HyperCard este primul instrument de autor bine gândit și convenabil pentru lucrul cu Multimedia, deoarece are legături către materiale video și audio, grafică color, text cu sunetul său.
Multimedia este o tehnologie interactivă care oferă lucrări cu imagini statice, video, animație, text și sunet. Unul dintre primele instrumente pentru crearea tehnologiei multimedia a fost tehnologia hipertext, care oferă lucru cu informații textuale, imagini, sunet și vorbire. În acest caz, tehnologia hipertextului a acționat ca instrument software al autorului.
Progresul tehnologic a contribuit la apariția sistemelor multimedia: au crescut memoria RAM și memoria externă a computerelor, au apărut capacități grafice largi ale computerelor, au crescut calitatea echipamentelor audio-video, au apărut discurile compacte cu laser etc.
Televiziunea, video și majoritatea echipamentelor audio, spre deosebire de computere, se ocupă de un semnal analogic. Prin urmare, au existat probleme de andocare a echipamentelor eterogene cu un computer și de gestionare a acestora.
Au fost dezvoltate plăci de sunet ( blaster de sunet), plăci multimedia care implementează algoritmul de traducere în hardware semnal analog a discret. Memoria numai pentru citire (CD-ROM) a fost conectată la CD-uri.
Pentru a stoca o imagine a unei imagini statice pe un ecran cu o rezoluție de 512 x 482 puncte (pixeli), este necesar 250 KB. Cu toate acestea, calitatea imaginii este slabă. A necesitat dezvoltarea unor metode software și hardware pentru compresia și scanarea datelor. Astfel de dispozitive și metode au fost dezvoltate cu rapoarte de compresie de 100:1 și 160:1. Acest lucru a făcut posibilă plasarea de aproximativ o oră a unui videoclip vocal cu drepturi depline pe un CD. IPEG și MPEG sunt considerate a fi cele mai progresive metode de compresie și scanare.
Steve Jobs a creat în 1988 un tip fundamental nou de computer personal - NeXT, în care mijloacele de bază ale sistemelor multimedia sunt arhitectura, hardware-ul și software. Au fost utilizate noi procesoare centrale puternice 68030 și 68040, un procesor de semnal DSP, care a asigurat procesarea sunetului și a imaginii, sinteza și recunoașterea vorbirii, compresia imaginii și manipularea culorilor. Volum memorie cu acces aleator a fost de 32 MB, șters discuri optice, încorporat ca standard controlere de rețea, care vă permit să vă conectați la rețea, sunt furnizate metode de compresie, scanare etc. Cantitatea de memorie pe hard disk este de 105 MB și 1,4 GB.
Tehnologia NeXT este nou pasîn comunicarea om-maşină. Până acum, am lucrat cu interfața WIMP (fereastră, imagine, meniu, pointer). NeXT face posibilă lucrul cu interfața SILK (vorbire, imagine, limbaj, cunoștințe). NeXT include un sistem e multi e-mail media, care vă permite să faceți schimb de mesaje precum vorbire, text, informatii grafice etc.
Mulți Sisteme de operare suportă tehnologia multimedia: Windows, începând cu versiunea 3.1, DOS 7.0, OS / 2 etc. Sistemul de operare Windows-95 include hardware de suport multimedia, care permite utilizatorilor să reda video digitalizat, audio, grafică în mișcare, să conecteze diverse sintetizatoare și instrumente muzicale. Windows-95 a dezvoltat o versiune specială Sistemul de fișiere pentru a accepta redarea audio, video și animație de înaltă calitate. Fișierele media sunt stocate pe un CD-ROM, hard disk sau server de rețea. Videoclipul digitizat este de obicei stocat în fișiere cu extensia AVI, informații audio - în fișiere cu extensia WAV, audio sub formă Interfață MIDI- în fișierele cu extensia MID. Pentru a le susține, a fost dezvoltat un subsistem de fișiere care asigură transferul informațiilor de pe un CD-ROM la o viteză optimă, lucru esențial la redarea informațiilor audio și video.
Chiar și dintr-o enumerare atât de scurtă a posibilităților tehnologiei multimedia, este clar că piața computerelor converge, software, bunuri de consum și mijloace de producție a ambelor. Există o tendință spre dezvoltarea acceleratoarelor multimedia. accelerator multimedia - software și hardware care combină capacitățile de bază ale acceleratoarelor grafice cu una sau mai multe caracteristici multimedia care necesită, de obicei, instalarea de dispozitive suplimentare pe computer. La funcțiile multimedia raporta filtrare digitalăși scalare video, compresie/scanare video digitală hardware, accelerare a operațiunilor grafice legate de grafica tridimensională (3D), suport video live pe monitor, ieșire video compozit, ieșire semnal TV (televiziune) către monitor. Accelerator grafic reprezintă, de asemenea, instrumente software și hardware pentru accelerarea operațiunilor grafice: transferul unui bloc de date, pictarea unui obiect și susținerea unui cursor hardware. Există o dezvoltare a microcircuitelor pentru a crește performanța dispozitivelor electronice și a minimiza dimensiunile geometrice ale acestora. Chipurile care acționează ca componente ale unei plăci de sunet sunt combinate pe un singur cip de dimensiunea unei cutii de chibrituri. Și nu există nicio limită la asta.
