Материнская плата


Материнская плата – единственный компонент ПК, который всегда содержится в компьютере. Именно она несет основные функции по объединению абсолютно всех компонентов ПК в согласованно работающее устройство.

Материнская плата – это не просто конструктивный элемент; как правило, именно ее функциональность определяет «мощность» компьютера. В ее состав входят все базовые компоненты, которые обеспечивают работу остальных подсистем ПК.

Самыми главными из которых являются

- так называемый «чипсет»;

- BIOS;

- набор системных шин;

- разъем процессора;

- ряд других (вспомогательных) подсистем, которые обеспечивают

удобство и функциональность конкретной материнской платы: подсистема

электропитания, подсистема мониторинга физических и электрических параметров

и т.д.
Что такое Chipset?


Chip Set - набор микросхем. Это одна или несколько микросхем, специально

разработанных для "обвязки" микропроцессора. Они содержат в себе контроллеры прерываний, прямого доступа к памяти, таймеры, систему управления памятью и шиной - все те компоненты, которые в целом и обеспечивают согласованную работу всех аппаратных средств ПК. Обычно в одну из микросхем набора входят также часы реального времени с CMOS-памятью и иногда – клавиатурный контроллер, однако эти блоки могут присутствовать и в виде отдельных чипов. В последних разработках

в состав микросхем наборов для интегрированных плат

стали включаться и контроллеры внешних устройств, а так же подсистемы

мониторинга физических параметров.

Тип набора в основном определяет функциональные возможности платы: типы

поддерживаемых процессоров, структура/объем кэша, возможные сочетания типов и

объемов модулей памяти, поддержка режимов энергосбережения, возможность

программной настройки параметров и т.п. На одном и том же наборе может

выпускаться несколько моделей системных плат, от простейших до довольно

сложных – с интегрированными контроллерами портов, дисков, видео и т.п.

Что такое BIOS?

Это Basic Input/Output System - базовая система ввода/вывода, зашитая в ПЗУ

(«постоянное запоминающее устройство» - отсюда и название ROM BIOS). Она

представляет собой набор программ проверки и обслуживания аппаратуры

компьютера, и выполняет роль посредника между DOS и аппаратурой. BIOS

получает управление при включении и сбросе (reset) системной платы, тестирует

саму плату и основные блоки компьютера (как правило – лишь наличие) -

видеоадаптер, клавиатуру, контроллеры дисков и портов ввода/вывода,

настраивает Chipset платы и запускает загрузку операционной системы. При

работе под DOS/Windows BIOS управляет основными устройствами, при работе под

OS/2, UNIX, Window 9x/NT/2000/XP BIOS практически не используется, выполняя

лишь начальную проверку оборудования и настройку чипсета.

Что такое кэш?

Cache (запас) в контексте терминов материнской платы обозначает

быстродействующую буферную память между процессором и основной памятью. Кэш

служит для частичной компенсации разницы в скорости процессора и основной

памяти – там хранятся наиболее часто используемые данные. Когда процессор

первый раз обращается к ячейке памяти, ее содержимое параллельно копируется в

кэш, и в случае повторного обращения в скором времени может быть с гораздо

большей скоростью выбрано из малого, но очень быстродействующего кэша, чем из

относительно медленной основной памяти.

Типоразмеры (форм-факторы) материнских плат

На сегодняшний день существует четыре преобладающих типоразмера материнских

плат – AT, ATX, LPX и NLX. Кроме того, есть уменьшенные варианты формата AT

(Baby-AT), ATX (Mini-ATX, microATX) и NLX (microNLX). Более того, недавно

выпущено расширение к спецификации microATX, добавляющее к этому списку новый

форм-фактор – FlexATX и Mini-ITX. Мы рассмотрим только первые два: AT и ATX

как самые распространённые.

AT

Форм-фактор АТ делится на две, отличающиеся по размеру модификации - AT и

Baby AT. Размер полноразмерной AT платы достигает до 12" в ширину, а это

значит, что такая плата вряд ли поместится в большинство сегодняшних

корпусов. Монтажу такой платы наверняка будет мешать отсек для дисководов и

жестких дисков и блок питания. Кроме того, расположение компонентов платы на

большом расстоянии друг от друга может вызывать некоторые проблемы при работе

на больших тактовых частотах. Поэтому после материнских плат для процессора

386, такой размер уже не встречается.

Таким образом единственные материнские платы, выполненные в форм-факторе AT,

доступные в широкой продаже, это платы соответствующие форматы Baby AT.

Размер платы Baby AT 8.5" в ширину и 13" в длину. В принципе, некоторые

производители могут уменьшать длину платы для экономии материала или по

каким-то другим причинам. Для крепления платы в корпусе в плате сделаны три

ряда отверстий.

Все AT платы имеют общие черты. Почти все имеют последовательные и

параллельные порты, присоединяемые к материнской плате через соединительные

планки. Они также имеют один разъем клавиатуры, впаянный на плату в задней

части. Гнездо под процессор устанавливается на передней стороне платы. Слоты

SIMM и DIMM находятся в различных местах, хотя почти всегда они расположены в

верхней части материнской платы.

