HyperCard je prvi dobro osmišljen i zgodan autorski alat za rad sa multimedijom, jer ima veze na video i audio materijale, grafiku u boji, tekst sa svojim zvukom
Multimedija je interaktivna tehnologija koja omogućava rad sa fotografijama, video zapisima, animacijama, tekstom i zvukom. Jedan od prvih alata za kreiranje multimedijalne tehnologije bila je tehnologija hiperteksta, koja omogućava rad sa tekstualnim informacijama, slikama, zvukom i govorom. U ovom slučaju hipertekstualna tehnologija je djelovala kao autorski softverski alat.
Tehnološki napredak doprinio je nastanku multimedijalnih sistema: povećana je RAM i eksterna memorija računara, pojavile su se široke grafičke mogućnosti računara, povećao se kvalitet audio-video opreme, pojavili su se laserski kompakt diskovi itd.
Televizija, video i većina audio opreme, za razliku od kompjutera, rade sa analognim signalom. Stoga su se pojavili problemi spajanja heterogene opreme sa računarom i upravljanja njome.
Zvučne kartice su razvijene ( sound blaster), multimedijalne ploče koje implementiraju algoritam prevođenja u hardver analogni signal da diskretno. Memorija samo za čitanje (CD-ROM) je spojena na CD-ove.
Za čuvanje slike mirne slike na ekranu rezolucije 512 x 482 tačke (piksela), potrebno je 250 KB. Međutim, kvalitet slike je loš. To je zahtijevalo razvoj softverskih i hardverskih metoda za kompresiju i skeniranje podataka. Takvi uređaji i metode su razvijeni sa omjerima kompresije od 100:1 i 160:1. Ovo je omogućilo da se na jedan CD postavi oko sat vremena potpunog zvučnog videa. IPEG i MPEG se smatraju najprogresivnijim metodama kompresije i skeniranja.
Steve Jobs je 1988. godine stvorio fundamentalno novi tip personalnog računara - NeXT, u kojem su osnovna sredstva multimedijalnih sistema arhitektura, hardver i softver. Korišteni su novi moćni centralni procesori 68030 i 68040, procesor DSP signala, koji je obezbjeđivao obradu zvuka i slike, sintezu i prepoznavanje govora, kompresiju slike i manipulaciju bojama. Volume ram memorija bio je 32 MB, može se izbrisati optički diskovi, ugrađen kao standard mrežni kontroleri, koji vam omogućavaju povezivanje na mrežu, date su metode kompresije, skeniranja itd. Količina memorije tvrdog diska je 105 MB i 1,4 GB.
NeXT tehnologija je novi korak u komunikaciji čovek-mašina. Do sada smo radili sa WIMP interfejsom (prozor, slika, meni, pokazivač). NeXT omogućava rad sa SILK interfejsom (govor, slika, jezik, znanje). NeXT uključuje sistem e multi medijska pošta, koja vam omogućava razmjenu poruka kao što su govor, tekst, grafičke informacije itd.
Mnogi OS podržava multimedijalnu tehnologiju: Windows, od verzije 3.1, DOS 7.0, OS/2, itd. Operativni sistem Windows-95 je uključivao hardver za multimedijalnu podršku, koji omogućava korisnicima da reprodukuju digitalizovani video, audio, pokretnu grafiku, povezuju različite muzičke sintisajzere i instrumente. Windows-95 je razvio posebnu verziju sistem podataka za podršku reprodukcije zvuka, videa i animacije visokog kvaliteta. Medijske datoteke se pohranjuju na CD-ROM-u, tvrdom disku ili mrežnom serveru. Digitalizovani video se obično pohranjuje u fajlovima sa ekstenzijom AVI, audio informacije - u fajlovima sa ekstenzijom WAV, audio u obliku MIDI interfejs- u fajlovima sa MID ekstenzijom. Da bi ih podržao, razvijen je podsistem datoteka koji osigurava prijenos informacija sa CD-ROM-a optimalnom brzinom, što je bitno pri reprodukciji audio i video informacija.
Čak i iz ovako kratkog nabrajanja mogućnosti multimedijalne tehnologije, jasno je da se kompjutersko tržište približava, softver, roba široke potrošnje i sredstva za proizvodnju i jednog i drugog. Postoji trend razvoja multimedijskih akceleratora. multimedijalni akcelerator - softver i hardver koji kombinuje osnovne mogućnosti grafičkih akceleratora sa jednom ili više multimedijalnih funkcija koje obično zahtevaju da se dodatni uređaji instaliraju na računar. Na multimedijalne funkcije odnositi se digitalno filtriranje i video skaliranje, hardverska digitalna video kompresija/skeniranje, ubrzanje grafičkih operacija vezanih za trodimenzionalnu grafiku (3D), video podrška uživo na monitoru, kompozitni video izlaz, TV signal (televizijski) izlaz na monitor. Grafički akcelerator također predstavlja softverske i hardverske alate za ubrzavanje grafičkih operacija: prijenos bloka podataka, slikanje objekta i podržavanje hardverskog kursora. Dolazi do razvoja mikrokola kako bi se povećale performanse elektronskih uređaja i minimizirale njihove geometrijske dimenzije. Čipovi koji djeluju kao komponente zvučne kartice kombinirani su na jednom čipu veličine kutije šibica. I za ovo nema ograničenja.