Prin anii 90. au fost dezvoltate peste 60 de pachete software cu tehnologie multimedia. În același timp, standardul nu a existat și, în același an, Microsoft și IBM au propus simultan două standarde. IBM a propus standardul Ultimedia, iar Microsoft a propus MPC. Alte firme producătoare au început să dezvolte pachete software bazate pe aceste standarde. În prezent, este utilizat standardul MPC-2, în plus, au fost dezvoltate standarde pentru unitățile CD-RQM, Sound Blaster - plăci de sunet, interfață MIDI - un standard pentru conectarea diferitelor sintetizatoare muzicale, interfață DCI - o interfață cu drivere de afișare care vă permit să redați informații video pe tot ecranul, interfața MCI - o interfață pentru controlul diferitelor dispozitive multimedia, standarde pentru adaptoarele grafice. Apple a colaborat cu FujiFilm pentru a dezvolta primul standard industrial din industrie, EEEP1394, pentru dezvoltarea chipset-ului Fire Wire, permițând ca multe produse de consum, cum ar fi o cameră video, să fie interfațate digital pentru a fi utilizate în tehnologia multimedia.
Apariția sistemelor multimedia a revoluționat domenii precum educația, formarea informatică, afacerile și alte domenii de activitate profesională. Tehnologia multimedia a creat premisele pentru satisfacerea nevoilor tot mai mari ale societatii. A permis înlocuirea abordării tehnocentrice (planificarea industriei depinde de prognoza tehnologiilor posibile) cu abordarea antropocentrică (industria este condusă de piață). Oferă capacitatea de a urmări în mod dinamic cerințele individuale ale pieței globale, care se reflectă în tendința către producția la scară mică. Fenomenul multimedia democratizează creativitatea științifică, artistică și industrială. Tehnologiile autorului, împreună cu cele de rețea, au asigurat procesul de informatizare a societății.
În prezent, tehnologiile multimedia sunt o zonă în dezvoltare rapidă a tehnologiei informației. Un număr semnificativ de firme mari și mici, universități tehnice și studiouri (în special, IBM, Apple, Motorola, Philips, Sony, Intel etc.) lucrează activ în această direcție. Domeniile de utilizare sunt extrem de diverse: sisteme educaționale și informaționale interactive, CAD, divertisment etc.
Principalele caracteristici ale acestor tehnologii sunt:
Combinarea unui mediu informațional multicomponent (text, sunet, grafică, fotografie, video) într-o reprezentare digitală omogenă;
Asigurarea fiabilității (fără distorsiuni la copiere) și stocare pe termen lung (garanție termen stocarea – zeci de ani) a unor cantități mari de informații;
Ușurință în procesarea informațiilor (de la operațiuni de rutină la operații creative).
Baza tehnologică realizată se bazează pe utilizarea noului standard de suport optic DVD (Digital Versalite/Video Disk), care are o capacitate de câțiva și zeci de gigaocteți și le înlocuiește pe toate precedentele: CD-ROM, Video-CD, CD -audio. Utilizarea DVD-ului a făcut posibilă implementarea conceptului de omogenitate a informațiilor digitale. Un dispozitiv înlocuiește un player audio, un video recorder, un CD-ROM, o unitate de disc, slider etc. În ceea ce privește prezentarea informațiilor, suportul optic DVD îl apropie de nivelul realității virtuale.
Este recomandabil să împărțiți un mediu multimedia multicomponent în trei grupe: secvență audio, secvență video, informații text.
Secvența audio poate include vorbire, muzică, efecte (sunete precum zgomot, tunete, scârțâit etc., unite prin denumirea WAVE (undă). Principala problemă la utilizarea acestui grup multimedia este capacitatea de informare. Pentru a înregistra un minut de WAVE sunet cea mai bună calitate este nevoie de aproximativ 10 MB de memorie, astfel încât o dimensiune standard de CD (până la 640 MB) vă permite să înregistrați nu mai mult de o oră WAVE. Pentru a rezolva această problemă, sunt utilizate metode de comprimare a informațiilor audio.
O altă direcție este utilizarea sunetelor într-un mediu multiplu (muzică cu o singură voce și polifonică, până la o orchestră, efecte sonore) MIDI (Musical Instrument Digitale Interface). În acest caz, sunetele instrumentelor muzicale, efectele sonore sunt sintetizate de sintetizatoare electronice controlate de program. Corectarea și înregistrarea digitală a sunetelor MIDI se realizează folosind editori de muzică (programe secvențiale). Principalul avantaj al MIDI este cantitatea mică de memorie necesară - 1 minut de sunet MIDI durează în medie 10 kb.
Secvența video în comparație cu secvența audio este caracterizată de un număr mai mare de elemente. Alocați secvențe video statice și dinamice.
Filmările statice includ grafice (desene, interioare, suprafețe, simboluri în modul grafic) și fotografii (fotografii și imagini scanate).
O secvență video dinamică este o secvență de elemente statice (cadre). Se pot distinge trei grupuri tipice:
Video normal (video de viață) - o secvență de fotografii (aproximativ 24 de cadre pe secundă);
Cvasi-video - o secvență rară de fotografii (6-12 cadre pe secundă);
Animație - o secvență de imagini desenate. Prima problemă în implementarea secvențelor video este rezolvarea
capacitatea ecranului și numărul de culori. Există trei zone:
Standardul VGA oferă o rezoluție de 640 x 480 pixeli (puncte) pe ecran la 16 culori sau 320 x 200 pixeli la 256 de culori;
Standardul SVGA (memorie video de 512 kb, 8 biți/pixel) oferă o rezoluție de 640 x 480 pixeli cu 256 de culori;
Adaptoarele video pe 24 de biți (memorie video de 2 MB, 24 de biți/pixel) permit 16 milioane de culori.