Сегодня этот формат плавно сходит со сцены. Часть фирм еще выпускает

некоторые свои модели в двух вариантах – Baby AT и ATX, но это происходит все

реже и реже. Тем более что все больше новых возможностей, предоставляемых

операционными системами, реализуются только на ATX материнских платах. Не

говоря уже просто об удобстве работы – так, чаще всего на Baby AT платах все

коннекторы собраны в одном месте, в результате чего либо кабели от

коммуникационных портов тянутся практически через всю материнскую плату к

задней части корпуса, либо от портов IDE и FDD – к передней. Гнезда для

модулей памяти, заезжающие чуть ли не под блок питания. При ограниченности

свободы действий внутри весьма небольшого пространства MiniTower, это, мягко

говоря, неудобно. Вдобавок, неудачно решен вопрос с охлаждением – воздух не

поступает напрямую к самой нуждающейся в охлаждении части системы –

процессору.

ATX

Неудивительно, что форм-фактор ATX во всех его модификациях стал самым

популярным. И никто не может сказать, что она необоснованна. Спецификация

ATX, предложенная Intel еще в 1995 году, нацелена как раз на исправление всех

тех недостатков, что выявились со временем у форм-фактора AT. А решение, по

сути, было очень простым – повернуть Baby AT плату на 90 градусов, и внести

соответствующие поправки в конструкцию. К тому моменту у Intel уже был опыт

работы в этой области – форм-фактор LPX. В ATX как раз воплотились лучшие

стороны и Baby AT и LPX: от Baby AT была взята расширяемость, а от LPX –

высокая интеграция компонентов. Вот что получилось в результате:

· Интегрированные разъемы портов ввода-вывода. На всех

современных платах коннекторы портов ввода-вывода присутствуют на плате,

поэтому вполне естественным выглядит решение расположить на ней и их разъемы,

что приводит к довольно значительному снижению количества соединительных

проводов внутри корпуса. К тому же, заодно среди традиционных параллельного и

последовательного портов, разъема для клавиатуры, нашлось место и для

новичков – портов PS/2 и USB. Кроме всего, в результате несколько снизилась

стоимость материнской платы, за счет уменьшения кабелей в комплекте.

· Значительно увеличившееся удобство доступа к модулям

памяти. В результате всех изменений гнезда для модулей памяти переехали

дальше от слотов для материнских плат, от процессора и блока питания. В

результате наращивание памяти стало в любом случае минутным делом, тогда как

на Baby AT материнских платах порой приходится браться за отвертку.

· Уменьшенное расстояние между платой и дисками. Разъемы

контроллеров IDE и FDD переместились практически вплотную к подсоединяемым к

ним устройствам. Это позволяет сократить длину используемых кабелей, тем

самым, повысив надежность системы.

· Разнесение процессора и слотов для плат расширения.

Гнездо процессора перемещено с передней части платы на заднюю, рядом с блоком

питания. Это позволяет устанавливать в слоты расширения полноразмерные платы

- процессор им не мешает. К тому же, решилась проблема с охлаждением - теперь

воздух, засасываемый блоком питания, обдувает непосредственно процессор.

· Улучшено взаимодействие с блоком питания. Теперь

используется один 20-контактный разъем, вместо двух, как на AT платах. Кроме

того добавлена возможность управления материнской платой блоком питания –

включение в нужное время или по наступлению определенного события,

возможность включения с клавиатуры, отключение операционной системой, и т.д.

· Напряжение 3.3 В. Теперь напряжение питания 3.3 В,

весьма широко используемое современными компонентами системы (взять хотя бы

карты PCI) поступает из блока питания. В AT-платах для его получения

использовался стабилизатор, установленный на материнской плате. В ATX-платах

необходимость в нем отпадает.

microATX

Форм-фактор ATX разрабатывался еще в пору расцвета Socket7 систем, и многое в

нем сегодня несколько не соответствует времени. Например, типичная комбинация

слотов, из расчета на которую составлялась спецификация, выглядела как 3

ISA/3 PCI/1 смежный. Несколько неактуально не сегодняшний день, не так ли?

ISA, отсутствие AGP, AMR, и т.д. Опять же, в любом случае, 7 слотов не

используются в 99 процентах случаев, особенно сегодня, с такими чипсетами как

MVP4, SiS 620, i810, и прочими готовящимися к выпуску подобными продуктами. В

общем, для дешевых PC ATX – пустая трата ресурсов. Исходя из подобных

соображений в декабре 1997 года и была представлена спецификация формата

microATX, модификация ATX платы, рассчитанная на 4 слота для плат расширения.

По сути, изменения, по сравнению с ATX, оказались минимальными. До 9.6 x

9.6’’ уменьшился размер платы, так что она стала полностью квадратной,

уменьшился размер блока питания. Блок разъемов ввода/вывода остался

неизменным, так что microATX плата может быть с минимальными доработками

использована в ATX 2.01 корпусе.