Do 90-ih. razvijeno je više od 60 softverskih paketa sa multimedijalnom tehnologijom. Istovremeno, standard nije postojao, a iste godine Microsoft i IBM su istovremeno predložili dva standarda. IBM je predložio standard Ultimedia, a Microsoft MPC. Druge proizvodne firme počele su da razvijaju softverske pakete zasnovane na ovim standardima. Trenutno se koristi standard MPC-2, osim toga, razvijeni su standardi za CD-RQM drajvove, Sound Blaster - zvučne kartice, MIDI interfejs - standard za povezivanje raznih muzičkih sintisajzera, DCI interfejs - interfejs sa drajverima ekrana koji vam omogućavaju reprodukciju video informacija preko celog ekrana, MCI interfejs - interfejs za upravljanje raznim multimedijalnim uređajima, standardi za grafičke adaptere. Apple je sarađivao sa FujiFilmom na razvoju prvog industrijskog standarda u industriji, EEEP1394, za razvoj čipseta Fire Wire, omogućavajući mnogim potrošačkim proizvodima, kao što je kamkorder, da budu digitalno povezani za upotrebu u multimedijskoj tehnologiji.
Pojava multimedijalnih sistema revolucionirala je oblasti kao što su obrazovanje, kompjuterska obuka, poslovanje i druge oblasti profesionalne aktivnosti. Multimedijalna tehnologija stvorila je preduslove za zadovoljavanje rastućih potreba društva. To je omogućilo da se tehnocentrični pristup (planiranje industrije zavisi od predviđanja mogućih tehnologija) zameni antropocentričnim pristupom (industriju pokreće tržište). Pruža mogućnost dinamičkog praćenja individualnih zahtjeva globalnog tržišta, što se ogleda u trendu prema maloj proizvodnji. Fenomen multimedije demokratizuje naučno, umetničko i industrijsko stvaralaštvo. Upravo su autorske tehnologije, zajedno sa mrežnim, osigurale proces informatizacije društva.
Trenutno su multimedijske tehnologije oblast informacionih tehnologija koja se brzo razvija. Značajan broj velikih i malih firmi, tehničkih univerziteta i studija (posebno IBM, Apple, Motorola, Philips, Sony, Intel itd.) aktivno radi u ovom pravcu. Oblasti upotrebe su izuzetno raznolike: interaktivni obrazovni i informacioni sistemi, CAD, zabava itd.
Glavne karakteristike ovih tehnologija su:
Kombinovanje višekomponentnog informacionog okruženja (tekst, zvuk, grafika, fotografija, video) u homogenu digitalnu reprezentaciju;
Osiguravanje pouzdanosti (bez izobličenja prilikom kopiranja) i dugotrajnog skladištenja (garancija termin skladištenje – desetine godina) velikih količina informacija;
Lakoća obrade informacija (od rutinskih do kreativnih operacija).
Postignuta tehnološka osnova zasnovana je na korišćenju novog DVD (Digital Versalite/Video Disk) standarda optičkih medija, koji ima kapacitet od nekoliko i desetina gigabajta i zamenjuje sve dosadašnje: CD-ROM, Video-CD, CD -audio. Upotreba DVD-a omogućila je implementaciju koncepta homogenosti digitalnih informacija. Jedan uređaj zamjenjuje audio plejer, video rekorder, CD-ROM, disk drajv, klizač, itd. U pogledu prezentovanja informacija, DVD optički mediji ga približavaju nivou virtuelne stvarnosti.
Višekomponentno multimedijalno okruženje preporučljivo je podijeliti u tri grupe: audio sekvenca, video sekvenca, tekstualne informacije.
Audio sekvenca može uključivati govor, muziku, efekte (zvukovi kao što su buka, grmljavina, škripa itd., objedinjeni oznakom TALAS (talas). Glavni problem pri korištenju ove multimedijalne grupe je kapacitet informacija. Za snimanje jedne minute TALASA zvuk najvišeg kvaliteta Potrebno je oko 10 MB memorije, tako da standardna veličina CD-a (do 640 MB) omogućava snimanje ne više od sat vremena WAVE. Za rješavanje ovog problema koriste se metode kompresije audio informacija.
Drugi pravac je upotreba zvukova u multi-okruženju (jednoglasna i polifona muzika, do orkestra, zvučni efekti) MIDI (Musical Instrument Digitale Interface). U ovom slučaju, zvuci muzičkih instrumenata, zvučni efekti se sintetiziraju programski kontroliranim elektronskim sintisajzerima. Korekcija i digitalno snimanje MIDI zvukova se vrši pomoću muzičkih uređivača (sekvencer programa). Glavna prednost MIDI-ja je mala količina potrebne memorije - 1 minut MIDI zvuka traje u prosjeku 10 kb.
Video sekvencu u poređenju sa audio sekvencom karakteriše veći broj elemenata. Odredite statičke i dinamičke video sekvence.
Statički snimci uključuju grafiku (crteže, unutrašnjost, površine, simbole u grafičkom modu) i fotografije (fotografije i skenirane slike).
Dinamička video sekvenca je niz statičkih elemenata (okvirova). Mogu se razlikovati tri tipične grupe:
Normalni video (životni video) - niz fotografija (oko 24 sličice u sekundi);
Kvazi-video - retka sekvenca fotografija (6-12 kadrova u sekundi);
Animacija - niz nacrtanih slika. Prvi problem u implementaciji video sekvenci je rješavanje
kapacitet ekrana i broj boja. Postoje tri oblasti:
VGA standard daje rezoluciju od 640 x 480 piksela (tačke) na ekranu u 16 boja ili 320 x 200 piksela pri 256 boja;
SVGA standard (512 kb video memorije, 8 bita/piksel) daje rezoluciju od 640 x 480 piksela sa 256 boja;
24-bitni video adapteri (2 MB video memorije, 24 bita/piksel) omogućavaju 16 miliona boja.
