Процессор и его основные характеристики

1. Процессор и его основные характеристики

2.

Процессор (микропроцессор) — программно-управляемое устройство
обработки информации, выполненное в виде одной или нескольких больших или
сверхбольших интегральных схем.
Основные компоненты:
1. Устройство управления - формирует и подает во все элементы ПК в нужные
моменты времени определенные сигналы управления;
2. Арифметическо-логическое устройство - выполняет все арифметические и
логические операции;
3. Сопроцессор - блок для выполнения сложных математических вычислений и при
работе с графикой;
4. Регистры общего назначения— быстродействующие ячейки памяти (увеличивают
быстродействие выполняемой программы);
5. Кэш-память— блок высокоскоростной памяти для кратковременного хранения;
6. Шина данных— интерфейсная система, реализующая обмен данными с другими
устройствами ПК;
7. Генератор тактовых сигналов - предназначен для синхронизации различных
процессов в цифровых устройствах;
8. Контроллер прерываний - микросхема или встроенный блок процессора,
отвечающий за возможность последовательной обработки запросов

3. Основные характеристики процессора

Фирма
производитель
Компьютеры и ноутбуки разделены на два больших лагеря под
марками Intel и AMD
Серия
Пять основных семейств – Pentium (Dual-Core), Celeron (DualCore), Core i3, Core i5и Core i7
Количество
Представляет собой часть процессора, способное выполнять один
вычислительных поток команд
ядер
Многоядерные процессоры смогут быстрее справиться с
архивацией, декодированием видео, работой современных видеоигр
Частота
Отражает производительность CPU в количестве тактов (операций)
в секунду. Частота шины демонстрирующая скорость, с которой
происходит обмен данных между процессором и периферией
компьютера
Сокет
Разъем, в который устанавливается ЦП на материнскую плату
компьютера. Тип сокета характеризуется количеством ножек и
производителем процессора.

4. Кэш-память процессора

Является буфером, в котором
хранятся данные, с которыми процессор
взаимодействует чаще или
взаимодействовал в процессе последних
операций.
Вид памяти делится на три уровня:
L1
самый маленький и быстрый
L2
L3
самый большой и медленный

5. Энергопотребление и тепловыделение

Чем выше энергопотребление процессора,
тем выше его тепловыделение.
TDP (Thermal Design Power)
Параметр, указывающий на то
количество тепла, которое
способна отвести охлаждающая
система от определенного
процессора при наибольшей
нагрузке
ACP (Average CPU Power)
средняя мощность
процессора,
показывающая
энергопотребление
процессора при
конкретных задачах

6. Как работает процессор: обработка команд

Операционная составляющая
указывает, что должна
выполнить в данный момент
компьютерная система
Этапы выполнения команд:
выработка;
дешифрование;
выполнение команды;
обращение к памяти самого
процессора
5. сохранение результата
1.
2.
3.
4.
Операндная составляющая
определяет то, над чем должен
работать именно процессор

7. Взаимодействие с памятью (ПЗУ и ОЗУ)

1. Адресная шина запрашивает у ПЗУ
определенный байт;
2. Адресная шина передает байт на
шину данных;
3. Канал чтения меняет состояние и
ПЗУ предоставляет запрошенный
байт
Для записи данных используется канал
записи

8. Компьютерные сети

9.

Компьютерная сеть передачи данных – это система связи различной
вычислительной техники, необходимая для автоматического обмена данными между
конечными пользователями, а также удаленного управления функциональными
узлами и программным обеспечением данной сети.
Локальная
Глобальная
совокупность соединенных
каналами связи ПК и
сетевого оборудования,
предназначенная для
передачи данных
конечному числу
пользователей
сеть передачи данных,
охватывающая весь мир (или
отдельные крупные регионы) и
объединяющая неограниченное
число несвязанных абонентов

10. По способу организации связи выделяет следующие схемы локальных сетей:

Кольцевая сеть. Сеть, в
которой к каждому узлу
присоединены две и только две
ветви.
Линейная сеть. Содержит только
два оконечных узла, любое число
промежуточных узлов и имеет
только один путь между любыми
двумя узлами
Звездообразная сеть. Сеть, в которой
имеется только один промежуточный узел.
Древовидная сеть. Сеть, которая
содержит более двух оконечных
узлов и два промежуточных узла, и
в которой между двумя узлами
имеется только один путь.
Ячеистая сеть. Сеть, которая
содержит по крайней мере два узла,
имеющих два или более пути между
ними.

