|
Технические средства информатизацииРассматриваются состав, характеристики, функции и структура технических средств обработки, хранения и передачи информации, в том числе персональные компьютеры (процессоры, системы памяти, интерфейсы); накопители информации (магнитные лепты, диски, оптические накопители — CD/DVD, магнитооптические, твердотельные и другие альтернативные технологии); Скачать книгу |
ОписаниеМаксимов Н. В., Партыка Т. Л., Попов И. И.Технические средства информатизации: Рассматриваются состав, характеристики, функции и структура техни- ческих средств обработки, хранения и передачи информации, в том числе персональные компьютеры (процессоры, системы памяти, интерфейсы); накопители информации (магнитные лепты, диски, оптические накопители — CD/DVD, магнитооптические, твердотельные и другие альтернативные технологии); интерактивные устройства (терминалы с мониторами на ЭЛТ и плоскопанельными, манипуляторы, сенсорные экраны); мультимедийные системы (цифровое фото, видео, звук, мультимедийные проекторы); средства организации сетей и .мобильных вычислений (сети, связь компьютеров, мобильные компьютеры — процессоры и интерфейсы расширения). Для студентов специальностей 2203 Программное обеспечение вычис- лительной техники и автоматизированных систем и 2202 Автоматизиро- ванные системы обработки информации и управления (по отрасля.м). Оглавление Введение 3 Глава 1. ПЕРСОНАЛЬНЫЕ КОМПЬЮТЕРЫ. ПРОЦЕССОРЫ ... 8 1.1. Технологии электронных схем 11 1.2. Общее устройство ПК 26 1.3. Процессоры (основные принципы и классы) 42 1.4. Процессоры Intel 55 1.5. Процессоры других производителей 70 1.6. Набор микросхем системной платы (чипсет) 86 Глава 2. ПК: ОПЕРАТИВНАЯ ПАМЯТЬ И ИНТЕРФЕЙСЫ .... 93 2.1. Иерархия оперативной памяти 93 2.2. Конкретные системы памяти 101 2.3. Реализация систем основной памяти 112 2.4. Интерфейсы ПК. Внутренние интерфейсы 118 2.5. Интерфейсы периферийных устройств 135 2.6. Внешние интерфейсы 148 2.7. Интерфейсы центральных процессоров 165 2.8. Спецификации PC 98, PC 99, PC 2001 170 Глава 3. НАКОПИТЕЛИ МАССИВОВ ИНФОРМАЦИИ (ВНЕШНИЕ ЗУ) 177 3.1. Магнитные накопители. Ленты (МЛ) 177 3.2. Накопители на магнитных дисках (МД) 193 3.3. Технологии сменных носителей 213 3.4. Носители DVD 228 3.5. Альтернативные и перспективные накопители . ... 251 Оглавление 575 Глава 4. СРЕДСТВА ИНТЕРАКТИВНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ (ВВОД-ВЫВОД ДАННЫХ И УПРАВЛЕНИЕ КОМПЬЮТЕРОМ) 266 4.1. Терминалы. Клавиатуры 267 4.2. Мониторы на основе ЭЛТ 278 4.3. Плоскопанельные мониторы 297 4.4. Манипуляторы — мыши, трекболы 315 Глава 5. ПЕРИФЕРИЙНЫЕ УСТРОЙСТВА: ВВОД-ВЫВОД ТЕКСТОВОЙ И ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ ... 323 5.1. Принтеры 323 5.2. Сканеры 346 5.3. Плоттеры 368 5.4. Дигитайзеры 380 Глава 6. МУЛЬТИМЕДИЙНЫЕ ПРИЛОЖЕНИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ 390 6.1. Цифровое фото — представление и обработка .... 390 6.2. Цифровое видео 396 6.3. Сжатие видеоинформации ^ 405 6.4. Видеоадаптеры (. 411 6.5. Обработка аудиоинформацн.и 424 6.6. Принципы и элементы проекторов мультимедиа . . 435 Глава 7. СИСТЕМЫ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИИ, СЕТИ, МОБИЛЬНЫЕ КОМПЬЮТЕРЫ 455 7.1. Каналы передачи и телекоммуникация 455 7.2. Цифровые и мобильные системы связи 472 7.3. Компьютерные сети 489 7.4. Мобильные компьютеры 511 Заключение 535 Литература 537 Приложение 1. Глоссарий терминов и сокращений (русский язык) 539 Приложение 2. Глоссарий терминов (английский язык) .... 559 Введение Информатизация охватывает все сферы, все отрасли обществен- ной жизни, прочно входит в жизнь каждого человека, воздействует на его образ мышления и поведение. Высокий уровень знаний и практических применений информации и автоматизированных ин- формационных технологий (АИТ) в различных предметных облас- тях и сферах деятельности стимулировал формирование концепции перехода промышленно развитых государств в новую форму сущест- вования — «информационное общество». Информационным, видимо, следует считать общество, в кото- ром решающую роль играют приобретение, хранение, распростра- нение и использование знаний с широким использованием дости- жений научно-технического прогресса, позволяющего постоянно совершенствовать государственные, научные, общественные и пер- сональные структуры, системы и т. п. Процесс информатизации общества является закономерным глобальным процессом развития цивилизации, который обусловлен целым рядом объективных факторов, важнейшими из которых яв- ляются: • быстро возрастающая сложность искусственно созданной че- ловеком среды обитания — техносферы, которая все больше снижает ее надежность и устойчивость; • истощение природных ресурсов планеты и обусловленная этим необходимость отказа от господствующей в настоящее время парадигмы экстенсивного развития цивилизации; • возрастание экологических опасностей и необходимость поис- ка решения самой актуальной и сложной проблемы современ- ности — проблемы выживания человечества как биологиче- ского вида. Все большее число стран объявляют генеральной линией своего развития построение информационного общества. XXI век объяв- лен веком информатизации. В России, как и в ряде других стран, имеется «Концепция формирования информационного общества». В ней определено, что в нашей стране в первой четверти XXI в. должны быть созданы основные черты и признаки инфор.мацион- ного общества. При этом отмечается, что у России свои предпосыл- Введение ки перехода и свой специфичный путь, ибо она обладает великим культурным наследием и многонациональной самобытной культу- рой, располагает одной из лучших систем образования. В Концепции формирования информационного общества в России указывается на необходимость разработки массовых средств компьютеризации учреждений культуры (библиотек, архивов и др.), создания общедоступных баз и банков данных в области гуманитар- ных и социальных наук, сети культурно-информационных и инфор- мационно-развлекательных центров, поддержки сайтов культурно- информационных центров и др. Процесс информатизации России заключается в создании и раз- витии информационных систем (ИС), поддерживающих современ- ные информационные технологии (ИТ) для обслуживания практи- чески всех основных сфер жизнедеятельности общества. Исследователи утверждают, что информатизировать общество — это значит: • создать правовые, экономические, технологические, социаль- ные и профессионально-образовательные условия для того, чтобы необходимая для решения социальных и личных про- блем информация была доступна бесплатно или за плату в лю- бое время, в любой точке, любому потенциальному пользова- телю; • создать технологические условия, аппаратные и программные средства, телекоммуникационные системы, обеспечивающие выполнение предьщущего пункта, включая хранение, перера- ботку, преобразование, передачу и создание информации и знаний; • обеспечить индустриально-технологическую базу для произ- водства в рамках международного разделения труда конкурен- тоспособных национальных информационных технологий и ресурсов, в отсутствие чего наша страна попадет в информа- ционную зависимость от стран—производителей передовых информационных технологий; • обеспечить первоочередное развитие структур, институтов и механизмов, прежде всего в науке и образовании, гарантирую- щих опережающее (по сравнению с другими сферами полити- ческой, экономической и социальной деятельности) произ- водство информации и знаний. Специалисты прогнозируют максимальный всплеск «прорыв- ных» информационных технологий начиная с 2003—2005 гг., отме- чая, что период бурного роста займет 30—40 лет. На рубеже 2008 г. ожидается создание и широкое распространение карманных компь- Введение ютеров, рост использования суперЭВМ с параллельной обработкой информации. К 2017 г. прогнозируется начало серийного выпуска биокомпьютеров, встраиваемых в живые организмы. В сфере теле- коммуникаций прогнозируется, что к 2006 г. 80 % систем связи пе- рейдут на цифровые стандарты, произойдет существенный скачок в развитии микросотовой персональной телефонии — PSC, на кото- рую будет приходиться до 10 % мирового рынка мобильной связи. Это обеспечит повсеместную воз.