Drugi problem je količina memorije. Za statične slike, jedan cijeli ekran zahtijeva sljedeće količine memorije:
U rezoluciji 640 x 480, 16 boja - 150 kb;
U rezoluciji 320 x 200, 256 boja - 62,5 kb;
U rezoluciji 640 x 480, 256 boja - 300 kb.
Ovako značajne količine u implementaciji audio i video sekvenci određuju visoke zahtjeve za medijem za pohranu, video memorijom i brzinom prijenosa informacija. "
Prilikom postavljanja tekstualnih informacija na CD-ROM nema poteškoća i ograničenja zbog velike količine informacija optičkog diska.
Glavni pravci upotrebe multimedijalnih tehnologija:
Elektroničke publikacije za potrebe obrazovanja, zabave itd.;
U telekomunikacijama s nizom mogućih aplikacija od gledanja prilagođene TV emisije i odabira prave knjige do sudjelovanja na multimedijalnim konferencijama. Takvi razvoji se nazivaju informacionim autoputem;
Multimedijalni informacioni sistemi (“multimedijalni kiosci”) koji pružaju vizuelne informacije na zahtev korisnika.
Sa tačke gledišta tehnička sredstva Tržište uključuje i potpuno opremljene multimedijalne računare i zasebne komponente i podsisteme (Multimedia Upgrade Kit), uključujući zvučne kartice, CD drajvove, džojstike, mikrofone i akustične sisteme.
Za personalni računari IBM PC klasa odobrila je poseban MPC standard koji definira minimalnu hardversku konfiguraciju za reprodukciju multimedijalnih proizvoda. Međunarodni standard (ISO 9660) je razvijen za CD-ROM optičke diskove.
Ekonomija - na kraju dokumenta
Možete se upoznati s definicijom pojma "hardversko ubrzanje", na primjer, u ovom članku pokušat ćemo odgovoriti na ovo pitanje što je kraće moguće i jasnije za jednostavnog korisnika PC-a, a osim toga, mi ćemo razmislite kako ga isključiti i u kojim slučajevima može biti potrebno.
Hardversko ubrzanje je način povećanja brzine određenog računarskog programa i operativnog sistema (OS) u celini, na osnovu preraspodele opterećenja između procesora (CPU) i video kartice. One. Zadaci obrade videa i grafike se prebacuju sa CPU-a na video karticu, što u konačnici omogućava ne samo malo smanjenje opterećenja procesora, već i postizanje povećanja performansi, kako za jednu aplikaciju, tako i za cijeli sistem, zbog na resurse video kartice.
Dešava se da zbog raznih grešaka u kompjuterskim programima, drajverima video kartice itd., prisustvo ubrzanja može negativno uticati na rad računara, čineći sistem nestabilnim, što dovodi do zamrzavanja, padova, artefakata i drugih problema pri radu sa računarom. kompjuter. U tim slučajevima, da bi se otklonile greške i osigurala stabilnost, hardversko ubrzanje bolje je.
Razmotrite način da onemogućite hardversko ubrzanje na primjeru flash playera.
Otvorite u svom pretraživaču bilo koju web stranicu sa flash animacijom ili video zapisom koristeći Flash tehnologiju, kliknite na flash objekt desni klik miša (RMB) i odaberite u kontekstni meni stavka "Parametri" (kao na snimku ekrana).
To je sve, pa onemogućavamo ubrzanje za aplikacije.
Onemogućavanje hardverskog ubrzanja na nivou operativnog sistema nije uvijek moguće (opcionalno ovisi o drajveru video kartice), a rijetko kada njegovo prisustvo uzrokuje greške ili padove u Windows-u, na primjer, u Windows 7.
Da biste isključili hardversko ubrzanje u Windowsu, kliknite desnim tasterom miša na radnu površinu i izaberite Rezolucija ekrana.
Predavanje 8 Softver i hardver informacione tehnologije
Osnovni koncepti:
Hardver, softver i moždani softver;
Programski i sistemski softver;
Operativni sistem, uslužni programi i drajveri;
Instrumentalni i primijenjeni softver;
Integrirani paketi ili paketi aplikacija;
Klasifikacija računalnih tehničkih sredstava informacijskih tehnologija;
Arhitektura računara;
SOHO i SMB sistemi.
Komponente softverskih i hardverskih računarskih objekata
Obično se sljedeći termini koriste za označavanje glavnih komponenti softverskih i hardverskih računalnih alata:
Softver- skup programa koji se koriste u računaru ili softverskih alata koji predstavljaju unapred određene, jasno definisane nizove aritmetičkih, logičkih i drugih operacija.
Hardver – tehnički uređaji kompjuter ("hardver") ili hardver, kreiran prvenstveno pomoću elektronskih i elektromehaničkih elemenata i uređaja.
Brainware- znanja i vještine potrebne korisnicima za kompetentan rad na računaru (računarska kultura i pismenost).
Radom računara, bilo kojih računarskih uređaja upravljaju razne vrste programa. Bez programa, nijedan računar nije ništa više od gomile gvožđa. Kompjuterski program (eng. “Program”) je obično niz operacija koje računar izvodi za implementaciju nekog zadatka. Na primjer, to može biti program za uređivanje teksta ili crtanje.
2. Softver informacione tehnologije
softver (softver)- Ovo softver informacione tehnologije. Oni podrazumevaju kreiranje, korišćenje kompjuterskih programa za različite namene i omogućavaju tehničkim sredstvima za obavljanje operacija sa mašinski čitljivim informacijama.
Računalni programi, kao i sve druge mašinski čitljive informacije, pohranjuju se u datoteke. Programe pišu (kompajliraju, kreiraju) programeri na posebnim mašinskim algoritamskim jezicima visokog nivoa (Basic, Fortran, Pascal, C, itd.). Dobar program sadrži: jasno definisane i otklonjene funkcije, pogodna sredstva interakcije sa korisnikom (interfejs), uputstvo za upotrebu, licencu i garanciju, pakovanje. Programi za korisnike mogu biti plaćeni, shareware, besplatni itd.
Postoje klasifikacije softvera prema namjeni, funkcijama, zadacima koje treba riješiti i drugim parametrima.
Po dogovoru I izvršene funkcije Postoje tri glavna tipa softvera koji se koristi u informatičkoj tehnologiji:
Rice. 8.1. Struktura softvera prema namjeni i funkcionalnoj osobini.
Opšti sistemski softver - ovo je skup programa opšte upotrebe koji služe za upravljanje računarskim resursima (centralni procesor, memorija, ulaz-izlaz) koji obezbeđuju rad računara i računarskih mreža. Dizajniran je za kontrolu rada računara, obavljanje pojedinačnih servisnih funkcija i programiranja. Opšti sistemski softver uključuje: osnovne, programske jezike i servis.
Osnovni softver uključuje: operativne sisteme, operativne ljuske i mrežne operativne sisteme.
operativni sistem(OS) je skup međusobno povezanih programa dizajniranih za automatizaciju planiranja i organizacije procesa obrade programa, upravljanja ulazom-izlazom i podacima, alokacije resursa, pripreme i otklanjanja grešaka u programima i drugih pomoćnih programa.
OS pokreće računar, prati rad lokalnih i mrežnih računara, uz njihovu pomoć planira rešavanje zadataka, prati njihovo izvršavanje, upravlja unosom i izlazom podataka itd.
Glavni razlog potrebe za operativnim sistemom je taj što su elementarne operacije za rad sa računarskim uređajima i upravljanje njegovim resursima operacije na veoma niskom nivou. Radnje koje zahtijevaju korisnik i aplikativni programi sastoje se od nekoliko stotina ili hiljada takvih elementarnih operacija. Na primjer, da bi se izvršila procedura kopiranja datoteke, potrebno je izvršiti hiljade operacija za pokretanje naredbi diska, provjeriti njihovo izvršenje, pretražiti i obraditi informacije u tablicama dodjele datoteka na diskovima, itd. Operativni sistem skriva ove detalje od korisnika i obavlja ove procedure.
Postoje jednoprogramski, višeprogramski (multitasking), jednokorisnički i višekorisnički, mrežni i nemrežni operativni sistemi.
Mrežni OS- skup programa koji obezbeđuju obradu, prenos, skladištenje podataka u mreži; pristup svim svojim resursima, distribuciju i redistribuciju različitih mrežnih resursa.
Operativna školjka- ovo je softverski dodatak za OS; poseban program dizajniran da olakša rad i komunikaciju korisnika sa operativnim sistemom (Norton Commander, FAR, Windows Commander, Explorer, itd.). Oni transformišu nezgodno korisničko sučelje komandne linije u grafički interfejs ili interfejs tipa menija prilagođen korisniku. Shells pružaju korisniku zgodan pristup datotekama i opsežne usluge.
Programski jezici su posebne komande, operatori i drugi alati koji se koriste za pisanje i otklanjanje grešaka u programima. Oni uključuju ispravne jezike i pravila programiranja, prevodioce, kompajlere, linkere, ispravljače grešaka, itd.
Otklanjanje grešaka programa(engleski “ otklanjanje grešaka”) je proces otkrivanja i ispravljanja grešaka u kompjuterski program; faza rešavanja računarskih problema, u kojoj se eliminišu očigledne greške u programu. Izvodi se prema rezultatima dobijenim u procesu testiranja kompjuterskog programa, a provodi se pomoću posebnih softverskih alata - debuggera.
Debugger(engleski “ debugger”) je program koji vam omogućava da istražite interno ponašanje programa koji se razvija. Pruža korak po korak izvršavanje programa sa zaustavljanjem nakon svake izjave, pregledom trenutne vrijednosti varijable, pronalaženjem vrijednosti bilo kojeg izraza, itd.
Prevodioci su programi koji omogućavaju prevođenje iz programskog jezika u mašinski jezik računara.
Širom usluge BY za OS uključuje drajvere i pomoćne programe. Vozači- To su posebne OS datoteke koje proširuju njegove mogućnosti i uključene su u njegov sastav za organiziranje OS postavki za korištenje različitih I/O uređaja, postavljanje regionalnih parametara (jezici, formati vremena, datumi i brojevi) itd. Pomoću drajvera možete povezati nove eksterne uređaje na računar ili koristiti postojeće uređaje na nestandardan način.
Uslužni programi- Ovo korisni programi, dopunjujući i proširujući mogućnosti OS-a. Neki od njih mogu postojati odvojeno od OS-a. Ova klasa programa uključuje arhivatore, programe za pravljenje rezervnih kopija itd.
Osim toga, sistemski softver za cijelu uslugu uključuje testne i dijagnostičke programe, programe antivirusna zaštita i održavanje mreže.
Programi za testiranje i dijagnostiku dizajnirani su za provjeru performansi pojedinačnih računarskih čvorova, rad programa i otklanjanje grešaka uočenih tokom testiranja.
Antivirusni programi koristi se za dijagnosticiranje, otkrivanje i uklanjanje virusnih programa koji ometaju normalan rad računarskog sistema.
Softver za alate ili softverski alati(IPO) su poluproizvodi ili konstruktori koji se koriste u toku razvoja, prilagođavanja ili razvoja drugih programa. Oni vam omogućavaju da kreirate različite korisničke programe aplikacija. IPO obuhvata: DBMS, editore, debagere, pomoćne sistemske programe, grafičke pakete, dizajnere obrazovnih, igraćih, testnih i drugih programa. Po namjeni su bliski programskim sistemima.
