Слайд 1Лекция 5
Современное машинное и оргтехническое обеспечение информационных технологий
1. Структуры аппаратных и
машинных средств обеспечения информационных технологий
2. Оргтехническое обеспечение компьютерных сетей в информационных технологиях
3. Носители информации в ИТ
4. 3-D принтеры
Слайд 2Современные аппаратные и машинные средства обеспечения ИТ
карманные ПК (смартфоны и коммуникаторы);
блокнотные
(планшеты и ноутбуки) ПК;
ПК в сфере домашнего хозяйства;
базовые настольные ПК;
сетевые ПК;
высокопроизводительные настольные ПК, рабочие станции и серверы начального уровня;
многопроцессорные рабочие станции и серверы высокого уровня;
суперкомпьютеры.
Слайд 3Суперкомпьютеры и кластерные системы
Суперкомпьютер «Ломоносов», установленный в Московском университете в 2009 году,
относится к уникальным системам высшего диапазона производительности и является самым мощным в России. В настоящее время он содержит 6654 вычислительных узла, более 94000 процессорных ядер, обладает пиковой производительностью 1,37 Пфлоп/с. Реальная производительность системы на тесте Linpack равна 674 Тфлоп/с (число операций с «плавающей точкой» в секунду («плавающая точка» - когда число записывается в виде произведения 0,1x105, Терафлоп = 1012 флоп, приставка пета означает множитель 10x15), что позволило ему занять в июне 2011 года 13–ое место в списке Top500 самых мощных компьютеров мира.
Слайд 4Суперкомпьютеры и кластерные системы
В декабре 2013г. на факультете вычислительной математики и
кибернетики Нижегородского государственного университета (ННГУ) имени Лобачевского запустили новый суперкомпьютер "Лобачевский",
производительность "Лобачевского" - свыше 500 Тфлоп/с
Слайд 5Суперкомпьютеры и кластерные системы
Производительность самого мощного в мире суперкомпьютера «Тяньхэ-2» достигает
33,86 Пфлоп/с. Китайский суперкомпьютер был разработан в Университете оборонной науки и техники Народно-освободительной армии Китая в городе Чанша (провинция Хунань, Центральный Китай).
Производительность американской системы «Титан», созданной в Национальной лаборатории Оук-Ридж в штате Теннесси, составила 17,6 Пфлоп/с.
Слайд 6
2. Оргтехническое обеспечение компьютерных сетей в информационных технологиях
Сетью называется группа соединенных
компьютеров и других устройств.
Сетевое взаимодействие - это концепция соединенных компьютеров, совместно использующих ресурсы (данные, принтеры, факсимильные аппараты, модемы и другие устройства).
Слайд 7Общие компоненты сети
серверы (server) — компьютеры, предоставляющие свои ресурсы сетевым пользователям;
клиенты
(client) компьютеры, осуществляющие доступ к сетевым ресурсам, предоставляемым сервером;
рабочие станции, позволяющие пользователям решать персональные задачи;
среда (media) — способ соединения компьютеров;
совместно используемые данные;
совместно используемые периферийные устройства;
ресурсы — файлы, принтеры и другие элементы, используемые в сети.
Слайд 8Типы сетей
одноранговые сети (peer-to-peer);
сети на основе сервера (server based).
Одноранговые сети называются
также рабочими группами,в одноранговых сетях чаще всего не более 10 компьютеров;
В одноранговой сети все компьютеры равноправны: нет иерархии среди компьютеров и нет выделенного(dedicated) сервера.
Для установления одноранговой сети дополнительного ПО не требуется.
Слайд 9Классификация серверов
Сервер рабочей группы;
Сервер контроллер домена;
Прокси-сервер;
Сервер электронной почты;
Веб-сервер;
Сервер баз данных;
Файловый сервер;
Серверы
приложений;
Брандмауэры;
Принт-серверы.
Слайд 10Классификация серверов
Сервер рабочей группы служит для разграничения прав доступа сотрудников к
файловым ресурсам, либо для хранения общих данных.
Сервер контроллер домена необходим в организации с количеством компьютеров более 20, централизованно управляет сетевыми и файловыми ресурсами.
Прокси-сервер обеспечивает общий доступ компьютерам в интернет;
Сервер электронной почты централизованно управляет внешней, внутренней перепиской и документооборотом, обеспечивает защиту от вирусных атак;
Веб-сервер служит для организации виртуального офиса или магазина, веб-сайта;
Сервер баз данных служит для обработки данных, организованных и структурированных согласно определенным правилам и хранимых совместно;
Слайд 11Классификация серверов
Файловый сервер предназначен для организации и структурированного хранения данных пользователей
с учетом безопасности доступа;
Серверы приложений представляют расширенные возможности обработки информации, отличаются от файл- и принт-серверов, в которых файл или данные целиком копируются на запрашивающий компьютер. А в сервере приложений на запрашивающий компьютер пересылаются только результаты запроса;
Брандмауэры это защитный экран от вредоносных воздействий из интернета;
Принт-серверы позволяют всем подключенным к сети компьютерам распечатывать документы на одном или нескольких принтерах.
Слайд 12Топология сетей
«шина» (bus)
«звезда» (star)
«кольцо» (ring)
Слайд 17Способы передачи данных:
инфракрасное излучение;
лазерное излучение;
радиопередача в узком спектре (одночастотная
передача);
радиопередача в рассеянном спектре.