Процессор

Самым главным элементом в компьютере, его "мозгом", является микропроцессор -

небольшая (в несколько сантиметров) электронная схема, выполняющая все

вычисления и обработку информации. Микропроцессор умеет производить сотни

различных операций и делает это со скоростью в несколько десятков или даже

сотен миллионов операций в секунду. В компьютерах типа IBM PC используются

микропроцессоры фирмы Intel, а также совместимые с ними микропроцессоры

других фирм (AMD, Cyrix, IBM и др.).

В технической литературе, пресс-релизах, а также в предварительных анонсах

разработчиков и производителей нередко используются кодовые наименования

процессоров и их архитектур. Однако после официального объявления эти же

изделия становятся известны уже под другими именами. При этом из

маркетинговых соображений процессорам, созданным по разной технологии и

имеющим отличия в архитектуре своих ядер, часто присваиваются одинаковые

имена. Такое положение вещей дезорганизует не только начинающих

пользователей, но нередко и специалистов.

Оперативная память

Следующим очень важным элементом компьютера является оперативная память.

Именно из нее процессор берет программы и исходные данные для обработки, в

нее они записывают полученные результаты. Название "оперативная" эта память

получила потому, что она работает очень быстро, так что процессору не

приходится ждать при чтении данных из памяти или записи в память.

Предназначена для оперативной записи, хранения и считывания информации

(программ и данных), непосредственно участвующей в информационно-

вычислительном процессе, выполняемом ПК в текущий период времени. Главными

достоинствами оперативной памяти являются ее высокое быстродействие и

возможность обращения к каждой ячейке памяти отдельно (прямой адресный

доступ к ячейке). В качестве недостатка ОЗУ следует отметить невозможность

сохранения информации в ней после выключения пи­тания машины

(энергозависимость).

Модули памяти могут быть выполнены в виде SIPP (Single In-line Pin Package),

SIMM (Single In-line Memory Module), DIMM (Dual In-line Memory Module) или SO

DIMM (Small Outline DIMM). Наиболее употребительны сегодня модули DIMM. SO

DIMM чаще используется в ноутбуках. Выводы (контакты) модулей памяти могут

быть позолочены или с оловянным покрытием в зависимости от материала, из

которого выполнен слот для памяти. Для лучшей совместимости следует

стремиться использовать модули памяти и слоты с покрытием из одинакового

материала.

Видеоподсистема

Устройство, которое называется видеоадаптером, есть в каждом компьютере. В

виде устройства, интегрированного в системную плату, либо в качестве

самостоятельного компонента. Главная функция, выполняемая видеокартой, -

преобразование полученной от центрального процессора информации и команд в

формат, который воспринимается электроникой монитора, для создания

изображения на экране. Монитор обычно является неотъемлемой частью любой

системы, с помощью которого пользователь получает визуальную информацию.

Таким образом, связку видеоадаптера и монитора можно назвать видеоподсистемой

компьютера.

То, как эти компоненты справляются со своей работой, и в каком виде

пользователь получает видеоинформацию, включая графику, текст, живое видео,

влияет на производительность как самого пользователя и его здоровье, так и на

производительность всего компьютера в целом.

Видеокарта

Прежде чем стать изображением на мониторе, двоичные цифровые данные

обрабатываются центральным процессором, затем через шину данных направляются

в видеоадаптер, где они обрабатываются и преобразуются в аналоговые данные и

уже после этого направляются в монитор и формируют изображение. Сначала

данные в цифровом виде из шины попадают в видеопроцессор, где они начинают

обрабатываться. После этого обработанные цифровые данные направляются в

видеопамять, где создается образ изображения, которое должно быть выведено на

дисплее.

Затем, все еще в цифровом формате, данные, образующие образ, передаются в

RAMDAC, где они конвертируются в аналоговый вид, после чего передаются в

монитор, на котором выводится требуемое изображение.

Самым распространенным на сегодняшний день методом оптимизации работы

видеоадаптеров является применение повышенной тактовой частоты, на которой

работает графический процессор, видеопамять и RAMDAC, что позволяет увеличить

скорость обмена информацией между компонентами платы.

Несколько лет назад графические процессоры работали с тактовой частотой,

значения которой не превышали скорости работы шины системной памяти на

материнской плате. Теперь ситуация изменилась: например, видеопроцессоры и

видеопамять (DDR II) работают на тактовой частоте до 1GHz, а RAMDAC – до

600МГц.

Монитор

Монитор (дисплей) компьютера IBM PC предназначен для вывода на экран

текстовой и графической информации. Мониторы бывают цветными и монохромными.

Они могут работать в одном из двух режимов: текстовом и графическом.

Сегодня самый распространенный тип мониторов - это CRT (Cathode Ray Tube)-

мониторы. Как видно из названия, в основе всех подобных мониторов лежит

катодно-лучевая трубка, но это дословный перевод, технически правильно

говорить "электронно-лучевая трубка" (ЭЛТ). Используемая в этом типе

мониторов технология была создана много лет назад и первоначально создавалась

в качестве специального инструментария для измерения переменного тока, проще

говоря, для осциллографа. Развитие этой технологии, применительно к созданию

мониторов, за последние годы привело к производству все больших по размеру

экранов с высоким качеством и при низкой стоимости. Сегодня найти в магазине

14" монитор очень сложно, а ведь года три-четыре назад это был стандарт.