Aplikacioni softver (PPO) ili aplikativni softver koristi se za rješavanje specifičnih problema. Ovi programi pomažu korisnicima da obavljaju poslove koji su im potrebni na svojim računarima. Ponekad se takvi programi nazivaju aplikacijama.
PPO je po svojoj prirodi problemski orijentisan. Obično ima dvije komponente: korisnički i problematični aplikativni softver.
TO korisnički softver uključuju: tekstualne, tabelarne i grafičke uređivače i druge slične programe, na primjer, edukativne i rekreacijske programe.
Skup od nekoliko korisničkih programa koji se međusobno funkcionalno nadopunjuju i podržavaju jednu informacijsku tehnologiju naziva se aplikativni softverski paket integrisani softverski paket ili integrisani softver. Softverski paketi obavljaju funkcije za koje su prethodno kreirani specijalizovani programi. Kao primjer, uzmimo PPP Microsoft office, koji uključuje: procesor riječi i tabela, Access DBMS, Power Point i druge programe.
Problem softver- ovo je specijalizovani softver, na primjer, računovodstveni programi, programi iz oblasti osiguranja itd.
Pored navedenih, ističemo sljedeće aplikativne programe: edukativni, trening i simulatori, multimedija, zabava, uklj. kompjuterske igrice, reference (enciklopedije, rječnici i priručnici) itd.
Svi kompjuterski programi rade na svim tehničkim sredstvima informacione tehnologije.
Da obezbedi maksimalne performanse i ispravan rad koriste hardver i softver koji su međusobno veoma povezani i jasno deluju u različitim pravcima. Sada se dotaknimo razmatranja hardvera, jer u početku oni zauzimaju dominantnu poziciju u osiguravanju performansi bilo kojeg računara ili čak mobilnog sistema.
Sistemski hardver: Opšta klasifikacija
Dakle, sa čime imamo posla? Zapravo, složeni hardver je poznat svima i svima. U stvari, mnogi korisnici to nazivaju kompjuterskim hardverom. Zaista, hardver je upravo "hardver", a ne softverska komponenta bilo kojeg kompjuterski sistem. U najjednostavnijoj verziji klasifikacije, oni su podijeljeni na unutrašnje i vanjske.
Osim toga, u ovoj podjeli mogu se izdvojiti tri glavne i najsmislenije klase uređaja:
- Input Devices;
- izlazni uređaji;
- uređaji za skladištenje informacija.
Naravno, posebno treba izdvojiti glavne elemente računarskih sistema, kao što su matična ploča, procesor itd., koji nisu uključeni ni u jednu od navedenih klasa i predstavljaju osnovne elemente bez kojih nijedan računar jednostavno neće raditi.
Osnovni elementi računara
Kada opisujete hardver bilo kojeg računala, vrijedi početi s najvažnijim elementom - matičnom pločom, na kojoj se nalaze svi unutrašnji elementi. A vanjski uređaji su spojeni na njega zbog korištenja raznih konektora i utora.
Danas postoji dosta varijanti "matičnih ploča" i njihovih proizvođača. Istina, takve ploče za desktop računare i laptope mogu se razlikovati po obliku i rasporedu pojedinih elemenata. Ipak, suština njihove primene u računarskim sistemima se ne menja.
Drugi najvažniji element je CPU, koji je odgovoran za brzinu. Jedna od glavnih karakteristika je frekvencija sata, izraženo u mega- ili gigahercima, ili jednostavnije, vrijednost koja određuje koliko elementarnih operacija procesor može izvršiti u jednoj sekundi. Lako je pretpostaviti da brzina nije ništa drugo do omjer broja operacija i broja ciklusa koji je neophodan da se izvrši (izračuna) jedna elementarna operacija.
Računarski hardver je nezamisliv bez RAM-a i tvrdi diskovi vezano za uređaje za pohranu podataka. O njima će biti reči nešto kasnije.
Firmver i hardver
Moderni računari koriste i hibridne uređaje, kao što su ROM ili CMOS nepromjenjiva memorija samo za čitanje, koja je osnova osnovnog ulazno/izlaznog sistema koji se naziva BIOS.
Ovo nije samo "gvozdeni" čip koji se nalazi na njemu matična ploča. Ima vlastiti firmver, koji omogućava ne samo pohranjivanje nepromjenjivih podataka, već i testiranje internih komponenti u trenutku uključivanja računara. Vjerovatno su mnogi vlasnici stacionarnih računara primijetili da se u trenutku uključivanja čuje signal sistemskog zvučnika. Ovo samo ukazuje da je provjera uređaja bila uspješna.
Alati za unos
Sada se fokusirajmo na ulazne uređaje. On ovog trenutka ima dosta njihovih varijanti, a sudeći po razvoju IT tehnologija, uskoro će ih biti još više. Ipak, sljedeće se smatra osnovnim na ovoj listi:
- tipkovnica;
- miš (trackpad za prijenosna računala);
- joystick;
- digitalna kamera;
- mikrofon;
- eksterni skener.
Svaki od ovih uređaja omogućava vam da unesete različite vrste informacija. Na primjer, grafika se unosi pomoću skenera, video slika se unosi kamerom, tekst na tastaturi itd. Međutim, i miš i trackpad su pored svega i kontroleri (manipulatori).
Što se tiče tastature, kontrolne funkcije u njoj se koriste preko dugmadi ili njihovih kombinacija. Istovremeno, možete pristupiti i određenim funkcijama, parametrima i komandama operativnih sistema ili drugog softvera.
