Įžanga
Informacinę sistemą sudaro techninių ir programinių priemonių visuma:
Ø Kompiuterinė sistema;
Ø Vartotojai;
Ø Procedūros;
Ø Duomenys ir informacija;
Ø Ryšio priemonės (kai dirbama tinkle);
Kompiuterio techninė ir programinė įrangos glaudžiai susijusios. Atskiros funkcijos dažnai gali būti realizuotos tiek aparatinėmis, tiek programinėmis priemonėmis.
Kompiuteris yra elektroninių ir elektromechaninių įtaisų sistema, kuri gali dekoduoti ir vykdyti įvairias programas.
Pagrindines šiuolaikinio kompiuterio funkcijas galima apibrėžti taip.
Ø Duomenų apdorojimas.
Ø Duomenų saugojimas.
Ø Keitimasis duomenimis.
Ø Valdymas.
Dažnai terminas ,,architektūra” suprantamas kaip sistemos savybės, kurias mato ir suvokia vartotojas. Jam svarbu suvokti pagrindinių sistemos įtaisų veikimo ypatumus, nes šie ypatumai daro įtaką uždavinių sprendimo procesams. Ne mažiau svarbi ir sistemos loginė struktūra – ryšiai tarp komponentų. Šiuo atžvilgiu pagrindinis elementas kompiuterinėje sistemoje yra vadinamoji operacinė sistema. Tai programų kompleksas, valdantis visos sistemos ir jos komponentų – tiek techninių, tiek programinių – bendrą darbą.
Architektūra – tai kompiuterio ar sistemos loginės struktūros charakteristikų visuma.
Ją nusako tokios kompiuterio charakteristikos:
Ø Mašininės kalbos ir komandų sistemos charakteristikos, lemiančios procesoriaus galimybes;
Ø Kompiuterio techninės ir eksploatacinės charakteristikos: darbo našumas, patikimumas, atmintinės kaina ir kt.
Ø Bazinės kompiuterio konfigūracijos funkcinių modulių sudėtis ir charakteristikos; galimybė į sistemą įjungti naujus modulius, siekiant pagerinti technines charakteristikas.
Ø Programinės įrangos sudėtis ir jos ryšio su technine įranga principai.
Žinomiausios šiuo metu yra CISC bei RISC komandų sistemos. PC kompiuterių klasei priskiriami kompiuteriai palaikantys X86 tipo komandų sistemas. Šiuolaikiniai PC palaiko ir RISC-86 komandas.
Kompiuterio ir kompiuterinės sistemos galimybes nusako daugelis parametrų, tačiau svarbiausi iš jų yra darbo našumas (arba veikimo sparta), atmintinės apimtis ir patikimumas.
Darbo našumas nusakomas komandų, atliekamų per 1 sekundę, skaičiumi. Dažniausiai kalbame apie vidutinę operacijų atlikimo spartą.
Tokia kompiuterio charakteristika atspindi procesoriaus architektūrą. Procesoriams, kurių darbo našumą nustato laiko atskaitos mazgas – laikrodis (takto generatorius), o šiai klasei priklauso visi asmeniniuose kompiuteriuose naudojami procesoriai, šį našumą iš dalies apibrėžia generatoriaus darbo dažnis.
Atmintinės talpa nustatoma ląstelių skaičiumi ir kiekvienos ląstelės skirsnių skaičiumi. Kadangi viename skirsnyje užrašomas 1 bitas informacijos, tai talpa matuojama bitais ar kitais kartotiniais bitams vienetais, o dažniausia baitais, kilobaitais, megabaitais, gigabaitais.
Kompiuterio patikimumas – tai savybė atlikti reikiamas funkcijas be sutrikimų per atitinkamą laiko tarpą.
Dabartinių kompiuterių schemoje išryškėjo centrinė arba apdorojančioji dalis ir periferinė, arba išorinė, dalis. Kompiuteris įgijo hierarchinę struktūrą.