можность приема и передачи ин- формации любых форматов и объемов. В качестве факторов информатизации могут быть определены: • технические средства информатизации (аппаратурный фак- тор); • программные средства и системы (программный фактор); • информационный фактор — собственно информация, т. е. сигналы, сообщения, массивы данных, файлы и базы данных (БД); • интеллектуальные усилия и человеческий труд (человеческий, гуманитарный фактор). Всегда присутствует человек-пользо- ватель, решающий задачи какой-либо предметной области с использованием инструментария инфор.матики. Перечисленные компоненты информатизации не случайно на- званы факторами, поскольку подобно классическим экономиче- ским факторам производства (труд, капитал, земля) они: • взаимозаменяемы (одна и та же производительность может быть достигнута при различных сочетаниях факторов — мате- матически это описывается кривой безразличия); • эффективность производства при увеличении одного из фак- торов, но при фиксированно.м вкладе остальных возрастает, но все медленнее и медленнее (математически — закон убы- вающей производительности), что требует гармоничного разви- тия всех составляющих, и не последняя роль здесь отводится человеческому фактору. В частности, пользователь должен со- ответствовать уровню информационных технологий. Перечисленные факгоры соответствуют также историческим этапам развития информатизации. Можно выделить следующие фазы, на каждой из которых доминирует какой-либо из упомянутых факторов: • технический период, в течение которого сложились основные представления о структуре универсальных электронных вы числительных машин (ЭВМ), определилась архитектура и типы устройств, — с 1946 по 1964 г. (приблизительно); Введение • программный период — выработалась современная классифика- ция программных средств, их структур и взаимосвязей, сло- жились языки программирования, разработаны компиляторы и принципы процедурной обработки — с 1954 по 1970 г.; • информационный период — в центре внимания исследователей и разработчиков оказываются структуры данных, языки описа- ния (ЯОД) и манипулирования (ЯМД) данными, непроцедур- ные подходы к построению систем обработки информации — с 1970 г. по настоящее время; • гуманитарный период, связанный с резким возрастанием круга пользователей АИТ и повышением роли интерфейсных и на- вигационных возможностей соответствующих систем (с нача- ла 90-х гг. прошлого века). Кроме этого, основные черты но- вых информационных технологий связаны с усилением персо- нального характера компьютера и расширением возможностей пользователя. Традиционные АИТ были подчинены произво- дителю инфор.мации и доводили одинаковое содержание до всех адресатов. Новые АИТ направлены на индивидуального пользователя, предоставляя возможность получения информа- ции, нужной именно ему. К средствам информатизации относят: СМИ, средства оргтех- ники, базы и банки данных, вычислительные информационные сети, ИПС, средства хранения, обработки и передачи данных. Мы предполагаем остановиться на технических средствах, связанных с компьютеризацией и применением персональных компьютеров, со- ответствующих современному (гуманитарному) периоду развития информатизации. Данный выбор определяет структуру настоящего учебного пособия. В первой главе рассмотрены технологии электронных схем, структура и общее устройство ПК, типология и этапы развития сис- темных плат, основные принципы построения и классы процессо- ров ПК, эволюция процессоров Intel, AMD, Cyrix, а также прочих приборов, образующих ПК (набор микросхем системной платы — чипсет). Во второй главе продолжается разбор сгруктур и функций ко.м- понентов ПК. Рассматривается иерархия оперативной памяти, кон- кретные системы и реализация систем основной памяти. Значитель- ное внимание уделяется интерфейсам ПК, в том числе внутренним интерфейсам, интерфейсам периферийных устройств, внешним ин- терфейсам и интерфейсам центральных процессоров. В заключение главы приводятся спецификации ПК, разработанные ведущими производителями в 1999—2000 гг. Они наглядно показывают, какое Введение это неблагодарное дело — прогнозировать показатели информатиза- ции. Все сформулированные в спецификациях требования для про- фессиональных машин XXI в. давным-давно превзойдены самыми слабыми из массовых бытовых ПК. В главе 3 рассматривается важный тип внешних устройств — на- копители массивов информации (внешние ЗУ), в том числе на маг- нитных лентах, магнитных дисках, сменных носителях (НЖМД, ZIP- накопители, супердискеты, сменные НЖМД, CD и др.). Значи- тельное внимание уделяется такой перспективной среде накопления информации, как DVD, во всем разнообразии их стандартов (DVD ROM, DVD RAM, DVD-R, DVD-RW, DVD+RW и пр.). Определен- ное внимание уделяется также альтерна'швным и перспективным но- сителям (флэш, микроустройства, сверхплотные CD и DVD и т. д.). В четвертой главе рассмотрены средства интерактивного взаи- модействия (ввод-вывод данных и управление ПК), в том числе тер- миналы, клавиатуры, мониторы на основе ЭЛТ, плоскопанельные мониторы (жидкокристаллические, плазменные и пр.), сенсорные мониторы и манипуляторы (мышь, трекбол). Рассмотрены также интерфейсы мониторов ПК — как аналоговые, так и цифровые. В главе 5 продолжается рассмотрение периферийных устройств. Это устройства массового ввода-вывода текстовой и графической информации: принтеры, сканеры, плоттеры, дигитайзеры. Рассмат- риваются принципы действия, конструкции, конкретные образцы изделий. Шестая глава посвяшена вопросам обработки и представления мультимедийной информации, в том числе цифровое фото, цифро- вое видео, сжатие видеоинформации, видеокарты и их разновидно- сти, обработка и передача аудиоинформации. Кроме того, рассмот- рены принципы и конструкции проекторов мультимедиа. В седьмой главе рассмотрены системы связи и мобильных вы- числений, в том числе каналы передачи и телекоммуникация, циф- ровые и .мобильные системы связи (GSM, ISDN, xSDL), компью- терные сети (лoкaJ^ьныe, глобальные, домашние), мобильные ком- пьютеры (процессоры, интерфейсы). Настоящее учебное пособие базируется на материалах, которые авторы накопили в процессе практической, исследовательской, а также преподавательской (МИФИ, МИСИ, МГУ, РГГУ) деятельно- сти. Авторы выражают благодарность коллегам, принявшим участие в обсуждении материала: А. Г. Романенко (РГГУ), К. И. Курбакову (РЭА им. Г. В. Плеханова), П. Б. Храмцову (РНИЦ «Курчатовский институт»), рецензентам, а также студентам РГГУ, РЭА им. Г. В. Пле- ханова за предоставленные иллюстративные материа^ты. Глава 1 ПЕРСОНАЛЬНЫЕ КОМПЬЮТЕРЫ. ПРОЦЕССОРЫ Персональный компьютер (ПК) — Personal Computer (PC) — недорогой компьютер, созданный на базе микропроцессора. ПК или персональные электронные вычислительные машины (ПЭВМ) в ряду компьютеров характеризуются небольшими размерами и .мас- совым производством. Это позволяет делать их широкодоступны.м товаром, обеспечивающим обработку различной информации. ПК предназначены для обработки текстов, звука и изображений. Персональный компьютер для удовлетворения требованиям об- шедоступности и универсальности применения должен обладать та- кими качествами, как: • малая стоимость, находящаяся в пределах доступности для ин- дивидуального покупателя; • автономность эксплуатации без специальных требований к ус- ловиям окружающей среды; • гибкость архитектуры, обеспечивающая ее адаптируемость к разнообразным применениям в сфере управления, науки, об- разования и в быту; • дружественность операционной системы и прочего програм- много обеспечения, обусловливающая возможность работы с ней пользователя без специальной профессиональной подго- товки; • высокая надежность работы (более 5000 ч на отказ). ПК делятся на несколько классов (рис. 1.1). Если за признак классификации взять «тип решаемых на ПК задач», то IBM-совмес- тимые ПК могут быть разделены на: серверы; графические станции; портативные, ПК для корпоративных пользователей; ПК для дома и малого офиса (SOHO — Small Office, Home Office) и т. д. В последние годы использование высокоскоростных 32- и 64- разрядных микропроцессоров и версий операционной системы UNIX привело к слиянию ПК с рабочими станциями. С другой сто- роны, создаются устройства, в которых объединяются функции пер- сонального компьютера с телевизором и телефонным аппаратом. Глава 2 ПК: ОПЕРАТИВНАЯ ПАМЯТЬ И ИНТЕРФЕЙСЫ Память (запоминающее устройство, ЗУ) является устройством хранения информации для дальнейщего использования. Вся память ПК может быть разделена на оперативную (ОЗУ) и внешнюю (ВЗУ). Основными характеристиками ЗУ являются: • емкость памяти, измеряемая в битах либо байтах; • методы доступа к данным; • быстродействие (время обращения к устройству); • надежность работы, характеризуемая зависимостью от окру- жающей среды и колебаний напряжения питания; • стоимость единицы памяти. Внещние запоминающие устройства рассмотрены далее, в гл. 3. Здесь же речь пойдет об устройствах оперативной памяти. 