Что позволяет компьютеру производить обработку информации данные программа инструкция

Компьютер — это универсальное
средство обработки информации. Компьютер может обрабатывать графическую,
текстовую, звуковую и числовую информацию.

Но
для того чтобы компьютер сумел сделать это, вся информация должна быть
представлена в двоичном коде, то есть в виде последовательностей нулей и
единиц.

Получаемую
числовую, текстовую, графическую и звуковую информацию, человек воспринимает
соответственно в виде цифр, букв, графических изображений и звука, а компьютер
ее воспринимает в виде двоичного кода — последовательности импульсов.

Если
импульс есть то это единица, импульс отсутствует — это ноль. Но иногда бывает и
наоборот. Если импульс есть то это ноль, импульс отсутствует — это единица.
Одна цифра двоичного кода содержит в себе один бит объема информации.

Вся
информация, представленная в компьютере в виде двоичного кода, называется данными.

Для
того чтобы компьютер смог обрабатывать данные, он должен получить
последовательность инструкций или алгоритм действий для обработки данных.
Например, алгоритм для нахождения разности чисел или форматирования текста.
Другими словами, для решения задачи компьютер должен получить программу. Компьютерная
программа — это алгоритм, записанный на языке программирования и
предназначенный для исполнения компьютером.

Компьютеры бывают разнообразные
и портативные и настольные и совсем маленькие (карманные). Но устройство
каждого из этих компьютеров можно представить в виде такой функциональной схемы.
Процессор обрабатывает все данные по соответствующей программе в виде
последовательности электрических импульсов: импульс есть — единица, нет — ноль.
Но человеку тяжело воспринимать информацию закодированную таким способом.
Поэтому существуют специальные устройства, которые переводят двоичный код
компьютера на язык человека. Они называются устройства «вывода».

А
устройства, с помощь которых, наоборот, вводят информацию, а в последующем
кодируют, чтобы компьютер мог ее обработать, называются устройствами «ввода»
информации.

Чтобы
компьютер смог выполнить какую-либо программу, то эта программа вместе с
данными должна находиться в его оперативной памяти. Во время выполнения
программы производится обмен данными между процессором и оперативной памятью.
После выключения компьютера вся информация из оперативной памяти стирается. А
для постоянного хранения информации, даже когда компьютер выключен, применяется
долговременная память.

Взаимодействие
между всеми устройствами компьютера осуществляется по магистрали.

Основой
компьютера является системная плата. По-другому мы можем называть ее материнской,
основной или главной платой. Она представляет собой сложную многослойную
плату с большим количеством микросхем. На материнской плате реализована
магистраль для обмена информацией между устройствами компьютера. Имеются
разъёмы для подключения устройств, для оперативной памяти и, конечно,
процессора.

Процессор считается мозгом
компьютера. Производительность процессора напрямую зависит от его
характеристик. Основные характеристики процессора — это разрядность, тактовая
частота и архитектура.

Разрядность — это сколько битов
(нулей или единиц) может обработать процессор одновременно. В 1971 году
компанией Интел был выпущен первый процессор.

Разрядность
у него была всего лишь 4 бита. То есть одновременно он мог обрабатывать 4 бита
информации.

У
современных компьютеров разрядность процессора 64 бита, в 16 раз больше, чем
четыре десятка лет назад.

Частотой процессора
определяется количество выполняемых им тактов обработки информации за одну
секунду. Одна операция может занимать один или несколько тактов. Единицы
измерения тактовой частоты — герцы. В наше время, тактовая частота
процессоров может достигать нескольких миллиардов герц. Поэтому ее измеряют в
производных единицах от герца — мегагерцах, что составляет миллион герц, и в
гигагерцах — это миллиард герц.

Для
повышения производительности процессора постоянно совершенствуется его архитектура,
иначе говоря — «внутренняя конструкция». В структуру процессора внедряется кэш —
сверхоперативная память. Кэш использует небольшую, очень быструю память, которая
содержит в себе копии наиболее часто используемых данных из основной памяти.
Также современные процессоры могут иметь уже не одно, а 2, 4, 6 или даже 8
ядер, тем самым выполняя в 2, в 4, в 6 или в 8 раз больше вычислений. Но многие
ошибочно полагают, что если ядер больше, то всегда будет прирост
производительности. К сожалению если программа не оптимизирована под несколько
ядер, то она будет использовать только лишь одно ядро процессора.

Компьютерная грамотность с Надеждой

Заполняем пробелы — расширяем горизонты!

Как работает ПК: Обработка информации на компьютере

Мы давно уже привыкли к персональным компьютерам (сокращенно ПК). Включаем их и работаем, ни мало не задумываясь над тем, как они устроены и как происходит обработка информации на компьютере.

Все это благодаря тому, что разработчики ПК и программного обеспечения к ним научились создавать надежные продукты, которые не дают нам повода лишний раз задуматься над устройством компьютера или обслуживающих его программ.

Случай на экзамене
Профессор. Как работает трансформатор?
Студент. У-у-у-у-у-у-у-у-у-у-у-у-у-у…

Вероятно, читателям блога небезынтересно узнать о принципах работы компьютера и программного обеспечения.

Обработка информации на компьютере: основные этапы

Компьютер изначально был задуман для автоматизации процессов обработки информации. Он устроен соответствующим образом, чтобы иметь все возможности для успешного выполнения своего предназначения.

Для того чтобы обрабатывать в компьютере информацию, с ней необходимо делать следующие основные операции:

1) вводить информацию в компьютер:

Эта операция нужна для того, чтобы компьютеру было что обрабатывать. Без возможности ввода информации в компьютер он становится как бы вещью в себе.

2) хранить введенную информацию в компьютере:

Очевидно, что если дать возможность вводить информацию в компьютер, то надо также иметь возможность эту информацию в нем хранить, и затем использовать в процессе обработки.

3) обрабатывать введенную информацию:

Здесь надо понимать, что для обработки введенной информации нужны определенные алгоритмы обработки, иначе ни о какой обработке информации речи быть не может. Компьютер должен быть снабжен такими алгоритмами и должен уметь их применять к вводимой информации с тем, чтобы «правильно» преобразовывать ее в выходные данные.

4) хранить обработанную информацию

Так же как и с хранением введенной информации, в компьютере должны храниться результаты его работы, результаты обработки входных данных с тем, чтобы в дальнейшем ими можно было бы воспользоваться.

5) выводить информацию из компьютера

Эта операция позволяет вывести результаты обработки информации в удобочитаемом для пользователей виде. Именно эта операция дает возможность воспользоваться результатами обработки информации на компьютере. Иначе эти результаты обработки так и остались бы внутри компьютера, что сделало бы их получение совершенно бессмысленным.

Что такое обработка информации на компьютере

Самое важное умение компьютера – это обработка информации. Прелесть компьютера как раз и состоит в том, что он может информацию преобразовывать. Все устройство компьютера обусловлено требованием обработки информации в кратчайшие сроки, наиболее быстрым способом.

Под обработкой информации на компьютере можно понимать любые действия, которые преобразуют информацию из одного состояния в другое.

Соответственно, компьютер имеет специальное устройство, называемое процессором, которое предназначено исключительно для чрезвычайно быстрой обработки данных, со скоростями, доходящими до миллиардов операций в секунду.

Оперативная память (ОЗУ)

Требуемые для обработки данные процессор получает (берет) из оперативной памяти.

Оперативная память — это устройство, которое предназначено для ВРЕМЕННОГО хранения как входных, так и выходных данных.

Там же в оперативной памяти находится и место для хранения промежуточных данных, формируемых в процессе обработки информации. Таким образом, процессор как получает данные из оперативной памяти, так и записывает обработанные данные в эту память. Там информация хранится временно, до тех пор, пока она находится в обработке.

Наконец, для ввода и вывода данных к компьютеру подключаются внешние устройства ввода-вывода, которые позволяют ВВОДИТЬ информацию, подлежащую обработке, и ВЫВОДИТЬ результаты этой обработки.

