Устройство квантового компьютера

Три уровня:

1. Первый уровень-собственно квантовый компьютер, содержащий кубиты и постоянно находящийся при температуре, близко к абсолютному нулю;

2. Следующий уровень-криогенный компьютер-это тоже совершенно новый тип компьютера, который управляет квантовым и работает при температуре 268 град ц.;

3. Третий уровень-компьютер, за которым уже может работать человек, и управляющий всей системой. Подобные компьютеры будут в 100-300 раз превосходить по мощности самые продвинутые суперкомпьютеры, существующие ныне;

Память компьютера

Виды памяти компьютера

1. Память компьютера-совокупность устройств для запоминания, хранения, выдачи информации.

2. Быстродействие памяти-время обращения к ячейкам памяти, определяемое временем считывания и(или) временем записи информации.Измеряется в наносекундах

Внутренняя память-это быстродействующая электронная память, расположенная на системной плате компьютера

Внутренняя память:

• Память микропроцессора. Это память небольшой емкости (кэш-память), но чрезвычайно высокого быстродействия (время обращения к МПП, т.е. время, необходимое на поиск, запись или считывание информации из этой памяти, измеряется наносекундами-тысячными долями микросекунды). Она предназначена для кратковременного хранения, записи и выдачи информации; используется для обеспечения высокого быстродействия машины, так как основная память не всегда обеспечивает скорость записи, поиска и считывания информации.

• Кэш-память. Используется при обмене данными между микропроцессором и оперативной памятью. Алгоритм ее работы позволяет сократить частоту обращений микропроцессора к оперативной памяти, что повышает производительность компьютера. Когда микропроцессор обращается памяти, сначала производится поиск нужных данных в кэш-памяти. Так как время доступа к кэш-памяти меньше времени доступа к обычной памяти, а в большинстве случаев необходимые микропроцессору данные содержатся в кэш-памяти, среднее время доступа к памяти уменьшается.

• Основная память. Включает в себя оперативную память (RAM) и постоянную память (ROM).

• CMOS-память (полупостоянная). CMOS (ROM/RAM). В ней сохраняются настройки, необходимые для работы программы BIOS. Здесь хранятся системные часы, параметры жестких дисков и некоторых других устройств. Используется для длительного хранения данных о конфигурации, составе оборудования и настройке компьютера (дата, время, пароль), о режимах его работы. Быстродействие невысокое, питание от батарейки, сохраняет данные и при выключенном компьютере. Содержимое CMOS изменяется специальной программой Setup, находящейся в BIOS. Только для опытных пользователей!

Основная память

Оперативная память (ram)

Это энергозависимая непостоянная часть системы компьютерной памяти, в которой только во время работы компьютера хранится выполняемый машинный код (программы), а также входные, выходные и промежуточные данные, обрабатываемые процессором при выполнении задачи.

Оперативная память (ОЗУ) содержит:

а) программы и данные операционной системы

б) запущенные прикладные программы пользователя

в) данные обрабатываемые прикладными программами

От объема оперативной памяти зависит кол-во задач, которые компьютер может одновременно выполнять.

Постоянная память (rom)

Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ)-энергозависимая память, используется для хранения массива неизменяемых, постоянных данных.

Эта информация заносится в микросхему постоянной памяти заводом-изготовителем компьютера. В постоянной памяти компьютеров находится BOIS.

В мобильных устройствах в ROM записаны BIOS и другие микропрограммы для взаимодействия аппаратных элементов, и операционная система

Bios (Basic Input-Output System/Базовая система ввода/вывода)

BIOS входит в состав базового программного обеспечения компьютера

• В состав BIOS входят программа самотестирования компьютера при его включении, драйвера некоторых устройств (монитора, дисковых накопителей информации и пр.), а также программа загрузки с дисковых устройств операционной системы

• BIOS представляет собой интерфейс между оборудованием и операционной системой

Состав программ BIOS:

• Программа для проверки оборудования при загрузке операционной системы;

• Программы начала загрузки операционной системы

• Программы по выполнению базовых функций по обслуживанию устройств компьютера

• Программу настройки конфигурации компьютера-Setup

• Позволяет установить характеристики: типы видеоконтроллера, запрос пароля при загрузке, режим работы с RAM и тд.