Kompiuterio techninės dalies architektūroje išskiriami tokie hierarchinės struktūros elementai:
1) Centrinis procesorius (CPU) ir operatyvioji atmintinė (OA);
2) Informacijos įvesties-išvesties kanalai (tai nepriklausomi specialūs procesoriai);
3) Išorinių įrenginių valdymo įtaisai – valdikliai (didžioji sąsaja);
4) Išoriniai įtaisai (mažoji sąsaja);
5) Nutolę įtaisai (terminalai, abonentiniai punktai).
Atmintinė irgi organizuojama hierarchiniu principu. Išskiriama operatyvioji ir pastovioji atmintinė. Žemesniuose hierarchijos lygiuose yra išorinės atmintinės įtaisai – magnetiniai diskai, magnetinės juostos.
Operatyviems informacijos mainams tarp vartotojo ir kompiuterio buvo sukurti specifiniai įvesties-išvesties įtaisai – vadinamieji terminalai. Iš pradžių jų vaidmenį atliko teletaipai, elektrinės rašomosios mašinėlės. Vėliau terminalais pradėta naudoti ekraninius įrenginius su klaviatūra, todėl tokio tipo terminalai dar vadinami vaizdo terminalais.
Kad kompiuteris galėtų aptarnauti vienu metu kelis vartotojus, naudojančius terminalus, reikėjo įgyvendinti multiprograminio darbo principą, t.y. reikėjo padaryti, kad vienu metu vienu kompiuteriu galima būtų vykdyti kelias programas. Tokie kompiuteriai yra sudėtingesnės struktūros. Jie turi atmintinės pasiskirstymo tarp atskirų programų priemones, atmintinės apsaugos priemones, pertraukimų ir prioritetų sistemą, išplėstą išorinių įtaisų tinklą. Šių kompiuterių operatyvioje atmintinėje saugomos kelios lygiagrečios vykdomos programos.
Kompiuterį sudarančių struktūrų ir funkcijų hierarchija pagrįstas modulinis kompiuterio sandaros principas. Šio principo esmė ta, kad kompiuterį sudaro rinkinys modulių – įtaisų ir blokų, realizuojančių užbaigtas funkcijas ir konstrukciniu požiūriu nepriklausančių vienas nuo kito.
Istoriškai formavosi kompiuterių klasės, besiskiriančios savo vidine organizacija.
1. Didieji kompiuteriai (mainframe)
2. Mini kompiuteriai
3. Mikrokompiuteriai
Nuo pirmųjų pačių paprasčiausių elektroninių skaičiavimo mašinų kompiuterinė technika praėjo ilgą kelią, nuolat buvo tobulinama, tačiau ilgą laiką buvo orientuota į centralizuotą panaudojimą. Informacijos mainai tarp atskirų posistemių buvo organizuojami skirtingais principais. Jų pagrindu atsirado didžiųjų (mainframe) kompiuterių klasė.
Minikompiuterių architektūra pagrįsta bendros magistralės naudojimu.
Magistralinė struktūra: bendra interfeiso magistralė; duomenų perdavimo taisyklės:
Øduomenys perduodami žodžiais;
Øsąsajos plotis lygus mašininio žodžio ilgiui;
Øvienu laiko momentu mainai tarp vienos įtaisų poros;
Ønegalimi mainai tarp 2 išorinių įtaisų.
Bendrąja magistrale siunčiami duomenys, komandos, adresai arba valdymo signalai. Kartu su informacija perduodamas ir įtaiso, kuriam ši informacija skirta, sisteminis adresas. Todėl, nors informacija siunčiama bendra magistrale visiem įtaisams, ją priima tik nurodytas įtaisas, nes kartu siunčiamas ir adresas.