Сегодня стандартными являются 15" мониторы, и наблюдается явная тенденция в

сторону 17" экранов. Скоро 17" мониторы станут стандартным устройством,

особенно в свете существенного снижения цен на них, а на горизонте уже 19"

мониторы и более.

LCD (Liquid Crystal Display, жидкокристаллические мониторы) сделаны из

вещества, которое находится в жидком состоянии, но при этом обладает

некоторыми свойствами, присущими кристаллическим телам. Фактически, это

жидкости, обладающие анизотропией свойств (в частности, оптических),

связанных с упорядоченностью в ориентации молекул. Жидкие кристаллы были

открыты давным-давно, но изначально они использовались для других целей.

Молекулы жидких кристаллов под воздействием электричества могут изменять свою

ориентацию и вследствие этого изменять свойства светового луча проходящего

сквозь них. Основываясь на этом открытии и в результате дальнейших

исследований, стало возможным обнаружить связь между повышением

электрического напряжения и изменением ориентации молекул кристаллов для

обеспечения создания изображения. Первое свое применение жидкие кристаллы

нашли в дисплеях для калькуляторов и в кварцевых часах, а затем их стали

использовать в мониторах для портативных компьютеров. Сегодня, в результате

прогресса в этой области, начинают получать все большее распространение LCD-

мониторы для настольных компьютеров.

Жесткий диск

Жесткий диск –

информационный склад компьютера, по-английски – HDD – Hard Disk Drive или

просто винчестер – это наиболее массовое запоминающее устройство большой

емкости, в котором носителями информации являются круглые алюминиевые пластины

– платтеры, обе поверхности которых покрыты слоем магнитного материала.

Используются для постоянного хранения информации – программ и данных.

Технологии Жестких Дисков:

IDE (Integrated

Drive Electronics)

Встроенная Электроника Диска - любой диск со встроенным контроллером. Это

означает, что большинство схем по управлению диском встроено в "IDE Диск", а

не в контроллер. Многие из нас считают, что любой ATA диск должен быть "IDE

Диск".

ATA (Advanced Technology Attachment)

Технология Улучшенного Соединения. ATA диски - подкласс IDE дисков, которые

используют шлейф с 40 или 80 контактами. Серия интерфейсов и протоколов,

используемых для организации доступа к жестким дискам в компьютерах. Часто

ATA сопоставляют (даже если это и неправильно) с IDE (ATA диск = IDE диск).

PIO Mode (Programmed I/O Mode)

Программируемый ввод/вывод. Определяет режим ввода/вывода для установленного

ATA диска. Говоря проще, это означает скорость работы шины. Более высокий

режим PIO, обеспечивает более быструю шину. Это понятие вышло из употребления

при появлении UDMA.

DMA (Direct Memory Access)

Прямой Доступ к Памяти. Открывает доступ к памяти напрямую, не загружая

центральный процессор. Это ускоряет работу устройства, передачу данных, и

снимает значимую часть нагрузки с процессора.

Cache

Кэш. Место, буфер, через которое проходит информация между диском и ее

конечным назначением. Большой кэш всегда означает большую производительность,

но из-за дороговизны кэша во многих случаях его занижают. В некоторых случаях

преимущество большого кэша сказывается больше на цене, чем на

производительности. Поэтому не переплачивайте за кэш, если прирост

производительности незначителен. Скорость вращения и плотность размещения

играют большую роль в производительности жесткого диска.

Программное обеспечение

Любой персональный компьютер, даже самый современный, без наличия

установленного на него необходимого программного обеспечения является грудой

железа. В таком состоянии ни один компьютер не способен выполнить даже самые

элементарные операции. Так что же такое программное обеспечение (ПО или

software)?

Программное обеспечение – набор программ, которые обеспечивают выполнение

задач, решаемых на компьютере. Всё программное обеспечение поставляется на

флоппи-дисках, лазерных дисках (CD, DVD) или через международную сеть Интернет.

Иногда программный продукт может стоить гораздо дороже самого компьютера! В

условиях «бедной» Украины и России наши пользователи ПК не покупают

дорогостоящие лицензионные продукты, а вынуждены, по сути дела, нарушать

Уголовный Кодекс, приобретая дешёвые пиратские копии программ. В России

авторский контроль фирм распространяется только на коммерческие предприятия:

заводы, фабрики, фирмы, учебные заведения. Однако для учебных заведений

предоставляется скидка при покупке лицензионного ПО – до 70%. Отслеживая рынок

всего программного обеспечения, можно составить его схему классификации:

СИСТЕМНОЕ ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

Системное ПО обеспечивает функционирование компьютера. Базовое ПО

обеспечивает управление всеми программами, установленными на компьютере. Из

них операционная система является резидентной.

