Вопрос 53 «Аналоговые и цифровые вычислительные машины. Особенности, назначение, отличия.»

В цифровых вычислительных машинах (ЦВМ), которые на начальном этапе их развития также называли вычислительными машинами дискретного действия, используют алфавитную (цифровую, дискретную) форму представления информации. То есть, в этом случае используется фиксированное множество знаков (алфавит), с помощью которого и записывается любая информация. В предельном случае, на аппаратном уровне, этот алфавит состоит всего из двух знаков: нуля и единицы.

В аналоговых вычислительных машинах (АВМ) используется аналоговая (непрерывная, модельная) форма представления информации, при которой математическим величинам в решаемых задачах ставятся в соответствие некоторые характеристики или параметры каких-либо физических процессов. Значения этих параметров и соответствуют моделируемым математическим величинам. (Поэтому АВМ называли также вычислительными машинами непрерывного действия.)

Наиболее часто используемым в аналоговых машинах моделирующим процессом является процесс протекания электрического тока постоянного напряжения в цепях, состоящих из типовых элементов и блоков: резисторов, конденсаторов, усилителей и т.п., а параметром, представляющим математические величины, в этом случае является напряжение постоянного тока. (Хотя известны случаи использования и других физических величин: пространственных координат при механических перемещениях, объемов жидкостей в протекающих потоках и т.п.) Организация вычислительного процесса

В цифровых вычислительных машинах, как сегодня знают практически все, даже далекие от вычислительной техники лица, используется программная организация вычислительного процесса. В этом варианте решение задачи на цифровой ЭВМ сводится к выполнению последовательности шагов – команд программы, в каждом из которых выполняется либо некоторое преобразование.

Вопрос 54 «Внешние устройства эвм. Внешние запоминающие устройства. Накопители на жестком магнитном диске.»

Внешние (или, по другому, периферийные) устройства ЭВМ прошли огромный путь в своем развитии. Существуй машина времени, инженеры-конструкторы и пользователи ЭВМ 50-х годов, увидев принтер, вряд ли поверили бы, что этот миниатюрный настольный аппарат может делать гораздо больше, чем его предок ростом с человека – АЦПУ (автоматическое цифровое печатающее устройство), и вообще не поняли бы, чем занимается сканер или “мышь”. Возможности компьютера в значительной степени определяются номенклатурой и производительностью внешних устройств.

Внешние запоминающие устройства. Эти устройства обеспечивают хранение больших массивов информации. Они относительно недороги, но обладают значительно меньшим быстродействием, чем устройства внутренней памяти ЭВМ. Наиболее широкое распространение получили ВЗУ на магнитных носителях (лентах и дисках).

Первый накопитель на жестких дисках (Hard Disk Drive – HDD) был создан в 1973г. по технологии фирмы IBM и имел кадровое обозначение «30/30» (двухсторонний диск емкостью 30+30 Мбайт), которое совпало с названием известного охотничьего ружья «винчестер», использующегося при завоевании дикого запада. По этой причине накопители на жестких дисках получили название винчестер.

По сравнению с дискетами HDD обладают такими преимуществами: значительно большая емкость и время доступа для HDD. Оно на порядок меньше, чем для приводов дискет.

Конструкция и принцип действия

Несмотря на большое разнообразие моделей винчестеров принципы их действия и основные конструктивные элементы одинаковы. Основные элементы конструкции накопителя на жестком диске:

• магнитные диски;

• головки чтения/ записи;

• механизм привода головок;

• двигатель привода дисков;

• печатная плата с электронной схемой управления.

Типовой накопитель состоит из герметичного корпуса (гермоблока) и платы электронного блока. В гермоблоке размещены все механические части, на плате – вся управляющая электроника. Внутри гермоблока установлен шпиндель с одним или несколькими магнитными дисками. Под ним расположен двигатель. Ближе к разъемам, с левой или правой стороны от шпинделя находиться поворотный позиционер магнитных головок . Позиционер соединен с печатной платой гибким ленточным кабелем (иногда одножильными проводами).

Гермоблок заполняется воздухом под давлением в одну атмосферу. В крышках гермоблоков некоторых винчестеров имеется специальное отверстие, заклеенное фильтрующей пленкой, которая служит для выравнивания давления внутри блока и снаружи, а также для поглощения пыли.

Магнитные диски выпускаются следующих размеров: 3.5”; 5.25”; 2.5”; 1.8”. Диски покрываются магнитным веществом – рабочим слоем. Он может быть либо оксидный (полимерное покрытие с наполнением из окиси железа), либо на основе тонких пленке (имеет меньшую толщину и более прочен, качество его гораздо выше).

Головки чтения/записи предусмотрены для каждой стороны диска. Когда накопитель включен, головки касаются диска.

Механизм привода головок обеспечивает перемещение головок от центра дисков к краям и фактически определяет надежность накопителя, его температурную стабильность и вибрационную устойчивость.

Современные диски имеют функцию автоматической парковки, т.е. при включении и выключении ПК головки устанавливаются по мере необходимости на определенный, чаще всего последний цилиндр. При парковке головки автоматически блокируется, и их дальнейшая работа не возможна.

Двигатель привода дисков приводит пакет дисков во вращение, скорость которого в зависимости в пределах 3600-7200 об/мин. Жесткий диск вращается непрерывно и должен быть установлен только вертикально или горизонтально.

Печатная плата с электронной схемой управления и прочие узлы накопителя являются съемными. На печатной плате монтируются электронные схемы управления двигателем и приводом головок, схема для обмена данными с контроллером.