11. Важнейшая характеристика компьютерной сети — её архитектура

Архитектура сети — это реализованная
структура сети передачи данных,
определяющая её топологию, состав
устройств и правила их взаимодействия в
сети.
1.
2.
3.
4.
5.
Кодирования информации;
Адресация и передача сообщений;
Управления потоком сообщений;
Контроль ошибок;
Анализ работы сети в аварийных
ситуациях

12. Наиболее распространённые архитектуры:

Ethernet
Широковещательная сеть (все станции сети могут принимать все
сообщения). Топология — линейная или звездообразная
Arcnet
Широковещательная сеть. Физическая топология — дерево.
Token Ring
Кольцевая сеть - каждый узел кольца ожидает прибытия некоторой
короткой уникальной последовательности битов
FDDI
Сетевая архитектура высокоскоростной передачи данных по
оптоволоконным линиям. Топология — двойное кольцо или смешанная
АТМ
Обеспечивает передачу цифровых данных, видеоинформации и голоса
по одним и тем же линиям

13. Как соединяются между собой устройства сети?

Сетевые кабели
коаксиальные
кабели на витых
парах
оптоволоконные
Сетевые интерфейсные адаптеры
Размещаются в системных блоках
компьютеров, подключенных к сети
Трансиверы
1. Повышают уровень
качества передачи
данных по кабелю;
2. Отвечают за приём
сигналов из сети и
обнаружение конфликтов

14. Хабы (концентраторы) и коммутирующие хабы

Хабы (концентраторы) и коммутирующие
хабы
• расширяют топологические,
функциональные и скоростные
возможности компьютерных сетей;
• позволяют объединять сегменты сетей с
различными кабельными системами

15. Функции локальных сетей

Функции локальных сетей
Оптимизация рабочего
процесса
(возможность дистанционного
обмена данными)
Общение
Организация собственного, закрытого от
внешних пользователей канала связи
Возможность удаленного администрирования
Позволяет одному специалисту оказывать
техническую поддержку нескольких десятков
различных устройств
Экономия
Подключение к интернету и
обеспечить всем сотрудникам
организации
Игры, безопасность обмена
данными

16. Оборудование для локальной сети. Кабель

Три основные категорий
Кабели – это устройства, с
помощью которых компьютеры
соединяются внутри локальной
сети
Кабель, соединяющий два
компонента сети (например, два
компьютера), называется
сегментом.
• Витая пара - состоит
из двух или четырех
пар медного провода,
перекрученных между
собой
UTP
STP
• Коаксиальный кабель - состоит из
медного провода, покрытого изоляцией,
экранирующей металлической оплеткой
и внешней оболочкой. По центральному
проводу кабеля передаются сигналы, в
которые предварительно были
преобразованы данные

17. Сетевые карты

Сетевая карта - это часть аппаратной конфигурации компьютера, позволяющая
подключать компьютер к сети и обеспечивать с ней взаимодействие
Сетевая карта преобразует
информацию, которая предназначена для
отправки, в специальные пакеты.
Пакет — логическая совокупность
данных, в которую входят заголовок с
адресными сведениями и непосредственно
информация.
Любая сетевая карта имеет индивидуальный
адрес, встроенный в ее микросхемы. Этот адрес
называется физическим, или MAC-адресом
Порядок действий, совершаемых сетевой картой
Получение
информации от
операционной
системы и
преобразование ее в
электрические
сигналы
Получение
электрических
сигналов по кабелю
и преобразование
их обратно в
данные
Определение,
предназначен ли
принятый пакет
данных именно для
этого компьютера
Управление
потоком
информации,
которая проходит
между
компьютером и
сетью

18. Концентраторы

Пассивные концентраторы
отправляют полученный сигнал без его
предварительной обработки
Активные концентраторы
Принимают входящие сигналы, обрабатывают их
и передают в подключенные компьютеры
Сеть вместе с концентратором представляет собой «общую шину». Пакеты данных при
передаче через концентратор будут доставлены на все компьютеры, подключенные к
локальной сети.