2.1. Иерархия оперативной памяти Кэш-память, или cache memory, представляет собой буферное ЗУ, работающее со скоростью, обеспечивающей функционирование ЦП без режимов ожидания (рис. 2.1). Необходимость в создании кэш-памяти возникла потому, что появились процессоры, работающие с очень большим быстродейст- вием. Между тем для выполнения сложных прикладных процессов нужна большая память. Использование же большой сверхскорост- Глава 3 НАКОПИТЕЛИ МАССИВОВ ИНФОРМАЦИИ (ВНЕШНИЕ ЗУ) Внешние запо.минающие устройства (ВЗУ) можно разделить на следующие классы: • по типу доступа: — с произвольны.м доступо.м (диски, флэш-карты); — с последовательны.м доступом (ленты); • по используемой технологии записи / считывания инфор.ма- ции: — с магнитны.ми носителя.ми (HDD, FDD); — с оптическими носителя.ми (CD, DVD); — с .магнитооптически.ми носителя.ми (Fujitsu DynaMO); — использующие флэш-па.мять; • по типу носителя: — с постоянным носителе.м (жесткие диски); — со с.менны.ми носителями (гибкие диски, картриджи стри- .меров), сменные пакеты жестких дисков. 3.1. Магнитные накопители. Ленты (МЛ) Магнитные накопители являются основной средой хранения инфор.мации в ЭВМ и разделяются на магнитные ленты (НМЛ) и .магнитные диски (НМД). Общая технология магнитных носителей. Долгое время основ- ны.м устройство.м хранения данных в ко.мпьютерах были перфора- ционные носители (карты и ленты). В 1949 г. ко.мпания IBM при- ступила к разработке нового устройства хранения данных. Именно это и CTajio точкой отсчета в истории развития устройств магнитно- го хранения данных. 21 мая 1952 г. IBM анонсировала .модуль лен- точного накопителя IBM 726 для вычислительной машины IBM 701. Четыре года спустя, 13 сентября 1956 г. IBM объявила о создании первой дисковой системы хранения данных — 305 RAMAC (Random Access Method of Accounting and Control). Эта система могла хранить 178 Глава 3. Накопители массивов информации 5 .млн символов (5 Мбайт) на 50 дисках диа.метро.м 24 дюй.ма (около 61 см). В отличие от ленточных устройств хранения данных, в сис- теме RAMAC запись осуществлялась с по.мощью головки на произ- вольное место поверхности диска. При записи каждого бита (или битов) данных в специальных областях на диске располагаются последовательности зон смены зна- ка. Эти области называются битовыми ячейками. Гео.метрические размеры такой ячейки зависят от тактовой частоты сигнала записи и скорости, с которой пере.мешаются относительно друг друга головка и поверхность диска. Ячейка перехода — это область, в которую .можно записать толь- ко одну зону смены знака. При записи отдельных битов данных или их групп в ячейках формируется характерный «узор» из зон смены знака, зависящий от способа кодирования информации. В процессе переноса данных на магнитный носитель каждый бит (или группа битов) с помощью специального кодирующего устройства преобра- зуется в серию электрических сигналов, не являющихся точной ко- пией исходной последовательности и.мпульсов. Методы хранения информации. Как известно, цифровая инфор- мация представляется в виде последовательностей «О» и «1». При записи используются импульсные сигналы. Битовая инфор.мация преобразуется в пере.менный ток в соответствии с чередование.м ну- лей и единиц (рис. 3.1). Этот ток поступает на магнитную головку, и в зависимости от направления тока в об.мотке головки в пространст- ве между головкой и носителем возникает соответствующий маг- нитный поток, замыкающийся через элементарную область на.маг- ниченности (домен). Собственные магнитные поля доменов ориен- тируются в соответствии с направление.м внешнего .магнитного поля. При снятии внешнего поля это состояние до.менов не .меняет- ся (память долговре.менного хранения). При разработке метода записи учитываются такие факторы, как: возможность получения высокой плотности записи; по.мехоустойчи- вость; обладает ли .метод свойство.м са.мосинхронизации или требует внешней синхронизации; необходи.мо ли предварительное стирание ранее записанной информации или нет и т. д. В настоящее вре.мя в связи с удешевление.м электронных схе.м применяются более эф- фективные, хотя и сложные методы кодирования записываемой ин- формации и процедуры обработки считанных сигналов (включая контроль и коррекцию ошибок при считывании). До недавнего времени широко применялся .метод магнитной записи, называе.мый модифицированной частотной .модуляцией — МЧМ (MFM — Modified Frequency Modulation). В случае обычной Глава 5 ПЕРИФЕРИЙНЫЕ УСТРОЙСТВА: ВВОД-ВЫВОД ТЕКСТОВОЙ И ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ в настоящей главе рассматриваются устройства, предназначен- ные для ввода-вывода в пакетном режиме (страницами, рулонами и другими крупными блоками информации). В основном речь пойдет о вводе-выводе графической информа- ции. За редким исключением, большинство современных устройств пакетного ввода-вывода предназначаются именно для работы с этим типом информации. При этом можно утверждать, что принтеры и сканеры — это, как правило (хотя есть и исключения), устройства для работы с растровой информацией. Плоттеры и дигитайзеры предназначены для обработки векторной графической информации. 5.1. Принтеры Принтер — устройство для вывода текстовой или графической информации на различные твердые носители. Существует несколь- ко типов принтеров: матричные, струйные, лазерные, твердочер- нильные, термосубли.мационные и т. д. Каждую группу принтеров характеризуют свои отличительные черты, присущие только этому типу устройств вывода информации. Рассмотрим каждую из групп более подробно. Принтеры ударного типа (impact printer) Принтеры ударного действия, или impact-принтеры, создают изображение путем механического давления на бумагу через ленту с красителем. В качестве ударного механизма применяются либо шаб- лоны символов (механизм печатающей машинки), либо иголки, конструктивно объединенные в матрицы. Глава 6 МУЛЬТИМЕДИЙНЫЕ ПРИЛОЖЕНИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ Мулыпимедиасистемы в своей основе представляют собой аппа- ратно-программные средства интерактивного доступа к массивам и базам данных разноформатной (мультимедийной) информации, ос- новными среди которых являются звук, фото (статическое изобра- жение) и видео (динамическое изображение). Мультимедийные сис- темы не отрицают интеграцию с классическими видами данных — табличные (базы данных) и текстовые (информационно-поисковые системы), но основная нагрузка при разработке мультимедийных приложений и их использовании приходится на перечисленные ос- новные виды. Процессы обработки мультимедийной информации и функции соответствующих информационных технологий систем, как обычно, включают следующие этапы — сбор и получение информации, об- работка, редактирование, хранение и поиск, выдача и представле- ние пользователям. Сразу оговоримся, что проблема поиска мульти- медийной информации весьма далека от своего решения, поскольку требует высокой формализации ее представления (хотя такие по- пытки и известны, например, мультимедийный стандарт MPEG-7 или более известный аудиоформат MIDI). Поэтому здесь речь пой- дет в основном о проблемах получения мультимсдиаинформации в цифровой форме, преобразовании в компактное представление (сжатие), редактировании, выходном представлении. 6.1. Цифровое фото — представление и обработка Фотография как источник изображений в цифровой форме мо- жет быть оцифрована с помощью сканера и в последующем обрабо- тана с помощью редактора изображений наподобие Photoshop. Здесь же мы остановимся на цифровых фотокамерах. 