- В момент включения компьютера в его оперативной памяти нет ничего – ни данных, ни программ, поскольку оперативная память не может ничего хранить без подзарядки ячеек более сотых долей секунды, но процессору нужны команды, в том числе в первый момент после включения

- Процессор обращается по выставленному адресу за своей первой командой и далее начинает работать по программам

- Этот исходный адрес не может указывать на оперативную память, в которой пока ничего нет. Он указывает на другой тип памяти-ПЗУ. Микросхема ПЗУ способна длительное время хранить информацию, даже когда компьютер выключен. Программы, находящиеся в ПЗУ, называют «защитными»-их записывают туда на этапе изготовления микросхемы.

Комплект программ, находящихся в ПЗУ, образует BIOS. Основное назначение программ этого пакета состоит в том, что чтобы проверить состав и работоспособность компьютерной системы и обеспечить взаимодействие с клавиатурой, монитором, жестким диском и дисководом гибких дисков.

Внешняя память

Долговременная (внешняя) память — это энергозависимая память, предназначенная для длительного хранения информации. Основным устройством внешней памяти является жесткий магнитный диск.

• Flash-карта. Устройство, выполненное на одной микросхеме (кристалле) и не имеющие подвижных частей, основаны на кристаллах электрически перепрограммируемой флэш-памяти

• Магнитно-оптический диск. Носитель информации, сочетающий свойства оптических и магнитных накопителей, и используется для хранения больших объемов информации

Периферийные устройства

Устройства позиционирования:

-манипулятор «мышь»

-трекбол

-джойстик

Устройства хранения данных:

-жесткий диск «Винчестер»

-СD

-DVD

-флэш-носители

Устройства отображения ввода и вывода данных:

-монитор

-принтер

-плоттер

Устройства обмена данными

Виды дисплеев

Устройства обмена данными

Модем – устройство, предназначенное для обмена информацией между удаленными компьютерами по каналам связи (Модулятор + ДЕМодулятор)

По конструктивному исполнению модемы бывают:

- внутренние модемы (находится внутри устройства, у них отсутствует свой блок питания)

- внешние модемы (имеют собственный корпус и блок питания, подключаются к компьютеру через кабель, имеют свои индикаторы)

Внешние устройства

Это важнейшая составная часть любого вычислительного комплекса. По стоимости ВУ иногда составляют 50-80% всего ПК

Виды ВУ:

- внешние запоминающие устройства (ВЗУ) – внешняя память ПК

- диалоговые средства пользователя

- устройства ввода информации

- устройства вывода информации

- средства связи и телекоммуникации

ПО. Классификация компьютерных программ

Программа – это упорядоченная последовательность команд для решения задачи

Уровни ПО:

- Базовый (входит в состав базового оборудования, хранятся в ПЗУ)

- Системный (обеспечивают взаимодействие программ друг с другом, с программами базового уровня, с аппаратными средствами и с пользователем)

- Служебный (обеспечивают систематизацию работ по проверке, наладке и постройке компьютерной системы)

- Прикладной (обеспечивают решение конкретных задач пользователя)

*Совокупность программного обеспечения системного уровня образует ядро операционной системы

Базовое по

^ BIOS или базовая система ввода-вывода – это самая главная программа на компьютере, которая сразу после его включения проверяет, инициализирует комплектующие и передаёт управление операционной системе

^ Драйвер – компьютерное программное обеспечение, с помощью которого прикладное программное обеспечение и операционная система получают доступ к аппаратному обеспечению необходимых устройств

Системное по

- Операционные системы

- Драйверы

Понятие и назначение операционной системы Разновидности операционных систем

По числу одновременно выполняемых программ (задач):

- Однозадачные

- Многозадачные

По числу одновременно работающих пользователей:

- Однопользовательские

- Многопользовательские

Многозадачные:

- Системы пакетной обработки

- Системы разделения времени

- Системы реального времени

Классификация служебных программ:

- Диспетчеры файлов

- Средства сжатия данных

- Средства диагностики

- Средства коммуникации

- Средства обеспечения компьютерной безопасности

Прикладное по

ППО общего назначения:

- Текстовые редакторы

- Электронные таблицы

- СУБД

- Графические системы

- Средства презентации

- Интегрированные системы

- Сетевое: Браузеры

ППО специального назначения:

- Проблемно-ориентированное ППО; Правовые ИС; Банковское, кадровое

- Методо-ориентированные ППО

- Инструментальное ПО