Внешний винчестер, внешнее DVD-устройство, флешка, клавиатура, мышь

Процессор и оперативная память работают с одинаково большой скоростью. Как уже говорилось выше, скорость обработки информации может составлять многие миллионы и миллиарды операций в секунду. Никакое внешнее устройство ввода и вывода информации не может работать на таких скоростях.

Поэтому для их подключения в компьютере предусмотрены специальные контроллеры устройств ввода-вывода. Их задача состоит в том, чтобы согласовать высокие скорости работы процессора и оперативной памяти с относительно низкими скоростями ввода и вывода информации.

Эти контроллеры подразделяются на специализированные, к которым могут быть подключены только специальные устройства, и универсальные. Примером специализированного устройства контроллера служит, например, видеокарта, которая предназначена для подключения к компьютеру монитора.

Контроллеры могут быть и универсальными, в этом случае – это так называемые порты ввода-вывода, К портам ввода-вывода могут подключаться разнообразные устройства (клавиатуры, манипуляторы «мышь», принтеры, сканеры и т.п.).

Источник

Урок 3. Как работает компьютер

Для успешного «общения» с компьютером вредно воспринимать его как черный ящик, который вот-вот выдаст что-то неожиданное. Чтобы понимать реакцию компьютера на Ваши действия, нужно знать как он устроен и как работает.

В этом IT-уроке узнаем, как работает большинство вычислительных устройств (к которым относятся не только персональные компьютеры).

Во втором уроке мы разобрались, что компьютер нужен для обработки информации, её хранения и передачи. Посмотрим же, как происходит обработка информации.

Как хранится информация на компьютере

Компьютер хранит, передаёт и обрабатывает информацию в виде нолей «0» и единиц «1», то есть используется двоичный код и двоичная система счисления.

Например, десятичное число «9» он видит как двоичное число «1001».

В виде нолей и единиц хранятся и все данные, которые необходимо обработать, и все программы, которые руководят процессом обработки.

Например, фотографию компьютер видит так (только первые две строчки файла из 527 строк):

Так человек видит изображение:

Компьютер видит набор «0» и «1»

(первые две строчки файла):

1111 1111 1101 1000 1111 1111 1110 0000
0000 0000 0001 0000 0100 1010 0100 0110
0100 1001 0100 0110 0000 0000 0000 0001
0000 0001 0000 0000 0000 0000 0000 0001
0000 0000 0000 0001 0000 0000 0000 0000
1111 1111 1101 1011 0000 0000 0100 0011
0000 0000 0000 0011 0000 0010 0000 0010
0000 0011 0000 0010 0000 0010 0000 0011

А текст для компьютера выглядит так:

Человек видит текст:

Компьютер опять видит набор «0» и «1»:

0100 1001 0101 0100 0010 1101 0111 0101
0111 0010 0110 1111 0110 1011 0110 1001
0010 1110 0111 0010 0111 0101

Сегодня мы не будем разбираться в тонкостях вычислений и преобразований, посмотрим на процесс в общем.

Где хранится информация

Когда информация занесена в компьютер (записана), то она хранится на специальном устройстве – накопителе данных. Обычно накопитель данных – это жесткий диск (винчестер).

Жестким диском это устройство называется из-за конструкции. Внутри его корпуса находится один или несколько твердых блинов (металлических или стеклянных), на которых и хранятся все данные (текстовые документы, фотографии, фильмы и т.д.) и установленные программы (операционная система, прикладные программы, как Word, Excel, и др.).

Жесткий диск (накопитель данных) хранит программы и данные

Информация на жестком диске хранится и после выключения компьютера.

Подробнее об устройстве жесткого диска мы узнаем в одном из следующих IT-уроков.

Что обрабатывает всю информацию в компьютере

Основная задача компьютера – обрабатывать информацию, то есть выполнять вычисления. Большую часть вычислений выполняет специальное устройство – процессор. Это сложная микросхема, содержащая сотни миллионов элементов (транзисторов).

Процессор – обрабатывает информацию

Что в данный момент времени делать процессору говорит программа, она указывает, какие данные необходимо обработать и что с ними нужно сделать.

Схема обработки данных

Программы и данные загружаются с накопителя (жесткого диска).

Но жесткий диск – относительно медленное устройство, и если бы процессор ждал, пока будет считываться информация, а потом записываться после обработки обратно, то он бы долго оставался без дела.

Не оставим процессор без дела

Поэтому между процессором и жестким диском установили более быстрое запоминающее устройство – оперативную память (оперативное запоминающее устройство, ОЗУ). Это небольшая печатная плата, на которой находятся быстрые микросхемы памяти.

Оперативная память – ускоряет доступ процессора к программам и данным

В оперативную память заранее считываются с жёсткого диска все необходимые программы и данные. Во время работы процессор обращается к оперативной памяти, считывает команды программы, которая говорит какие данные нужно взять и как именно их обработать.

При выключении компьютера содержимое оперативной памяти не сохраняется в ней (в отличие от жесткого диска).

Процесс обработки информации

Итак, теперь мы знаем, какие устройства участвуют в обработке информации. Посмотрим теперь на весь процесс вычислений.

Анимация процесса обработки информации компьютером (IT-uroki.ru)

Когда компьютер выключен, все программы и данные хранятся на жестком диске. При включении компьютера и запуске программы, происходит следующее:

1. Программа с жесткого диска заносится в оперативную память и сообщает процессору, какие загрузить данные в оперативную память.

2. Процессор поочередно выполняет команды программы, порциями обрабатывая данные, взяв их из оперативной памяти.

3. Когда данные обработаны, результат вычислений процессор возвращает в оперативную память и берет следующую порцию данных.

4. Результат работы программы возвращается на жесткий диск и сохраняется.

Описанные шаги показаны красными стрелками на анимации (эксклюзивно от сайта IT-uroki.ru).

Ввод и вывод информации

Чтобы компьютер получил информацию для обработки, её нужно ввести. Для этого используются устройства ввода данных:

Для вывода результата обработки информации используются устройства вывода данных:

Кроме того, мы можем вводить и выводить данные на другие устройства с помощью:

Если в нашу схему добавить устройства ввода-вывода, то получится вот такая диаграмма:

Ввод, обработка и вывод данных

То есть компьютер работает с ноликами и единичками, а когда информация поступает на устройство вывода, она переводится в привычные нам образы (изображение, звук).

Подводим итог

Итак, сегодня мы вместе с сайтом IT-uroki.ru узнали, как работает компьютер. Если кратко, то компьютер получает данные с устройств ввода (клавиатура, мышь и т.д.), заносит их на жесткий диск, затем передает в оперативную память и обрабатывает с помощью процессора. Результат обработки возвращается сначала в оперативную память, затем либо на жесткий диск, либо сразу на устройства вывода (например, монитор).

Если появились вопросы, можно задать их в комментариях к этой статье.

Обо всех перечисленных в сегодняшнем уроке устройствах Вы можете узнать подробнее из последующих уроков на сайте IT-уроки. Чтобы не пропустить новые уроки – подпишитесь на новости сайта.

Копирование запрещено

Напомню, что на сайте IT-уроки есть постоянно обновляемые справочники:

Видео-дополнение

Сегодня небольшое познавательное видео о производстве процессоров.

Источник

Обработка данных осуществляется на компьютере с помощью

Заречнева Ирина Владимировна,
Николаенко Наталья Александровна,
Кощеева Светлана Михайловна,
Брыксина Елена Николаевна

Урок 10. Программная обработка данных на компьютере

учитель информатики МБОУ Червовская СОШ Николаенко Н.А.

Числовая, текстовая, графическая и звуковая информация может обрабатываться компьютером, если она представлена в двоичной знаковой системе. Информация в двоичном компьютерном коде, т.е. данные, представляет собой последовательность нулей и единиц. Данные обрабатываются компьютером в форме последовательностей электрических импульсов.

В таблице приведены примеры представления человеком и компьютером различных типов данных: числа 5, буквы «А», точки черного цвета и звука максимальной громкости.

Данные – это информация, которая обрабатывается компьютером в двоичном компьютерном коде.

Для того чтобы компьютер «знал», что ему делать с данными, как их обрабатывать, он должен получить определенную команду (инструкцию). Например: «сложить два числа»; «заменить один символ в тексте на другой.

