Электронное устройство преобразующее графический образ хранящиеся как содержимое памяти компьютера в форму пригодную для дальнейшего вывода на экран монитора 10 букв * * * е * * а * * а

Представление информации в компьютере. Единицы измерения информации

Вы уже владеете одним языком, а быть может и несколькими. Знаете некоторые понятия из химии, физики, математики и других наук. А для того, чтобы понимать и использовать компьютерный язык нужно иметь знания о представлении информации в памяти компьютера. В этой статье поговорим о представлении текста, графики, звука в ПК и рассмотрим основные положения, касающиеся этой темы.

Объясните что такое : Устройство хранения, Устройство вывода, Мишка, Клавиатура, Жесткий магнитный диск, флэш — память, Монитор, Системный блок, Стационарные компьютеры, Карманный компьютер, Сенсорный экран, Ноутбук, Нетбук, Смартфон, Коммуникатор.

За ранние, большое спасибо!

Процессор (центральное процессорное устройство — ЦПУ «CPU»)

Центральный процессор – это главная часть аппаратного обеспечения компьютера или «мозг компьютера». Чаще говорят — микропроцессор или просто процессор.

Именно процессор отвечает за выполнение программного кода (инструкции) для выполнения арифметических, логических и системных операций ввода/вывода.

Этот термин используется в компьютерной индустрии, с начала 1960 годов. Форма, дизайн и реализация процессоров сильно изменились начиная с самых ранних примеров, но их фундаментальная работа остаётся такой же.

Стандартизация и миниатюризация процессоров привели к глубокому проникновению основанных на них цифровых устройств в повседневную жизнь человека. Современные процессоры можно найти не только в таких высокотехнологичных устройствах, как компьютеры, но и в автомобилях, калькуляторах, мобильных телефонах и даже в детских игрушках.

Чаще всего они представлены микроконтроллерами, где помимо вычислительного устройства на кристалле расположены дополнительные компоненты (память программ и данных, интерфейсы, порты ввода/вывода, таймеры и др.).

Современные процессоры, как правило, меньше, чем 4х4 сантиметра, с сотнями контактов.

Упрощенно можно сказать, что типичными компонентами процессора являются арифметическо — логический блок (ALU), который выполняет арифметические и логические операции, и блок управления (CU), который извлекает инструкции из памяти, декодирует и выполняет их, призывая к работе ALU, когда это необходимо.

Производительность или скорость процессора зависит от тактовой частоты (как правило, обозначают в МГц) и количества выполненных инструкций за такт (IPC), которые в совокупности являются количеством выполненных инструкций в секунду (IPS).

Чем выше скорость работы процессора, тем выше быстродействие компьютера. Процессор имеет специальные ячейки, которые называются регистрами. Именно в регистрах помещаются команды, которые выполняются процессором, а также данные, которыми оперируют команды. Работа процессора состоит в выборе из памяти, в определённой последовательности, команд и данных, и их выполнение. На этом и базируется выполнение программ.

Распределение памяти также сильно влияет на производительность процессора.

Производительность компьютеров повышается за счёт использования многоядерных процессоров, который, по сути, это объединение двух или более отдельных процессоров (называется сердечники) в одну интегральную схему. В идеале, двухъядерный процессор будет почти вдвое мощнее одноядерных процессоров.

На практике, однако, производительность гораздо меньше, всего около 50%, из-за несовершенства программного обеспечения и алгоритмов реализации взаимодействия между аппаратным и программным обеспечением.

Совет: не стоит переплачивать за новинки, через полгода они будут стоить на 10-20% дешевле!

3 Особенности программирования GPGPU (OpenCL)

OpenCL (Open Computing Language) — открытый стандарт параллельного программирования для гетерогенных платформ (в частности, для GPGPU), включающих центральные, графические процессоры и другие дискретные вычислительные устройства. OpenCL позволил использовать мощности GPU на различных программных и аппаратных платформах.

Модель платформы (platform model) дает высокоуровневое описание гетерогенной системы. Центральным элементом данной модели выступает понятие хоста (host) — первичного устройства, которое управляет OpenCL-вычислениями и осуществляет все взаимодействия с пользователем. Хост всегда представлен в единственном экземпляре, в то время как OpenCL-устройства (devices), на которых выполняются OpenCL-инструкции могут быть представлены во множественном числе. OpenCL-устройством может быть CPU, GPU, DSP или любой другой процессор в системе, поддерживающийся установленными в системе OpenCL-драйверами. OpenCL-устройства логически делятся моделью на вычислительные модули (compute units), которые в свою очередь делятся на обрабатывающие элементы (processing elements). Вычисления на OpenCL-устройствах в действительности происходят на обрабатывающих элементах. На рисунке схематически изображена OpenCL-платформа из 3-х устройств:

OpenCL первоначально был разработан в компании Apple Inc. Apple внесла предложения по разработке спецификации в комитет Khronos. Вскоре компания AMD решила поддержать разработку OpenCL (и DirectX 11), который должен заменить фреймворк Close to Metal.