A doua problemă este cantitatea de memorie. Pentru imaginile statice, un ecran complet necesită următoarele cantități de memorie:
În modul 640 x 480, 16 culori - 150 kb;
În modul 320 x 200, 256 culori - 62,5 kb;
În modul 640 x 480, 256 culori - 300 kb.
Astfel de volume semnificative în implementarea secvențelor audio și video determină cerințe ridicate pentru mediul de stocare, memoria video și rata de transfer de informații. "
Când plasați informații textuale pe un CD-ROM, nu există dificultăți și restricții din cauza volumului mare de informații al unui disc optic.
Principalele direcții de utilizare a tehnologiilor multimedia:
Publicații electronice în scopuri educaționale, de divertisment etc.;
În telecomunicații, cu o gamă de aplicații posibile, de la vizionarea unei emisiuni TV personalizate și alegerea cărții potrivite până la participarea la conferințe multimedia. Astfel de dezvoltări se numesc Autostrada Informațională;
Sisteme informatice multimedia (“chioșcuri multimedia”) care furnizează informații vizuale la cererea utilizatorului.
Din punct de vedere mijloace tehnice Piața include atât computere multimedia complet echipate, cât și componente și subsisteme separate (Kit de actualizare multimedia), inclusiv plăci de sunet, unități CD, joystick-uri, microfoane și sisteme acustice.
Pentru calculatoare personale Clasa IBM PC a aprobat un standard MPC special care definește configurația hardware minimă pentru redarea produselor multimedia. A fost dezvoltat un standard internațional (ISO 9660) pentru discurile optice CD-ROM.
Economie - la finalul documentului
Vă puteți familiariza cu definiția conceptului de „accelerare hardware”, de exemplu, în acest articol vom încerca să răspundem la această întrebare cât mai scurt posibil și mai clar, pentru un simplu utilizator de PC și, în plus, vom luați în considerare cum să-l opriți și în ce cazuri poate fi necesar.
Accelerarea hardware este o modalitate de a crește viteza unui anumit program de calculator și a sistemului de operare (OS) în ansamblu, bazată pe redistribuirea sarcinii între procesor (CPU) și placa video. Acestea. sarcinile de procesare video și grafică sunt deplasate de la CPU la placa video, ceea ce permite în cele din urmă nu numai reducerea puțină a sarcinii procesorului, ci și obținerea unei creșteri a performanței, atât pentru o singură aplicație, cât și pentru întregul sistem, datorită la resursele plăcii video.
Se întâmplă că, din cauza diferitelor erori din programele de calculator, driverele plăcii video etc., prezența accelerației poate afecta negativ funcționarea computerului, făcând sistemul instabil, ducând la înghețari, blocări, artefacte și alte probleme atunci când lucrați cu un calculator. În aceste cazuri, pentru a elimina erorile și a asigura stabilitatea, accelerare hardware mai bine.
Luați în considerare o modalitate de a dezactiva accelerarea hardware pe exemplul unui player flash.
Deschideți în browser orice pagină web cu animație flash sau video folosind tehnologia Flash, faceți clic pe obiectul flash Click dreapta mouse (RMB) și selectați în meniul contextual elementul „Parametri” (ca în captura de ecran).
Asta e tot, așa că dezactivăm accelerarea pentru aplicații.
Dezactivarea accelerației hardware la nivelul sistemului de operare nu este întotdeauna posibilă (opțional depinde de driverul plăcii video) și rareori, când prezența acesteia provoacă erori sau blocări în Windows, de exemplu, în Windows 7.
Pentru a dezactiva accelerarea hardware în Windows, faceți clic dreapta pe desktop și selectați Rezoluția ecranului.
Cursul 8 Software și hardware Tehnologia de informație
Noțiuni de bază:
Hardware, Software și Brainware;
Programe și software de sistem;
Sistem de operare, utilități și drivere;
Software instrumental și aplicat;
Pachete integrate sau pachete de aplicații;
Clasificarea mijloacelor tehnice informatice ale tehnologiilor informaţionale;
Arhitectura calculatorului;
Sisteme SOHO și SMB.
Componente software și hardware facilități de calculator
De obicei, următorii termeni sunt folosiți pentru a se referi la principalele componente ale instrumentelor de calculator software și hardware:
Software- un set de programe utilizate într-un calculator sau instrumente software care reprezintă secvențe predeterminate, clar definite de operații aritmetice, logice și de altă natură.
Hardware – dispozitive tehnice computer („hardware”) sau hardware, creat în principal folosind elemente și dispozitive electronice și electromecanice.
Brainware- cunoștințe și abilități necesare utilizatorilor pentru a lucra în mod competent pe un computer (cultură informatică și alfabetizare).
Munca computerelor, a oricăror dispozitive de calcul este controlată de diferite tipuri de programe. Fără programe, orice computer nu este mai mult decât o grămadă de fier. Un program de calculator (ing. „Program”) este de obicei o secvență de operații efectuate de un computer pentru a implementa o anumită sarcină. De exemplu, ar putea fi un program de editare sau desen de text.
2. Software pentru tehnologia informației
Software (software)- aceasta este software tehnologia Informatiei. Ele presupun crearea, utilizarea programelor de calculator în diverse scopuri și permit mijloacelor tehnice pentru a efectua operațiuni cu informații care pot fi citite de mașină.
Programele de calculator, ca orice altă informație care poate fi citită de mașină, sunt stocate în fișiere. Programele sunt scrise (compilate, create) de către programatori în limbaje algoritmice speciale de mașină de nivel înalt (Basic, Fortran, Pascal, C etc.). Program bun conține: funcții clar definite și depanate, mijloace convenabile de interacțiune cu utilizatorul (interfață), manual de instrucțiuni, licență și garanție, ambalare. Programele pentru utilizatori pot fi plătite, shareware, gratuite etc.