19. Коммутаторы

Необходимы для организации более тесного сетевого соединения между
компьютером-отправителем и конечным компьютером.
Как это работает?
1. При передаче данных через коммутатор в его память записывается информация о
MAC-адресах компьютеров;
2. Коммутатор составляет таблицу маршрутизации, в которой для каждого из
компьютеров указана его принадлежность определенному сегменту сети;
3. При получении пакетов данных коммутатором создает специальное внутреннее
соединение (сегмент) между двумя своими Портами, используя таблицу
маршрутизации;
4. Происходит отправка пакета данных в соответствующий порт конечного компьютера;
Коммутатор
Посылает пакет с
данными с одного компьютера на
конечный компьютер
Увеличивает скорость
передачи данных

20. Протоколы TCP/IP

Протоколы TCP/IP (Протокол управления передачей данных/Интернет
протокол) являются основными межсетевыми протоколами и управляют передачей
данных между сетями разной конфигурации и технологии
Семейство протоколов TPC/IP включает следующие протоколы:
1. Транспортные протоколы: TCP (протокол управления передачей данных) управляют передачей данных между компьютерами;
2. Протоколы маршрутизации: IP - Internet Protocol (протокол Интернета) обеспечивают фактическую передачу данных, обрабатывают адресацию данных,
определяет наилучший путь к адресату;
3. Протоколы поддержки сетевого адреса: DNS - Domain Name System (доменная
система имен) - обеспечивает определение уникального адреса компьютера;
4. Протоколы прикладных сервисов: FTP - (протокол передачи файлов), HTTP (Протокол передачи гипертекста), TELNET - используются для получения доступа
к различным услугам: передаче файлов между компьютерами, доступу к WWW;
5. Шлюзовые протоколы: EGP - (внешний шлюзовый протокол) - помогают
передавать по сети сообщения о маршрутизации и информацию о состоянии сети;
6. Почтовые протоколы: POP - (протокол приема почты) - используется для приема
сообщений электронной почты

21. Эталонная модель OSI

Эталонная модель OSI — это описательная схема сети, стандарты которой
гарантируют высокую совместимость и способность к взаимодействию различных
типов сетевых технологий.
Иллюстрирует процесс перемещения информации по сетям;
Описывает как информация проделывает путь через сетевую среду от одной
прикладной программы к другой прикладной программе;
Делит задачу перемещения информации между компьютерами через сетевую среду на
семь менее крупных подзадач:
Уровень 1: Физический уровень - кодирование передаваемой информации в
уровень сигналов;
Уровень 2: Канальный уровень - формирование пакетов стандартного вида,
включающих начальное и конечное управляющие поля;
Уровень 3: Сетевой уровень - отвечает за адресацию пакетов и перевод
логических имён в физические сетевые адреса;
Уровень 4: Транспортный уровень - устанавливает, управляет и разрывает связь
между двумя хостами;
Уровень 5: Сеансовый уровень - управление диалогом между устройствами;
Уровень 6: Представительский уровень - определяет пригодны ли данные,
посланные прикладным уровнем;
Уровень 7: Прикладной уровень - предоставляет сетевые сервисы пользователю,
такие как передача файлов, электронная почта

22. По принципу работы различают:

Одноранговые сети
Все компьютеры равноправны;
Компьютер работает и как
клиент, и как сервер;
Общедоступность данных по
сети решается пользователями;
Одноранговые сети дешевле
сетей на основе сервера;
Требуют более мощных
компьютеров;
Требования к
производительности и к
уровню защиты информации,
как правило ниже, чем в сетях с
выделенным сервером
Многоранговые сети
В них имеется компьютер,
ответственный за
администрирование всей сети;
Большинство сетей используют
выделенные серверы
Выделенным называется такой сервер,
который работает только как сервер
(исключая функции клиента или рабочей
станции).
• предназначены для быстрой обработки
запросов от сетевых клиентов;
• для управления защитой файлов и
каталогов;
• организуется на основе доменной модели
Домен – это совокупность компьютеров в сети, объединенных единой политикой
безопасности и общей базой учетных записей пользователей.

