители на гибких магнитных дисках являются основными

устройствами внешней памяти ПЭВМ. Носителем информации в НГМД

служит гибкий магнитный диск (ГМД), изготовленный из синтетической пленки, покрытой износоустойчивым ферролаком. Информация на ГМД размещается в последовательном коде на концентрических окружностях (дорожках), каждая из которых разбита на секторы. Сектор является единицей обмена данными между ОП и НГМД. В одном секторе может размещаться 128, 256, 512 или 1024 байт данных. В ПЭВМ перечисленные форматы данных можно устанавливать программно.

ГМД имеет установочное отверстие (УО) для фиксации диска в дисководе и индексное отверстие (ИО) для идентификации начала дорожек. Для защиты от неблагоприятных воздействий внешней среды ГМД помещается в прямоугольный конверт, имеющий прорезь для подвода магнитных головок (ПМГ), прорезь индексного отверстия (ПИО) и отверстие крепления ГМД в дисководе (ОКД). Информация, которая записывается на ГМД, по своему назначению подразделяется на служебную и рабочую. Служебная информация используется для управления и синхронизации работы НГМД. Она в свою очередь подразделяется на информацию, индентефицирующую дорожку, и информацию, индентефицирующую сектор. Рабочая информация представляет данные пользователя.

Емкость НГМД в ПЭВМ составляет 160 Кбайт и более в зависимости от количества магнитных головок в накопителе и плотности записи данных на ГМД. Существуют следующие разновидности НГМД: с одинарной и двойной плотностью записи; односторонние - с одной и двусторонние - с двумя МГ. В двусторонних НГМД для записи и чтения данных можно использовать обе поверхности ГМД. В соответствии с разновидностями НГМД принята и соответствующая маркировка ГМД: SS - односторонний диск одинарной плотности; SD - односторонний диск двойной плотности; DD - двусторонний диск двойной плотности.

Наряду с НГМД развитые модели ПЭВМ комплектуются также накопителями на магнитных дисках типа " винчестер". Их отличительные особенности -герметично закрытая единая конструкция диска, магнитных головок чтение-записи и их привода, небольшой зазор (по сравнению с обычными НДМ) между магнитными головками и поверхностью диска(0, 5 мкм), небольшое давление прижима магнитной головки (10 г по сравнению с 350 г в обычных НМД), малая толщина магнитного диска.

Герметично закрытая конструкция увеличивает в 2 раза надежность работы по сравнению с обычным НМД. Уменьшение зазора между поверхностью диска и магнитными головками значительно увеличивает продольную и поперечную плотность записи. НМД типа " винчестер" считаются третьем поколением НМД и имеют близкие к предельным характеристики. Так, НМД диаметром 356 мм на одной поверхности может включать до 1770 дорожек (1300 Мбайт информации).

Средства подключения к каналам связи (телекоммуникационные средства) включают аппаратуру передачи данных (АПД), с помощью которой ПЭВМ может осуществлять обмен информацией с другими ЭВМ по каналам связи. Телекоммуникационные средства подключают ПЭВМ к большим ЭВМ и сетям ЭВМ, в результате обеспечивается доступ пользователей ПЭВМ к информационным ресурсам больших ЭВМ и сетей ЭВМ.

 

⇐ Предыдущая12345678Следующая ⇒

Поделиться: