Для обробки інформації використовуються електронні обчислювальні машини (ЕОМ), обчислювальні системи (ВС) і обчислювальні мережі.
ЕОМ - це електронний пристрій для накопичення і автоматичної обробки інформації.
Основні функціональні блоки ЕОМ:
1) пристрій введення (УВВ);
2) пристрій (ЗУ);
3) арифметико-логічний пристрій (АЛП);
4) пристрій управління (УУ);
5) пристрій виведення (УВив).
Для вирішення поставленого завдання складається програма. тобто послідовність команд, записана на мові, зрозумілій ЕОМ. Записані на машинний носій (наприклад, магнітний диск) програми і дані через УВВ вводяться в ЕОМ і передаються в ЗУ (пам'ять ЕОМ).
Найбільша кількість команд і даних, які можуть одночасно зберігатися в ЗУ, визначають ємність пам'яті. Час, який потрібен для пошуку, запису та зчитування інформації, визначає швидкодію ЕОМ.
До складу ЗУ обов'язково входять оперативне (ОЗУ) і постійне (ПЗУ) запам'ятовуючі пристрої, що становлять внутрішню пам'ять.
Зовнішня пам'ять ЕОМ призначена для зберігання проміжних результатів, які не поміщаються в ОЗУ, вхідних і вихідних даних. Зовнішня пам'ять практично не обмежена, але її швидкість значно менше ОЗУ.
Для організації взаємодії між пристроями ЕОМ при виконанні програми служить УУ. За вказівкою УУ вводиться і розшифровується чергова команда, передається вказівку в ЗУ, які дані передати в АЛУ і яку операцію зробити. Проміжні результати пересилаються на зберігання в ОЗУ. В АЛП відбувається виконання над даними арифметичних і логічних операцій. Результати роботи передаються на УВив. Так як одні й ті ж пристрої можуть використовуватися і для введення, і для виведення, їх називають пристроями введення-виведення (УВВ).
Пристрій управління, арифметико-логічний пристрій і високошвидкісна реєстрова пам'ять (сверхоперативная пам'ять) складають центральний процесор (ЦП). У ПЕОМ його функції виконує мікропроцесор.
Обчислювальні системи - сукупність засобів обчислювальної техніки, в яку входять не менше двох основних процесорів або ЕОМ (універсальних або спеціалізованих) і розвинена система периферійних пристроїв.
Периферійні пристрої - це зовнішні пристрої, що запам'ятовують і пристрої введення-виведення.
ПЕРСОНАЛЬНА ЕОМ (ПЕОМ) або ПК - універсальний однокористувальницький комп'ютер (універсальний - так як може використовуватися для вирішення завдань різного типу, а одного користувача - так як в кожен момент часу може працювати один користувач). З назви видно, що такий комп'ютер призначений для обслуговування одного робочого місця.
Конфігурацію (склад устаткування) ПК можна гнучко змінювати при необхідності. При всьому різноманітті обчислювальних машин в будь-який ЕОМ можна виділити наступні компоненти:
· Дисплей для візуального відображення інформації;
· Клавіатура для введення символьної інформації;
· Миша (або інший пристрій);
Перші чотири компоненти складають базову конфігурацію. яка може розширюватися за рахунок додаткових зовнішніх пристроїв.
У системному блоці розміщуються основні компоненти ПК (звані внутрішніми). найважливішим з яких є материнська [Motherboad] (системна) плата. На ній розташований базовий комплект електроніки ПК (ЦП, електронні пристрої (чіпсети) та інші).
До системного блоку підключаються всі зовнішні пристрої: монітор, клавіатура, миша, принтер, модем, сканер, динаміки та ін.
У СИСТЕМНОМУ БЛОЦІ розміщуються такі пристрої.
1. Материнська плата. на которойрасположени наведені нижче пристрої.
Шина команд призначена для передачі в процесор команд з тих областей ОЗУ, де зберігаються програми (а не масиви даних), оскільки для того, щоб процесор міг обробляти дані, йому потрібні команди. Команди представлені у вигляді байтів. У процесорі Intel Pentium шина команд 32-.