6.1. Цифровое фото — представление и обработка 391 Беспленочные (цифровые) камеры очень похожи на традицион- ные фотокамеры: в камерах обоих типов имеются объектив, затвор и диафрагма. Фактически, в некоторых профессиональных беспле- ночных камерах используются готовые корпуса от 35-мм аппаратов Nikon, Minolta или Canon (рис. 6.1, а). Различие же состоит во внут- реннем устр014стве или в способе сохранения изображения. В традиционных фотокамерах изображение фокусируется на пленке, покрытой светочувствительным слоем кристаллов галоид- ного серебра. Затем пленка последовательно погружается в раство- ры химических реактивов для проявления и фиксации отснятого изображения. В цифровых камерах изображение фокусируется на фоточувст- вительном кристалле полупроводника, называемом прибором с за- рядовой связью (ПЗС). ПЗС применяются также в сканерах, факси- мильных аппаратах и видеокамерах, хотя обычно качество боль- шинства ПЗС для беспленочных камер выше и такие ПЗС, безусловно, дороже. Прибор с зарядовой связью ПЗС, или charge coupled device (CCD), — технология, лежащая в основе большинства цифровых камер, была предложена в 1960-х гг., когда шли поиски недорогих систем памяти для массового произ- водства. Возможность использования ПЗС для съемки изображений даже не приходила в голову исследователям, работавшим над техно- логией первоначально. В 1969 г. У. Бойл и Дж. Смит (Bell Labs) предложили использо- вать ПЗС для хранения данных. Первое применение ПЗС для съем- ки — матрица с форматом 100x100 пикселей — была создана в 1974 г. в Fairchild Electronics. В следующем году такие устройства уже использовались в телекамерах для коммерческих передач и ско- ро стали обычными в телескопах и медицинских системах. ПЗС работает подобно электронной версии человеческого глаза. Каждая матрица состоит из миллионов ячеек, известных как фото- точки или фотодиоды, которые преобразуют оптическую информа- цию в электрический заряд. Когда световые частицы (фотоны) вхо- дят в кремний фотодиода, они обеспечивают достаточно энергии лая генерации свободных электронов, число которых возрастает с потоком света. Если к фотодиоду приложено внешнее напряжение, возникает электрический ток (рис. 6.1). Глава 7 СИСТЕМЫ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИИ. СЕТИ. МОБИЛЬНЫЕ КОМПЬЮТЕРЫ 7.1. Каналы передачи и телекоммуникация Канал передачи — это комплекс технических средств и среды распространения, обеспечивающий передачу сигнала электросвязи в определенной полосе частот или с определенной скоростью переда- чи между сетевыми станциями и узлами, а также между ними и око- нечным устройством первичной сети. При обмене данными по каналам используются три метода пе- редачи данных: • симплексная (однонаправленная) передача (телевидение, ра- дио); • полудуплексная (прием и передача информации осуществля- ются поочередно); • дуплексная (двунаправленная), каждая станция одновременно передает и принимает данные. Методы последовательной передачи Для передачи данных в информационных системах наиболее часто применяется последовательная передача. Широко использу- ются следующие методы последовательной передачи: асинхронная и синхронная. Асинхронная передача. Asybnchronous от греческого asyn — дру- гой и chronous — время. Это означает, что данные обязательно бу- дут доставлены в целости и сохранности, пусть и не всегда в срок. Получение каждого пакета проверяется и подтверждается, если па- кет не дошел, передача будет повторена заново. При асинхронной передаче каждый символ передается отдель- ной посылкой. Стартовые биты предупреждают приемник о начале передачи. Затем передается символ. Для определения достоверности 456 Глава 7. Системы телекоммуникации, сети передачи используется бит четности («1», если количество единиц в символе нечетно, и «О» в противном случае). Последний «стоп бит» сигнализирует об окончании передачи. Асинхронная передача используется в системах, где об.мен дан- ными происходит время от времени и не требуется высокая ско- рость передачи данных. Некоторые системы используют бит четно- сти как символьный бит, а контроль информации выполняется на уровне протоколов обмена данными. Синхронная передача. Isochronous от греческого iso — тот же, та- кой же и chronous — время. Это означает, что скорость и непрерыв- ность потока важнее, чем сохранность данных. При использовании синхронного метода данные передаются блоками. Для синхронизации работы приемника и передатчика в начале блока передаются биты синхронизации. Затем передаются данные, код обнаружения ошибки и символ окончания передачи. При синхронной передаче данные могут передаваться и как симво- лы, и как поток битов. В качестве кода обнаружения ошибки обычно используется циклический избыточный код обнаружения ошибок (CRC — Cyclic Redundance Check). Он вычисляется по содержимо- му поля данных и позволяет однозначно определить достоверность принятой информации. Каналы телекоммуникаций Рассмотрим далее основные средства и среды (каналы) телеком- муникации (первичной сети связи). К ним относятся: • кабельные каналы (витая пара и коаксиальные кабели); • оптоволоконные кана^чы; • радиоканалы. Основным параметром всякого Kanajia связи является его пропу- скная способность, определяющая максимальное количество инфор- мации, передаваемое в единицу времени без потерь и искажений. Общепринятой мерой измерения пропускной способности яв- ляется бод, или I бит/с. Например, низкокачественная телефонная связь обеспечивает не более 2400 бод, высококачественная — до 32 килобод (Кбод), цифровая телефония — до 64 Кбод и т. д. Не вдаваясь в подробности, заметим здесь лишь, что уровень пропускной способности, в свою очередь, определяется двумя ха- рактеристиками: • частотный диапазон канала — интервал частот («широкопо- лосность») синусоидальных колебаний, передаваемых без по вреждений; Приложение 1 Глоссарий терминов и сокращений (русский язык) Адаптер (лат. adaptare — прилаживать, «приспособление») -— уст- ройство сопряжения центрального процессора и периферийных устройств компьютера; кроме этого, иногда осуществляет функции управления периферийным устройством. Адаптер графический — устройство, управляющее дисплеем и обес- печивающее вывод графических изображений. Определяет раз- решающую способность дисплея (количество точек на единицу площади экрана), количество цветов. Адаптер локальной сети. (Адаптер сетевой, Networking Adapter) — адаптер для подключения компьютера к локальной сети компь- ютеров. Например, для подключения персонального компьютера к сети Ethernet используется адаптер NE-2000. Аккумулятор — (1) устройство, вырабатывающее электричество путем преобразования химической энергии в электрическую; (2) ячейка памяти, используемая для хранения результатов вычисления; обычно так называют один из регистров п арифметико-логическом устройстве процессора. Аксессуар (фр. accesoire — принадлежность) — элемент компьютера или программной среды, который может быть использован только вместе со всей системой, но приобрести и установить его можно отдельно. Активное устройство — физическое или логическое устройство, с которым работает система в данный момент времени. Аналого-цифровой преобразователь (АЦП) — устройство, преобразую- щее ана/юговый сигнал в цифровой и обратно. Например, для передачи данных по цифровой телефонной сети с помощью модема между модемом и цифровым телефонным каналом ставится аналого-цифровой адаптер. 540 Приложение 1 Апертура — действующее отверстие оптической системы, определяемое размерами линз, зеркал или диафрагмами. Угловая апертура — угол а между крайними лучами конического светового пучка, входящего в систему. Числовая апертура равна а «sin— , где п — показатель преломления среды. Освещенность изображения пропорциональна квадрату числовой апертуры. Аппаратура передачи данных (АПД) — аппаратура, предназначенная для обеслечения возможности вхождения оконечного оборудования данных (ООД) в канал связи. АПД обеспечивает интерфейс ООД с сетью передачи данных. Модем является аппаратурой передачи данных. Арифметико-логическое устройство (АЛУ) — часть процессора, ко- торая производит выполнение операций, предусмотренных данным компьютером. Архитектура двойной независимой шины (DIB, Dual independent Bus) ~ архитектура построения процессора, при которой данные передаются по двум шинам независимо друг от друга, од- новременно и параллельно. Архитектура открытая — архитектура, разработанная фирмой IBM для персональных компьютеров. Основные признаки: на.