Există clasificări software în funcție de scop, funcții, sarcini de rezolvat și alți parametri.
Prin programareși funcții îndeplinite Există trei tipuri principale de software utilizate în tehnologia informației:
Orez. 8.1. Structura software după scop și caracteristică funcțională.
Software de sistem general - este un set de programe de uz general care servesc la gestionarea resurselor computerului (procesor central, memorie, input-output) care asigură funcționarea unui computer și a rețelelor de calculatoare. Este conceput pentru a controla funcționarea computerelor, pentru a efectua funcții de serviciu și programare individuale. Software-ul de sistem general include: de bază, limbaje de programare și servicii.
Software de bază include: sisteme de operare, shell-uri de operare și sisteme de operare în rețea.
Sistem de operare(OS) este un set de programe interconectate concepute pentru a automatiza planificarea și organizarea procesului de procesare a programelor, de intrare-ieșire și de gestionare a datelor, alocarea resurselor, pregătirea și depanarea programelor și a altora auxiliare.
Sistemul de operare pornește computerul, monitorizează funcționarea computerelor locale și de rețea, planifică rezolvarea sarcinilor cu ajutorul acestora, monitorizează execuția acestora, gestionează intrarea și ieșirea datelor etc.
Motivul principal pentru necesitatea unui sistem de operare este că operațiunile elementare pentru lucrul cu dispozitivele computerizate și gestionarea resurselor acestuia sunt operațiuni de nivel foarte scăzut. Acțiunile cerute de utilizator și de programele de aplicație constau în câteva sute sau mii de astfel de operațiuni elementare. De exemplu, pentru a efectua o procedură de copiere a fișierelor, este necesar să se efectueze mii de operații pentru a rula comenzi de unitate, a verifica execuția acestora, a căuta și a procesa informații în tabelele de alocare a fișierelor de pe discuri etc. Sistemul de operare ascunde aceste detalii de utilizator. și efectuează aceste proceduri.
Există sisteme de operare cu un singur program, cu mai multe programe (multitasking), cu un singur utilizator și cu mai mulți utilizatori, în rețea și fără rețea.
Sistem de operare de rețea- un set de programe care asigură procesarea, transmiterea, stocarea datelor în rețea; acces la toate resursele sale, distribuind și redistribuind diverse resurse de rețea.
Carcasă de operare- acesta este un program de completare pentru sistemul de operare; un program special conceput pentru a facilita munca și comunicarea utilizatorilor cu sistemul de operare (Norton Commander, FAR, Windows Commander, Explorer etc.). Ele transformă o interfață de utilizator incomodă de linie de comandă într-o interfață grafică sau de tip meniu ușor de utilizat. Shell-urile oferă utilizatorului acces convenabil la fișiere și servicii extinse.
Limbaje de programare sunt comenzi speciale, operatori și alte instrumente folosite pentru a scrie și a depana programe. Acestea includ limbaje proprii și reguli de programare, traducători, compilatoare, linkere, depanatoare etc.
Depanare program(Engleză " depanare”) este procesul de detectare și corectare a erorilor în program de calculator; etapa de rezolvare a problemelor computerizate, în care sunt eliminate erorile evidente din program. Se efectuează în funcție de rezultatele obținute în procesul de testare a unui program de calculator și se realizează folosind instrumente software speciale - depanatoare.
Depanator(Engleză " depanator”) este un program care vă permite să explorați comportamentul intern al programului în curs de dezvoltare. Oferă execuția programului pas cu pas cu o oprire după fiecare instrucțiune, vizualizarea valorii curente a unei variabile, găsirea valorii oricărei expresii etc.
Traducători sunt programe care oferă traducere dintr-un limbaj de programare în limbajul mașină al computerelor.
La nivelul întregului serviciu PE pentru OS include drivere și programe utilitare. Șoferii- Acestea sunt fișiere speciale ale sistemului de operare care își extind capacitățile și sunt incluse în compoziția sa pentru a organiza setările OS pentru utilizarea diferitelor dispozitive I/O, setarea parametrilor regionali (limbi, formate de timp, date și numere), etc. Folosind drivere, puteți conecta noi dispozitive externe la computer sau puteți utiliza dispozitivele existente într-un mod nestandard.
Programe utilitare- aceasta este programe utile, completând și extinzând capacitățile sistemului de operare. Unele dintre ele pot exista separat de sistemul de operare. Această clasă de programe include arhive, programe de rezervă etc.
În plus, software-ul de sistem pentru întregul service include programe de testare și diagnosticare, programe protectie antivirusși întreținerea rețelei.
Programe de testare și diagnosticare sunt concepute pentru a verifica performanța nodurilor individuale ale computerului, funcționarea programelor și pentru a elimina defecțiunile identificate în timpul testării.
Programe antivirus folosit pentru a diagnostica, detecta și elimina programele viruși care perturbă funcționarea normală a unui sistem informatic.
Software pentru instrumente sau instrumente software(IPO) sunt produse semifabricate sau constructori utilizați în cursul dezvoltării, ajustării sau dezvoltării altor programe. Acestea vă permit să creați diverse programe de utilizator pentru aplicații. IPO include: DBMS, editori, depanatoare, programe de sistem auxiliare, pachete grafice, designeri de programe educaționale, de jocuri, de testare și alte programe. Prin scop, sunt aproape de sistemele de programare.