Сучасні процесори виконують сотні мільйонів операцій в секунду, дозволяючи ПК вирішувати дуже складні завдання за короткі проміжки часу.
Процесор відповідає за наведені цифри щодо ПК. Мікропроцесори відрізняються рядом важливих характеристик: розрядністю процесора, тактовою частотою обробки інформації.
Розрядність процесора показує, скільки біт даних він може прийняти і обробити в свої регістрах за один такт. Перші процесори були 16-розрядними, починаючи з 80386 - 32-розрядні.
Тактова частота обробки інформації. Всі процеси, пов'язані з обчисленнями, обробкою і пересиланням даних між модулями ПК, повинні бути взаємоузгоджені в часі, тобто синхронізовані. Синхронізація ЦП і всіх вузлів ПК здійснюється за допомогою тактового генератора, який формує періодичні послідовності тактових імпульсів. Тактом називають інтервал часу між початком подачі двох послідовних імпульсів електричного струму, які виробляє тактовий генератор. Послідовність тактовихімпульсів направляється в ЦП, в систему пам'яті, в усі інші пристрої комп'ютера для синхронізації роботи ЦП і всіх вузлів комп'ютера. Тактова частота - це кількість тактів в секунду і вимірюється в мегагерцах (1МГц = 1млн. Тактів в сек), впливає на швидкість роботи, швидкодія МП.
Швидкодія процесора - це кількість операцій, виконуваних ним в секунду. Виробляє сотні різних операцій зі швидкістю, що досягає сотень мільйонів операцій в секунду.
У ПЕОМ використовуються мікропроцесори, розроблені фірмами Intel, AMD і іншими. В даний час на зміну мікропроцесорах INTEL 80486 приходять більш потужні мікропроцесори Рentium (Рentium 3, Рentium 4 з частотами 500 мегагерц і вище.
· ОЗУ [RAM - Random Access Memory] - це масив кристалічних осередків, здатних зберігати дані. Служить для запису і зчитування інформації. При відключенні харчування інформація, записана в пам'ять, пропаде. Характеризується швидкодією, порівнянним з швидкодією процесора.
Основними характеристиками оперативної пам'яті є ємність і час доступу. Ємність сучасних ОЗУ становить кілька Гб. Час доступу показує, скільки часу необхідно для звертання до комірок пам'яті, вимірюється в мільярдних частках секунди (наносекундах, нс). Для сучасних модулів пам'яті воно становить 7-10 нс.
· ПЗУ [ROM - Read Only Memory] # 8209; призначене для зберігання коротких програм, необхідних для функціонування ПК.
· Кеш-пам'ять - її називають ще «сверхоперативной пам'яттю».
Обмін даними всередині процесора відбувається в кілька разів швидше, ніж обмін з іншими пристроями, наприклад, з ОЗУ. Для того щоб зменшити кількість звернень до оперативної пам'яті, всередині процесора створюють буферну область # 8209; так звану кеш-пам'ять. Коли процесору потрібні дані, він спочатку звертається в кеш-пам'ять, і тільки якщо там потрібних даних немає, відбувається його звернення в оперативну пам'ять. Беручи блок даних з оперативної пам'яті, процесор заносить його одночасно і в кеш-пам'ять. Кеш-пам'ять функціонально призначена для узгодження швидкості роботи порівняно повільних пристроїв з відносно швидким ЦП. У порівнянні з ОП кеш-пам'ять має малу ємність. Крім вбудованої в ЦП кеш-пам'ять може бути винесена з ЦП. Вбудована кеш-пам'ять є найшвидшою, кеш-памятьпервого рівня [Level 1 - L1] має ємність, як правило, 32 кбайт.
· Контролери призначені для керуванням доступом з системи до будь-якого з пристроїв, а також для виконання операцій інформаційного обміну. Кожне зовнішнє пристрій має свій контролер. Після отримання команд від ЦП контролер виконує операції з обслуговування зовнішнього пристрою. Широко використовуються контролери, вбудовані на материнській платі (контролери клавіатури, НЖМД, НГМД, портів, відіосістеми).