Программная модель OpenCL

Ядро (kernel) — функция, исполняемая устройством. Имеет в описании спецификацию __kernel.

Программа (program) — набор ядер, а также, возможно, вспомогательных функций, вызываемых ими, и константных данных.

Приложение (application) — комбинация программ, работающих на управляющем узле и вычислительных устройствах.

Команда (command) — операция OpenCL, предназначенная для исполнения (исполнение ядра на устройстве, манипуляции с памятью и т. д.)

Объекты OpenCL

Объект (object) — абстрактное представление ресурса, управляемого OpenCL API (объект ядра, памяти и т. д.)
Дескриптор (handle) — непрозрачный тип, ссылающийся на объект, выделяемый OpenCL. Любая операция с объектом выполняется через дескриптор.

Очередь команд (command-queue) — объект, содержащий команды для исполнения на устройстве.

Объект ядра (kernel object) — хранит отдельную функцию ядра программы вместе со значениями аргументов.

Объект события (event object) — хранит состояние команды. Предназначен для синхронизации.

Объект буфера (buffer object) — последовательный набор байт. Доступен из ядра через указатель и из управляющего узла при помощи вызовов API.

Объект памяти (memory object) — ссылается на область глобальной памяти.

Устройства OpenCL

Рабочий элемент (work-item) — набор параллельно исполняемых ядер на устройстве, вызванных при помощи команды.

Рабочая группа (work-group) — набор взаимодействующих рабочих элементов, исполняющихся на одном устройстве.

Исполняют одно и то же ядро, разделяют локальную память и барьеры рабочей группы.

Обрабатывающий элемент (processing element) — виртуальный скалярный процессор. Рабочий элемент может выполняться на одном или нескольких обрабатывающих элементах.

Вычислительный узел (compute unit) — исполняет одну рабочую группу. Устройство может состоять из одного или нескольких вычислительных элементов.

Контекст

Контекст (context) — среда, в которой выполняются ядра, а также область определения синхронизации и управления памятью. Включает:

• набор устройств;
• память, доступную устройствам;
• свойства памяти;
• одну или несколько очередей команд.

Объект программы (program object) — включает:

• ссылку на связанный контекст;
• исходный текст или двоичное представление;
• последний удачно собранный код, список устройств, для которых он собран, настройки и журнал сборки;
• набор текущих связанных ядер.

Пример программирования GPU на языке MC#

Базовая структура программы на языке MC#, предназначенной для исполнения на графическом процессоре, состоит из:

1. описания конфигурации графического процессора, в котором, в частности, задается количество (параллельных) потоков, запускаемых на GPU, и параметры их объединения в блоки и решетку;
2. gpu-функции (метода), которая будет исполняться в рамках одного вычислительного потока на GPU.

Gpu-метод в программе задается путем приписывания его определению модификатора gpu синтаксически располагающегося на месте типа возвращаемого значения (см. ниже пример gpu-функции vecadd). Определение конфигурации GPU производится с помощью создания объекта класса GpuConfig и задания его параметров.

Ниже представлен полный текст простой программы на языке MC#, предназначенной для сложения двух векторов целых чисел с использованием GPU. В этой программе, исходные векторы ? и ?, а также результирующий вектор ? имеют длину ?. Данное число служит размером (одномерного) блока потоков, запускаемых на GPU – соответственно, ?-ый поток выполняет сложение ?-ых компонентов ?[?] и ?[?] исходных векторов. Также в данной программе предполагается, что длина векторов ? не превосходит размера блока потоков, допускаемого для конкретного графического устройства, на котором предполагается исполнение данной программы.

На примере этой программы, отметим некоторые ключевые особенности MC#-программ, предназначенных для исполнения на GPU, которые будут детализированы в последующих разделах:

1. Для исполнения на GPU, требуется использование библиотеки GPU.NET, включенной в состав системы программирования MC#.
   Ссылка на эту библиотеку задается с помощью оператора using :
   using GpuDotNet.Cuda;
2. Основными методами, устанавливающими параметры конфигурации графического процессора, являются:
   • SetDeviceNumber (номер графического устройства);
   • SetGridSize (размеры решетки потоков);
   • SetBlockSize (размеры блоков потоков).