Software de aplicație (PPO) sau software de aplicație folosit pentru rezolvarea unor probleme specifice. Aceste programe îi ajută pe utilizatori să facă lucrările de care au nevoie pe computerele lor. Uneori, astfel de programe sunt numite aplicații.
PPO este de natură orientată spre problemă. Are de obicei două componente: software de utilizare și aplicație problematică.
La software-ul utilizatorului includ: editori de text, foi de calcul și grafice și alte programe similare, de exemplu, educaționale și de agrement.
Se numește un set de mai multe programe de utilizator care se completează funcțional unul pe altul și suportă o singură tehnologie a informației pachet software de aplicație pachet software integrat sau software integrat. Pachetele software îndeplinesc funcții pentru care au fost create anterior programe specializate. Ca exemplu, să luăm PPP Microsoft Office, care include: procesor de cuvinte și foi de calcul, Access DBMS, Power Point și alte programe.
Software cu probleme- acesta este un software specializat, de exemplu, programe de contabilitate, programe în domeniul asigurărilor etc.
Pe lângă cele enumerate, remarcăm următoarele programe de aplicație: educaționale, de instruire și simulatoare, multimedia, divertisment, incl. jocuri pe calculator, referință (enciclopedii, dicționare și cărți de referință), etc.
Orice program de calculator rulează pe orice mijloc tehnic al tehnologiei informației.
A furniza performanță maximăși funcționarea corectă, utilizați hardware și software care sunt foarte interconectate și interacționează clar în direcții diferite. Acum să atingem luarea în considerare a hardware-ului, deoarece inițial ei sunt cei care ocupă o poziție dominantă în asigurarea performanței oricărui computer sau chiar a unui sistem mobil.
Hardware de sistem: Clasificare generală
Deci cu ce avem de-a face? De fapt, hardware-ul complex este familiar tuturor și tuturor. De fapt, mulți utilizatori îl numesc hardware de computer. Într-adevăr, hardware-ul este tocmai „hardware-ul”, și nu componentele software ale niciunuia sistem informatic. În cea mai simplă versiune a clasificării, acestea sunt împărțite în interne și externe.
În plus, în această diviziune, pot fi distinse trei clase principale și cele mai semnificative de dispozitive:
- Dispozitive de intrare;
- dispozitive de ieșire;
- dispozitive de stocare a informațiilor.
Desigur, merită menționate separat principalele elemente ale sistemelor informatice, cum ar fi placa de bază, procesorul etc., care nu sunt incluse în niciuna dintre clasele de mai sus și sunt elemente de bază, fără de care niciun computer pur și simplu nu va funcționa.
Elementele de bază ale unui calculator
Când descrieți hardware-ul oricărui computer, merită să începeți cu cel mai important element - placa de bază, pe care se află toate elementele interne. Și dispozitivele externe sunt conectate la acesta datorită utilizării diferitelor conectori și sloturi.
Astăzi există o mulțime de soiuri de „plăci de bază” și producătorii acestora. Adevărat, astfel de plăci pentru computere desktop și laptopuri pot diferi în ceea ce privește forma și aranjarea elementelor individuale. Cu toate acestea, esența aplicării lor în sistemele informatice nu se schimbă.
Al doilea cel mai important element este CPU, care este responsabil pentru viteza. Una dintre caracteristicile principale este frecvența ceasului, exprimat în mega- sau gigaherți, sau mai simplu, o valoare care determină câte operații elementare poate efectua un procesor într-o secundă. Este ușor de ghicit că viteza nu este altceva decât raportul dintre numărul de operații și numărul de cicluri care este necesar pentru a efectua (calcula) o operație elementară.
Hardware-ul computerului este de neimaginat fără RAM și hard disk-uri legate de dispozitivele de stocare. Ele vor fi discutate puțin mai târziu.
Firmware și hardware
Calculatoarele moderne folosesc, de asemenea, dispozitive hibride, cum ar fi ROM sau CMOS memorie non-volatilă de doar citire, care stă la baza sistemului de bază de intrare/ieșire numit BIOS.
Acesta nu este doar un cip „de fier” localizat pe placa de baza. Are propriul firmware, care permite nu numai stocarea datelor imuabile, ci și testarea componentelor interne în momentul în care computerul este pornit. Probabil, mulți proprietari de PC-uri staționare au observat că în momentul în care sunt pornite, se aude semnalul difuzorului sistemului. Acest lucru indică doar că verificarea dispozitivului a avut succes.
Instrumente de intrare
Acum să ne concentrăm pe dispozitivele de intrare. Pe acest moment există destul de multe dintre varietățile lor și, judecând după dezvoltarea tehnologiilor IT, în curând vor fi și mai multe. Cu toate acestea, următoarele sunt considerate de bază în această listă:
- tastatură;
- mouse (trackpad pentru laptop);
- joystick;
- camera digitala;
- microfon;
- scaner extern.
Fiecare dintre aceste dispozitive vă permite să introduceți un tip diferit de informații. De exemplu, grafica este introdusă cu ajutorul unui scanner, o imagine video este introdusă cu ajutorul unei camere, textul este introdus pe tastatură etc. Totuși, atât mouse-ul, cât și trackpad-ul, pe lângă toate, sunt și controlere (manipulatoare).
În ceea ce privește tastatura, funcțiile de control din aceasta sunt utilizate prin butoane sau combinațiile acestora. În același timp, puteți accesa și anumite funcții, parametri și comenzi ale sistemelor de operare sau ale altor software-uri.
