1. ТЕМА: ВВЕДЕНИЕ В ДИСЦИПЛИНУ
Тольяттинский Государственный Университет
Кафедра «Информатика и ВТ»
Предмет "Вычислительные системы, сети и телекоммуникации"
Автор: студент Пиб-101 Асфандияров В.Н
Руководитель: Сенько В.В.

2. ВЗАИМОСВЯЗЬ КУРСА СО
СМЕЖНЫМИ ДИСЦИПЛИНАМИ
• В современной системе подготовки приоритетным требованием становится
формирование информационного мировоззрения специалиста, которое
способствует установлению нового вида профессионально-информационной
культуры. Теоретической основой этого вида культуры специалиста
являются знания в области информатики и вычислительной техники,
позволяющие сформировать устойчивые умения и навыки работы с
компьютером при использовании информационных технологий. Курс
"Вычислительные системы, сети и телекоммуникации" является одной из
важнейших составных частей такой подготовки.
ТЕМА: ВВЕДЕНИЕ В ДИСЦИПЛИНУ

3. ВЗАИМОСВЯЗЬ КУРСА СО
СМЕЖНЫМИ ДИСЦИПЛИНАМИ
ТЕМА: ВВЕДЕНИЕ В ДИСЦИПЛИНУ
• Цель дисциплины Вычислительные системы, сети и телекоммуникации
заключается в том, чтобы изучить техническую инфраструктуру
информатизации, которая включает в себя аппаратные средства
вычислительных машин, системы коммуникаций и соответствующее
системное программное обеспечение, а так же ознакомление студентов с
наиболее перспективными направлениями в развитии аппаратных средств
вычислительной техники, телекоммуникаций и связи

4. ПРИНЦИП ПОСТРОЕНИЯ ЭВМ.
ТЕМА: ВВЕДЕНИЕ В ДИСЦИПЛИНУ
Основные принципы построения ЭВМ были сформулированы американским
учёным Джоном фон Нейманом в 40-х годах 20 века:
• наличие единого вычислительного устройства, включающего процессор,
средства передачи информации и память;
• линейная структура адресации памяти, состоящей из слов фиксированной
длины;
• двоичная система исчисления;
• централизованное последовательное управление;
• хранимая программа;
• низкий уровень машинного языка;
• наличие команд условной и безусловной передачи управления;
• АЛУ с представлением чисел в форме с плавающей точкой.

5. АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ
ЭВМ
ТЕМА: ВВЕДЕНИЕ В ДИСЦИПЛИНУ
Архитектура современных персональных компьютеров основана на магистрально-
модульном принципе. Информационная связь между устройствами компьютера
осуществляется через системную шину (другое название - системная магистраль).
Шина состоит из трех частей:
• шина данных, по которой передается информация;
• шина адреса, определяющая, кому передаются данные;
• шина управления, регулирующая процесс обмена информацией.
Отметим, что существуют модели компьютеров, у которых шины данных и адреса
для экономии объединены. У таких машин сначала на шину выставляется адрес, а
затем через некоторое время данные; для какой именно цели используется шина в
данный момент, определяется сигналами на шине управления.

6. АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ
ЭВМ
ТЕМА: ВВЕДЕНИЕ В ДИСЦИПЛИНУ
Описанную схему легко пополнять новыми устройствами - это свойство
называют открытостью архитектуры. Принцип открытой архитектуры позволяет
менять состав устройств ЭВМ. К информационной магистрали могут
подключаться дополнительные периферийные устройства, одни модели
устройств могут заменяться на другие.

7. ПОКОЛЕНИЯ ЭВМ
ТЕМА: ВВЕДЕНИЕ В ДИСЦИПЛИНУ
• Первое поколение ЭВМ 1950-1960-е годы
Логические схемы создавались на дискретных радиодеталях и электронных
вакуумных лампах с нитью накала. В оперативных запоминающих устройствах
использовались магнитные барабаны, акустические ультразвуковые ртутные и
электромагнитные линии задержки, электронно-лучевые трубки (ЭЛТ). В
качестве внешних запоминающих устройств применялись накопители на
магнитных лентах, перфокартах, перфолентах и штекерные коммутаторы.
Пример: IBM 701, созданный в 1952 году.