личие общей информационной шины, к которой возможно подключение различных дополнительных устройств через разъемы расширения; модульное построение компьютера Асинхронная передача данных ~ способ передачи и метод извлечения данных из непрерывного потока сообщений, при которых передающая сторона в каждое данное вводит стартовый и столовый биты, указывающие, где данное начинается и где кончается. Аудиоадаптер (Sound Blaster, звуковая плата) — специальная элек- тронная плата, которая позволяет записывать звук, воспроизводить его и создавать профаммными средствами с помощью микрофона, наушников, динамиков, встроенного синтезатора и другого оборудования. Базовая система ввода/вывода (BIOS англ. Basic Input/Output System) — предназначенные для выполнения следующих функций: тестирование основных устройств компьютера; распознавание типов устройств, установленных в компьютере; вызов Глоссарий терминов (русский язык) 541 блока начальной загрузки операционной системы; обслуживание системных прерываний. В большинстве компьютеров BIOS записывается изготовителем компьютера в постоянное запоминающее устройство и пользователь не имеет средств из- менять ее. Байт — машинное слово минимальной размерности, адресуемое в процессе обработки данных. Размерность байта — 8 бит — принята не только для представления данных в большинстве компьютеров, но и в качестве стандарта для хранения данных на внешних носителях, для передачи данных по каналам связи, для представления текстовой информации. Бит (англ. Binary digiT — двоичная единица) — единица измерения количества информации, равная количеству информации, со- держащемуся в опыте, имеющем два равновероятных исхода. Это наименьшая единица информации в цифровом компьютере, принимающая значения «О» или «1». Бод (baud), бит/с (bps) — единица измерения скорости передачи данных по сети. Буфер — дополнительная память для временного хранения данных. Буфер предназначен для компенсации более низкой скорости работы выходного устройства по сравнению со скоростями работы процессора и оперативной памяти. Буфер многих лазерных принтеров, например, составляет от 1 до нескольких Мбайт. Быстродействие накопителя — скорость чтения/записи данных в накопителе. Определяется двумя параметрами: средним временем доступа и скоростью передачи данных. Быстродействие процессора — скорость выполнения операций про- цессором. Так как скорость выполнения отдельных операций у процессора разная, то за скорость работы всего процессора принимают либо скорость выполнения команд «регистр—регистр», либо скорость выполнения команд над числами с плавающей запятой. Последняя имеет специальное название — флопс (FLOPS — floating-point operations per second). Обобщенным показателем скорости процессора является тактовая частота и тип процессора. Например, при тактовой частоте 66 МГц у процессора 486-DX скорость 54 млн команд/с; у Pentium при той же частоте — 112 млн команд/с. 542 Приложение 1 Ввод речевой — процесс ввода данных с голоса пользователя. Для обеспечения речевого ввода необходим компьютер, оснащенный микрофоном, специальной платой для превращения звуковых колебаний в цифровые коды, базами данных (словарями), в которых собраны распознаваемые слова, и программами, которые ставят произнесенное слово в соответствие слову в словаре. Векторная графика — способ представления изображения как сово- купности графических элементов (графических примитивов — отрезков, дуг и пр.), описанных любым способом, в том числе графическими командами. Величина аналоговая — величина, у которой значения изменяются » . непрерывно и ее конкретное значение зависит только от точности прибора, производящего измерение. Например, температура воздуха. Величина дискретная — величина, значения которой изменяются скачкообразно. Например, величина, характеризующая наличие или отсутствие тока в электрической цепи, является дискретной и может принимать значения «да» или «нет» («О» или «1»). Видеоадаптер — электронная плата, которая обрабатывает видеоданные (текст и графику) и управляет работой дисплея. Содержит видеопамять, регистры ввода-вывода и модуль BIOS. Посылает в дисплей сигналы управления яркостью лучей и сигналы развертки изображения. Видеопамять — дополнительная память для обеспечения качественного изображения на дисплее. Является частью видеоадаптера, имеет объем до нескольких десятков Мбайт. В видеопамяти формируются изображения одного или нескольких экранов, которые затем подаются на дисплей. В некоторых компьютерах видеопамять выделяется из оперативной памяти. Внешние устройства — устройства ввода и вывода информации. По- скольку, как правило, они работают значительно медленнее ос- тальных, управляющее устройство должно приостанавливать программу для завершения операции ввода-вывода с соответст- вующим устройством. Волоконно-оптический кабель — кабель, передающий данные с по- мощью света, что увеличивает скорость и качество передачи. Глоссарий терминов (русский язык) 543 Используется в компьютерных сетях. В простейшем случае световод представляет собой волоконный (гибкий) диэлектрик, выполненный на основе кварцевого стекла и окруженный оболочкой с показателем преломления меньшим, чем у сердцевины. Выделенные каналы связи — каналы связи, закрепленные за сетью связи или специально созданные для нее. В отличие от коммутируемых каналов являются двух- и четырехпроводными. Иначе называются некоммутируемыми каналами связи. Вычислительная сеть — комплекс компьютеров, вспомогательного оборудования, каналов связи и специального програ.ммного обеспечения д;1я передачи данных между элементами сети. В зависимости от задач, типа оборудования и линий связи вы- числительные сети разделяются на локальные, корпоративные, территориальные и глобальные сети. Сети создаются для более полного использования ресурсов или их перераспределения, для быстрой и автоматической связи с передачей больших объемов данных. Генератор тактовой частоты — устройство для выработки через равные отрезки времени последовательности импульсов. Время между двумя последовательными импульсами называется тактом. Гибкий магнитный диск — диск из гибкой пластмассы в защитной пластмассовой упаковке, в которой прорезаны отверстия для подхода магнитных головок ввода/вывода. Диск покрыт магнитным составом. Часто называется флоппи-диском (floppy — свободно висящий) или дискетой. Гигабайт (Гбайт) — единица измерения количества данных или объема памяти, 2^^= 1 073 741 824 байта. Иногда считают, что 1 Гбайт = 10^ = 1 000 000 000 байт. Расхождение составляет около 7 %. Главная (внутренняя, оперативная) память компьютера представляет собой упорядоченную последовательность байтов или машинных слов (ячеек памяти), проще говоря — массив. Номер байта или слова памяти, через который оно доступно как из команд компьютера, так и во всех других случаях, называется адресом. Если в команде непосредственно содержится адрес 544 Приложение 1 памяти, то такой доступ этому слову памяти называется прямой адресацией. Глобальная компьютерная сеть — совокупность отдельных компью- теров и локальных сетей, расположенных в разных странах, со- единенных различными кана-1ами связи и работающих в разных программных средах. Данная совокупность имеет согласованные протоколы взаимодействия. Графика — наиболее общий способ визуального представления данных в компьютере, в котором объединяются текстовые данные и графические образы. Способы или форматы представления самого графического изображения на машинных носителях бывают двух типов: растровая и векторная графики. Графопостроитель — устройство для вывода из компьютера инфор- мации в виде графиков и чертежей на неподвижную или вра- щающуюся на барабане бумагу (плоттер). Датчик — устройство, обеспечивающее регистрацию какой-либо физической величины, преобразование ее в.сигналы (обычно электрические) и передачу этих сигналов для обработки в систему управления. Например, в принтере стоит датчик конца листа бумаги. Если лист кончается, принтер перестает печатать и звуковым сигналом сообщает об этом. Двоичная система счисления — позиционная система счисления с основанием 2. Для записи чисел используются двоичные цифры О и 1. Например, 101101 в двоичной системе равно числу: 1 • 25 + О • 24 + 1 ? 