Ieșire de informații înseamnă
Hardware-ul este de neimaginat fără dispozitive de ieșire. Lista standard conține următoarele:
- monitor;
- Imprimanta;
- plotter;
- sistem audio si video;
- proiector multimedia.
Aici principalul este un monitor de computer sau un ecran de laptop. Este clar, la urma urmei, că, cu metodele moderne de programare orientată pe obiecte, interacțiunea cu utilizatorul se realizează prin GUI, deși această situație este la fel de aplicabilă sistemelor în care este așteptată intrarea comenzii. În orice caz, utilizatorul ar trebui să vadă ce este afișat pe ecran.
În ceea ce privește restul elementelor, acestea sunt de dorit, deși nu obligatorii (bine, poate adaptor grafic, fără de care sisteme moderne poate sau nu să funcționeze).
Mijloace de stocare a informațiilor
În cele din urmă, una dintre cele mai importante clase este dispozitivele de stocare a informațiilor. Prezenţa lor, dacă componente interne sau medii externe, doar o necesitate. Această clasă include următoarele soiuri:
- hard disk (hard disk);
- BERBEC;
- memorie cache;
- unități externe (dischete, dispozitive USB).
Uneori, acesta include și un BIOS cu memorie CMOS, cu toate acestea, așa cum am menționat mai sus, acestea sunt mai degrabă dispozitive hibride care pot fi clasificate în mod egal în diferite categorii.
Desigur, locul principal aici este ocupat de hard disk-uri și „RAM”. HDD- acesta este un instrument de informare hardware (sau mai bine zis, un mijloc de stocare), deoarece este stocat pe acesta permanent, iar în RAM - temporar (când programele sunt pornite sau rulează, conținutul este copiat etc.).
Când opriți computerul, memoria RAM este ștearsă automat, dar informațiile de pe hard disk nu dispar. În principiu, acum concurează cu hard disk-ul și suporturi amovibile precum dispozitivele USB de mare capacitate, dar dischetele și discurile optice trec în uitare, fie și doar din cauza capacității lor reduse și a posibilității de deteriorare fizică.
Dispozitive de comunicare
O clasă opțională, deși foarte populară în lumea modernă, poate fi numită și dispozitive responsabile cu asigurarea comunicației atât între terminale individuale de computer conectate direct, cât și în rețele (sau chiar la nivelul accesului la Internet). Iată principalele dispozitive:
- adaptoare de rețea;
- routere (modemuri, routere etc.).
După cum este deja clar, nu se poate face fără ele atunci când se organizează rețele (fixe sau virtuale), oferind în același timp acces la World Wide Web. Dar puțini oameni știu astăzi că două computere, de exemplu, pot fi conectate direct prin cablu, așa cum se făcea acum douăzeci de ani. Desigur, acest lucru pare oarecum nepractic, totuși, nu ar trebui să uitați de această posibilitate, mai ales atunci când trebuie să copiați cantități mari de informații și nu există suporturi adecvate la îndemână.
Dispozitive de securitate și protecție a datelor
Acum despre încă un tip de dispozitive. Acestea sunt instrumente de protecție hardware, care includ, de exemplu, firewall-uri „de fier”, numite și firewall-uri (firewall din engleză – „wall of fire”).
Din anumite motive, astăzi majoritatea utilizatorilor sunt obișnuiți cu faptul că firewall-ul (aka firewall) este exclusiv, nu este așa. Atunci când se organizează rețele cu un nivel crescut de securitate, utilizarea unor astfel de componente nu este doar de dorit, ci uneori chiar și pur și simplu necesară. De acord, pentru că parte software nu se descurcă întotdeauna cu funcțiile sale și este posibil să nu răspundă la timp la interferențe în funcționarea rețelei din exterior, ca să nu mai vorbim de accesul la datele stocate pe hard disk-uri calculatoare sau servere.
Interacțiunea dintre software și hardware
Deci, am analizat pe scurt hardware-ul. Acum câteva cuvinte despre modul în care interacționează cu produsele software.
De acord, sistemele de operare care oferă utilizatorului acces la capacitățile de calcul ale unui PC au propriile cerințe. „OS-urile” moderne devorează atât de multe resurse încât pur și simplu nu vor funcționa cu procesoare învechite care nu au putere de calcul sau în absența cantității necesare de RAM. Apropo, acest lucru se aplică la fel de modern programe de aplicație. Și, desigur, acesta este departe de singurul exemplu de astfel de interacțiune.
Concluzie
În cele din urmă, trebuie spus că hardware-ul calculator modern a fost luată în considerare destul de pe scurt, dar se pot trage concluzii despre clasificarea principalelor elemente ale sistemului. În plus, merită remarcat faptul că tehnologia calculatoarelor se dezvoltă, iar acest lucru duce și la faptul că există din ce în ce mai multe dispozitive externe și interne de diferite tipuri (să luăm căștile virtuale, de exemplu). Dar în ceea ce privește configurația de bază, în acest caz sunt date componentele cele mai importante, fără de care nici un sistem informatic nu poate exista astăzi. Totuși, din motive evidente, dispozitivele mobile nu au fost luate în considerare aici, deoarece dispozitivul lor este oarecum diferit de terminalele de calculator, deși au destul de multe în comun.
Articolul discută instrumentele hardware și software pentru dezvoltarea și depanarea dispozitivelor radio-electronice construite pe baza microcontrolerelor Renesas Technology.
O selecție largă de instrumente hardware și software de clasă mondială fac scrierea și depanarea codul programului dispozitive și sisteme eficiente și simple.