Операционная система – программа, которая загружается при включении

компьютера. Она осуществляет диалог с пользователем, управление компьютером,

его ресурсами, запускает другие программы на выполнение. Современная

операционная система обеспечивает пользователю и другим программам удобный

способ общения (интерфейс). Самая первая операционная система - DOS (Disk

Operation System) фирмы Microsoft выпущена в 1981г. Эта 16-разрядная

однозадачная операционная система могла общаться с пользователем посредством

безликой «командной строки» - никаких роскошеств типа графического интерфейса

не было. На сегодняшний день данную операционную систему на компьютеры не

устанавливают, хотя до сих пор выпускают модифицированные её версии, такие как

PC-DOS 2000 фирмы IBM, её цена составляет 2850р. Вышли из моды и самые первые

версии графических операционных систем, такие как Windows 3.x (конец 80-х

годов), Windows 95, появление которых ознаменовало новый этап в развитии всей

компьютерной индустрии. В наши дни на компьютеры устанавливаются, в основном,

операционные системы фирмы Microsoft, такие как Windows 98, Windows 2000,

Windows Millennium Edition, Windows XP. Однако некоторые пользователи

предпочитают альтернативные операционные системы Linux, Unix, OS\2

разработанные другими фирмами.

ФАЙЛОВАЯ СТРУКТУРА ОПЕРАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ

Файл – программа или документ, записанная на диск и имеющая имя. Имя файла 32

разрядных операционных систем фирмы Microsoft может содержать до 255

символов.

Папка – файл, в котором зарегистрированы (находятся) другие файлы или папки.

В 32 разрядных операционных системах Windows существует иерархическая

файловая структура диска. Структура – организация хранения папок и файлов на

диске, обеспечивающая быстрый доступ к ним. Программные средства,

обеспечивающие файловые операции называются файловой системой. В Windows для

файловых операций имеется специальная программа – Проводник. На рисунке

изображено дерево папок. Дерево папок отображает путь к нужной на данный

момент папке. В нужную папку можно попасть, последовательно открывая папки

нижних уровней. По такому же принципу работает и другая интегрированная

программа Windows – Мой компьютер. Но здесь процедура поиска нужной папки или

файла занимает больше времени. Кроме данных интегрированных программ на

компьютеры отдельно устанавливаются более удобные программы называемые

операционными оболочками.

Операционные оболочки - надстройки над дисковыми операционными системами.

В настоящее время на компьютеры устанавливаются такие оболочки, как Norton

Commander, Volkov Commander, PowerDesk, DOS Navigator, Disco Commander, Far,

Windows Commander и другие. Они обеспечивают не только более удобный и

наглядный способ общения с компьютером, но и предоставляют новые возможности

(последние три) для запускаемых программ: графический интерфейс,

мультипрограммирование, расширенные средства для обмена информацией между

программами.

Сетевые ОС ставятся при работе компьютеров в локальной сети. Они служат

для диспетчерского управления другими компьютерами, находящимися в локальной

сети. Сетевыми ОС распоряжаются администраторы сети или люди, получившие

доступ к администрированию. Такими ОС являются Microsoft Windows NT, Novell

NetWare, LAN WorkPlace и многие другие.

Сервисное ПО - программы, занимающиеся обслуживанием самого компьютера и

других программ. Они устанавливаются дополнительно по желанию пользователя ПК.

Иначе их называют утилиты – вспомогательные программы. Часто утилиты

объединяются в комплексы, такие как Check-It, Norton Utilities, SiSoft Sandra,

Nuts&Bolts, которые включают в себя утилиты по проверке жёстких и

флоппи-дисков, микропроцессора, оперативной памяти, модемов, принтеров, утилиты

ускорения запуска приложений, восстановление ранее удалённых файлов и т.д.

Другой класс утилит – антивирусные программы. Они отслеживают распространения

всех видов вирусов на компьютере и по возможности лечат зараженных объект,

удаляют его или запрещают доступ к нему. Самыми лучшими в мире считаются

антивирусные программы, выпущенные российскими производителями: АО

«ДиалогНаука» и «Лаборатория Касперского». Они выпускают такие

всемирно-известные антивирусы, как Dr.Web 32, Adinf 32, AVP . Из других

иностранных фирм производителей, самые лучшие антивирусы выпускает фирма

Symantec (Norton Antivirus).

Важным классом системных программ являются драйверы (Drivers). Они расширяют

возможности операционной системы по управлению устройствами ввода-вывода

компьютера (клавиатурой, жёстким диском, мышью, модемом и т.д.), оперативной

памятью и т.д. С помощью драйверов возможно подключение к компьютеру новых

устройств или нестандартное использование имеющегося оборудования. Например,

если установить специальный драйвер для мыши, то будет функционировать третья

кнопка (средняя), до установки этого драйвера, эта кнопка будет служить

простым украшением.

Архиваторы – программы, позволяющие за счёт применения специальных

методов «упаковки» информации сжимать её на дисках, т.е. создавать копии файлов

гораздо меньшего размера, а также объединять копии нескольких файлов в один

архивный файл. Одним из лучших мировых архиваторов является WinRAR, поскольку

он универсален: ему подвластны не только банальные arj, rar и zip-архивы, но и

целый ряд экзотических форматов. Кроме того, присутствует и некоторая доля

патриотизма, ведь rar-архиватор впервые создал российский разработчик.

ИНСТРУМЕНТАРИЙ ТЕХНОЛОГИИ ПРОГРАММИРОВАНИЯ

Локальные средства - алгоритмические языки программирования и их

компиляторы. Как правило, они представляют собой систему программирования.