2. Дисковод (накопичувач) для гнучких магнітних дисків (НГМД). Для оперативного перенесення невеликих обсягів даних використовують гнучкі магнітні диски (дискети), які вставляються в спеціальний накопичувач - дисковод. Правильний напрямок подачі гнучкого диска в отвір накопичувача, розташоване на лицьовій панелі системного блоку, зазначено стрілкою на його пластиковому кожусі.
Дисковод служить для запису, читання і зберігання інформації на гнучких дисках (дискетах). У наші дні використовуються гнучкі диски діаметром 3,5 "ємністю 1440 байт (1,4 Мб) і маркуванням HD [high density - висока щільність].
Гнучкі диски - ненадійні носії інформації. Пил, бруд, волога, температурні перепади і зовнішні електромагнітні поля часто стають причиною часткової або повної втрати інформації. Тому використовувати їх в якості основного засобу зберігання даних неприпустимо. Їх використовують для транспортування даних або в якості додаткового (резервного) засобу зберігання.
3. Накопичувач на жорсткому магнітному диску (НЖМД) або Вінчестер. Призначений для довготривалого зберігання (може зберігати інформацію десятки років).
Жорсткий диск насправді не один диск, а група співвісних дисків, що мають магнітне покриття і обертаються з високою швидкістю. Таким чином, жорсткий диск має дві поверхні, а 2n поверхонь, де n - число окремих дисків у групі.
Ємність жорстких дисків сьогодні - від декількох Гб до декількох десятків Гб.
4. Дисковод компакт-дисків CD-ROM [Compact Disk - Read Only Memory]. Цифровий запис на компакт-диску відрізняється від запису на магнітних дисках дуже високою щільністю, і стандартний компакт-диск може зберігати приблизно 650 Мб даних. Вони відрізняються високою надійністю зберігання інформації, довговічністю (прогнозований термін їх служби при якісному виконанні становить 30-50 років). Діаметр диска може бути як 5,25 ", так і 3,5".
Шини характеризуються розрядністю. тобто кількістю одночасно переданих по лініях шини бітів інформації. В архітектурі ПК найчастіше зустрічаються 8-, 16- і 32-розрядні шини. Кількість інформації, переданої по каналу за 1 часу, називається пропускною здатністю шини.
6. Комунікаційні порти (порти введення-виведення). Служать для зв'язку ПЕОМ з пристроями, які конструктивно виконані окремо від системного блоку. Спеціалізіpованние поpт служать для обміну з Внутpенние устpойствами. Поpт загального призначення використовуються для підключення зовнішніх устpойств: паpаллельно LPT1-LPT * і послідовні COM1-COM *.
МОНІТОР (дисплей) - пристрій візуального представлення даних. Це - основний пристрій виведення. Служить для виведення текстової та графічної інформації, що вводяться з клавіатури або виведених з ПК даних, системних повідомлень і інформації користувача.
Розмір екрану вимірюється між протилежними кутами екрану кінескопа по діагоналі в дюймах. В даний час широко застосовуються монітори розміром 19 "і 21".
Дозвіл екрану є одним з важливих параметрів монітора. Чим воно вище, тим більше інформації можна відобразити на екрані, але тим менше розмір кожної окремої точки, і значить, менше видимий розмір елементів зображення.
КЛАВИАТУРА служить для введення в ПК алфавітно-цифрових даних та команд керування. Основні функції клавіатури не потребують підтримки драйверами (спеціальними програмами). Необхідне програмне забезпечення для початку роботи з комп'ютером вже є в мікросхемі ПЗУ в BIOS.
МИША дозволяє вказувати на елементи екрану за допомогою покажчика і після клацання кнопками виконувати певні операції.
ПРИНТЕР виводить на папір або плівку текстову і графічну інформацію (чорно-білий або кольоровий).