Aceste instrumente includ (Fig. 1) kituri de evaluare, mediu de dezvoltare software și depanare, un set de instrumente software (compilator, linker, optimizator, asamblator, convertor de format, biblioteci standard etc.), simulator de depanare, configurator de module periferice, emulatori - depanatoare de diferite niveluri, inclusiv în timp real, platforme de sistem, sisteme de operare în timp real, programatori.
Orez. 1. Un exemplu de complex software și hardware al unui dezvoltator, inclusiv un emulator de viteză maximă
Software
Veriga principală în dezvoltarea de software pentru microcontrolere este High$performance Embedded Workshop - HEW (Fig. 2) - un mediu de dezvoltare software extrem de eficient care este universal pentru toate microcontrolerele de la Renesas Technology. Este un mediu de dezvoltare software grafic cu un pachet compilator C/C++, care are o interfață tipică pentru programe de acest fel. Toate elementele de interfață ale mediului HEW, cum ar fi diferitele meniuri de ferestre, bare de instrumente, bare de stare, ferestre asociate și meniuri locale contextuale, au ca scop simplificarea creării și gestionării proiectelor software de produs final.
Mediul de dezvoltare software HEW oferă următoarele caracteristici:
- crearea și editarea unui proiect
- configurarea grafică a utilitarelor compilatorului
- proiectele construiesc
- depanare
- controlul versiunii.
HEW are un simulator integrat avansat care vă permite să vă depanați codul aplicației chiar dacă nu aveți hardware-ul potrivit. În plus, ansamblul instrumentelor de compilare C/C++, conectate la mediul HEW, vă permite să generați cod care este optimizat pentru viteza de execuție și/sau amprenta memoriei.
Interfață uniformă - diverse funcții. Puteți învăța rapid instrumentele puternice necesare pentru a crea un program. Nu ultimul rol îl joacă gestionarea convenabilă a acestor instrumente.
Orez. 2. Interfață pentru mediul de dezvoltare HEW
În plus, eficiența muncii este sporită prin utilizarea unei interfețe uniforme care are același aspect și simț pentru toate microcontrolerele și microprocesoarele Renesas. Mai mult, interfața poate fi configurată în așa fel încât să formeze un mediu care este cel mai convenabil pentru dezvoltarea unei anumite aplicații.
„Vrăjitorii” facilitează finalizarea pașilor inițiali. Prezența „vrăjitorilor” ai generatorului de proiecte (Fig. 3), care face parte din mediul HEW, simplifică scrierea unui program. Dezvoltatorul le poate folosi pentru a ajuta la setarea configurației, pentru a selecta obiectele de depanare și pentru a crea codul de pornire.
Orez. 3. Șabloane și „vrăjitori” de proiecte care simplifică generarea de cod optim
Caracteristici noi pentru optimizarea codului programului. Simulatorul/depanatorul încorporat are caracteristici și ferestre speciale pentru examinarea codului programului obținut ca urmare a compilării:
- fereastra de profilare a codului (vă permite să afișați informații statistice sub formă de text și grafic)
- capacitatea de analiză a performanței
- fereastra analizorului de utilizare a codului sursă.
Instrumente auxiliare de analiză pentru a ajuta la înțelegerea funcționării și structurii programului:
- parser stivă
- un program pentru vizualizarea codului și a fișierului de distribuție a datelor (*.map) generat de linker.
Instrumente pentru generarea de cod C/C++ optimizat. Instrumentele Renesas (compilator, asamblator și linker) sunt pe deplin compatibile cu specificațiile limbajului C++ și sunt compatibile cu limbajul C. Ele implementează extensii care permit controlul deplin al sistemului încorporat folosind limbajul C în sine, fără utilizarea inserțiilor de asamblare. . Aceste extensii includ:
- rutine de întrerupere
- operații de registru condiționat
- Comandă de repaus
- pseudo-funcții pentru apelarea diferitelor comenzi, de exemplu, comenzi pentru înmulțirea cu acumulare sau comenzi pentru adunarea și scăderea numerelor zecimale
- gestionarea optimizării apelurilor de funcții și adresării în conformitate cu capacitățile arhitecturii dispozitivului și ale sistemului de comandă.
Linker-ul de optimizare generează cod care include doar blocurile care sunt utilizate, realizând o optimizare globală a întregii aplicații.
Versiunea demo gratuită a pachetului HEW. Politica flexibilă de licențiere a Renesas pentru produsele sale înseamnă că puteți descărca o versiune demo gratuită a pachetului compilator HEW și o puteți utiliza fără restricții timp de 60 de zile. Această caracteristică este foarte utilă pentru testarea eficienței codului optimizat compilat și a performanței arhitecturii. După această perioadă, dimensiunea codului generat este limitată la 64 kb, ceea ce, cu toate acestea, nu ne împiedică să explorăm arhitectura microcontrolerelor sau să experimentăm dispozitiv periferic. Versiunea demo a mediului HEW este diferită de versiunea completa doar prin limitarea dimensiunii codului compilat. Prin urmare, este posibil să se genereze un cod cu drepturi depline pentru dispozitivele construite pe baza modelelor inferioare de microcontrolere (cu mai puțin de 64 kB de ROM).
Instrumente integrate de depanare a pachetului HEW. Suportul pentru depanarea obiectelor modulare este furnizat direct de mediul HEW, astfel încât să vă puteți construi și depana aplicația fără a părăsi mediul. „Vrăjitorul” al sesiunii de depanare vă permite să adăugați următoarele obiecte de depanare în mediul de lucru:
- simulator
- emulatoare în circuit (seria E6000)
- Emulatori JTAG$ (E10A, E8)
- comisii de evaluare cu monitor rezident.