Mirko – ir asmeninių kompiuterių architektūros pagrindas yra bendra sąsaja ir magistralinis duomenų mainų organizavimo principas. Elektroninė dalis realizuota didelio integracijos laipsnio lustuose. Pagrindinis funkcinis sistemos modulis yra procesorius. Mikroprocesoriuje (viename luste) yra visi procesoriaus mazgai. Tokia elektroninių elementų integracija leidžia vienoje montažinėje plokštėje išdėstyti visus pagrindinius kompiuterio komponentus: procesorių, pagrindinę atmintinę, išorinių įtaisų valdymo įtaisus (valdiklius), pagalbines schemas. Ši plokštė vadinama pagrindine plokšte.
Kompiuterinės sistemos skirstomos į universalias ir specializuotas.
Prie universaliųjų sistemų priskiriami kompiuteriai taikomi plačiose žmonių veiklos sferose.
Specializuotos kompiuterinės sistemos - tai įvairių platformų pramoniniai kompiuteriai, specializuotos sistemos (kasos aparatai ir pan.), programuojamieji loginiai valdikliai ir įterptiniai mikrokompiuteriai.
Patys įvairiausi tiek pramoniniai, tiek ir buitiniai šiuolaikiniai įtaisai, turi dažnai ne po vieną procesorinę valdymo, reguliavimo, kontrolės ar kt. sistemą (komunalinė įranga, automobiliai, kopijuokliai, televizoriai, vaizdo kameros, mobilieji telefonai ir t. t.).
Universalūs kompiuteriai
Universalieji kompiuteriai, pagal tipinių vartotojų grupių poreikių specifiką skirstomi į tokias pagrindines klases:
1. Staliniai (asmeniniai) kompiuteriai:
Ø namų (Home PC);
Ø biurų (Office PC);
2. Darbo ir tarnybinių stočių kompiuteriai;
3. Mažų gabaritų kompiuteriai:
Ø Nešiojamieji
Ø Delniniai bei integruotos sistemos (išmanieji telefonai)
Staliniai (asmeniniai) kompiuteriai
Kiekvienais metais atliekant išsamius vartotojų poreikių tyrimus tokios firmos kaip Intel skelbia vis naujas koncepcijas apie tipines vartotojų grupes ir jiems skirtų kompiuterių tipines konfigūracijas. Pagal 2006 m. koncepciją staliniai kompiuteriai skirstomi į namų ir biurų kompiuterių klases.
Namų kompiuteriai pagal vyraujančius šeimos narių poreikius savo ruožtu skirstomi į:
Ø Pramoginis kompiuteris (Entertainment PC).
Ø Gyvenimo stiliaus (Life style) platformos kompiuteris
Ø Ekstremalaus žaidėjo platforma
Ø Kūrėjo PC.
Pagrindiniai reikalavimai pramogų kompiuteriui – geros galimybės žaisti tinkle. Žinoma turi būti palaikoma ir galimybė mėgautis visais kitais skaitmeninės technikos malonumais: bet kurioje namo vietoje prisijungti prie vaizdo adapterių, klausytis stereo muzikos, žiūrėti filmus, nuotraukas, įrašyti norimas televizijos programas. Aktuali ir nuotolinio valdymo sistema.
Gyvenimo stiliaus (Life style) platformos kompiuteris turi užtikrinti puikias galimybes naudotis pasauliniu tinklu, žiūrėti televiziją ir įrašinėti laidas, filmus, dirbti su failais, redaguoti juos, naudoti jį kaip namų kiną, žaisti negalingus žaidimus. Toks kompiuteris užima mažai vietos, turi didelės įstrižainės ekraną.
Ekstremalaus žaidėjo platforma leidžia žaisti galingiausius žaidimus ir dirbti naujausiomis programomis.
Kūrėjo PC leidžia kurti ir redaguoti grafikos failus.
Kiekvienais metais platformos atnaujinamos. Šiuo metu vis daugiau populiarėja skaitmeninių namų VIIV technologija.
Biurų kompiuteriai skirstomi į 3 pagrindines platformas:
Ø Mažo ir vidutinio verslo platforma
Ø Korporacijos platforma
Ø Skaitmeninis biuras
Mažo ir vidutinio verslo platformos kompiuteriais neatliekamos labai sudėtingos operacijos, dirbama su biuro, buhalterinėmis ir pan. programomis, reikalingas pakankamai spartus tinklas, galimybė dirbti Internete.