Некоторые из параметров конфигурации GPU имеют значения по умолчанию (например, номер графического устройства на машине по умолчанию равен 0), а потому вызов некоторых методов задания конфигурации может быть опущен.

Жидкокристаллические мониторы

Все большее распространение получают жидкокристаллические мониторы — ЖК-мониторы. По сравнению с электронно-лучевыми мониторами они значительно меньше по весу, имеют плоскую форму. При работе с ЖК-монитором меньше устают глаза.

На рисунке 4.9 дана схема системы вывода изображения на экран. Она включает в себя монитор (другое название — дисплей) и видеоадаптер, который через информационную магистраль связан с центральным процессором и оперативной памятью.

Видеоадаптер (другое название — видеокарта) — устройство, управляющее работой графического дисплея. Видеоадаптер состоит из двух частей: видеопамяти и дисплейного процессора.

Видеопамять предназначена для хранения видеоинформации — двоичного кода изображения, выводимого на экран.

В видеопамяти содержится информация о состоянии каждого пикселя экрана.

Видеопамять — это электронное энергозависимое запоминающее устройство. На современных компьютерах ее размер составляет от сотен мегабайтов до нескольких гигабайтов.

Дисплейный процессор — вторая составляющая видеоадаптера.

Дисплейный процессор читает содержимое видеопамяти и в соответствии с ним управляет работой дисплея.

Таким образом, к видеопамяти имеют доступ два процессора: центральный и дисплейный. Центральный процессор записывает видеоинформацию, а дисплейный периодически читает ее и передает на монитор, на котором эта информация превращается в изображение.

Что такое видеокарта (GPU)?

Видеокарта (видеоадаптер, графический адаптер, графическая плата, графическая карта, графический ускоритель или на английском: video card, graphics card) — это устройство, преобразующее графический образ или код, хранящийся как содержимое в памяти компьютера (или самого графического адаптера), в форму, пригодную для дальнейшего вывода на экран монитора.

Проще говоря, видеокарта в совокупности с другими компонентами компьютера позволяет преобразовать протекающий машинный код (последовательность команд) внутри вашего компьютера в удобочитаемое изображение для человеческого глаза.

В первую очередь, под видеокартой подразумевается устройство с графическим процессором, который занимается формированием самого графического образа. Все современные видеокарты не ограничиваются простым выводом изображения, они имеют встроенный графический процессор, который может производить дополнительную обработку команд и кода, снимая данную часть задачи с центрального процессора компьютера.

Также современные видеокарты от Nvidia и AMD на аппаратном уровне осуществляют рендеринг графического конвейера для построения и отображения двумерной и трёхмерной компьютерной графики на спецификациях OpenGL, DirectX и Vulkan.

Зачастую видеокарта выполнена в виде отдельной печатной платы и используется в отдельном слоте расширения (AGP, PCI Express) материнской платы. Однако широко распространены и встроенные (интегрированные) в системную плату или процессор видеокарты. Ниже мы посвятим отдельный блок в ключе сравнения интегрированных и внешних (дискретных) видеокарт.

Форматы графических файлов

Формат графического файла — это способ представления графических данных на внешнем носителе. Различают растровые и векторные форматы графических файлов, среди которых, в свою очередь, выделяют универсальные графические форматы и собственные (оригинальные) форматы графических приложений.

Универсальные графические форматы «понимаются» всеми приложениями, работающими с растровой (векторной) графикой.

Универсальным растровым графическим форматом является формат BMP. Графические файлы в этом формате имеют большой информационный объём, так как в них на хранение информации о цвете каждого пикселя отводится 24 бита.

В рисунках, сохранённых в универсальном растровом формате GIF, можно использовать только 256 разных цветов. Такая палитра подходит для простых иллюстраций и пиктограмм. Графические файлы этого формата имеют небольшой информационный объём. Это особенно важно для графики, используемой во Всемирной паутине, пользователям которой желательно, чтобы запрошенная ими информация появилась на экране как можно быстрее.

Универсальный растровый формат JPEG разработан специально для эффективного хранения изображений фотографического качества. Современные компьютеры обеспечивают воспроизведение более 16 миллионов цветов, большинство из которых человеческим глазом просто неразличимы. Формат JPEG позволяет отбросить «избыточное» для человеческого восприятия разнообразие цветов соседних пикселей. Часть исходной информации при этом теряется, но это обеспечивает уменьшение информационного объёма (сжатие) графического файла. Пользователю предоставляется возможность самому определять степень сжатия файла. Если сохраняемое изображение — фотография, которую предполагается распечатать на листе большого формата, то потери информации нежелательны. Если же этот фотоснимок будет размещён на web-странице, то его можно смело сжимать в десятки раз: оставшейся информации будет достаточно для воспроизведения изображения на экране монитора.