Kit de instrumente de dezvoltare Flash (FDT) Renesas este un utilitar de programare flash ușor de utilizat pentru familia de microcontrolere H8. Vă permite să creați proiecte care combină mai multe fișiere care conțin s$records într-o singură imagine bootabilă, precum și să salvați parametrii de conexiune pentru a simplifica gestionarea procesului de programare a dispozitivului.
FDT acceptă:
- conexiune USB directă a dispozitivelor cu modul de pornire USB
- comunicare serială la viteze de până la 115200 baud
- editor de imagini hexadecimale
- emiterea unei varietăți de mesaje care ajută atunci când lucrați la un proiect
- hardware.
Hardware-ul este disponibil în diverse categorii de pret, începând cu kituri de depanare ieftine și kituri de pornire RSK (Renesas Starter Kit).
Truse de depanare. Kiturile de testare și kiturile RSK (Figura 4) sunt o opțiune hardware ieftină pentru evaluarea performanței microcontrolerului. Fiecare kit include o placă asamblată și un CD care conține:
- versiunea de încercare a pachetului HEW, compilatoare de limbaj C/C++ și un linker de monitor rezident în depanare
- Utilitar Flash Development Toolkit (FDT).
Orez. 4. Kit RSK Entry Level
CD-ul conține, de asemenea, un ghid de pornire rapidă care detaliază procesul de instalare a software-ului, precum și un set complet de documentație cu proiecte educaționaleși educațional modul software„Generator de proiecte” pentru mediul HEW.
Emulatori E8 și E10A-USB în circuit. Emulatoarele E8 și E10A$USB (Fig. 5 și, respectiv, 6) sunt proiectate pentru a se conecta la interfața de depanare JTAG. Aceste dispozitive ieftine oferă depanare în timp real folosind resursele specializate ale microcontrolerului care face parte din dispozitivul depanat. Emulatoarele sunt conectate la sistemul utilizatorului printr-o interfață care poate fi utilizată atât pentru depanarea acesteia, cât și pentru programarea memoriei flash aflate pe cipul microcontrolerului.
Orez. 5. E8 Debugger Emulator
Orez. 6. Emulator depanator E10A-USB
Emulatoarele E8 și E10A-USB folosesc o interfață USB 2.0 plug-and-play, ceea ce le face ușor de conectat la orice PC sau laptop cu o interfață USB.
Principalele caracteristici ale emulatorilor:
- până la 255 de puncte de întrerupere software
- un punct de întrerupere hardware pe adresa și valoarea datelor
- salvarea informațiilor despre ultimele 4 tranziții
- programare flash internă
- suport integrat de depanare în mediul HEW.
Emulator in-circuit E6000. Seria de instrumente Renesas E6000 conține o varietate de emulatoare avansate în timp real în circuit, fiecare compatibil cu una dintre familiile de procesoare. Acești emulatori pot fi folosiți într-un mod complet de sine stătător pentru dezvoltarea și depanarea software-ului sau, prin conectarea lor cu un cablu special la dispozitivul în curs de dezvoltare, pentru depanarea hardware. Aceste instrumente puternice de depanare oferă:
- emulare microcontroler în timp real fără bucle de așteptare sau modificări ale fluxului de program
- Memorie de emulare de la 1MB la 4MB care poate fi mapată la spațiul de adrese al procesorului țintă
- 256 de puncte de întrerupere
- prezența unui buffer de urmărire de până la 32K de cicluri de mașină în dimensiune, scrierea în care poate fi oprită și conținutul său citit în timpul execuției programului
- filtrarea evenimentelor introduse în buffer-ul de urmărire folosind Sistemul de evenimente complexe
- filtrarea evenimentelor deja introduse în bufferul de urmărire, cu posibilitatea de căutare
- urmărirea automată a tensiunii de alimentare a dispozitivului care este depanat pentru a preveni funcționarea defectuoasă a emulatorului atunci când nivelul tensiunii de alimentare a dispozitivului se abate de la valoarea admisă
- selecție mare de surse de ceas a dispozitivului țintă
- suport integrat de depanare în mediul HEW.
Concluzie
Arhitectura SuperH nu este solicitată doar de producătorii globali de echipamente electronice, dar în unele zone a devenit un standard de facto.
În special, circuitele integrate din familia SH-Mobile sunt utilizate în peste 200 de modele telefoane mobile, iar pe baza circuitelor integrate cu nucleul SH-4 și SH-4A, sunt construite majoritatea sistemelor de navigație auto. La fel ca și familiile mai în vârstă, SH-2 și SH-2A sunt utilizate în mod activ diverse dispozitiveși sisteme precum aparate electrocasnice, sisteme de ventilație și aer condiționat etc. Odată cu apariția microcircuitelor ieftine ale familiei SH-Tiny, interesul pentru familia SuperH în ansamblu a crescut. Performanța ridicată, dimensiunea optimă a memoriei, un set excelent de periferice și capabilități avansate de comunicare fac aceste microcontrolere indispensabile nu numai în sistemele de uz casnic și echipamentele de birou, ci și în sistemele industriale pentru gestionarea proceselor de producție. Un set specializat de periferice de comunicație face posibilă utilizarea cipurilor cu arhitectura SuperH în sistemele de comunicații cu fir, de exemplu, în telefonie și rețelele locale de calculatoare.
Literatură
- Manual de utilizare a atelierului integrat de înaltă performanță - Renesas, ianuarie 2004.
- Manual de utilizare Renesas Starter Kit. - Renesas, februarie 2006.
Se încarcă...