Современные системы программирования для персональных компьютеров обычно

предоставляют пользователю весьма мощные и удобные средства для разработки

программ. В них входят:

è компилятор, осуществляющий преобразование программ на языке

программирования в программу в машинных кодах, или интерпретатор,

осуществляющий непосредственное выполнение текста программы на языке

программирования высокого уровня;

è библиотеки подпрограмм, содержащие заранее подготовленные подпрограммы,

которыми могут пользоваться программисты;

è различные вспомогательные программы, например отладчики, программы для

получения перекрёстных ссылок и т.д. Для популярных языков программирования на

ПК существует множество систем программирования. Естественно, что программисты

предпочитают те системы, которые легки в использовании, позволяют получить

эффективные программы, имеют богатые библиотеки функций (подпрограмм). В

качестве примеров таких систем можно назвать Turbo Pascal, Borland C++

Builder (41970р.), Delphi (75300р.), Visual FoxPro (13200р.) и много других, в

основном, визуальных систем программирования.

Средства CASE-технологии – относительно новое, сформировавшееся на рубеже 80-

х г.г. направление. Массовое применение затруднено крайне высокой стоимостью

и предъявляемым требованиям к оборудованию рабочего места разработчика. CASE-

технология – программный комплекс, автоматизирующий весь технологический

процесс анализа, проектирования, разработки и сопровождения сложных

программных систем. Средства CASE-технологии делятся на две группы:

- встроенные в систему реализации – все решения по

проектированию и реализации привязаны к выбранной СУБД;

- независимые системы от реализации – все решения поп

проектированию ориентированы на унификацию начальных этапов жизненного цикла

и средств их документирования, обеспечивает большую гибкость в выборе систем

реализации.

Основное достоинство данной технологии – поддержка коллективной работы над

проектом за счёт возможности работы в локальной сети разработчиков,

экспорта/импорта любых фрагментов проекта, организационного управления

проектом. Некоторые CASE-технологии ориентированы только на системных

проектировщиков и предоставляют специальные графические средства для

изображения различного вида моделей:

- диаграмму потоков данных совместно со словарями данных

и спецификациями процессов;

- диаграмму «сущность-связь», являющуюся инфологической

моделью предметной области;

- диаграмму переходов состояний, учитывающую события и

реакцию на них системы обработки данных.

-

ПРИКЛАДНОЕ ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

Прикладное программное обеспечение является самым распространённым видом

программ. Здесь фантазиям авторов программ нет предела. Особое место занимают

российские фирмы разработчики и отдельные программисты. Например, фирма 1С

выпускает огромное количество бухгалтерских, финансовых программ, программ-

складов и программ управления кадрами, замечательные мультимедийные

продукты: игры, электронные репетиторы (русский язык, химия, физика,

биология).

Универсальная бухгалтерская программа 1С: Бухгалтерия позволяет вести

комплексный учет товаров, материалов, основных средств, взаиморасчётов и т.п.

Однако цены на лицензионные программы этой фирмы приводят в ужас многих

российских покупателей.

Системы управления базами данных (СУБД) позволяют управлять большими

информационными массивами – базами данных. Наиболее простые системы этого

вида позволяют обрабатывать на компьютере один массив информации, например,

персональную картотеку. Они обеспечивают ввод, поиск, сортировку записей,

составление отчётов и т.п. С такими СУБД легко могут работать пользователи,

даже невысокой квалификации, т.к. все действия в них осуществляются с помощью

меню и других диалоговых средств.

Системы автоматизированного проектирования (САПР) позволяют осуществлять

черчение и конструирование различных механизмов с помощью компьютера. Среди

этих систем лидером является AutoCAD, хотя существует огромное множество

других неплохих программ.

На сегодняшний день, созданием отдельных текстовых, графических, табличных,

презентационных редакторов, органайзеров занимаются лишь некоторые фирмы.

Поскольку в операционную среду они все включаются. И нет смысла устанавливать

их по отдельности. Другое дело - интегрированные системы. Они сочетают в себе

возможности системы управления базами данных, табличного, текстового,

презентационного, формульного редакторов, системы деловой графики и многие

другие возможности. Как правило, все компоненты интегрированной системы имеют

схожий интерфейс, что облегчает обучение работы с ними. Наиболее популярными

интегрированными системами являются Microsoft Office 97, и Microsoft Office

2000. Это самые мощные системы, содержащие необходимые программы для создания

документов, электронных таблиц, диаграмм, векторной графики, презентаций, баз

данных, электронных писем и Web-документов, программы-органайзеры.

Стандартный набор требования к кандидату на должность в любой фирме сегодня

включает обязательное владение компьютером и иностранным языком. Тут могут

помочь наличие программы переводчика. Но необходимо сказать сразу, что из

огромнейшего выбора программ машинного перевода ни одна не удовлетворяет по

качеству самого перевода. Поэтому многое в программах-переводчиках зависит от

качества и объема исполнительных словарей. Наиболее популярными переводчиками

считаются Stylus, Magic Gooddy, WebTranSite, Сократ, ПроМТ. Они обладают

достаточным количеством профессиональных словарей, что позволяет наиболее

точно дать перевод с иностранного языка на русский, и наоборот.