8. ПОКОЛЕНИЯ ЭВМ
ТЕМА: ВВЕДЕНИЕ В ДИСЦИПЛИНУ
• Второе поколение ЭВМ: 1960-1970-е годы
• Логические схемы строились на дискретных полупроводниковых и
магнитных элементах (диоды, биполярные транзисторы, тороидальные
ферритовые микротрансформаторы). В качестве конструктивно-
технологической основы использовались схемы с печатным монтажом
(платы из фольгированного гетинакса). Широко стал использоваться
блочный принцип конструирования машин, который позволяет подключать к
основным устройствам большое число разнообразных внешних устройств,
что обеспечивает большую гибкость использования компьютеров.
• Стали применяться внешние накопители на жестких магнитных дисках и на
флоппи-дисках - промежуточный уровень памяти между накопителями на
магнитных лентах и оперативной памятью.
• В машинах второго поколения были впервые реализованы режимы пакетной
обработки и телеобработки информации.

9. ПОКОЛЕНИЯ ЭВМ
ТЕМА: ВВЕДЕНИЕ В ДИСЦИПЛИНУ
• Второе поколение ЭВМ: 1960-1970-е годы
Пример: IBM 360-40, Изготовлена в 1964 г

10. ПОКОЛЕНИЯ ЭВМ
ТЕМА: ВВЕДЕНИЕ В ДИСЦИПЛИНУ
• Третье поколение ЭВМ: 1970-1980-е годы
• Логические схемы ЭВМ 3-го поколения уже полностью строились на малых
интегральных схемах. Тактовые частоты работы электронных схем
повысились до единиц мегагерц.
• Существенно повысились надежность и быстродействие ЭВМ.
• В оперативных запоминающих устройствах использовались миниатюрные
ферритовые сердечники, ферритовые пластины и магнитные пленки с
прямоугольной петлей гистерезиса. В качестве внешних запоминающих
устройств широко стали использоваться дисковые накопители.
• Появились еще два уровня запоминающих устройств: сверхоперативные
запоминающие устройства на триггерных регистрах, имеющие огромное
быстродействие, но небольшую емкость (десятки чисел), и
быстродействующая кэш-память.

11. ПОКОЛЕНИЯ ЭВМ
ТЕМА: ВВЕДЕНИЕ В ДИСЦИПЛИНУ
• Третье поколение ЭВМ: 1970-1980-е годы

12. ПОКОЛЕНИЯ ЭВМ
ТЕМА: ВВЕДЕНИЕ В ДИСЦИПЛИНУ
• Четвертое поколение ЭВМ: 1980-1990-е годы
• Революционным событием в развитии компьютерных технологий четвертого
поколения машин было создание больших и сверхбольших интегральных
схем микропроцессора (1969 г.) и персонального компьютера. Начиная с
1980 года практически все ЭВМ стали создаваться на основе
микропроцессоров. Самым востребованным компьютером стал
персональный.
• Оперативная память стала строиться не на ферритовых сердечниках, а также
на интегральных CMOS-транзисторных схемах, причем непосредственно
запоминающим элементом в них служила паразитная емкость между
электродами (затвором и истоком) этих транзисторов.

13. ПОКОЛЕНИЯ ЭВМ
ТЕМА: ВВЕДЕНИЕ В ДИСЦИПЛИНУ
• Четвертое поколение ЭВМ: 1980-1990-е годы

14. ПОКОЛЕНИЯ ЭВМ
ТЕМА: ВВЕДЕНИЕ В ДИСЦИПЛИНУ
• Пятое поколение ЭВМ: 1990—…
• Переход к компьютерам пятого поколения предполагал переход к новым
архитектурам, ориентированным на создание искусственного интеллекта.
• Основные требования к компьютерам 5-го поколения: Создание развитого
человеко-машинного интерфейса (распознавание речи, образов); Развитие
логического программирования для создания баз знаний и систем
искусственного интеллекта; Создание новых технологий в производстве
вычислительной техники; Создание новых архитектур компьютеров и
вычислительных комплексов.
• Новые технические возможности вычислительной техники должны были
расширить круг решаемых задач и позволить перейти к задачам создания
искусственного интеллекта. В качестве одной из необходимых для создания
искусственного интеллекта составляющих являются базы знаний (базы
данных) по различным направлениям науки и техники.

15. ПОКОЛЕНИЯ ЭВМ
ТЕМА: ВВЕДЕНИЕ В ДИСЦИПЛИНУ
• Пятое поколение ЭВМ: 1990—…
Пример: IBM eServer z990. Изготовлен в 2003 г.

