Tecnología de la información de la escuela secundaria
Tecnología básica de la información
La llamada computadora es un sistema de procesamiento de símbolos rápido y preciso que puede recibir, almacenar y procesar datos, y puede producir resultados bajo el control de instrucciones almacenadas. programas, este sistema funciona bajo el control del programa de instrucciones almacenado. Los sistemas informáticos constan de hardware y software.
El hardware es el dispositivo real del sistema informático. Es la base y el núcleo del sistema (llamado núcleo duro). Generalmente está compuesto por una unidad central de procesamiento (CPU), memoria, entrada/entrada. dispositivos de salida, etc. Se basa en la máquina. El lenguaje se proporciona para que lo utilicen los programadores.
Software se refiere a sistemas operativos, programas de edición de textos, programas de depuración, ensambladores, compiladores, sistemas de gestión de bases de datos, sistemas de procesamiento de textos, software Windows (Windows), software de red y otras aplicaciones diversas, etc., entre las que se encuentran Los programas de nivel inferior (como sistemas operativos, ensambladores) están estrechamente relacionados con el hardware, y cuando los usuarios escriben programas utilizando lenguajes de alto nivel o lenguajes de cuarta generación, básicamente no tienen nada que ver con la implementación del hardware. pero la estructura y el rendimiento del hardware tiene un gran impacto en la velocidad de procesamiento del programa.
También se puede implementar en hardware, por lo que no existe una interfaz fija entre software y hardware, pero está dominado por las necesidades de las aplicaciones reales y la relación rendimiento-precio del sistema. Desde la perspectiva de los usuarios, la velocidad, la confiabilidad y la capacidad de mantenimiento de la máquina son los principales indicadores técnicos del hardware. Los sistemas informáticos con las mismas funciones pueden tener asignaciones de funciones muy diferentes entre software y hardware.
Si miramos hacia atrás en la historia del desarrollo de las computadoras, podemos ver que en los primeros días, debido a que el hardware era costoso, el hardware de la computadora era relativamente simple y al software se le permitía hacer tanto trabajo como fuera posible. Sin embargo, con el desarrollo de los componentes básicos que componen las computadoras, sus precios continúan disminuyendo y su rendimiento continúa mejorando, por lo que el costo del hardware continúa disminuyendo. Al mismo tiempo, con el continuo desarrollo de las aplicaciones, la proporción de los costos del software en los sistemas informáticos continúa aumentando, lo que ha provocado la transición de la interfaz entre el software y el hardware, es decir, ciertas tareas realizadas por el software se entregan a hardware para completarlo y al mismo tiempo aumentar la velocidad de ejecución real de la computadora.
1. Componentes de hardware de una computadora
Los componentes básicos de una computadora incluyen una unidad central de procesamiento (CPU), memoria y dispositivos de entrada/salida (E/S). La Figura 2-1 muestra los componentes básicos del hardware de una computadora.
Figura 2-1 Los componentes básicos del hardware de una computadora
2. Dispositivos de entrada/salida
Los dispositivos de entrada/salida generalmente constan de dos partes, una parte es el dispositivo en sí, la otra parte es la interfaz del dispositivo, que se utiliza para controlar e implementar la transmisión de información entre el dispositivo y el host. Los dispositivos de entrada/salida y el almacenamiento auxiliar a veces se denominan dispositivos periféricos porque estos dispositivos no pertenecen a la CPU sino que están ubicados cerca de ella.
(1) Dispositivos de entrada
Los dispositivos de entrada se utilizan para ingresar datos sin procesar y programas que procesan estos datos.
La información de entrada incluye números, letras y caracteres de control. La gente suele utilizar códigos binarios de 8 bits para representar un número (0-9), una letra (A, B, C, ..X, Y, Z) o 1 carácter de control. El común actual es el código ASCII, que utiliza un código binario de 7 bits para representar un carácter. El bit más alto se puede utilizar para comprobar la paridad u otros fines. En las computadoras, un código binario de 8 bits generalmente se denomina 1 byte. Las computadoras utilizadas en nuestro país generalmente requieren capacidades de procesamiento de caracteres chinos. En las computadoras, generalmente se usan 2 bytes para representar un carácter chino.