Izlaz informacija znači
Hardver je nezamisliv bez izlaznih uređaja. Standardna lista sadrži sljedeće:
- monitor;
- Printer;
- ploter;
- ozvučenje i video sistem;
- multimedijalni projektor.
Ovdje je glavni monitor kompjutera ili ekran laptopa. Jasno je, na kraju krajeva, da se uz savremene metode objektno orijentisanog programiranja interakcija sa korisnikom odvija kroz GUI, iako je ova situacija podjednako primjenjiva na sisteme u kojima se očekuje unos komande. U svakom slučaju, korisnik treba da vidi šta se prikazuje na ekranu.
Što se tiče ostalih elemenata, oni su poželjni, iako nisu obavezni (pa, možda grafički adapter, bez koje savremeni sistemi može ili ne mora raditi).
Sredstva za skladištenje informacija
Konačno, jedna od najvažnijih klasa su uređaji za skladištenje informacija. Njihovo prisustvo, da li unutrašnje komponente ili vanjski mediji, samo obavezno. Ova klasa uključuje sljedeće sorte:
- tvrdi disk (tvrdi disk);
- RAM;
- keš memorija;
- eksterne disk jedinice (diskete, USB uređaji).
Ponekad ovo uključuje i BIOS sa CMOS memorijom, međutim, kao što je već spomenuto, radi se o prilično hibridnim uređajima koji se mogu podjednako svrstati u različite kategorije.
Naravno, glavno mjesto ovdje zauzimaju tvrdi diskovi i "RAM". HDD- ovo je hardverski informacioni alat (tačnije, sredstvo za njegovo pohranjivanje), jer se na njemu pohranjuje trajno, a u RAM-u - privremeno (kada se programi pokreću ili izvode, sadržaj se kopira i sl.).
Kada isključite računar, RAM se automatski briše, ali informacije sa čvrstog diska ne nestaju. U principu, sada se takmiče sa hard diskom i prenosivi medij poput USB uređaja velikog kapaciteta, ali diskete i optički diskovi blijede u zaborav, makar samo zbog malog kapaciteta i mogućnosti fizičkog oštećenja.
Komunikacioni uređaji
Opciona klasa, iako vrlo popularna u modernom svijetu, može se nazvati i uređajima odgovornim za pružanje komunikacije između pojedinačnih računalnih terminala povezanih direktno i u mrežama (ili čak na razini pristupa Internetu). Evo glavnih uređaja:
- mrežni adapteri;
- ruteri (modemi, ruteri, itd.).
Kao što je već jasno, bez njih se ne može pri organizaciji mreža (fiksnih ili virtuelnih), uz pružanje pristupa World Wide Webu. Ali malo ljudi danas zna da se dva računara, na primjer, mogu povezati direktno kablom, kao što je to učinjeno prije dvadeset godina. Naravno, ovo izgleda pomalo nepraktično, međutim, ne treba zaboraviti na ovu mogućnost, pogotovo kada trebate kopirati velike količine informacija, a pri ruci nema odgovarajućeg medija.
Sigurnosni uređaji i uređaji za zaštitu podataka
Sada o još jednoj vrsti uređaja. To su alati za hardversku zaštitu, koji uključuju, na primjer, "željezne" firewall-e, koji se nazivaju i firewall (firewall od engleskog - "wall of fire").
Iz nekog razloga, danas je većina korisnika navikla na činjenicu da je firewall (aka firewall) isključivo, što nije tako. Prilikom organiziranja mreža s povećanim nivoom sigurnosti upotreba takvih komponenti nije samo poželjna, već ponekad čak i jednostavno neophodna. Slažem se, jer softverski dio ne nosi uvijek sa svojim funkcijama i možda neće na vrijeme reagirati na smetnje u radu mreže izvana, a da ne spominjemo pristup podacima pohranjenim na tvrdi diskovi računara ili servera.
Interakcija softvera i hardvera
Dakle, ukratko smo pregledali hardver. Sada nekoliko riječi o tome kako oni komuniciraju sa softverskim proizvodima.
Slažem se, operativni sistemi koji korisniku omogućavaju pristup računarskim mogućnostima PC-a imaju svoje zahtjeve. Moderni "OS-ovi" proždiru toliko resursa da jednostavno neće raditi sa zastarjelim procesorima koji nemaju računsku snagu, ili u nedostatku potrebne količine RAM-a. Usput, ovo se jednako odnosi i na moderne aplikativni programi. I, naravno, ovo je daleko od jedinog primjera takve interakcije.
Zaključak
Na kraju, treba reći da je hardver savremeni kompjuter razmatran je prilično kratko, ali je moguće izvući zaključke o klasifikaciji glavnih elemenata sistema. Osim toga, vrijedno je napomenuti da kompjuterska tehnologija se razvija, a to dovodi i do činjenice da je sve više eksternih i unutrašnjih uređaja raznih vrsta (uzmite, na primjer, virtuelne kacige). Ali što se tiče osnovne konfiguracije, u ovom slučaju su date najvažnije komponente bez kojih danas ne može postojati nijedan kompjuterski sistem. Međutim, iz očiglednih razloga, mobilni uređaji ovdje nisu razmatrani, jer se njihov uređaj ponešto razlikuje od računalnih terminala, iako imaju dosta zajedničkog.
U članku se razmatraju hardverski i softverski alati za razvoj i otklanjanje grešaka u radioelektronskim uređajima izgrađenim na bazi mikrokontrolera Renesas Technology.
Širok izbor hardverskih i softverskih alata svjetske klase čini pisanje i otklanjanje grešaka programski kod uređaji i sistemi efikasni i jednostavni.