Слайд 183. Носители информации в ИТ
«жесткие» магнитные диски
Слайд 19Магнитооптические диски
Запись на магнитооптический диск осуществляется по следующей технологии: излучение лазера разогревает
участок дорожки выше температуры точки Кюри, после чего электромагнитный импульс изменяет намагниченность, создавая отпечатки, эквивалентные питам на оптических дисках (Пит — единичное углубление на информационном рельефе компакт-диска, представляющем собой непрерывную спиральную дорожку, начинающуюся в большинстве случаев от центра и состоящую из последовательности углублений — Питов).
Считывание осуществляется тем же самым лазером, но на меньшей мощности, недостаточной для разогрева диска: поляризованный лазерный луч проходит сквозь материал диска, отражается от подложки, проходит сквозь оптическую систему и попадает на датчик. При этом от намагниченности изменяется плоскость поляризации луча лазера (эффект Керра) что и определяется датчиком.
Слайд 20Магнитооптические диски
Максимальная емкость носителя формата 5,25 дюйма составляет 9,1 Гбайт. За
исключением HDD, более емких устройств найти невозможно. Магнитооптические носители выдерживают огромное количество циклов перезаписи, не чувствительны к внешним магнитным полям и радиации, гарантируют сохранность записанной информации в течение 50-100 лет (не случайно библиотека конгресса США оборудована МО-дисками.
HD-DVD и Blue Ray
Оба новых формата используют сине-фиолетовый лазер с длиной волны 405 нм, в то время как в современных DVD-приводах для записи и чтения применяется красный лазер с длиной волны 650/635 нм. Более короткая волна обеспечивает меньший диаметр светового пятна от лазерного луча и, следовательно, более высокую плотость записи.
Принципиальное отличие HD DVD от Blu-Ray заключается в том, что в HD DVD сохранена физическая структура диска DVD, в то время как в Blu-Ray применяются диски с новой структурой и используется иная технология записи.
главное преимущество формата Blu-Ray заключается в большей емкости, достигающей 54 Гбайт.
Слайд 23FMD-ROM
Информационный элемент FM-диска (фотохром) может менять свои физические свойства (такие как
цвет или наличие флуоресценции) под воздействием лазера определенной мощности и длины волны. Изначально фотохром не обладает флуоресцентными свойствами. При воздействии лазера большой мощности инициируется фотохимическая реакция, в результате которой и начинают проявляться флуоресцентные свойства.
При считывании данное вещество опять же возбуждается, но посредством лазера меньшей мощности, и начинает флуоресцировать. Это свечение улавливается фотоприемником и принимается как значение "1". Возбужденный фотохром излучает свет, сдвигая спектр падающего на него излучения в сторону красного цвета на определенную величину (в пределах 30-50 нм), что позволяет легко различить сигнал лазера и свет, излучаемый материалом диска.
Слайд 24Флеш-память
Флеш-память (англ. Flash-Memory) — разновидность твердотельной полупроводниковой энергонезависимой перезаписываемой памяти.
Она
может быть прочитана сколько угодно раз, но писать в такую память можно лишь ограниченное число раз (максимально — около миллиона циклов. Распространена флеш-память, выдерживающая около 100 тысяч циклов перезаписи — намного больше, чем способна выдержать дискета или CD-RW.
Не содержит подвижных частей, так что, в отличие от жёстких дисков, более надёжна и компактна.
Благодаря своей компактности, дешевизне и низком энергопотреблении флеш-память широко используется в портативных устройствах, работающих на батарейках и аккумуляторах — цифровых фотокамерах и видеокамерах, цифровых диктофонах, MP3-плеерах, КПК, мобильных телефонах, а также смартфонах и коммуникаторах. Кроме того, она используется для хранения встроенного программного обеспечения в различных устройствах (маршрутизаторах, мини-АТС, принтерах, сканерах), различных контроллерах.
Слайд 26Преимущества SSD-дисков
1. Скорость работы
Это самый жирный плюс этих устройств! Сменив свой
старенький жёсткий диск на флеш-накопитель Вы не узнаете компьютер!
До появления SSD-дисков, самым медленным устройством в компьютере был как раз жёсткий диск. Он, со своей древней технологией из прошлого века, невероятно тормозил энтузиазм быстрого процессора и шустрой оперативной памяти.
2. Уровень шума=0 Дб
Логично — нет движущихся деталей . Вдобавок, эти диски не греются при своей работе, поэтому охлаждающие кулеры реже включаются и работают не так интенсивно (создавая шум).
Слайд 27Преимущества SSD-дисков
3. Ударо- и вибропрочность
Подключенный и работающий SSD-диск трясли, роняли на
пол, стучали по нему… , а он продолжал спокойно работать!
4. Малый вес
Не огромный плюс, конечно, но всё-таки — жёсткие диски тяжелее своих современных конкурентов.
5. Низкое энергопотребление
Слайд 28Недостатки SSD-дисков
1. Высокая стоимость
Это одновременно и самый сдерживающий пользователей недостаток, но
и очень временный — цены на подобные накопители постоянно и стремительно падают.
2. Ограниченное число циклов перезаписи
Обычный, средний SSD-диск на основе флеш-памяти с технологией MLC способен произвести примерно 10 000 циклов чтения\записи информации.
Слайд 29Недостатки SSD-дисков
3. Невозможность восстановления удалённой информации
Удалённую информацию с SSD-накопителя не сможет восстановить ни
одна специальная утилита! Таких программ просто нет!
Если при большом скачке напряжения в обычном жёстком диске сгорает в 80% случаев только контроллер, то в SSD-дисках этот контроллер находится на самой плате, вместе с микросхемами памяти и сгорает весь накопитель целиком — привет семейному фотоальбому!
Эта опасность практически сведена к нулю в ноутбуках и при использовании бесперебойного блока питания.