16. ПОКОЛЕНИЯ ЭВМ
ТЕМА: ВВЕДЕНИЕ В ДИСЦИПЛИНУ

17. ИНТЕРФЕЙСЫ ВВОДА-ВЫВОДА
Сейчас актуальны следующие интерфейсы:
• USB
• Fire-Wire
• eSATA
Интерфейс USB 2.0 является надёжным, обладает высокой степенью совместимости и
лёгок в использовании, у него есть недостаток, который не даёт индустрии стоять на
месте: USB 2.0 ограничен скоростью 480 Мбит/с, что равносильно максимальной
пропускной способности 30-35 Мбайт/с для типичных накопителей.
FireWire 800 или 1394b имеет скорость - 800 Мбит/с, однако ни один из этих двух стандартов
FireWire не стал по-настоящему массовым. Хотя интерфейс FireWire популярен и широко
распространён, до USB ему ещё далеко.
eSATA, то есть External Serial ATA (SATA). Это модификация стандарта SATA ), рассчитанная
на поддержку более длинных кабелей для внешних устройств благодаря изменённым
электрическим спецификациям. Кроме того, разъёмы стали другими, чтобы избежать
путаницы. Интерфейс eSATA такой же быстрый, как и внутренний SATA II: максимум 300
Мбайт/с для 3-Гбит/с подключений SATA.
ТЕМА: ВВЕДЕНИЕ В ДИСЦИПЛИНУ

18. ИНТЕРФЕЙСЫ ВВОДА-ВЫВОДА
Будущие стандарты FireWire, такие как 1394d, смогут достичь 6,4 Гбит/с, но они вряд ли
будут массовыми. Спецификация USB 3.0 (известная также как SuperSpeed USB) имеет
скорость передачи 4,8 Гбит/с и потенциально может повысить эффективную пропускную
способность до 400 Мбайт/с.
eSATA со скоростью 6 Гбит/с тоже потенциально может обеспечить дополнительную
пропускную способность.
ТЕМА: ВВЕДЕНИЕ В ДИСЦИПЛИНУ

19. РЕЖИМЫ РАБОТЫ ЭВМ
ТЕМА: ВВЕДЕНИЕ В ДИСЦИПЛИНУ
• Многопрограммный (многопользовательский) режим работы ЭВМ
позволяет одновременно обслуживать несколько программ пользователей.
Реализация режима требует соблюдения следующих непременных условий:
• независимость подготовки заданий пользователями;
• разделение ресурсов ЭВМ в пространстве и во времени;
• автоматическое управление вычислениями.
• Многозадачный режим предполагает, что пользователь может запустить
сразу несколько прикладных программ и работать с ними одновременно.
Программы могут выполняться в фоновом режиме. Для одновременного
выполнения нескольких программ операционная система должна разделять
между ними время работы процессора, следить за размещением этих
программ и данных в памяти так, чтобы они не мешали друг другу
(разделять память)

20. РЕЖИМЫ РАБОТЫ ЭВМ
ТЕМА: ВВЕДЕНИЕ В ДИСЦИПЛИНУ
• Режим разделения времени - режим работы ЭВМ, при котором несколько
пользователей имеют постоянный и практически одновременный доступ к
ЭВМ или вычислительной системе.
• Режим реального времени - этот режим определяют реакцию объекта на
входные сигналы либо данные, при которой он успевает достаточно быстро
выработать выходные сигналы либо данные. Это позволяет выходные
сигналы либо данные использовать для последующих этапов выполнения
процесса.

21. СЕТЕВОЕ ПРОГРАММНОЕ
ОБЕСПЕЧЕНИЕ
ТЕМА: ВВЕДЕНИЕ В ДИСЦИПЛИНУ
Сетевое программное обеспечение предназначено для организации совместной
работы группы пользователей на разных компьютерах. Позволяет организовать
общую файловую структуру, общие базы данных, доступные каждому члену группы.
Обеспечивает возможность передачи сообщений и работы над общими проектами,
возможность разделения ресурсов.
Сетевое программное обеспечение делится на три категории:
1. ПО управления сетевой платой;
2. ПО выполняющее правила (или протокол) общения в сети;
3. ПО сетевой операционной системы.
Первый компонент может состоять из одной или нескольких небольших программ.
Он отвечает за наведение мостов между сетевой платой и стеком протокола.
ПО сервера обеспечивает централизованное администрирование и защиту и
управляет доступом к ресурсам при помощи реконфигурируемых бюджетов
пользователей.

22. ПРЕИМУЩЕСТВА
ОБЪЕДИНЕНИЯ ЭВМ В СЕТЬ.
ТЕМА: ВВЕДЕНИЕ В ДИСЦИПЛИНУ
К преимуществам использования различных компьютерных сетей стоит отнести:
• существенную экономию финансовых средств, так как уменьшились затраты на
содержание большого числа устройств в одном помещении.
• возможность использовать различные общие программы, документацию с многих
рабочих точек.
• возможность в достаточно короткие сроки обмениваться всевозможными файлами,
что позволяет сэкономить время на перенос данных с одного устройства на другое.