Техническое обеспечение реализации информационных технологий

Каждый современный человек знает, что такое компьютер, и умеет им пользоваться для различных целей: серфинга в сети, получения и отправки электронной почты, общения в социальных сетях, обработки фотографий и т. д. Компьютер из научного устройства превратился в производственное, в обычный бытовой прибор, которым владеют широкие слои населения. Рассмотрим текущее состояние рынка компьютерной техники и тенденции сто развития.

Прежде всего отметим, что все современные компьютеры имеют архитектуру, которую принято называть архитектурой Дж. фон Неймана — ученого, внесшего огромный вклад в кибернетику и информационные технологии в 1940;е — 1950;е гг. и заложившего принципы построения вычислительных машин, которые действуют и сегодня:

• 1) принцип двоичного кодирования (для представления данных и команд используется двоичная система счисления);
• 2) принцип однородности памяти (программы и данные хранятся в одной и той же памяти и кодируются в одной и той же системе счисления. Над командами можно выполнять такие же действия, как и над данными);
• 3) принцип адресуемости памяти (основная память (внутренняя) состоит из пронумерованных ячеек. Процессору в произвольный момент времени доступна любая ячейка по ее номеру (адресу));
• 4) принцип программного управления (все команды располагаются в памяти и выполняются одна после завершения другой, в последовательности, определяемой программой).

Персональные компьютеры имеют открытую архитектуру и модульный принцип строения, которые были заложены в 1981 г. компанией IBM при создании IBM PC на основе 16-разрядного процессора Intel 8086, с операционной системой Microsoft MS DOS (PC DOS).

На рис. 4.1 приведена архитектура современного персонального компьютера, отличающаяся от классической схемы фон Неймана тем, что ее центральной частью является шина, по которой передаются команды, адреса и данные и к ко торой подключены все остальные устройства компьютера, включая центральный процессор (CPU), оперативную память (RAM), а так же контроллеры многочисленных устройств. Ряд устройств, располагаемых внутри корпуса компьютера, имеют постоянное подключение через специализированные адаптеры (контроллеры) (например, видеокарта, жесткий диск). В компьютере шины находятся на материнской плате. Устройства подключаются к плате через стандартизированные разъемы. По мере роста интеграции микросхем контроллеры встраиваются в материнскую плату и даже в центральный процессор. Так, во многих современных процессорах Intel имеется графическое ядро, которое позволяет обходиться без видеокарты.

Под модулем понимают функционально и конструктивно завершенный узел компьютера (процессор, память, накопители на жестких и гибких дисках, видеокарты и т. д.). Модульное строение позволяет совершенствовать компьютер за счет развития отдельных узлов, использовать преимущества международного разделения труда, а также конкуренцию производителей в целях повышения качества и снижения стоимости отдельных модулей. Соединение модулей в единое целое образует компьютер. Шинная архитектура позволяет создавать компьютеры с разными техническими характеристиками и разной стоимостью, что в рыночных условиях является немаловажным.

Рис. 4.1. Архитектура персонального компьютера.

Важнейшим маркетинговым ходом, предопределившим развитие отрасли информационных технологий па десятилетия вперед, было принятие решения сделать архитектуру открытой. Компания IBM не стала делать секрета из своего первого персонального компьютера и продавала полную техническую документацию за 49 долл. США, предоставляя возможность компаниям всего мира производить новую вычислительную технику, что в сочетании с модульным принципом привело к взрывному росту отрасли. В конечном итоге клоны IBM PC стали самым массовыми персональными компьютерами, а операционная система от Microsoft — самой распространенной в мире. Даже новейшие ультрабуки являются прямыми потомками IBM PC.

В сети можно найти много статистики о распространенности операционных систем. Так, по данным netapplications.com на начало декабря 2012 г. наибольшее распространение имела операционная система Windows (версии: 7 — 44,71%, ХР — 39,82%, Vista — 5,7%, 8 — 1,09%), затем следуют Mac OS X (6,51%) и Linux (1,25%).

Рассмотрим подробнее важнейшие устройства компьютера и их актуальные характеристики. При этом не будем вести речь о тривиальных устройствах, таких как клавиатура, мышь, принтер, монитор, модем, жесткие магнитные диски, флэш-карты и т. д. — их назначение всем хорошо знакомо.