Korporacijos platformoje aktualios aukšto lygio duomenų apsaugos sistemos, galimybė dirbti su didelėmis duomenų bazėmis, nekreipiant dėmesio į failo tipą, būtina ir sparti Interneto prieiga. Šiuo metu vis populiaresnė vPro technologinė bazė skirta biurų kompiuteriams.
Skaitmeninis biuras – tai galimybė naudotis skaitmeninių failų formatais , tame tarpe ir namų biure. Turi būti ir galimybė naudotis kompiuteriu kaip vaizdo ir garso centu.
Darbo stočių (power user);
Darbo ir tarnybinių stočių kompiuterių spektras taip pat yra platus. Darbo stotys paprastai skirtos profesionaliam darbui, todėl keliami dideli reikalavimai dirbti su automatizuoto projektavimo, vaizdų redagavimo ir kitomis didelių techninių resursų reikalaujančiomis programomis. Šios klasės kompiuteriai pagal savo galimybes pralenkia Office PC. Jie skirti sudėtingiems skaičiavimams, reikalaujantiems didelių resursų (CAD/CAM, finansiniams priedams, programinės įrangos kūrimui ir t.t.).
Pastaruoju metu, paplitus tinklinėms technologijoms, dažnai kalbama apie tarnybinius kompiuterius. Tai specialūs kompiuteriai, dažniausiai AK, atliekantys tinkle specialias užduotis, gaunamas iš kitų tinklo kompiuterių. Dažniausiais tarnybinių kompiuterių vaidmuo – vietinio tinklo vartotojų aptarnavimas; tai vadinamieji tinkliniai serveriai (tarnybinės stotys). Galimi ir kitokie serverių vaidmenys – spausdinimo serveriai, duomenų bazių serveriai, elektroninio pašto serveriai ir kt. Reikalavimo tarnybinės stoties techniniams resursams labai priklauso nuo konkrečios paskirties, tačiau, kaip ir darbo stočių atveju jose paprastai naudojai šios klasės kompiuteriams skirtos procesorių serijos, dažnai naudojamos daugiaprocesorinės sistemų architektūros, paprastai būdingi dideli reikalavimai patikimai ir galingai kaupiklių posistemei ir kt.
Mažų gabaritų kompiuteriai
Ø Mobilusis kompiuteris (Mobile PC)
Pagrindinis privalumas, kompaktiškumas ir galimybė naudotis juo daug keliaujantiems vartotojams. Didžiausias dėmesys skirtas svorio mažinimui ir kompiuterių darbo laiko pailginimui dirbant nuo akumuliatorių.
Ø Delniniai kompiuteriai
Skirti patiems mobiliausiems vartotojams, jais galima naudotis net ir neturint sėdimos darbo vietos. Šie kompiuteriai turi tik jiems būdingus architektūrinius sprendimus, jiems aptarnauti skirtas OS.
Šiandien populiarūs ir išmanieji telefonai, turintys integruotus delninius kompiuterius, atsiranda ir kitos mažų gabaritų daugiafunkcinės kompiuterinės sistemos.
AK susideda iš centrinės dalies ir išorinių įtaisų. Centrinę dalį sudaro centrinis procesorius informacijai apdoroti ir operatyvioji (pagrindinė) atmintinė jai saugoti. Išoriniai įtaisai skirti informacijai įvesti (klaviatūra, skeneriai), informacijai išvesti (monitoriai, spausdintuvai, braižikliai); informacijai saugoti (kietieji ir lankstieji magnetiniai diskai, optiniai diskai); be to, prie kompiuterio galime prijungti įvairius manipuliatorius, pelę ir kt.