Обычно решение задачи представляется в формеалгоритма, т.е. определенной последовательности команд. Такая последовательность команд (инструкций), записанная на «понятном» компьютеру языке, называетсяпрограммой

Программа – это последовательность команд, которую выполняет компьютер в процессе обработки данных.

Функциональная схема компьютера.

Центральным устройством компьютера, которое обрабатывает данные в соответствии с заданной программой, является процессор. Процессор обрабатывает данные в двоичном компьютерном коде в форме последовательностей электрических импульсов. Однако пользователь компьютера (человек) очень плохо понимает информацию, представленную в двоичном коде, и вообще не воспринимает ее в виде последовательностей электрических импульсов. Следовательно, в состав компьютера должны входить устройства ввода и вывода информации. Устройства ввода «переводят» информацию с языка человека на язык компьютера. Устройства вывода, наоборот, «переводят» информацию с двоичного языка компьютера в формы, доступные для человеческого восприятия.

Для того чтобы компьютер мог выполнить обработку данных по программе, программа и данные должны быть загружены в оперативную память. Процессор последовательно считывает команды программы, а также необходимые данные из оперативной памяти, выполняет команды, а затем записывает полученные данные обратно в оперативную память. В процессе выполнения программы процессор может запрашивать данные с устройства ввода и пересылать данные на устройства вывода. Однако при выключении компьютера все данные и программы в оперативной памяти стираются. Для долговременного хранения большого количества различных программ и данных используется долговременная память. Пользователь может запустить программу, хранящуюся в долговременной памяти, она загрузиться в оперативную память и начнет выполняться. Необходимые для выполнения этой программы данные, хранящиеся в долговременной памяти, будут также загружены в оперативную память. В процессе программной обработки данных на компьютере пересылка данных и программ между отдельными устройствами компьютера осуществляется по магистрали.

Закрепление изученного материла

1. Информация, обрабатываемая компьютером в виде двоичного компьютерного кода.

2. Алгоритм,записаный на языке программирования и выполняемый компьютером.

3. Центральное устройство компьютера, которое обрабатывает данные в соответствии с заданной программой

4. Какое устройство служит каналом пересылки данных и программ?

5. В состав компьютера должны входить устройства ввода и … информации

п.2.1. Практическая работа 2.2 «Форматирование внешнего накопителя». Описание работы смотрите в учебнике

Источник

Школьные учебники онлайн Удобная онлайн библиотека для школьников.

Nav view search

Навигация

Искать

Новости

Учебники

Как пользоваться:

Счетчики

Сайт участвует

2.1. Программная обработка данных на компьютере

Данные. Числовая, текстовая, графическая и звуковая информация может обрабатываться компьютером, если она представлена в двоичной знаковой системе. Информация в двоичном компьютерном коде, т. е. данные, представляет собой последовательность нулей и единиц. Данные обрабатываются компьютером в форме последовательностей электрических импульсов.

В табл. 2.1 приведены примеры представления человеком и компьютером различных типов данных: числа 5, буквы «А», точки черного цвета и звука максимальной громкости.

Данные — это информация, которая обрабатывается компьютером в двоичном компьютерном коде.

Программы. Для того чтобы компьютер «знал», что ему делать с данными, как их обрабатывать, он должен получить определенную команду (инструкцию). Например: «сложить два числа»; «заменить один символ в тексте на другой».

Обычно решение задачи представляется в форме алгоритма, т. е. определенной последовательности команд. Такая последовательность команд (инструкций), записанная на «понятном» компьютеру языке, называется программой.

Программа — это последовательность команд, которую выполняет компьютер в процессе обработки данных.

Функциональная схема компьютера. Центральным устройством компьютера, которое обрабатывает данные в соответствии с заданной программой, является процессор. Процессор обрабатывает данные в двоичном компьютерном коде в форме последовательностей электрических импульсов (нет импульса — «О», есть импульс — «1»).

Однако пользователь компьютера (человек) очень плохо понимает информацию, представленную в двоичном компьютерном коде, и вообще не воспринимает ее в виде последовательностей электрических импульсов. Следовательно, в состав компьютера должны входить устройства ввода и вывода информации. Устройства ввода «переводят» информацию с языка человека на язык компьютера. Устройства вывода, наоборот, «переводят» информацию с двоичного языка компьютера в формы, доступные для человеческого восприятия.

Для того чтобы компьютер мог выполнить обработку данных по программе, программа и данные должны быть загружены в оперативную память. Процессор последовательно считывает команды программы, а также необходимые данные из оперативной памяти, выполняет команды, а затем записывает полученные данные обратно в оперативную память. В процессе выполнения программы процессор может запрашивать данные с устройств ввода и пересылать данные на устройства вывода.

Однако при выключении компьютера все данные и программы в оперативной памяти стираются. Для долговременного хранения большого количества различных программ и данных используется долговременная память. Пользователь может запустить программу, хранящуюся в долговременной памяти, она загрузится в оперативную память и начнет выполняться. Необходимые для выполнения этой программы данные, хранящиеся в долговременной памяти, будут также загружены в оперативную память.

В процессе программной обработки данных на компьютере пересылка данных и программ между отдельными устройствами компьютера осуществляется по магистрали (рис. 2.1).

_______________________________________________________________________

Источник

Урок по теме «Программная обработка данных на компьютере»

Программная обработка данных на компьютере

дать представление о функциональном назначении устройств компьютера.

Данные ; программа ; процессор ; устройства ввода ; устройства вывода ; оперативная память ; долговременная память

Теоретические основы урока.

Виды информации: числовая, текстовая, графическая, звуковая, видео.

В состав компьютера входят процессор, оперативная память, устройства ввода, устройства вывода, долговременная память.

Анализ зачетной работы.

3. Объяснение нового материала.

Информация может обрабатывать­ ся на компьютере, если она представлена в двоичной знаковой системе (последовательностью 0 и 1).

Информация, представленная в двоичном виде, называется данными.

Для обработки информации человек обычно продумывает определенный порядок действий (алгоритм).

Для обработки данных при помощи компьютера приходится записывать специальные команды на понятном компьютеру языке.

Последовательность команд, записанная на понятном ком­ пьютеру языке, называется программой.

Значит, в состав компьютера должны входить специальные устройства, принимающие информацию от человека и преобра­ зующие ее в двоичный код. Эту роль выполняют устройства ввода информации.

Устройства ввода «переводят» информацию с языка челове­ ка в двоичный код.

Устройства вывода, наоборот, преобразуют информацию из двоичного вида в форму, понятную человеку.

Процессор может обработать данные по программе, если и программа, и данные загружены в оперативную память компь­ ютера.

Однако при выключении компьютера вся информация из оперативной памяти стирается. Для хранения данных и про­ грамм после выключения компьютера их необходимо сохранять в долговременного памяти.

Все устройства компьютера подключены к единой магист­рали, по которой осуществляется пересылка данных и программ.

Вывод: в состав компьютера должны входить процессор, оперативная память, устройства ввода, устройства вывода, долговременная память.

Процессор, оперативная память и устройства долговремен­ ной памяти встроены в системный блок компьютера, устройства ввода/вывода являются внешними и подключаются через разъе­мы на задней панели системного блока.

Ш. Вопросы для повторения:

Какие функции компьютера позволяют функционировать системе в целом?

Какие устройства должны входить в состав компьютера? В чем особенности оперативной и долговременной памяти?

Домашнее задание: § 2.1. По возможности принести прайс-листы некоторых компьютерных фирм (или объявления из газет, Интернет- магазинов).

Источник

РЕФЕРАТ

ПРИНЦИПЫ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ КОМПЬЮТЕРОМ

ИНФОРМАТИКА

38.02.07 Банковское дело

Обучающаяся

Оценка
за выполнение и защиту __________________________

Руководитель       

2021

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1.   РАССМОТРЕТЬ ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ПЕРСОНАЛЬНОГО
КОМПЬЮТЕРА

2.   КАК УСТРОЕН ПЕРСОНАЛЬНЫЙ КОМПЬЮТЕР (ПК)

3. ПОНЯТИЕ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПК И
ЕГО КЛАССИФИКАЦИЯ

4. ПОНЯТИЕ АЛГОРИТМА И ПРОГРАММНЫЙ ПРИНЦИП
РАБОТЫ КОМПЬЮТЕРА

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ

Мы давно уже привыкли к персональным
компьютерам (ПК). Включаем их и работаем, нимало не задумываясь над тем, как
они устроены и как происходит обработка информации на компьютере.