23 + 1 . 22 + О • 2' + 1 • 20 = 45 в десятичной системе. Является основной в вычислительной технике, так как приборы, имеющие два устойчивых состояния, проще, чем приборы с любым другим числом состояний. Используются производные системы счисления (степени 2) — восьмеричная и шестнадцатеричная. Дефрагментация диска — процесс размещения файлов на смежных секторах лиска. Файлы при записи на диск разбиваются на фрагменты — кластеры, которые могут располагаться в разных частях диска. Это связано с работой файловой системы ОС. Разбитые на куски файлы затрудняют доступ, увеличивают время обращения к файлам. Считается, что следует выполнять процедуру дефрагмеитации диска раз в 1—2 недели. Соответст- Глоссарий терминов (русский язык) 547 Запоминающее устройство (ЗУ) — устройство для записи, хранения и выдачи данных. Различают устройства: долговременного и оперативного хранения данных, они же энергонезависимые и энергозависимые; только для чтения данных (постоянное запо- минающее устройство, компакт-диски) и как для чтения, так и для записи. Звезда — способ соединения компьютеров в сеть, при котором один компьютер выделяется и называется главным (головным), а все остальные соединены с ним напрямую. Передать данные от од- ного периферийного компьютера к другому можно только че- рез головной компьютер. При выходе из строя головного ком- пьютера вся сеть становится неработоспособной. Интегральная схема — реализация электронной схемы, выполняю- щей некоторую функцию, в виде единого полупроводникового кристалла, в котором изготовлены все компоненты, необходи- мые для осуществления этой функции. Включает совокупность транзисторов, диодов, конденсаторов, резисторов и др., связан- ных между собой микропроводниками. Для представления о размерах интегральной схемы и ее наполненности элементами можно рассмотреть микропроцессор Pentium: количество электронных компонентов — 3,1 млн, площадь кристалла — 292 мм^ (это квадрат со стороной около 1,7 см), высота — не- сколько миллиметров. В литературе можно встретить другое название интегральной схемы — чип, от англ. chip — тонкий кусочек. Интерфейс (англ. inter — между и face — лицо) — (1) взаимодействие между элементами системы или системами; (2) совокупность средств, стандартов, сигналов, обеспечивающая обмен данны- ми между устройствами; (3) взаимодействие между человеком и компьютером. Информация, единицы измерения — элементарной единицей инфор- мации является бит — это один двоичный разряд. 8 бит образу- ет 1 байт. Информация в памяти ЭВМ измеряется в следующих единицах: килобайт (Кбайт), который равен 1000 байтам (1 Кбайт = 1024 байта (2'^)); мегабайт (Мбайт), который равен 1000 килобайтам (1 Мбайт = 1024 Кбайта); гигабайт (Гбайт) ра- вен 1000 мегабайт (1 Гбайт = 1024 Мбайта). Источник бесперебойного питания (ИБП) — система, которая обес- печивают защиту электронных приборов, в том числе компью- 548 Приложение 1 теров и сетей, от бросков напряжения, перекоса фаз или внезапного прекращения подачи энергии. Обычно такие сбои приводят к порче или потере данных. Канал связи — технические устройства и физическая среда, обеспе- чивающие передачу данных. Каналы связи разделяются на ана- логовые и цифровые, на телефонные, телеграфные, радиочастотные, телевизионные, инфракрасные и оптические. Кроме этого, каналы связи бывают выделенные и коммутируемые. Картридж (англ. cartrige — патрон, кассета) — сменяемая часть устройства. Обычно это кассета, в которой хранится красящая лента для принтеров, тонер для лазерных принтеров или множительных аппаратов, чернила для струйных принтеров и пр. Картридж полностью готов к работе, для этого его достаточно вставить на место. Килобайт (Кбайт) — единица измерения количества данных или объема памяти, равная 2'^= 1024 байтов. Иногда считают, что 1 Кбайт = 10^ = 1000 байтов. Расхождение составляет 2,4%. Правильнее говорить «Кбайт», потому что «кило» обычно означает 1000. Клавиатура — устройство, предназначенное для ручного ввода данных в компьютер. Клавиатуры различаются количеством кла-вищ. Стандартным для ШМ-подобных компьютеров является клавиатура со 101 клавищей, где выделены блоки: функциональных клавищ; букв, цифр и вспомогательных символов; клавиш управления курсором; цифровой клавиатуры (дублируется для удобства ввода). Кластер (англ. cluster — группа) — единица хранения данных на гибких и жестких дисках. Кластер содержит несколько рядом стоящих секторов. Клиент (Client) — профаммно-технический комплекс, обеспечивающий интерфейс с пользователем (другой активной стороной) при отправлении и получении запросов от сервера. Клиент-сервер архитектура (Client-Server) — распределенная обработка запросов в сети, реализуемая на двух взаимодействующих программно-технических комплексах (клиент и сервер). Коаксиальный кабель (лат. со — совместно и axis — ось) — кабель, состоящий из двух соосных проводников, между которыми расположен изолятор. Используется в каналах связи компью- Глоссарий терминов (русский язык) 549 терных сетей. Применяется для передачи сигналов с несущей частотой до 3 • 10'^ Гц. Код ASCII (англ. American Standard Code for Information Interchange — Американский стандартный код для обмена информацией) — стандарт кодирования символов латинского алфавита, цифр и вспомогательных символов или действий в виде однобайтового двоичного кода (1 байт = 8 бит). Первоначально стандарт определял только 128 символов, используя 7 бит (от О до 127). Использование всех восьми бит позволяет кодировать еще 128 символов. В этом случае говорят о расширенном ASCII-коде. Дополнительные символы могут быть любыми, им отводятся коды от 128 до 255. Русские символы кодируются именно в этой части ASCII-кода. Кодек (англ. Codec — COmpress — DECompress — сжимать — вос- станавливать) — аппаратно-программный комплекс, обеспе- чивающий работу персонального компьютера с видеоинформацией. Кодек позволяет добиваться качества работы видеомагнитофона за счет использования аппаратных и программных методов сжатия данных. Кодирование (Coding) — установление согласованного (узаконенного) соответствия между набором символов и сигналами или битовыми комбинациями, представляющими каждый символ для целей передачи, хранения или обработки данных. Кольцо — способ соединения компьютеров в сеть, когда данные в сети передаются последовательно от одной станции к другой. Как правило, данные передаются только в одну сторону, поэтому, чтобы передать сообщение рядом стоящему, но находящемуся против движения данных компьютеру, нужно пройти все компьютеры в сети. Команда — описание элементарной операции, которую должен вы- полнить компьютер. Обычно содержит код выполняемой операции, указания по определению операндов (или их адресов), указания по размещению получаемого результата. Последовательность команд образует программу. Командный язык модема, (Modem AT-command (Hayes AT command)) — элемент командного языка, управляющего работой Hayes- совместимого модема. 