Владельцам сканеров очень помогают системы оптического распознавания текстов,

графики. Они дают возможность громадной экономии времени и сил. Данные

программы позволяют сканировать, распознавать, а в последствии и

редактировать текст и графику не только отпечатанные на принтере, но и

написанные от руки! Самыми удобными и качественными в работе считаются

программы FineReader и CuneiForm.

Также в состав прикладного ПО входят математические программы (MathCAD,

MathLab и др.), системы обработки изображений (CorelDraw, 3D Studio MAX,

Adobe Photoshop), настольные издательские системы (PageMaker, QuarkXPress),

информационные и обучающие системы, видео фильмы, программы работы со звуком

и видео и, конечно же, игры. Большинство из этих программ требуют ещё и

наличие мощного «железа», а значит и дорогого.

РЫНОЧНАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ ПРОГРАММ

Помимо тематического деления программ существует ещё одна классификация –

рыночная.

Доля некоммерческого ПО постоянно снижается, и все более ограничивается

программами, создаваемыми в процессе научных исследований или для собственного

удовольствия. В настоящее время большинство программ распространяется на

коммерческой основе. Для приобретения таких программ необходимо вначале

заплатить за них определённую сумму денег. Такие программы называют

коммерческие (commercial ware).

Существуют и такие программы, которые распространяются бесплатно. Чаще всего эти

программы написаны одним или несколькими опытными программистами для себя, но в

последствие они были переданы для общего пользования. Такие программы

называются бесплатными (freeware). Их можно найти в сети Интернет.

Промежуточное положение между бесплатными и коммерческими программами занимают

условно-бесплатные (shareware). Самая массовая группа программ, в которую

входят практически все утилиты, а часто и весьма серьёзные, умелые программные

пакеты. Эти программы предоставляются бесплатно, однако по истечении

определенного срока необходимо заплатить их автору или распространителю

небольшую сумму. В противном случае программа либо не загружается, либо

начинает надоедать просьбами о её регистрации.

Пробные версии программ (trialware). Как правило, это полноценные версии

коммерческих пакетов, которые можно использовать какое-то время бесплатно. По

истечении этого времени программы просто прекращают работать. Вот тут и

проявляют свою находчивость русские пользователи. Они просто меняют текущую

дату на более раннюю и программа снова работает!

Демо-версии (demoware) – демонстрационные версии популярных программ и игр с

«урезанными» возможностями. Например, с выключенной функцией сохранения

документов в текстовом редакторе или с несколькими турами в играх.

Компьютерные сети

Основные сведения

Локальная сеть представляет собой набор компьютеров, периферийных устройств

(принтеров и т. п.) и коммутационных устройств, соединенных кабелями. В

качестве кабеля используются «толстый» коаксиальный кабель, «тонкий»

коаксиальный кабель, витая пара, волоконно-оптический кабель. «Толстый»

кабель, в основном, используется на участках большой протяженности при

требованиях высокой пропускной способности. Волоконно-оптический кабель

позволяет создавать протяженные участки без ретрансляторов при недостижимой с

помощью других кабелей скорости и надежности. Однако стоимость кабельной сети

на его основе высока, и поэтому он не нашел пока широкого распространения в

локальных сетях. В основном локальные компьютерные сети создаются на базе

«тонкого» кабеля или витой пары.

Первоначально сети создавались по принципу "тонкого" Ethernet. В основе его —

несколько компьютеров с сетевыми адаптерами, соединенные последовательно

коаксиальным кабелем, причем все сетевые адаптеры выдают свой сигнал на него

одновременно. Недостатки этого принципа выявились позже.

С ростом размеров сетей параллельная работа многих компьютеров на одну единую

шину стала практически невозможной: очень велики стали взаимные влияния друг

на друга. Случайные выходы из строя коаксиального кабеля (например,

внутренний обрыв жилы) надолго выводили всю сеть из строя. А определить место

обрыва или возникновения программной неисправности, "заткнувшей" сеть,

становилось практически невозможно.

Поэтому дальнейшее развитие компьютерных сетей происходит на принципах

структурирования. В этом случае каждая сеть складывается из набора

взаимосвязанных участков — структур.

Каждая отдельная структура представляет собой несколько компьютеров с

сетевыми адаптерами, каждый из которых соединен отдельным проводом — витой

парой — с коммутатором. При необходимости развития к сети просто добавляют

новую структуру.

При построении сети по принципу витой пары можно проложить больше кабелей,

чем установлено в настоящий момент компьютеров. Кабель проводится не только

на каждое рабочее место, независимо от того, нужен он сегодня его владельцу

или нет, но даже и туда, где сегодня рабочего места нет, но возможно

появление в будущем. Переезд или подключение нового пользователя в итоге

потребует лишь изменения коммутации на одной или нескольких панелях.

Структурированная система несколько дороже традиционной сети за счет

значительной избыточности при проектировании. Но зато она обеспечивает

возможность эксплуатации в течение многих лет.