Принципы обработки информации
компьютером остаются неизменными на протяжении долгих лет, особенно, если
учесть скоротечность модернизации информационной и компьютерной отраслей.

Для того, чтоб обработать введенную
информацию в компьютер, необходимо, чтобы в машине существовали нужные
определенные алгоритмы работы и обработки. Если их не будет, то информация
преобразовываться не будет. Компьютер должен быть снабжен такими алгоритмами и
должен уметь их применять к вводимой информации с тем, чтобы «правильно»
преобразовывать ее в выходные данные.

Компьютер для того и создан, чтоб
пользователи имели доступ к быстрой обработке данных и ее преобразованию. Все
устройство компьютера обусловлено требованием обработки информации в кратчайшие
сроки, наиболее быстрым способом.

Главной целью исследования в моей
работе является изучения систем принципа обработки информации компьютера.

В соответствии с выбранной целью были
поставлены следующие задачи:

—                  
Рассмотреть принцип действия персонального
компьютера;

—                  
Изучить строение персонального компьютера;

—                  
Рассмотреть понятие программного обеспечения
персонального компьютера и его классификации;

Методы исследования: анализ нормативных
и литературных источников, а также изучение публикаций в средствах массовой
информации.

Предметом исследования является
компьютер.

Объектом исследования являются
принципы обработки информации.

1.                
РАССМОТРЕТЬ ПРИНЦИП
ДЕЙСТВИЯ ПЕРСОНАЛЬНОГО КОМПЬЮТЕРА

Компьютер содержит устройства
обработки и периферийные устройства, взаимодействие и работа которых происходит
под управлением программ.

Компьютер – электронная машина, так
как состоит из электронных схем, вычислительная машина — так как обрабатывает
информацию в цифровой форме, выполняя вычисления, численные арифметические и
логические операции без вмешательства человека. Цифровая форма представления
любых данных обеспечивает компьютеру такое свойство, как универсальность,
пригодность для решения разнообразных задач.

Компьютер принимает информацию в
форме цифровых данных и работает с ней на основе программы, то есть
последовательности команд обработки данных. Программа может быть неизменной
(встроенной в компьютер с помощью логической схемы) или заменяемой
(установленной на компьютере, загружаемой). В современных компьютерах есть оба
типа программ. Результат работы компьютера должен быть сохранен или передан
устройству вывода информации.

Процессор – является главным
элементом компьютера и обеспечивает обработку информации любого типа, а также
управление всеми остальными устройствами. Процессор
берет все необходимые данные из оперативной памяти. Это устройство направлено
на временное хранение, как входящей, так и выходящей информации.

Там же в оперативной памяти находится
и место для хранения промежуточных данных, формируемых в процессе обработки
информации. Таким образом, процессор как получает данные из оперативной памяти,
так и записывает обработанные данные в оперативную.

Сопроцессор или сопроцессор (СП) –
вспомогательный процессор, специализирующийся на операциях какого-либо типа,
например, на арифметических или графических. Может отсутствовать, тогда он
должен быть или встроен в процессор или имитирован программным путем.

Оперативное запоминающее устройство
(ОЗУ) – устройство, хранящее информацию только при наличии питания. При
отключении питания информация пропадает и не восстанавливается.

Постоянное запоминающее устройство –
устройство, хранящее информацию независимо от наличия питания.

Кэш-память – специальная
быстродействующая память, выделенная для работы с медленно работающими
устройствами для ускорения процесса передачи информации. Первые Кеши работали с
жесткими дисками. Часть данных с дисков, к которым наиболее часто обращается
пользователь, помещается в Кэш-память и в дальнейшем работа происходит не с
диском, а Кэш-памятью. Только после окончания работы с указанными данными
информация из Кеш-памяти записывается на диск. Кэш-память бывает выполнена в
виде отдельного устройства или встроена в процессор.

CMOS-память – специальная память с
малым потреблением энергии, в которой хранится информация о параметрах всех
основных устройств компьютера. Эта память питается от специальной батарейки,
размещенной на системной плате. Потеря данных из памяти парализует работу
компьютера.

В компьютерной системе обработка и
обмен данными выполняется при условии совместимости устройств и программ разных
производителей (передать на монитор, принтер; получить от клавиатуры, мыши,
модема; работать с диском).

Интерфейс – в широком смысле
определенная стандартами граница между взаимодействующими объектами. Интерфейс
задает параметры, процедуры и характеристики взаимодействия объектов
вычислительной система, выполняющих разные функции. Электрические параметры
устройств, команды программ должны быть согласованы, чтобы правильно
обмениваться информацией, не конфликтовать, иногда для этого применяется
промежуточное устройство или программа интерфейса.

Аппаратный интерфейс – сопряжение, совместимость
устройств компьютера с помощью адаптеров. Например, видеоадаптер (устройство
управления монитором) преобразует цифровые данные в аналоговые сигналы –
меняющееся напряжение, управляющее цветом точек экрана.

Аппаратно-программный интерфейс – совместимость
программ с устройствами компьютера с помощью операционной системы. Способствует
взаимодействию с пользователем.

Стандарты и параметры спецификации,
интерфейса устройств и программного обеспечения стали открыто публиковаться (не
технология производства), компьютерная система стала «открытой».

Открытая система – вычислительная
среда из аппаратных и программных продуктов и технологий, разработанных в
соответствии с общедоступными и общепринятыми (международными) стандартами.
Обязательные свойства открытых систем:

—                  
переносимость – возможность переносить
информацию и ПО между различными платформами;

—                  
совместимость компонентов (устройств) от
различных производителей при конструировании, сборке и работе;

—                  
масштабируемость – сохранение инвестиций в
информацию и ПО при переходе на более мощную аппаратуру;

—                  
доступность программного и аппаратного
обеспечения для развития и перестройки структуры.

организации графического
взаимодействия с пользователем, в частности для совместного ввода информации с
помощью мыши и клавиатуры.

2.                
КАК УСТРОЕН ПЕРСОНАЛЬНЫЙ КОМПЬЮТЕР (ПК)

Современные электронные
вычислительные машины (ЭВМ) бывают самыми разными: от больших, занимающих целый
зал, до маленьких, помещающихся на столе, в портфеле и даже в кармане. Разные
ЭВМ используются для разных целей. Сегодня самым массовым видом ЭВМ являются
персональные компьютеры. Персональные компьютеры (ПК) предназначены для личного
(персонального) использования.

Несмотря на разнообразие моделей ПК,
в их устройстве существует много общего.

Основные устройства ПК. Основной
«деталью» персонального компьютера является микропроцессор (МП). Это
миниатюрная электронная схема, созданная путем очень сложной технологии,
выполняющая функцию процессора ЭВМ.

Персональный компьютер представляет
собой набор взаимосвязанных устройств. Главным в этом наборе является системный
блок. В системном блоке находится «мозг» машины: микропроцессор и
внутренняя память. Там же помещаются: блок электропитания, дисководы,
контроллеры внешних устройств. Системный блок снабжен внутренним вентилятором
для охлаждения.

Системный блок обычно помещен в
металлический корпус, с наружной стороны которого имеются: клавиша включения
электропитания, щели для установки сменных дисков и дисковые устройства,
разъемы для подключения внешних устройств.

К системному блоку подключены
клавишное устройство (клавиатура), монитор (другое название — дисплей) и мышь
(манипулятор). Иногда используются другие типы манипуляторов: джойстик, трекбол
и пр. Дополнительно к ПК могут быть подключены: принтер (устройство печати),
модем (для выхода на телефонную линию связи) и другие устройства

3. ПОНЯТИЕ ПРОГРАММНОГО
ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПК И ЕГО КЛАССИФИКАЦИЯ

Программное обеспечение (ПО) – набор
программ и подпрограмм (вспомогательных, подчиненных работе основных программ),
обеспечивающих обработку или передачу данных, полноценную работу компьютера. По
предназначено для многократного использования и применения разными
пользователями. Это информационная компонента компьютера в отличие от устройств
– физической, аппаратной компоненты.