Ovi alati uključuju (slika 1) komplete za evaluaciju, okruženje za razvoj softvera i otklanjanje grešaka, skup softverskih alata (kompajler, linker, optimizator, asembler, konverter formata, standardne biblioteke, itd.), simulator za otklanjanje grešaka, konfigurator perifernog modula, emulatore - debageri različitih nivoa, uključujući real-time, sistemske platforme, operativne sisteme u realnom vremenu, programere.
Rice. 1. Primjer softverskog i hardverskog kompleksa programera, uključujući emulator pune brzine
Softver
Glavna karika u razvoju softvera za mikrokontrolere je High$performance Embedded Workshop - HEW (slika 2) - visoko efikasno okruženje za razvoj softvera koje je univerzalno za sve mikrokontrolere kompanije Renesas Technology. To je grafičko okruženje za razvoj softvera sa C/C++ kompajlerskim paketom, koje ima tipičan interfejs za programe ove vrste. Svi elementi interfejsa HEW okruženja, kao što su različiti prozorski meniji, trake sa alatkama, statusne trake, povezani prozori i kontekstualni lokalni meniji, imaju za cilj pojednostavljenje kreiranja i upravljanja softverskim projektima krajnjeg proizvoda.
HEW razvojno okruženje softvera pruža sljedeće karakteristike:
- kreiranje i uređivanje projekta
- grafička konfiguracija uslužnih programa kompajlera
- projekat gradi
- otklanjanje grešaka
- kontrola verzija.
HEW ima napredni integrisani simulator koji vam omogućava da otklonite greške u kodu aplikacije čak i ako nemate odgovarajući hardver. Osim toga, sklop C/C++ kompajlerskih alata, povezanih sa HEW okruženjem, omogućava vam da generišete kod koji je optimizovan za brzinu izvršavanja i/ili memorijski otisak.
Jedinstveni interfejs - razne funkcije. Možete brzo naučiti moćne alate potrebne za kreiranje programa. Ne posljednju ulogu u tome igra praktično upravljanje ovim alatima.
Rice. 2. HEW sučelje razvojnog okruženja
Štaviše, radna efikasnost se povećava korišćenjem jedinstvenog interfejsa koji ima isti izgled i osećaj za sve Renesas mikrokontrolere i mikroprocesore. Štaviše, interfejs se može konfigurisati na takav način da formira okruženje koje je najpogodnije za razvoj određene aplikacije.
"Čarobnjaci" olakšavaju dovršavanje početnih koraka. Prisustvo "čarobnjaka" generatora projekta (slika 3), koji je dio HEW okruženja, pojednostavljuje pisanje programa. Programer ih može koristiti da pomogne u postavljanju konfiguracije, odabiru objekata za otklanjanje grešaka i kreiranju koda za pokretanje.
Rice. 3. Šabloni i "čarobnjaci" projekata koji pojednostavljuju generisanje optimalnog koda
Nove funkcije koje pomažu u optimizaciji programskog koda. Ugrađeni simulator/debugger ima posebne karakteristike i prozore za ispitivanje programskog koda dobijenog kao rezultat kompilacije:
- prozor za profiliranje koda (omogućava vam da prikažete statističke informacije u tekstualnom i grafičkom obliku)
- sposobnost analize performansi
- prozor analizatora upotrebe izvornog koda.
Pomoćni alati za analizu koji pomažu u razumijevanju rada i strukture programa:
- parser steka
- program za pregled datoteke za distribuciju koda i podataka (*.map) koju generiše povezivač.
Alati za generisanje optimizovanog C/C++ koda. Renesas alati (kompajler, asembler i linker) su u potpunosti usklađeni sa specifikacijom jezika C++ i kompatibilni su s jezikom C. Oni implementiraju proširenja koja omogućavaju potpunu kontrolu nad ugrađenim sistemom koristeći sam jezik C bez upotrebe asemblerskih umetaka . Ove ekstenzije uključuju:
- prekinuti rutine
- operacije uslovnog registra
- Komanda za spavanje
- pseudo-funkcije za pozivanje raznih naredbi, na primjer, naredbe za množenje sa akumulacijom ili naredbe za sabiranje i oduzimanje decimalnih brojeva
- upravljanje optimizacijom poziva funkcija i adresiranja u skladu sa mogućnostima arhitekture uređaja i komandnog sistema.
Optimizirajući linker generiše kod koji uključuje samo blokove koji se koriste, izvodeći globalnu optimizaciju cijele aplikacije.
Besplatna demo verzija HEW paketa. Renesasova fleksibilna politika licenciranja za svoje proizvode znači da možete preuzeti besplatnu demo verziju HEW kompajlerskog paketa i koristiti je bez ograničenja 60 dana. Ova karakteristika je veoma korisna za testiranje efikasnosti kompajliranog optimizovanog koda i performansi arhitekture. Nakon ovog perioda, veličina generiranog koda je ograničena na 64 kb, što nas ipak ne sprječava da istražujemo arhitekturu mikrokontrolera ili eksperimentišemo sa periferije. Demo verzija HEW okruženja se razlikuje od puna verzija samo ograničavanjem veličine prevedenog koda. Stoga je moguće generirati punopravni kod za uređaje izgrađene na bazi nižih modela mikrokontrolera (sa manje od 64 kB ROM-a).
Integrirani alati za otklanjanje grešaka HEW paketa. Podršku za otklanjanje grešaka modularnih objekata pruža direktno okruženje HEW, tako da možete izgraditi i otkloniti greške u svojoj aplikaciji bez napuštanja okruženja. "Čarobnjak" sesije za otklanjanje grešaka omogućava vam da dodate sljedeće objekte za otklanjanje grešaka u radno okruženje:
- simulator
- emulatori u krugu (E6000 serija)
- JTAG$emulatori (E10A, E8)
- evaluacijske ploče sa stalnim monitorom.