Для сетей, построенных по этому принципу, появляется необходимость в

специальном электронном оборудовании. Одно из таких устройств — хаб —

является коммутационным элементом сети. Каждый хаб имеет от 8 до 30 разъемов

(портов) для подключения либо компьютера, либо другого хаба. К каждому порту

подключается только одно устройство. При подключении компьютера к хабу

оказывается, что часть электроники сетевого интерфейса находится в

компьютере, а часть — в хабе. Такое подключение позволяет повысить надежность

соединения. В обычных ситуациях, помимо усиления сигнала, хаб восстанавливает

преамбулу пакета, устраняет шумовые помехи и т. д.

Хабы являются сердцем системы и во многом определяют ее функциональность и

возможности. Даже в самых простых хабах существует индикация состояния

портов. Это позволяет немедленно диагностировать проблемы, вызванные плохими

контактами в разъемах, повреждением проводов и т. п. Существенным свойством

такой структурированной сети является ее высокая помехоустойчивость: при

нарушении связи между двумя ее элементами, остальные продолжают сохранять

работоспособность. Задача соединения компьютерных сетей различных

организаций, зачастую созданных на основе различных стандартов, вызвала

появление специального оборудования (мостов, маршрутизаторов, концентраторов

и т. п.), осуществляющего такое взаимодействие.

Локальная сеть

Подавляющая часть компьютеров западного мира объединена в ту или иную сеть.

Опыт эксплуатации сетей показывает, что около 80% всей пересылаемой по сети

информации замыкается в рамках одного офиса. Поэтому особое внимание

разработчиков стали привлекать так называемые локальные вычислительные сети

(LAN). Локальные вычислительные сети отличаются от других сетей тем, что они

обычно ограничены умеренной географической областью (одна комната, одно

здание, один район).

Существует два типа компьютерных сетей: одноранговые сети и сети с выделенным

сервером. Одноранговые сети не предусматривают выделение специальных

компьютеров, организующих работу сети. Каждый пользователь, подключаясь к

сети, выделяет в сеть какие-либо ресурсы (дисковое пространство, принтеры) и

подключается к ресурсам, предоставленным в сеть другими пользователями. Такие

сети просты в установке, налаживании; они существенно дешевле сетей с

выделенным сервером. В свою очередь сети с выделенным сервером, несмотря на

сложность настройки и относительную дороговизну, позволяют осуществлять

централизованное управление.

Международная сеть INTERNET

Одна из первых версий INTERNET была разработана в семидесятых годах

Департаментом Обороны США, чтобы дать возможность исследовательским

институтам, работавшим над особо важными для обороны в то время проблемами,

обмениваться информацией. К тому же предполагалось, что этот способ связи

позволит сохранить обмен информацией между ними в случае такой мировой

катастрофы, как ядерная война. В то время сеть носила название ARPAnet - по

имени организации финансировавшей эти разработки. Основная операционная

система была Unix. В 80-х годах, когда персональные компьютеры начали

получать все более широкое распространение в США, появились сети, связавшие

между собой исследовательские центры университетов. Соединив сети,

университеты получили возможность общаться между собой, подобно оборонным

институтам в семидесятых годах. Однако эта новая связь имела дополнительное

качество: пользователь университетской сети, находясь дома или в школе,

подключаясь к сети, получал также доступ к любому месту, к которому эта сеть

была подсоединена. Такая связь получила название "межсеть" (internet), и,

таким образом, появилась сеть INTERNET, которую назвали основной сетью,

межсетью или сетью сетей.

Каждый пользователь INTERNET имеет свой сетевой адрес. Существует компания (в

штате Виржиния), которая следит за INTERNET адресами с тем, чтобы среди

пользователей не появилось два одинаковых адреса.

Заключение

Развитие электронной промышленности осуществляется такими быстрыми темпами,

что буквально через один год сегодняшнее "чудо техники" становится

морально устаревшим. Однако принципы устройства компьютера остаются

неизменными еще с того момента, как знаменитый математик Джон фон Нейман в

1945 году подготовил доклад об устройстве и функционировании универсальных

вычислительных устройств.

К тому же, каждый пользователь, эксплуатирующий персональный компьютер,

знает круг задач, для решения которых он исполь­зует компьютер,

следовательно, и 10 лет назад приобретенная "286-я машина", исправно

работающая, удовлетворяющая запросы того или иного специалиста, является

незаменимым его помощником в повседневном труде.

Весь спектр ПО просто неиссякаем. Каждые полчаса в мире появляются всё новые

и новые программы. Какие-то из них останутся неизвестными, какие-то получат

мировое признание. Создание программного обеспечения для персональных

компьютеров за какой-то десяток лет превратилось из занятия программистов-

одиночек в важную и мощную сферу промышленности. Поэтому развитие ПО,

предназначенного для широкого круга пользователей, происходит уже не в

состязании индивидуальных программистов, а в процессе ожесточенной

конкурентной борьбы между фирмами – производителями. Помимо этого, создание

новых программ влёчёт за собой развитие новых комплектующих, способных

полностью покрыть все требования программы, необходимые для нормального её

функционирования.