Программа – полной, достаточный набор
команд, выполнение которых заставляет компьютер вести себя определенным образом
и за конечное число шагов решить конкретную задачу.

Без программ компьютер бесполезен.
Программа на языке программирования или в машинном коде описывает действия,
которые компьютер должен выполнить в виде точной и подробной последовательности
команд обработки данных. Программа подобна рецепту:

Содержит список ингредиентов (так
называемых переменных) и команд (инструкций), которые указывают компьютеру
действия с переменными. Переменные могут представлять числа, текст, графические
изображения.

По назначению программное обеспечение
подразделяется на системное, прикладное и инструментальное.

Системные программы – это программы
общего пользования для управления ресурсами компьютера: центральным
процессором, памятью, вводом и выводом данных, поддержания работоспособности
системы обработки информации, повышения эффективности ее использования.

Различают системные управляющие и системные
обслуживающие программы.

Операционная система – большой набор
программ, которые управляют работой компьютерных устройств и обеспечивают их
взаимодействие в целом как системы, координируют коммуникацию (связь)
компьютеров и других устройств, объединенных в сети, а пользователям и
прикладным программам предоставляют интерфейс – средство взаимодействия с
компьютером, ресурсами (запускают прикладные программы, ведут диалог с
пользователем).

Сетевые операционные системы
обслуживают работу компьютеров в сети (примеры: Microsoft Windows XP, Windows
98, Linux, Macintosh).

Драйвер устройства — программа,
позволяющая конкретному устройству, такому, как модем, клавиатура, мышь,
монитор, видеоплата, сканер или принтер, взаимодействовать с операционной
системой. Установленное в системе устройство должно быть распознано
операционной системой, то есть должны быть выполнены автоматически или вручную
установка и настройка драйвера устройства.

В отличие от прикладных программ,
которые пользователь запускает сам, драйверы устройств загружаются
автоматически при включении компьютера и выполняются, оставаясь невидимыми.
Драйверы не сами управляют устройствами, а воплощают командные указания
прикладных программ и самой операционной системы в команды, понятные устройству
конкретного изготовителя.

Программное обслуживания – системная
(сервисная, служебная) программа для оказания услуг общего характера
пользователям и обслуживающему персоналу системы обработки информации, обычно
связанных с управлением ресурсами компьютера.

Программы диагностики – проверяют
свойства (параметры) и работу устройств, компьютера, запускают тесты для выявления
неисправностей в системе.

Программы обслуживания дисков –
исправляют ошибки размещения данных на диске, обеспечивают более быстрый доступ
к данным на диске за счет оптимизации размещения. Выполняют сжатие данных.
Резервируют (дублируют) информацию с диска на иной накопитель: магнитную ленту
или другой сетевой диск.

Файловые менеджеры – обеспечивают
пользователю удобный доступ к файлам и папкам компьютера.

Программы — упаковщики файлов
(архиваторы) – сжимают информацию одного или нескольких файлов в новый
(архивный) файл меньшого размера. Распаковывают содержимое архивного файла в
исходную информацию.

Антивирусные программы – защищают
систему от вредоносных программ: ведут профилактику, диагностируют и лечат,
ликвидируют последствия заражения (Антивирус Касперского AVP).

Такие приложения, как текстовый
процессор, табличный процессор, система управления базами данных, являются
прикладными программами и не связаны непосредственно с управлением ресурсами.

Прикладная программа (или приложение)
предназначена для обработки данных в определенной области применения.
Непосредственно выполняет функции, необходимые пользователям, решает
практическую задачу. Например, программы текстовая, графическая, техническая,
научная бухгалтерская, инвентаризации, управления базами данных.

Офисные программы готовят текстовые
документы, осуществляют расчеты массивов числовых данных, создают электронные
документы для печати и чтения с экрана.

Графические программы готовят и
обрабатывают изображения, редактируют, повышают качество, сканируют и печатают
графические файлы, оптимизируют их размер, создают движущиеся изображения.

Программы сканирования и
распознавания оцифровывают изображения, полученные со сканера, выделяют
рисунки, распознают текст из графических изображений после сканирования,
преобразуют в файл документа.

Статистические программы анализируют
массивы числовых данных с выдачей статистических показателей.

Финансовые и бухгалтерские программы
предназначены для бухгалтерского учета на крупных, средних и мелких
предприятиях, учета личных и семейных расходов.

4. ПОНЯТИЕ АЛГОРИТМА И
ПРОГРАММНЫЙ ПРИНЦИП РАБОТЫ КОМПЬЮТЕРА

Алгоритм – это точное однозначное
описание процесса вычислений на компьютере последовательным набором правил
(команд), следуя которым путем преобразования исходных данных будет получен
определяемый этими данными результат.

В качестве исполнителя алгоритмов
можно рассматривать человека, любые технические устройства, среди которых
особое место занимает компьютер. Компьютер может выполнять только точно
определенные операции, в отличии от человека, получившего команду и имеющего
возможность сориентироваться в ситуации.

Алгоритм обладает следующими
свойствами.

—                  
Дискретность — указывает, что любой
алгоритм должен состоять из конкретных действий, следующих в определенном
порядке.

—                  
Детерминированность — указывает, что любое
действие алгоритма должно быть строго и недвусмысленно определено в каждом
случае.

—                  
Конечность — определяет, что каждое
действие в отдельности и алгоритм в целом должны иметь возможность завершения.

—                  
Результативность — требует, чтобы в алгоритме
не было ошибок, т.е. при точном исполнении всех команд процесс решения задачи
должен прекратиться за конечное число шагов и при этом должен быть получен
ответ.

—                  
Массовость — заключается в возможности
применения алгоритма к целому классу однотипных задач, различающихся
конкретными значениями исходных данных (разработка в общем виде).

Способы описания алгоритмов

—                  
словесный (на естественном языке);

—                  
графический (с помощью стандартных
графических объектов (геометрических фигур));

—                  
программный (с помощью языков
программирования)

Несмотря на разнообразие компьютеров
в современном мире, все они строятся по единой принципиальной схеме, основанной
на фундаменте идеи программного управления Чарльза Бэббиджа (середина XIX в).
Эта идея была реализована при создании первой ЭВМ ENIAC в 1946 году коллективом
учёных и инженеров под руководством известного американского математика Джона
фон Неймана, сформулировавшего следующие общие принципы:

1.                
Принцип программного управления. Из него
следует, что программа состоит из набора команд, которые выполняются
процессором автоматически друг за другом в определенной последовательности.

2.                
Принцип однородности памяти. Программы и
данные хранятся в одной и той же памяти. Поэтому компьютер не различает, что
хранится в данной ячейке памяти — число, текст или команда. Над командами можно
выполнять такие же действия, как и над данными. Это открывает целый ряд
возможностей. Например, программа в процессе своего выполнения также может
подвергаться переработке, что позволяет задавать в самой программе правила
получения некоторых ее частей.

3.                
 Принцип адресности. Структурно основная
память состоит из пронумерованных ячеек; процессору в произвольный момент
времени доступна любая ячейка. Отсюда следует возможность давать имена областям
памяти, так, чтобы к запомненным в них значениям можно было впоследствии
обращаться или менять их в процессе выполнения программ с использованием
присвоенных имен.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В современном мире компьютер считают
универсальным преобразователем информации. Тексты на естественных языках и
числа, математические и специальные символы – одним словом все, что в быту или
в профессиональной деятельности может быть необходимо человеку, должно иметь
возможность быть введенным в компьютер.

В силу безусловно приоритета двоичной
системы счисления при внутреннем представлении информации в компьютере
кодирование «внешних» символов основывается на сопоставлении каждому из них
определенной группы двоичных знаков. При этом из соображений удобства кодирования-декодирования
следует пользоваться двоичными группами равной длины.