550 Приложение 1 Коммутация — (1) процесс соединения или переключения вычис- лительных систем, в том числе компьютеров; (2) различают коммутацию пакетов сообщений, под которой понимают объе- динение некоторых данных и их передачу по каналам связи. Коммутируемые каналы связи — каналы связи общего назначения, которые используются конкретной сетью только на момент связи. В территориальных и глобальных компьютерных сетях, как правило, используются телефонные каналы общего назначения, которые по вызову подключаются (коммутируются) к данной сети. Коммутируемые каналы являются низкоскоростными в отличие от выделенных каналов. Компакт-диск — диск для постоянного хранения данных, представ- ляющий собой круг из алюминиевого сплава, покрытый защитной прозрачной пленкой. Запись производится по одной спиралевидной, очень длинной дорожке настолько плотно, что на 5-дюймовый диск помещается до 700 Мбайт данных. Контроллер (англ. control — управлять) — устройство, которое связывает периферийное оборудование или каналы связи с центральным процессором, освобождая процессор от непо- средственного управления функционированием данного обо- рудования. Курсор — светящийся участок на экране дисплея, указывающий по- зицию, на которой будет отображаться следующий вводимый с клавиатуры знак. Кэш-память — сверхоперативная память, обращение к которой намного быстрее, чем к оперативной, и в которой хранятся наиболее часто используемые участки последней. При обращении к памяти сначала нужные данные ищутся в кэш-памяти. Лэптоп (наколенник) — laptop — портативный компьютер, по своим размерам близкий к портфелю. По быстродействию и памяти примерно соответствует настольным персональным компьютерам. Магнитооптический накопитель — накопитель для работы с магни- тооптическими дисками. Магнитооптический диск (МО-диск) изготавливается из алюминиевого сплава и заключен в пластиковую оболочку. Технология записи данных: лазерный луч нагревает точку на диске, а электромагнит изменяет магнитную ориентацию этой точки в зависимости от того, что необходимо Глоссарий терминов (русский язык) 551 записать — «О» или «Ь. Считывание производится лазерным лучом меньшей (чем при записи) мощности, который, отража- ясь от этой точки, меняет свою полярность. Манипулятор (лат. manus — рука) — устройство, позволяющие управлять состоянием компьютера, в том числе и вводить дан- ные с помощью рук. К манипуляторам относятся: джойстик, мышь, трекбол, сенсорная панель, перо, трекпойнт, J-клавиша. Маршрутизатор — электронное устройство, иногда с программным блоком, определяющее оптимальный путь (марщрут) пакета сообщений в компьютерных сетях. Массив дисков RAID (англ. Redundant Arrays of Independent Disks — массив независимых дисков с избыточностью) — набор жестких дисководов, конструктивно объединенных в один блок с об- щим интеллектуальным контроллером. Как правило, использу- ется в серверах для обеспечения надежности за счет дублирова- ния данных. Матричный принтер — принтер, у которого печатающий узел пред- ставляет собой металлическую пластину с отверстиями (матри- цу), в которых свободно двигаются штырьки (иголочки). Штырьки, управляемые магнитом, бьют по красящей ленте (такой же, как у пишущей машинки), и на бумаге точками соз- дается символ. Машинное слово — упорядоченное множество двоичных разрядов, используемое для хранения команд программы и обрабатывае- мых данных. Каждый разряд, называемый битом, — это двоич- ное число, принимающее значения только О или 1. МДП-структура — структура «Металл—Диэлектрик—Полупровод- ник», используемая при создании электронных приборов, в том числе микропроцессоров, памяти для компьютеров. Пред- ставляет собой упорядоченную совокупность очень тонких (ме- нее 1 мкм) слоев металла и диэлектрика, нанесенных на полу- проводниковую пластину. Мегабайт (Мбайт) — единица измерения количества данных или объема памяти, равная 2^0 = 1 048 576 байтов. Иногда считают, что 1 Мбайт = 10^= ГООО 000 байт. Расхождение составляет бо- лее 4,8 %. Медленная связь — подключение через модем (быстродействие от 9600 бит/с до 28 800 бит/с). 552 Приложение 1 Микрокомпьютер — компьютер, в котором в качестве управляющего и арифметического устройства используется микропроцессор. Микрометр (мкм) — 10~^ м, 1000 нанометров (нм). Микросекунда (мс) — 10~^ с, 1000 наносекунд (не). Микропроцессор — устройство, осуществляющее обработку данных и управляющее этим процессом, выполненное в виде одной или нескольких больших (сверхбольших) интегральных схем. Мик- ропроцессоры встраиваются в устройства упрааления и входят основной частью в компьютер. Например, в автомобиле марки «БМВ» установлено 54 интегральные схемы, которые управля- ют тормозами с антиблокировкой и воздушными подушками безопасности. Модем (Modem) — устройство преобразования цифровой информа- ции в аналоговую и обратно посредством модуляции/демоду- ляции несущей частоты для передачи данных по телефонным линиям. Дискретные (двоичные) данные из компьютера попа- дают в модем, где кодируются соответствующим образом (мо- дулируются) и передаются в линию связи. МОП-структура — структура материала, из которого изготовляются транзисторы, конденсаторы и др. электронные приборы. Со- кращение от Металл—Оксид—Полупроводник. Мультимедиа — собирательное понятие для различных компьютер- ных технологий, при которых используется несколько инфор- мационных сред, таких как графика, текст, видео, фотография, движущиеся образы (анимация), звуковые эффекты, высокока- чественное звуковое сопровождение. Мышь (mouse) — манипулятор, позволяющий выбирать данные на дисплее, вводить графические данные. Представляет собой шар и две или три кнопки. Шар заставляет курсор перемещать- ся по экрану, а кнопки играют роль клавиш «Enter» (ввод) и «Esc» (выход). Набор импульсный/тональный (Dialing Pulse / Tone) — операции ус- тановления соединения по коммутируемым телефонным кана- лам, выполняемые модемом. Накопитель на гибком магнитном диске (НГМД) — устройство для записи/чтения данных на гибкий пластиковый диск, покрытый магнитным слоем. Устройство состоит из двух двигателей. Глоссарий терминов (русский язык) 553 один из которых вращает диск (360 об/мин), а другой (шаго- вый) передвигает головки чтения/записи по концентрическим окружностям (трекам). Диски свободно вставляются в устрой- ство. НГМД часто называют дисководом. Различают два типа НГМД по размеру рабочего диска — 5,25" (называются пяти- дюймовые) и 3,5" (называются трехдюймовые). Накопитель на жестком магнитном диске (НЖМД) — устройство для записи/чтения данных на жестком диске (иногда называют «винчестером»). НЖМД впервые использован в персональном компьютере в 1983 г. фирмой IBM. Наиболее массовое запоми- нающее устройство большой емкости, в котором носителями информации являются круглые алюминиевые пластины — платтеры, обе поверхности которых покрыты слоем магнитного материала. Используется для постоянного хранения больших объемов информации. На каждый диск приходится две (на ка- ждую сторону) головки чтения/записи. Накопитель на компакт-диске (CD-ROM) — накопители также на- зывают оптическими. Технологию CD-ROM изобрел в 1965 г. Джеймс Рассел (James Russell). Накопитель CD-ROM имеет высокую скорость передачи данных. За единицу скорости та- кого накопителя принимают 150 Кбайт/с, в настоящее время выпускаются 50-скоростные (150x50 = 7,5 Мбайт/с) накопи- тели. Накопитель — устройство для записи/чтения данных на/с опреде- ленный носитель. Накопители относятся к внешним запоми- нающим устройствам. Различают накопители на дисках, лен- тах, картах. Различают также накопители: со съемными носите- лями (в этом случае носитель данных можно поменять — например, гибкие магнитные диски, магнитные ленты); с по- стоянными носителями (в этом случае носитель встроен в на- копитель и его нельзя сменить, например, жесткий магнитный диск). Существуют переносные накопители, которые можно свободно и быстро менять, например специальные съемные накопители на жестком магнитном диске (НЖМД). Нанометр (нм) — 10"^ м, 0,001 от микрометра (мкм). Наносекунда (не) — 10^^ с, 0,001 от микросекунды (мс). Нанотехнология — технология изготовления интегральных схем для процессоров в компьютерах, основанная на работе на уровне 554 Приложение J молекул и атомов. Базируется на величинах, соответствующих нанометрам и наносекундам. Например, выражение «техноло- гия (процесс) 130 нм (или 0,13 мкм)» означает, что размеры структурных элементов микросхемы не превосходят 100 нм. Пит — единица яркости (кандела на квадратный м, кд/м^). Ноутбук (блокнот) — портативный компьютер, по своим размерам близкий к книге крупного формата. Помещается в портфель- дипломат. Обычно комплектуется модемом и снабжается приводом CD-ROM. Оперативная память — предназначена для хранения программ и данных, которыми они манипулируют. Физически выполнена в виде некоторого числа микросхем. Логически ОП можно пред- ставить как линейную совокупность ячеек, каждая из которых имеет свой номер, называемый адресом. Открытых систем взаимодействие (OSI) — совокупность требова- ний ISO для установления взаимодействия открытых систем в сетях (Open system Interconnection reference model). Палмтоп (наладонник) — palmtop — самый маленький современный персональный компьютер. Умещается на ладони. Магнитные диски в нем заменяет энергонезависимая электронная память. Нет и накопителей на дисках — обмен информацией с обыч- ными компьютерами идет по линиям связи. Порты устройств — электронные схемы, содержащие один или