Kai kurie AK įtaisai sudedami į specialų korpusą, ir jų visuma vadinama sisteminiu bloku. Prie jo dar jungiami kiti išoriniai įtaisai. Sisteminį bloką dažniausiai sudaro:
Ø Sisteminio bloko korpusas (desktop, tower, laptop, notebook, pocketbook);
Ø Maitinimo blokas (power supply);
Ø Pagrindinė plokštė (mainboard, motherboard) su procesoriumi ir operatyviosios atmintinės moduliais;
Ø Išorinių įtaisų valdymo įranga – kitos, papildomos plokštės (extension card);
Ø Lanksčiųjų diskų įtaisai FDD (floppy disk drive);
Ø Kietojo magnetinio disko įtaisas HDD (hard disk drive);
Ø Kompaktinių diskų skaitliai;
Ø Prievadai (jungtys) ir kt.
 |
1.1 pav. Tipinė minimalios konfigūracijos asmeninio kompiuterio sandara
|
Sisteminio bloko korpusas tai ne tik įpakavimo dėžutė. Jis saugo AK įtaisus nuo aplinkos poveikio, teikia tam tikrą estetinį vaizdą, nuo jo tipo priklauso galimybė plėsti sistemą.
Maitinimo bloko paskirtis – transformuoti 220-240 V tinklo įtampą į 12V ir 5V ir kt. įtampą, kuri reikalinga AK konstrukciniams elementams. Maitinimo bloko galia turi būti derinama su įtaisų sisteminiame bloke skaičiumi.
Pagrindinė plokštė –tai pagrindinė AK sudėtinė dalis. Joje yra svarbiausi elektroniniai elementai: centrinis procesorius, operatyvioji atmintinė, takų generatorius, valdymo ir pagalbiniai lustai.
1. Informacinę sistemą sudaro techninių ir programinių priemonių visuma.
2. Kompiuteris yra sistema, kuri gali dekoduoti ir vykdyti įvairias programas.
3. Architektūra – tai kompiuterio ar sistemos loginės struktūros ir charakteristikų visuma.
4. Žinomiausios šiuo metu yra CISC bei RISC komandų sistemos. PC kompiuterių klasei priskiriami kompiuteriai palaikantys X86 tipo komandų sistemas. Šiuolaikiniai PC palaiko ir RISC-86 komandas.
5. Kompiuterio ir kompiuterinės sistemos galimybes nusako daugelis parametrų, tačiau svarbiausi iš jų yra darbo našumas (arba veikimo sparta), atmintinės talpa ir patikimumas.
6. Kompiuterinės sistemos skirstomos į universalias ir specializuotas. Prie universaliųjų sistemų priskiriami kompiuteriai taikomi plačiose žmonių veiklos sferose.
7. Specializuotos kompiuterinės sistemos - tai įvairių platformų pramoniniai kompiuteriai, specializuotos sistemos (diagnostinės sistemos, kasos aparatai ir pan.), programuojamieji loginiai valdikliai ir įterptiniai mikrokompiuteriai.
8. Pagrindiniai reikalavimai pramogų kompiuteriui –geros galimybės žaisti tinkle.
9. Gyvenimo stiliaus (Life style) platformos kompiuteris turi užtikrinti puikias galimybes naudotis pasauliniu tinklu, žiūrėti televiziją ir įrašinėti laidas, filmus, dirbti su failais, redaguoti juos, naudoti jį kaip namų kiną, žaisti negalingus žaidimus.
10. Ekstremalaus žaidėjo platforma leidžia žaisti galingiausius žaidimus ir dirbti naujausiomis programomis.
11. Kūrėjo PC leidžia kurti ir redaguoti grafikos failus.
12. Mažo ir vidutinio verslo platformos kompiuteriais neatliekamos labai sudėtingos operacijos, dirbama su biuro, buhalterinėmis ir pan. programomis, reikalingas pakankamai spartus tinklas, galimybė dirbti Internete.
13. Korporacijos platformoje aktualios aukšto lygio duomenų apsaugos sistemos, galimybė dirbti su didelėmis duomenų bazėmis, nekreipiant dėmesio į failo tipą, būtina ir greita Interneto prieiga.