23. Одноранговые сети

Преимущества
Сеть проста в установке и
обслуживании;
Для ее создания не требуется
дополнительного ПО;
Нет необходимости в специальной
должности администратора;
Задачи по администрированию сети
выполняют владельцы компьютеров;
Не зависит от функционирования
входящих в нее компьютеров
Недостатки
Компьютеры не способны обслуживать
большое количество соединений, что
приводит к значительному снижению
производительности;
Затруднение поиска данных в сети;
Необходимость в определенной
подготовке для администрирования
пользователями собственных
компьютеров;
Слабая система защиты данных

24. Многоранговые сети

Достоинства
1. Сильная централизованная защита;
2. Выделенные серверы работают в
режиме разделения ресурсов быстрее,
чем компьютеры в одноранговой сети;
3. Пользователи освобождаются от
выполнения административных
обязанностей по управлению
ресурсами;
4. Простое управление при большом
количестве пользователей;
5. Централизованная организация,
предотвращающая потерю данных на
компьютерах
Недостатки
1. Дорогое специализированное
аппаратное и программное
обеспечение;
2. Необходимость в специальной
должности администратора

25. Клиент-серверные сети

Клиент-серверные локальные сети применяются в тех
случаях, когда в сеть должно быть объединено много
пользователей и возможностей одноранговой сети может
не хватить. Тогда в сеть включается
специализированный компьютер – сервер.
Сервером называется абонент сети, который
предоставляет свои ресурсы другим абонентам, но сам
не использует ресурсы других абонентов, то есть
служит только сети.
Задачи, выполняемые серверами:
1. Быстрая обработка сетевых запросов на
разделяемые ресурсы;
2. Управления защитой файлов и
На сервере устанавливается
каталогов;
специальная сетевая операционная система,
3. Сетевая печать;
рассчитанная на работу сервера.
4. Выход в глобальную сеть;
5. Связь с другой локальной сетью;
6. Обслуживание электронной почты

26. Преимущества клиент-серверных систем

1. Клиент-серверный подход — модульный, причем
серверные программные компоненты компактны и
автономны;
2. Поскольку каждый компонент выполняется в
отдельном защищенном процессе пользовательского
режима, сбой сервера не повлияет на остальные
компоненты операционной системы;
3. Автономность компонентов делает возможным их
выполнение на нескольких процессорах на одном
компьютере;
4. Клиент можно настроить на обработку части данных,
чтобы уменьшить нагрузку на ресурсы сервера

27. Проектирование клиент-серверной системы

Чтобы понять, в каком направлении разрабатывать приложение необходимо
проанализировать постановку задачи
Концепция
Стадии разработки
Логика
представляет собой
основу формальной
модели для команды
проектировщиков и базу
для оценки различных
вариантов физического
решения
Основное внимание
уделяется сценариям
использования
приложения. Они должны
отражать требования
пользователей к решению
конкретных проблем
бизнеса
Физическое решение
Проектируются физические компоненты для объектов и сервисов. Структура и
дизайн компонентов должны отражать исходные бизнес-объекты и, естественно,
сценарии использования. Дополнительные задачи на этой стадии — учет существующей
инфраструктуры и технологий для минимизации риска и сокращения цикла разработки.

28.