Flash Development Toolkit (FDT) Renesas je uslužni program za flash programiranje koji se lako koristi za H8 familiju mikrokontrolera. Omogućava vam da kreirate projekte koji kombinuju više fajlova koji sadrže s$ zapise u jednu sliku za pokretanje, kao i da sačuvate parametre veze kako biste pojednostavili upravljanje procesom programiranja uređaja.
FDT podržava:
- direktno USB povezivanje uređaja sa USB režimom pokretanja
- serijska komunikacija pri brzinama do 115200 bauda
- hex editor slika
- izdavanje raznih poruka koje pomažu pri radu na projektu
- hardver.
Hardver je dostupan u različitim cjenovne kategorije, počevši od jeftinih kompleta za otklanjanje grešaka i RSK početnih kompleta (Renesas Starter Kit).
Kompleti za otklanjanje grešaka. Kompleti za testiranje i RSK kompleti (slika 4) su jeftina hardverska opcija za procjenu performansi mikrokontrolera. Svaki komplet uključuje sastavljenu matičnu ploču i CD koji sadrži:
- probna verzija paketa HEW, kompajleri jezika C/C++ i povezivač monitora rezidentnog debagera
- Uslužni program Flash Development Toolkit (FDT).
Rice. 4. RSK Entry Level Kit
CD takođe sadrži vodič za brzi početak koji detaljno opisuje proces instalacije softvera, kao i kompletan set dokumentacije obrazovne projekte i obrazovni softverski modul"Projekt Generator" za HEW okruženje.
E8 i E10A-USB emulatori unutar kola. E8 i E10A$USB emulatori (sl. 5 i 6, respektivno) su dizajnirani da se povežu na JTAG interfejs za otklanjanje grešaka. Ovi jeftini uređaji obezbeđuju otklanjanje grešaka u realnom vremenu koristeći specijalizovane resurse mikrokontrolera koji je deo uređaja koji se otklanja. Emulatori su povezani sa korisničkim sistemom preko interfejsa koji se može koristiti i za njegovo otklanjanje grešaka i za programiranje fleš memorije koja se nalazi na čipu mikrokontrolera.
Rice. 5. E8 Debugger Emulator
Rice. 6. Emulator debugger E10A-USB
E8 i E10A-USB emulatori koriste plug-and-play USB 2.0 interfejs, što ih čini lakim za povezivanje na bilo koji računar ili laptop sa USB interfejsom.
Glavne karakteristike emulatora:
- do 255 softverskih tačaka prekida
- jedna hardverska tačka prekida na adresi i vrednosti podataka
- pohranjivanje informacija o posljednja 4 prijelaza
- interno programiranje blica
- integrisana podrška za otklanjanje grešaka u HEW okruženju.
E6000 emulator u krugu. Renesas E6000 serija alata sadrži niz naprednih emulatora u realnom vremenu u krugu, od kojih svaki podržava jednu od familija procesora. Ovi emulatori se mogu koristiti u potpuno samostalnom načinu rada za razvoj softvera i otklanjanje grešaka, ili, povezivanjem posebnim kablom na uređaj koji se razvija, za otklanjanje grešaka u hardveru. Ovi moćni alati za otklanjanje grešaka pružaju:
- emulacija mikrokontrolera u realnom vremenu bez petlji čekanja ili promjena toka programa
- 1MB do 4MB emulacijske memorije koja se može mapirati u adresni prostor ciljnog procesora
- 256 tačaka prekida
- prisustvo bafera za praćenje veličine do 32K mašinskih ciklusa, upisivanje u koji se može zaustaviti, a njegov sadržaj pročitati tokom izvršavanja programa
- filtriranje događaja unesenih u bafer praćenja pomoću složenog sistema događaja
- filtriranje događaja već unesenih u bafer praćenja, sa mogućnošću pretraživanja
- automatsko praćenje napona napajanja uređaja koji se otklanja kako bi se spriječio kvar emulatora kada nivo napona napajanja uređaja odstupi od dozvoljene vrijednosti
- veliki izbor izvora takta ciljnog uređaja
- integrisana podrška za otklanjanje grešaka u HEW okruženju.
Zaključak
Arhitektura SuperH nije tražena samo od strane svjetskih proizvođača elektronske opreme, već je u nekim područjima postala de facto standard.
Konkretno, IC-ovi SH-Mobile porodice se koriste u više od 200 modela mobilni telefoni, a na bazi IC-a sa jezgrom SH-4 i SH-4A izgrađena je većina auto-navigacionih sistema. Baš kao i starije porodice, SH-2 i SH-2A se aktivno koriste razni uređaji i sistemi kao što su kućanskih aparata, sistemi ventilacije i klimatizacije itd. Sa pojavom jeftinih mikrokola iz porodice SH-Tiny, povećalo se interesovanje za SuperH porodicu u celini. Visoke performanse, optimalna veličina memorije, odličan set perifernih uređaja i napredne komunikacijske mogućnosti čine ove mikrokontrolere nezamjenjivim ne samo u kućnim sistemima i uredskoj opremi, već iu industrijskim sistemima za upravljanje proizvodnim procesima. Specijalizirani skup komunikacionih perifernih uređaja omogućava korištenje čipova sa arhitekturom SuperH u žičanim komunikacijskim sistemima, na primjer, u telefoniji i u lokalnim računarskim mrežama.
Književnost
- Priručnik za upotrebu za ugrađenu radionicu visokih performansi - Renesas, januar 2004.
- Priručnik za Renesas početni komplet - Renesas, februar 2006.
Učitavanje...