14. Skaitmeninis biuras – tai galimybė naudotis skaitmeninių failų formatais , tame tarpe ir namų biure. Turi būti ir galimybė naudotis kompiuteriu kaip vaizdo ir garso centu.
15. Darbo stotys paprastai skirtos profesionaliam darbui, todėl keliami dideli reikalavimai dirbti su automatizuoto projektavimo , vaizdų redagavimo ir kitomis didelių techninių resursų reikalaujančiomis programomis. Šios klasės kompiuteriai pagal savo galimybes pralenkia Office PC. Jie skirti sudėtingiems skaičiavimams, reikalaujantiems didelių resursų (CAD/CAM, finansiniams priedams, programinės įrangos kūrimui ir t.t.).
16. Reikalavimo tarnybinės stoties techniniams resursams labai priklauso nuo konkrečios paskirties, tačiau, kaip ir darbo stočių atveju jose paprastai naudojami šios klasės kompiuteriams skirtos procesorių serijos, paprastai būdingi dideli reikalavimai patikimai ir galingai kaupiklių posistemei ir kt.
17. Pagrindinis nešiojamųjų kompiuterių privalumas - kompaktiškumas ir galimybė naudotis jais daug keliaujantiems vartotojams. Didžiausias dėmesys skirtas svoriui mažinti ir kompiuterių darbo laikui pailginti dirbant nuo akumuliatorių.
18. Delniniai kompiuteriai skirti patiems mobiliausiems vartotojams, jais galima naudotis net ir neturint sėdimos darbo vietos. Šie kompiuteriai turi tik jiems būdingus architektūrinius sprendimus, jiems aptarnauti skirtas OS.
19. Šiandien populiarūs ir daugiafunkciniai (išmanieji) mobilieji telefonai, turintys integruotus delninius kompiuterius, atsiranda ir kitos mažagabaritinės daugiafunkcinės kompiuterinės sistemos.
20. AK susideda iš centrinės dalies ir išorinių įtaisų. Centrinę dalį sudaro centrinis procesorius informacijai apdoroti ir operatyvioji (pagrindinė) atmintinė jai saugoti. Išoriniai įtaisai skirti informacijai įvesti (klaviatūra, skeneriai), informacijai išvesti (monitoriai, spausdintuvai, braižikliai); informacijai saugoti (kietieji ir lankstieji magnetiniai diskai, optiniai diskai); be to, prie kompiuterio galime prijungti įvairius manipuliatorius, pelę ir kt.
21. Sisteminio bloko korpusas tai ne tik įpakavimo dėžutė. Jis saugo AK įtaisus nuo aplinkos poveikio, teikia tam tikrą estetinį vaizdą, nuo jo tipo priklauso galimybė plėsti sistemą.
22. Maitinimo bloko paskirtis – transformuoti 220-240 V tinklo įtampą į 12V ir 5V ir kt. įtampą, kuri reikalinga AK konstrukciniams elementams.
1. Kokie esminiai skirtingų kartų kompiuterių bruožai?
2. Kokios yra pagrindinės kompiuterio funkcijos?
3. Kokios charakteristikos nusako kompiuterio architektūrą?
4. Apibūdinkite pagrindinę asmeninio kompiuterio idėją.
5. Kokia yra kompiuterio techninės dalies architektūros hierarchinė struktūra ?
6. Kas tai yra modulinis kompiuterio sandaros principas?
7. Apibūdinkite universaliųjų ir specializuotų kompiuterių skiriamuosius bruožus.
8. Kokie esminiai skirtumai tarp atskirų namų platformos kompiuterių?
9. Kokie esminiai skirtumai tarp atskirų biuro platformos kompiuterių?
10. Kokie pagrindiniai įrenginiai įeina į asmeninio kompiuterio sisteminį bloką?
Autorius pašalino šį komentarą.
AtsakytiPanaikinti