В памяти машины не существует
принципиального различия между закодированной информации различных типов. Над
всеми типами видами данных, включая дополнительно и саму программу, процессор
способен производить арифметические, логические и прочие операции, которые
содержатся в системе его команд.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Основной
функцией компьютера является обработка
информации. Выше была рассмотрена
аппаратная реализация компьютера.
Рассмотрим теперь, каким образом
компьютер обрабатывает информацию.

В
50-60-е годы, когда компьютер еще назывался
ЭВМ (электронно-вычислительная машина),
он мог только вычислять. Процесс
обработки информации состоял в операциях
над числовыми данными.

В
70-е годы компьютер «научился»
работать с текстом. Пользователь получил
возможность редактировать и форматировать
текстовые документы. В настоящее время
большая часть компьютеров и большая
часть времени используется для работы
именно с текстовыми данными.

В
80-е годы появились первые компьютеры,
способные работать с графической
информацией. Сейчас компьютерная
графика широко используется в деловой
графике (построение диаграмм, графиков
и так далее), в компьютерном моделировании,
при подготовке презентаций, при создании
Web-сайтов, в рекламе на телевидении, в
анимационном кино и так далее. Применение
компьютеров для обработки графических
данных постоянно расширяется.

В
90-е годы компьютер получил возможность
обрабатывать звуковую информацию.
Любой пользователь современного
персонального компьютера может
воспользоваться стандартными приложениями
Windows для прослушивания, записи и
редактирования звуковых файлов. Работа
со звуковыми данными является неотъемлемой
частью мультимедиа технологии.

Для
того чтобы числовая, текстовая,
графическая и звуковая информация
могли обрабатываться на компьютере,
они должны быть представлены в форме
данных. Данные хранятся и обрабатываются
в компьютере на машинном языке, то есть
в виде последовательностей нулей и
единиц.

Информация,
представленная в компьютерной форме
(на машинном языке) и обрабатываемая
на компьютере, называется данными.

Для
того чтобы процессор компьютера «знал»,
что ему делать с данными, как их
обрабатывать, он должен получить
определенную команду (инструкцию).
Такой командой может быть, например,
«сложить два числа» или «заменить
один символ на другой».

Обычно
для решения какой-либо задачи процессору
требуется не единичная команда, а их
последовательность. Такая последовательность
команд (инструкций) называется программой.

Последовательность
команд, которую выполняет компьютер в
процессе обработки данных, называется
программой.

На
заре компьютерной эры, в 40-50-е годы,
программы разрабатывались непосредственно
на машинном языке, то есть на том языке,
который «понимает» процессор.
Такие программы представляли собой
очень длинные последовательности нулей
и единиц, в которых человеку разобраться
было очень трудно.

В
60-е годы началась разработка языков
программирования высокого уровня
(Алгол, Фортран, Basic, Pascal и др.), которые
позволили существенно облегчить работу
программистов. В настоящее время с
появлением систем визуального
программирования (Visual Basic, Delphi и др.)
создание программ стало доступно даже
для начинающих пользователей компьютера.

В
течение нескольких десятилетий
создавались программы, необходимые
для обработки различных данных.
Совокупность необходимых программ
составляет программное обеспечение
компьютера.

Таким
образом, для обработки данных на
компьютере необходимо иметь не только
аппаратное обеспечение компьютера,
так называемое hardware, но и программное
обеспечение, так называемое software.

Программная
обработка данных на компьютере
реализуется следующим образом. После
запуска на выполнение программы,
хранящейся во внешней долговременной
памяти, она загружается в оперативную
память.

Процессор
последовательно считывает команды
программы и выполняет их. Необходимые
для выполнения команды данные загружаются
из внешней памяти в оперативную и над
ними производятся необходимые операции.
Данные, полученные в процессе выполнения
команды, записываются процессором
обратно в оперативную или внешнюю
память.

В
процессе выполнения программы процессор
может запрашивать данные с устройств
ввода информации и пересылать данные
на устройства вывода информации

12.принципы
процедурного программировния

Процедурное
(императивное) программирование является
отражением архитектуры традиционных
ЭВМ, которая была предложена фон Нейманом
в 40-х годах. Теоретической моделью
процедурного программирования служит
алгоритмическая система под названием
«машина Тьюринга».

Программа
на процедурном языке программирования
состоит из последовательности операторов
(инструкций), задающих процедуру решения
задачи. Основным является оператор
присваивания, служащий для изменения
содержимого областей памяти. Концепция
памяти как хранилища значений, содержимое
которого может обновляться операторами
программы, является фундаментальной
в императивном программировании.

Выполнение
программы сводится к последовательному
выполнению операторов с целью
преобразования исходного состояния
памяти, то есть значений исходных
данных, в заключительное, то есть в
результаты. Таким образом, с точки
зрения программиста имеются программа
и память, причем первая последовательно
обновляет содержимое последней.

Синтаксис
и языковые конструкции

Паскаль,
в его первоначальном виде, представляет
собою чисто процедурный язык и включает
в себя множество Алголоподобных структур
и конструкций с зарезервированными
словами наподобие if, then, else, while, for, и т.
д. Тем не менее, Паскаль также содержит
большое количество возможностей для
структурирования информации и абстракций,
которые отсутствуют в изначальном
Алголе-60, такие как определение типов,
записи, указатели, перечисления, и
множества. Эти конструкции были частично
унаследованы или инспирированы от
языков Симула-67, Алгол-68, созданного
Никлаусом Виртом AlgolW и предложены
Хоаром. В современных диалектах (Free
Pascal) доступны такие операции как
перегрузка операторов и функций.

Передача
параметров

В
стандарте языка Паскаль передача
параметров
может производиться двумя способами
— по значению и по ссылке. Параметры,
передаваемые по значению, называют
параметрами-значениями, передаваемые
по ссылке — параметрами-переменными.
Последние отличаются тем, что в заголовке
процедуры (функции) перед ними ставится
служебное слово var.

При
первом способе (передача по значению)
значения фактических параметров
копируются в соответствующие формальные
параметры. При изменении этих значений
в ходе выполнения процедуры (функции)
исходные данные (фактические параметры)
измениться не могут. Поэтому таким
способом передают данные только из
вызывающего блока в подпрограмму (т.е.
входные параметры). При этом в качестве
фактических параметров можно использовать
и константы, и переменные, и выражения.

При
втором способе (передача по ссылке) все
изменения, происходящие в теле процедуры
(функции) с формальными параметрами,
приводят к немедленным аналогичным
изменениям соответствующих им фактических
параметров. Изменения происходят с
переменными вызывающего блока, поэтому
по ссылке передаются выходные параметры.
При вызове соответствующие им фактические
параметры могут быть только переменными.

Выбор
способа передачи параметров при создании
процедуры (функции) происходит в
соответствии со сказанным выше: входные
параметры нужно передавать по значению,
а выходные — по ссылке. Практически это
сводится к расстановке в заголовке
процедуры (функции) описателя var при
всех параметрах, которые обозначают
результат работы подпрограммы. Однако,
в связи с тем, что функция возвращает
только один результат, в ее заголовке
использовать параметры-переменные не
рекомендуется.

Рекурсивные
функции и процедуры

В
простейшем варианте процедура (функция)
считается рекурсивной, если она пытается
вызвать сама себя. Математики нередко
прибегают к рекурсивному определению
функций:

n!
= n*(n-1)!