не- сколько регистров ввода-вывода и позволяющие подключать периферийные устройства компьютера к внешним шинам мик- ропроцессора. Последовательный порт обменивается данными с процессором побайтно, а с внешними устройствами — по- битно. Параллельный порт получает и посылает данные по- байтно. Постоянная память (ПЗУ) — энергонезависимое запоминающее устройство, изготовленное в виде микросхемы. Используется для хранения данных, не требующих изменения. Содержание памяти специальным образом «зашивается» в ПЗУ при изго- товлении. В ПЗУ находятся программа управления работой са- мого процессора, программы управления дисплеем, клавиату- рой, принтером, внешней памятью, программы запуска и оста- новки компьютера, тестирования устройств. Глоссарий терминов (русский язык) 555 Прерывания — специфические сигналы, посылаемые процессору устройством или программой, когда требуется его немедленное вмешательство. В этом случае он останавливает всякую другую деятельность и вызывает программу обработчик прерывания. По окончании ее работы он продолжает прерванную работу с того места, где она остановилась. Принтер — печатающее устройство. Преобразует закодированную информацию, выходящую из процессора, в форму, удобную для чтения на бумаге. Протокол коммуникации — согласованный набор конкретных пра- вил обмена информацией между разными устройствами пере- дачи данных. Имеются протоколы для скорости передачи, фор- матов данных, контроля ошибок и др. Протокол модема (Modem data transfer protocol) — протоколы переда- чи данных при межмодемном обмене, использующие сжатие и коррекцию данных Протокол модуляции (Modulation protocol) — протокол преобразова- ния импульсного сигнала в аналоговый, с использованием ам- плитудной, частотной, фазовой и смешанных типов модуляции. Протокол передачи файлов (File transfer protocol) — протоколы, ори- ентированные на длительную передачу (импорт и экспорт фай- лов) с помощью модемов. Процессор — центральное устройство компьютера. Назначение про- цессора: управлять работой ЭВМ по заданной программе; вы- полнять операции обработки информации. Возможности ком- пьютера как универсального исполнителя по работе с инфор- мацией определяются системой команд процессора. Эта система команд представляет собой язык машинных команд (ЯМК). Отдельная команда определяет отдельную операцию (действие) компьютера. Регистр команд — регистр УУ для хранения кода команды на пери- од времени, необходимого для ее выполнения. Регистр — специальная запоминающая ячейка, выполняющая функции кратковременного хранения числа или команды и выполнения над ними некоторых операций. Отличается от ячейки памяти тем, что может не только хранить двоичный код, но и преобразовывать его. 556 Приложение 1 Сектор — каждая дорожка, размещенная на диске, делится на секторы (блоки). Каждый сектор имеет размер 512 байт (для MS DOS). Сервер (server) — сетевой компьютер, на котором находятся доступ- ные клиентам ресурсы. Ресурсами сервера могут быть файлы, принтеры или приложения серверы (такие, как многопользова- тельские базы данных). Сеть компьютерная — совокупность компьютеров, соединенных с помощью каналов связи и средств коммутации в единую систе- му для обмена сообщениями и доступа пользователей к про- граммным, техническим, информационным и организацион- ным ресурсам сети. По степени географического распростране- ния сети делятся на локальные, городские, корпоративные, глобальные и др. Локальная сеть (ЛВС) — связывает ряд ком- пьютеров в зоне, ограниченной пределами одной комнаты, здания или предприятия. Глобальная сеть (ГВС) — соединяет компьютеры, удаленные географически на большие расстояния друг от друга. Отличается от локальной сети более протяжен- ными коммуникациями (спутниковыми, кабельными и др.). Городская сеть — обслуживает информационные потребности большого города. Сеть локальная (Local Area Network (LAN)) — оборудование и про- граммное обеспечение, предназначенные для комплексирова- ния малых и средних ЭВМ для совместного использования ло- кальных ресурсов. Сеть передачи данных (Data Transfer Network) — комплексы средств связи и управляющих компьютеров, обеспечивающие передачу данных для различных приложений. Сканер — устройство для ввода в компьютер документов — текстов, чертежей, графиков, рисунков, фотографий. Создает оцифро- ванное изображение документа и помещает его в память ком- пьютера. Стример — устройство для резервного копирования больших объе- мов информации. В качестве носителя применяются кассеты с магнитной лентой емкостью 1—2 Гбайта и больше. Счетчик команд — регистр УУ, содержимое которого соответствует адресу очередной выполняемой команды; служит для автома- тической выборки команд программы из последовательных ячеек памяти. Глоссарий терминов (русский язык) 557 Терминал (Terminal) — терминальное устройство — сочетание уст- ройств ввода и вывода данных в ЭВМ. Топология компьютерной сети — логический и физический способ со- единения компьютеров, кабелей и других компонентов, в целом составляющих сеть. Топология характеризует свойства сетей, не зависящие от их размеров. При этом не учитывается производи- тельность и принцип работы этих объектов, их типы, длины ка- налов, хотя при проектировании эти факторы очень важны. Трекбол — устройство управления курсором. Небольшая коробка с шариком, встроенным в верхнюю часть ее корпуса. Пользо- ватель рукой вращает шарик и перемещает соответственно курсор. Файл (File) — именованный организованный набор данных опреде- ленного типа и назначения, находящийся под управлением операционной системы. Это однородная по своему составу и назначению совокупность информации, хранящаяся на носи- теле информации и имеющая имя. Правила образования имен файлов и объединения файлов в файловые системы зависят от конкретной операционной системы. Например, в операцион- ной системе MS-DOS 6.0 имя файла состоит из двух частей: собственно имени (не более 8 символов) и расширения имени (не более 3 символов), что обозначают как «8+3» или «8.3». Файл ASCII (ASCII-File) — файл, содержащий символьную инфор- мацию в коде Latin-1 и символьную разметку. Файл бинарный (Binary File) — файл, содержащий произвольную двоичную информацию (текст с бинарной разметкой, програм- ма, графика, архивный файл). Файл графический (Image file) — бинарный файл, содержащий дан- ные, обычно полученные с помощью растрового сканера и со- ответствующие двумерному изображению объекта. Файл табличный (Table of data file) — файл, содержащий организо- ванные данные, соответствующие строкам и столбцам некото- рой таблицы и являющийся объектом или продуктом таблич- ного процессора или СУБД. Файл текстовый (Text file) — файл, содержащий символьную ин- формацию в одном из соответствующих кодов, и коды, управ- ляющие режимом отображения символов на печать и экранные устройства. 558 Приложение J Файловая система (File management system) — динамически поддер- живаемая информационная структура на устройствах прямого доступа (диски), обеспечивающая функцию управления данны- ми ОС путем связи «имя—адрес». Флоппи-диск (дискета) — съемный гибкий магнитный диск. Хост машина (Host computer) — главная ЭВМ (в сети, или автоном- но), подцерживаюшая информационные и вычислительные ре- сурсы и предоставляющая их удаленным пользователям. Цилиндр — объединение дорожек с одним и тем же номером, распо- ложенных на разных поверхностях диска (для флоппи-диска под цилиндром подразумевается 2 дорожки). Числа с плаваюш,ей точкой (Float) — числовое данное, размещенное в машинном слове в форме мантиссы и порядка, что позволяет представлять широкий диапазон значений; предполагает нали- чие встроенной или эмулируемой арифметики (операции с плавающей точкой). Чувствительный экран — позволяет осуществлять общение с компь- ютером путем прикосновения пальцем к определенному месту экрана монитора. Шина (bus) — устройство, способное управлять по крайней мере еще одним устройством. К шине подключаются платы адапте- ров. С точки зрения подсистемы PLUG & PLAY шиной явля- ется всякое устройство, способное обеспечивать ресурсы. Штриховой код (бар-код) — серия широких и узких линий, в кото- рых зашифрован номер торгового изделия. Имеет большое рас- пространение в организации компьютерного обслуживания торговых предприятий. |
|