СКАНЕР - пристрій для введення в ПК текстової або графічної інформації (чорно-білого та кольорового) для її подальшої обробки.
ЗВУКОВА СИСТЕМА складається з звукової карти і звукових колонок (можуть бути вбудовані в дисплей). Колонки мають свої підсилювачі і органи регулювання рівня звуку.
Найбільш перспективним є використання ПЕОМ в складі обчислювальної мережі (ВС). При цьому кілька ПЕОМ, а, можливо, і ЕОМ інших класів, з'єднуються один з одним за допомогою каналів зв'язку та апаратури сполучення з ними для обміну інформацією.
Комп'ютерною мережею називається сукупність взаємопов'язаних через канали передачі даних ПК, які забезпечують користувачам обмін інформацією і колективне використання ресурсів мережі.
Апаратне забезпечення мережі:
- робочі станції (робоча станція - це ПК, підключений до мережі, на якому користувач мережі виконує свою роботу);
- сервер (комп'ютер, підключений до мережі і надає користувачам мережі певні послуги загального призначення);
- мережеві плати (адаптери);
- кабелі або інші передають середовища.
За ступенем територіальної розподіленості мережі класифікуються на: глобальні, регіональні та локальні мережі.
Глобальні мережі об'єднують користувачів, розташованих по всьому світу, використовують часто супутникові канали зв'язку (відстань між вузлами мережі - 10-15 тис. Км). Звуться WAN [Wide area network].
Локальні мережі [LAN - Local area network] пов'язують абонентів одного або декількох прилеглих будівель. ПЕОМ пов'язані єдиним високошвидкісним каналом передачі даних. Відстані між ЕОМ невеликі - до 10 км. Канали в локальних мережах є власністю організацій, і це спрощує їх експлуатацію.
Мережі, що складаються з програмно-сумісних ЕОМ, називаються однорідними. Якщо в мережу включена програмно-несумісна ЕОМ, то мережу називається неоднорідною.
Використання локальних мереж дає наступні переваги:
· Одночасну роботу декількох користувачів з даними загального застосування (СУБД, ЕТ);
· Захист даних на рівні каталогів і файлів;
· Можливість постійного зберігання програмних засобів, необхідних багатьом користувачам, в одному примірнику;
· Обмін інформацією між усіма ПК мережі, при цьому забезпечується діалог між користувачами мережі, а також можливість організації роботи електронної пошти;
· Одночасну друк усіма користувачами мережі на загальномережевого принтерах;
· Підвищення ефективності систем обробки інформації за рахунок зниження витрат і т. Д.
Глобальною мережею, здатної об'єднати безліч мереж і дозволяє увійти в світову спільноту, є Internet.
В даний час єдиного власника Internet немає. Кожна компанія є господарем своєї частини мережі. Вона володіє також необхідним програмним і апаратним забезпеченням, за допомогою якого проводиться обмін даними як усередині своєї мережі, так і в межах Internet. Ця фірма забезпечує і транзитне проходження інформації через свою мережу. У разі збоїв на якійсь ділянці мережі, вся інформація буде «обтікати» цю ділянку.
Способи підключення до Internet
· Пряме підключення. Пряме [on-line] підключення до Internet здійснюється по виділених орендованих лініях зв'язку при використанні додаткового програмного забезпечення.
Аналіз практики використання ЗС показав, що є досить багато шляхів витоку інформації: незаконне підключення до апаратури та ліній зв'язку, перехоплення електронних випромінювань, перехоплення акустичних випромінювань і відновлення тексту принтера, розкрадання носіїв інформації, зчитування даних з масивів інших користувачів, читання залишкової інформації в пам'яті системи після виконання санкціонованого запиту, маскування під зареєстрованого користувача, впровадження вірусів і ін. В зв'язку з цим особливе значення мають заходи захисту інформації:
- організаційні (обмеження доступу в приміщення, де відбувається обробка інформації; зберігання в сейфах машинних носіїв; використання захисних кодів при передачі інформації та ін.);
- технічні та програмні.