Естественно,
что при таком хождении «по кругу»
должно быть предусмотрено условие
выхода, иначе вычислительный процесс
может продолжаться бесконечно долго.
В примере с факториалом тело процедуры
на Паскале может выглядеть следующим
образом:

if
n < 2 then fact:=l else fact:=n*fact(n-1);

В
более сложных вариантах рекурсивная
процедура входит в состав двух или
более процедур, последняя из которых
вновь обращается к начальной:

А
-> В -> А -> В -> А …

В
язык Паскаль, требующий описать любой
объект до его использования, пришлось
включить специальное опережающее
объявление рекурсивных процедур,
сопровождаемое служебным словом
forward:

{
Опережающее объявление первой в цепочке
процедуры А }

procedure
А(<список параметров>);

forward;
{ Описание последней в цепочке рекурсивной
процедуры В }

procedure
В(<список параметров>);

begin

А(…);
{ Вызов рекурсивной процедуры А }

end;
{ Описание первой в цепочке рекурсивной
процедуры А }

procedure
A; { Здесь можно не повторять список
аргументов } begin

В
(…); { Вызов рекурсивной процедуры В }
end;

Несмотря
на все изящество рекурсивных программ,
их работа сопряжена с повышенными
затратами машинного времени и ресурсов
по памяти. При каждом новом вызове
рекурсивной процедуры приходится
сохранять значения всех ее локальных
переменных и выделять новые участки
памяти для очередной порции локальных
данных. Как правило, рекуррентный
алгоритм с большими или меньшими
усилиями можно превратить в обычный
циклический процесс. Например, фрагмент
программы, вычисляющей n!, может выглядеть
следующим образом:

Р
= =1;

for
i:=l to n do p:=p*i;

fact:=p;

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #

Файлы ОС хранятся во внешней, долговременной памяти компьютера (на жестком, гибком или лазерном диске). Однако программы могут выполняться, только если они находятся в оперативной памяти, поэтому файлы ОС необходимо загрузить в оперативную память.

Числовая, текстовая, графическая и звуковая информация может обрабатываться компьютером, если она представлена в двоичной знаковой системе. Информация в двоичном компьютерном коде представляет собой последовательность нулей и единиц, т.е. данные. Для обработки в компьютере данные представляются в форме последовательности электрических импульсов.

Для того чтобы компьютер «знал», что ему делать с данными, как их обрабатывать, он должен получить определенную команду (инструкцию). Например, «сложить два числа» или «заменить один символ в тексте на другой».

Обычно решение задачи представляется в форме алгоритма, т.е. определенной последовательности команд. Такая последовательность команд (инструкций), записанная на «понятном» компьютеру языке, называется программой.

Б12. Программное обеспечение компьютера, состав и структура. Назначение операционной системы. Командное взаимодействие пользователя с компьютером. Графический пользовательский интерфейс.

Программное обеспечение — это совокупность программ для создания, обработки, изменения, удаления информации и программных документов, необходимых для этих программ. Программное обеспечение является одним из видов обеспечения вычислительных систем, наряду с техническим (аппаратным – «железо»), математическим, информационным и пр.

Виды программного обеспечения (ПО)
Системное ПО -обеспечивает согласованное взаимодействие устройств компьютера и создает условия для выполнения остальных программ.	Прикладное ПО -это программы, непосредственно предназначенные для удовлетворения потребностей пользователя.	Инструментальное ПО -средства автоматизации разработки компьютерных программ, то есть инструменты программиста. Инструментальное ПО — это разновидность прикладного ПО (оно является прикладным для разработчика).
Виды системного ПО:· Операционная система,· драйверы, кодеки,· программы для обслуживания компьютера (утилиты),· программы для защиты, антивирусы	Виды:· текстовые и графические редакторы;· программы работы с электронными таблицами;· системы управления базами данных;· средства просмотра web-страниц;· обучающие системы, электронные энциклопедии, игры;· специализированные программные системы, предназначенные для автоматизации определенного вида профессиональной деятельности, например, банковские системы, системы управления транспортными перевозками, системы геометрического моделирования в машиностроении.	Виды:· системы программирования для различных языков.

Операционная система (ОС) обеспечивает совместное функционирование всех устройств компьютера и предоставляет пользователю доступ к его ресурсам.

Без ОС компьютер не может работать в принципе и является лишь набором отдельных аппаратных устройств (процессор, память и т.д.).

Состав операционной системы:

Файлы ОС хранятся во внешней, долговременной памяти компьютера (на жестком, гибком или лазерном диске). Однако программы могут выполняться, только если они находятся в оперативной памяти, поэтому файлы ОС необходимо загрузить в оперативную память.

Диск (жесткий, гибкий или лазерный), на котором находятся файлы ОС и с которого производится ее загрузка, называется системным.

Статьи к прочтению:

Принцип работы ПК

Похожие статьи:

Реферат Учебная дисциплина Информационные технологии в профессиональной деятельности Тема: Классификация программного обеспечения Работу выполнила:…

2.1. Что такое компьютер? Компьютер (англ. computer — вычислитель) представляет собой программируемое электронное устройство, способное обрабатывать…

Этим термином принято характеризовать совокупность правил, процедурных наборов, программных компонентов, официальной сопроводительной документации, позволяющей обрабатывать данные и реализовывать заявленную функциональность системы.

Программное обеспечение

Этим термином принято характеризовать совокупность правил, процедурных наборов, программных компонентов, официальной сопроводительной документации, позволяющей обрабатывать данные и реализовывать заявленную функциональность системы.

Разбираясь, в чем суть программного принципа работы компьютера, важно учитывать, что ПО и аппаратная структура постоянно находятся в тесной взаимосвязи, функциональность одной определяется чёткостью работы другого. ПО, применяемое на современных ЭВМ, зависит от технических параметров и именуется программной конфигурацией.

3. Принцип однородности памяти. Программы и данные хранятся в одной и той же памяти. Поэтому компьютер не различает, что хранится в данной ячейке памяти — число, текст или команда. Над командами можно выполнять такие же действия, как и над данными.

Принципы обработки информации компьютером. Арифметические и логические основы работы компьютера. Алгоритмы и способы их описания. Компьютер как исполнитель команд. Программный принцип работы компьютера. Примеры компьютерных моделей различных процессов

Схема устройства компьютера

Схема устройства компьютера впервые была предложена в 1946 году американским ученым Джоном фон Нейманом. Дж. фон Нейман сформулировал основные принципы работы ЭВМ, которые во многом сохранились и в современных компьютерах.

Основу компьютеров образует аппаратура, построенная, в основном, с использованием электронных и электромеханических элементов и устройств.

Принцип действия компьютеров состоит в выполнении программ — заранее заданных, четко определённых последовательностей арифметических, логических и других операций

Программа – это указание на последовательность действий (команд), которую должен выполнить компьютер, чтобы решить поставленную задачу обработки информации.

Команда — это описание элементарной операции, которую должен выполнить компьютер.

Этот принцип обеспечивает универсальность использования компьютера.

Та часть процессора, которая выполняет команды, называется арифметико-логическим устройством (АЛУ), а другая его часть, выполняющая функции управления устройствами, называется устройством управления (УУ).

Центральный процессор — это основной рабочий компонент компьютера, который выполняет арифметические и логические операции, заданные программой, управляет вычислительным процессом и координирует работу всех устройств компьютера.

Функции процессора:

• обработка данных по заданной программе путем выполнения арифметических и логических операций;
• программное управление работой устройств компьютера.

Функции памяти:

• приём информации из других устройств;
• запоминание информации;
• выдача информации по запросу в другие устройства машины.

Принципы фон-Неймана:

1. Принцип программного управления. Программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определённой последовательности.

2. Принцип адресности. Основная память состоит из перенумерованных ячеек; процессору времени доступна любая ячейка.

3. Принцип однородности памяти. Программы и данные хранятся в одной и той же памяти. Поэтому компьютер не различает, что хранится в данной ячейке памяти — число, текст или команда. Над командами можно выполнять такие же действия, как и над данными.

Таким образом, компьютер представляет собой совокупность устройств и программ, управляющих работой этих устройств.

Принцип работы компьютера:

· С помощью внешнего устройства в память компьютера вводится программа.

· Устройство управления считывает содержимое ячейки памяти, где находится первая инструкция (команда) программы и организует ее выполнение. Команда может задавать:

o выполнение логических или арифметических операций;

o чтение из памяти данных для выполнения арифметических или логических операций;

o запись результатов в память;

o ввод данных из внешнего устройства в память;

o вывод данных из памяти на внешнее устройство.

· Устройство управления начинает выполнение команды из ячейки памяти, которая находится непосредственно за только что выполненной командой. Однако этот порядок может быть изменен с помощью команд передачи управления (перехода). Эти команды указывают устройству управления, что ему необходимо продолжить выполнение программы, начиная с команды, содержащейся в иной ячейки памяти.

· Результаты выполнения программы выводятся на внешнее устройство компьютера.

· Компьютер переходит в режим ожидания сигнала от внешнего устройства.