La memoria se utiliza para almacenar programas y datos. Es el centro de almacenamiento e intercambio de información diversa en el ordenador. La memoria puede intercambiar información con la CPU y los dispositivos de entrada/salida, y desempeña la función de almacenar, almacenar en búfer y transmitir información.
El requisito básico de la memoria es poder leer/escribir información en una dirección específica. La memoria se compone de muchas unidades de almacenamiento. Todas las unidades están numeradas en secuencia. El número de cada unidad se denomina dirección de esta unidad. La dirección de cada unidad es diferente. Por ejemplo, una memoria tiene 1024 unidades. es de 0 a 1023. Si una unidad de memoria almacena un byte, se denomina direccionamiento de bytes. Sin embargo, un proceso de lectura/escritura a menudo implica leer/escribir una palabra, y la longitud de la palabra varía de una máquina a otra. Por ejemplo, algunas máquinas usan código binario de 32 bits (es decir, 4 bytes) como palabra, mientras que algunas máquinas usan 64. Código binario de bits como palabra.
La suma de todas las unidades de almacenamiento contenidas en la memoria se llama capacidad de almacenamiento. El tiempo para leer/escribir una palabra se llama tiempo de lectura y escritura (o tiempo de acceso). Dos operaciones de lectura/escritura. entre ellos se llama ciclo de lectura y escritura (o ciclo de acceso).
La memoria se puede dividir en memoria principal y memoria auxiliar. Los programas y datos actuales que se ejecutan en la computadora se almacenan en la memoria principal. La memoria principal es generalmente una memoria semiconductora, y la memoria auxiliar generalmente se refiere a. memoria en disco y memoria en cinta y almacenamiento en disco óptico.
La unidad central de procesamiento (CPU) es el núcleo del sistema informático. La CPU consta de tres partes: parte de memoria principal, parte aritmético-lógica y parte de control.
La unidad aritmética es un componente que procesa y realiza operaciones sobre información o datos. A menudo realiza operaciones aritméticas y operaciones lógicas, por lo que hay un componente de operaciones aritméticas y lógicas ALU en su interior. En las computadoras, algunas operaciones complejas a menudo se dividen en una serie de operaciones aritméticas y operaciones lógicas.
El controlador se utiliza principalmente para automatizar el proceso de ejecución de la propia computadora, es decir, para realizar la ejecución automática del programa. Bajo el control del controlador, los programas y datos se ingresan desde el dispositivo de entrada y se almacenan automáticamente en la memoria, luego se ejecuta el programa en la memoria y finalmente se imprimen los resultados. Un programa se compone de una serie de instrucciones. El proceso de ejecutar un programa es en realidad el proceso de ejecutar una serie de instrucciones en un orden determinado. El controlador genera una serie de señales de control para controlar la recuperación de instrucciones de la memoria, analiza la función de la instrucción, completa las operaciones especificadas por la instrucción y determina la dirección de la siguiente instrucción. Se repite hasta que se ejecuta el programa.
(1) Computadoras de propósito general y de propósito especial
Una computadora de propósito especial es una computadora que completa una tarea específica y su programa de instrucciones está solidificado o almacenado permanentemente en el máquina. Si bien carece de versatilidad, realiza su única tarea de manera rápida y eficiente. Por ejemplo, se utiliza para monitorear instalaciones domésticas, controlar el combustible, el encendido y los sistemas de instrumentación en automóviles.
Una computadora de uso general es una computadora que puede almacenar diferentes programas y tiene una gama inconmensurable de aplicaciones. La versatilidad de una computadora de uso general sólo está limitada por la creatividad de las personas. En la mayoría de los casos las computadoras utilizadas son computadoras de propósito general.
(2) Micro, mini, mainframe y supercomputadores
Los más pequeños se denominan microcomputadores o minicomputadores. Las microcomputadoras o computadoras personales son los sistemas más pequeños de propósito general. Las minicomputadoras también son pequeños sistemas de propósito general. Aunque algunas microcomputadoras nuevas han superado el rendimiento de algunas minicomputadoras más antiguas, las minicomputadoras generalmente son más poderosas y más caras que las microcomputadoras.
A medida que aumenta la escala, se forman computadoras grandes, que tienen una velocidad de procesamiento más rápida y una mayor capacidad de almacenamiento que las minicomputadoras comunes.
Por último, está la supercomputadora, que se utiliza para abordar problemas científicos más complejos. Este tipo de computadora es la más grande y rápida.