К универсальным векторным графическим форматам относится формат WMF, используемый для хранения коллекции картинок Microsoft (http://office.microsoft.com/ru-ru/images/).

Универсальный формат EPS позволяет хранить информацию как о растровой, так и о векторной графике. Его часто используют для импорта 1 файлов в программы подготовки полиграфической продукции.

• 1 Процесс открытия файла в программе, в которой он не был создан.

С собственными форматами вы познакомитесь непосредственно в процессе работы с графическими приложениями. Они обеспечивают наилучшее соотношение качества изображения и информационного объёма файла, но поддерживаются (т. е. распознаются и воспроизводятся) только самим создающим файл приложением.

Задача 1. Для кодирования одного пикселя используется 3 байта. Фотографию размером 2048 х 1536 пикселей сохранили в виде несжатого файла. Определите размер получившегося файла.

Задача 2. Несжатое растровое изображение размером 128 х 128 пикселей занимает 2 Кб памяти. Каково максимально возможное число цветов в палитре изображения?

Готовый кроссворд по информатике — на тему «Компьютер»

По горизонтали 3. Программа, способная к саморазмножению 5. Раскрывающийся… . — текстовое поле, снабженное кнопкой с направленной вниз стрелкой 7. Изменение уже существующего документа. 8. Процесс сжатия информации с целью уменьшения её объёма и удобства хранения и транспортировки 9. Устройство вывода звуковой информации 11. Крошечный файл, который привязан к программному приложению, документу, папке 12. Элемент имени файла, состоящий из трёх (реже четырёх) букв, обозначающий его тип 13. малоразмерная цифровая видео- или фотокамера, способная в реальном времени фиксировать изображения, предназначенные для дальнейшей передачи по сети Интернет 14. Приказ на выполнение действия компьютером. 17. … . -черви. Вирусы, распространяющиеся в сети во вложенных файлах в почтовое сообщение 19. Единая информационная структура, состоящая из связанных между собой гипертекстовых документов – страничек – (в сети Internet) 20. специализированный сетевой компьютер пересылающий пакеты данных между различными сегментами сети. По вертикали 1. Процесс сжатия информации с целью уменьшения её объёма 2. Световая метка на экране, обозначающая место активного воздействия. 4. Процесс упорядочивания структуры текста либо носителя информации 6. Устройство для перевода изображения с бумажного носителя в цифровой, компьютерный формат 10. Портативный компьютер 15. Устройство визуального представления данных. 16. Это простейший текстовый редактор, который можно использовать в качестве средства просмотра текстовых файлов 18. 8 последовательно расположнных битов.

Просмотр содержимого документа «Кроссворды по информатике для учащихся 8-11 классов»

Кроссворд по информатике

По горизонтали: 4. Устройство для записи, считывания и длительного хранения информации на гибких магнитных дисках (дискетах).7. Устройство, предназначенные для вывода на экран текстовой и графической информации.9. Ячейки памяти, которые служат для кратковременного хранения и преобразования данных и команд.11. Линия связи к которой подключена сеть.13. Устройство для записи, считывания и длительного хранения информации на жестких магнитных дисках.14. Устройство ввода звуковой информации.15. Системная магистраль передачи данных.

По вертикали: 1. Устройство для вывода чертежей на бумагу.2. Электронная схема, которая управляет работой какого-либо внешнего устройства.3. Устройство для обмена информацией между компьютерами через телефонные, оптоволоконные и др. сети.5. Вспомогательный процессор, предназначенный для выполнения математических и логических действий.6. Небольшая электронная схема, выполняющая все вычисления и обработку информации.8. Устройство вывода звуковой информации.10. Устройство для считывания графической и текстовой информации в компьютер с бумажных носителей информации.12. Печатающее устройство, предназначенные для вывода информации на бумагу.14. Манипулятор для ввода информации в компьютер.

По горизонтали: 4.Дисковод. 7.Монитор. 9.Регистры. 11.Магистраль. 13.Винчестер. 14. Микрофон. 15. Шина.

По вертикали: 1.Плоттер. 2.Адаптер. 3.Модем. 5.Сопроцессор. 6.Микропроцессор. 8.Колонки. 10.Сканер. 12.Принтер. 14.Мышь.