Перспектива
Особенности клиента
Отражают мнение пользователей о
будущем бизнес-решения и
должны быть детализированы
настолько, насколько это
необходимо для понимания
перспективы
Включают в себя средства
поддержки локальной
информации и средства,
предоставляющие пользователю
доступ к серверным компонентам
Особенности сервера
Входят основные исполняемые
файлы, библиотеки и все остальные
файлы, необходимые для
поддержки доступа пользователей
по сети

29. Системы клиент-сервер

Клиент-серверная система управления базой данных может
опираться на несколько типов распределения обязанностей между
клиентом и сервером:
1.
2.
3.
4.
«Интеллектуальные» клиенты;
«Интеллектуальный» сервер;
Смешанные системы;
Многоуровневые системы
Схему реализации выбирают на основе анализа требований к:
1.
2.
3.
4.
Сетевому графику;
Ресурсам клиента;
Сервера;
Производительности базы данных

30. «Интеллектуальные» клиенты

Это один из самых распространенных методов реализации клиент-серверных
приложений. «Интеллектуальному» клиенту можно доверить выполнение как бизнеслогики, так и сервисов представления данных.
Функции сервера ограничены поддержкой собственно
базы данных. Вся информация обрабатывается локально, что
освобождает ресурсы сервера. Многие приложения,
разработанные на Visual Basic, являются интеллектуальными
клиентами

31. «Интеллектуальные» клиенты

Достоинства
Недостатки
Простота архитектуры, что облегчает
разработку и сопровождение системы;
Наличие хорошо известных и
достаточно мощных средств
разработки;
Клиент хорошо подходит для хранения
текущей информации о состоянии
Выполнение бизнес-правил на клиенте
иногда увеличивает сетевой трафик изза необходимости передавать клиенту
все данные для принятия решения на
основе правил;
Для модификации бизнес-логики
необходимо повторное развертывание
всех клиентов

32. «Интеллектуальные» серверы

При перенесении бизнес-правила на SQL Server, где они реализуются в
виде хранимых процедур, создается «интеллектуальный» сервер
Роль сервера:
1. Доступ к множеству
пользовательских сетей;
2. Выполнение команд (SQLзапросы);
3. Возвращение результирующих
наборов данных
Достоинства:
• Увеличение производительности;
• Обеспечивать целостности данных;
• При необходимости бизнес-логика
модифицируется централизованно, без
изменения клиентов.
Недостатки:
• Повышение требований к ресурсам
сервера, где выполняются все запросы и
манипуляции с данными;
• Ограниченный выбор средств разработки

33. Смешанные системы

Обладают достоинствами как интеллектуальных серверов, так и интеллектуальных
клиентов
Достоинства смешанных систем
Часть бизнес-логики может быть реализована в клиентской части;
Серверный код (например, хранимые процедуры SQL Server) одновременно доступен многим клиентам, что
снижает накладные затраты при выполнении однотипных запросов.
Недостатки смешанных систем
Бизнес-логика распределена между клиентом и сервером;
Модернизация приложения требует распространения новых версий клиентской части среди широкой аудитории

34. Многоуровневые системы

Многоуровневая система (трехуровневая) позволяет разделить пользовательский
интерфейс, бизнес-правила и базу данных
В многоуровневой системе бизнес-правила реализуются отдельные
библиотеки, которые можно разместить на сервере.
Клиент, библиотеки и база данных составляют распределенные сервисы
многоуровневой системы.
Сервис — это набор связанных функций, выполняющих определенные
действия и/или предоставляющих информацию на основе взаимодействия с
пользователем.
Сервисная модель — это метод рассмотрения приложения как набора
средств или сервисов, которые удовлетворяют запросы клиентов.

35. Типы сервисов

Тип сервиса
Размещение
Назначение
Пользовательский
Клиент
Представление информации и доступа к
функциям приложения, навигация, сохранение
целостности и непротиворечивости
пользовательского интерфейса
Бизнес-сервис
Сервер
Реализация основных стратегий, генерация
информации на основе данных и поддержка
целостности среды принятия бизнес-решений
Сервис данных
Сервер
Структуризация данных, их хранение,
извлечение и поддержка целостности

36. Многоуровневых систем

Преимущества
1. Разделение компонентов интерфейса,
бизнес-правил и хранения данных;
2. Возможность применения
интеллектуальных клиентов;
3. Возможность применения сервисов.
Недостатки
1. Необходимы сервер и сеть;
2. Увеличивается сетевой трафик