Решение разного рода задач основано на пошаговом исполнении алгоритма.

Алгоритм – точное предписание, состоящее из последовательности действий для некоторого исполнителя, ведущих к решению задачи за конечное число шагов.

Процесс составления алгоритмов называют алгоритмизацией.

Дата добавления: 2014-01-03 ; Просмотров: 9699 ; Нарушение авторских прав?

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Базовой аппаратной конфигурацией персонального компьютера называют минимальный комплект аппаратных средств, достаточный для начала работы с компьютером. С течением времени понятие базовой конфигурации постепенно меняется.

Главная > Реферат >Информатика

Программный принцип работы ПК

По своему назначению компьютер — это универсальный прибор для работы с информацией. По принципам своего устройства компьютер — это модель человека, работающего с информацией.

Персональный компьютер (ПК) — это компьютер, предназначенный для обслуживания одного рабочего места. По своим характеристикам он может отличаться от больших ЭВМ, но функционально способен выполнять аналогичные операции. По способу эксплуатации различают настольные (desktop), портативные (laptop и notebook) и карманные (palmtop) модели ПК.

Совокупность аппаратных средств компьютера называют его аппаратной конфигурацией.

Когда программа находится в активном состоянии, содержательная часть ее данных рассматривается как команды, согласно которым работают аппаратные средства компьютера. Чтобы изменить порядок их работы, достаточно прервать исполнение одной программы и начать исполнение другой, содержащей иной набор команд.

Совокупность программ, хранящихся на компьютере, образует его программное обеспечение. Совокупность программ, подготовленных к работе, называют установленным программным обеспечением. Совокупность программ, работающих в тот или иной момент времени, называют программной конфигурацией.

Устройство компьютера. Любой компьютер (даже самый большой)состоит из четырех частей:

устройства ввода информации

устройства обработки информации

устройства вывода информации.

Конструктивно эти части могут быть объединены в одном корпусе размером с книгу или же каждая часть может состоять из нескольких достаточно громоздких устройств

Базовая аппаратная конфигурация ПК

Базовой аппаратной конфигурацией персонального компьютера называют минимальный комплект аппаратных средств, достаточный для начала работы с компьютером. С течением времени понятие базовой конфигурации постепенно меняется.

Чаще всего персональный компьютер состоит из следующих устройств:

Дополнительно могут подключатся другие устройства ввода и вывода информации, например звуковые колонки, принтер, сканер.

Внутренние устройства персонального компьютера.
Внутренними считаются устройства, располагающиеся в системном блоке. Доступ к некоторым из них имеется на лицевой панели, что удобно для быстрой смены информационных носителей, например гибких магнитных дисков. Разъемы некоторых устройств выведены на заднюю стенку — они служат для подключения периферийного оборудования. К некоторым устройствам системного блока доступ не предусмотрен — для обычной работы он не требуется.

Единственное устройство, о существовании которого процессор «знает от рождения», — оперативная память — с нею он работает совместно. Оттуда поступают данные и команды. Данные копируются в ячейки процессора (они называются регистрами), а потом преобразуются в соответствии с содержанием команд. Более полную картину того, как процессор взаимодействует с оперативной памятью, вы получите в главах, посвященных основам программирования.

Оперативная память. Оперативную память можно представить как обширный массив ячеек, в которых хранятся числовые данные и команды в то время, когда компьютер включен. Объем оперативной памяти измеряется в миллионах байтов — мегабайтах (Мбайт).

Процессор может обратиться к любой ячейке оперативной памяти (байту), поскольку она имеет неповторимый числовой адрес. Обратиться к индивидуальному биту оперативной памяти процессор не может, так как у бита нет адреса. В то же время, процессор может изменить состояние любого бита, но для этого требуется несколько действий.

Видеоадаптер. Видеоадаптер — внутреннее устройство, устанавливаемое в один из разъемов материнской платы. В первых персональных компьютерах видеоадаптеров не было. Вместо них в оперативной памяти отводилась небольшая область для хранения видеоданных. Специальная микросхема (видеоконтроллер) считывала данные из ячеек видеопамяти и в соответствии с ними управляла монитором.

В некоторых моделях материнских плат функции видеоадаптера выполняют микросхемы чипсета — в этом случае говорят, что видеоадаптер интегрирован с материнской платой. Если же видеоадаптер выполнен в виде отдельного устройства, его называют видеокартой. Разъем видеокарты выведен на заднюю стенку. К нему подключается монитор.

Жесткий диск. Поскольку оперативная память компьютера очищается при отключении питания, необходимо устройство для длительного хранения данных и программ. В настоящее время для этих целей широко применяют так называемые жесткие диски.
Принцип действия жесткого диска основан на регистрации изменений магнитного поля вблизи записывающей головки.

Основным параметром жесткого диска является емкость, измеряемая в гигабайтах (миллиардах байтов), Гбайт. Средний размер современного жесткого диска составляет 80 — 160 Гбайт, причем этот параметр неуклонно растет.

Дисковод гибких дисков. Для транспортировки данных между удаленными компьютерами используют так называемые гибкие диски. Стандартный гибкий диск (дискета) имеет сравнительно небольшую емкость 1,44 Мбайт. По современным меркам этого совершенно недостаточно для большинства задач хранения и транспортировки данных, но низкая стоимость носителей и высокая степень готовности к работе сделали гибкие диски самыми распространенными носителями данных.

Для записи и чтения данных, размещенных на гибких дисках, служит специальное устройство — дисковод. Приемное отверстие дисковода выведено на лицевую панель системного блока.

Дисковод CD-ROM. Для транспортировки больших объемов данных удобно использовать компакт-диски CD-ROM. Эти диски позволяют только читать ранее записанные данные — производить запись на них нельзя. Емкость одного диска составляет порядка 650-700 Мбайт.

Принцип хранения данных на компакт-дисках не магнитный, как у гибких дисков, а оптический.

Коммуникационные порты. Для связи с другими устройствами, например принтером, сканером, клавиатурой, мышью и т. п., компьютер оснащается так называемыми портами. Порт — это не просто разъем для подключения внешнего оборудования, хотя порт и заканчивается разъемом. Порт — более сложное устройство, чем просто разъем, имеющее свои микросхемы и управляемое программно.

Сетевой адаптер. Сетевые адаптеры необходимы компьютерам, чтобы они могли обмениваться данными между собой. Этот прибор следит за тем, чтобы процессор не подал новую порцию данных на внешний порт, пока сетевой адаптер соседнего компьютера не скопировал к себе предыдущую порцию. После этого процессору дается сигнал о том, что данные забраны и можно подавать новые. Так осуществляется передача.

Что такое программа

Любой компьютер представляет собой автоматическое устройство, работающее по заложенным в него программам. Компьютерная программа представляет собой последовательность команд, записанных в двоичной форме на машинном языке, понятном процессору компьютера. Компьютерная программа является формой записи алгоритмов решения поставленных задач.

В основу построения подавляющего большинства компьютеров положены следующие общие принципы, сформулированные в 1945 г. американским ученым Джоном фон Нейманом .

Одним из таких принципов является Принцип программного управления:

Из него следует, что программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определенной последовательности.

Выборка программы из памяти осуществляется с помощью счетчика команд . Этот регистр процессора последовательно увеличивает хранимый в нем адрес очередной команды на длину команды .

А так как команды программы расположены в памяти друг за другом, то тем самым организуется выборка цепочки команд из последовательно расположенных ячеек памяти.

Если же нужно после выполнения команды перейти не к следующей, а к какой-то другой, используются команды условного или безусловного переходов , которые заносят в счетчик команд номер ячейки памяти, содержащей следующую команду . Выборка команд из памяти прекращается после достижения и выполнения команды “стоп” .

Таким образом, процессор исполняет программу автоматически, без вмешательства человека.

• Интерпретаторы – переводят только что созданную программу или ее часть на язык программирования (понятный компьютеру) и стазу же исполняют ее.
• Трансляторы – переводят написанную программистом программу на язык программирования целиком, но не выполняют ее.
• Компиляторы – переводят написанную программу в отдельный файл, который сразу же может отрабатываться ПК.

Стандартные программы. Они являются предустановленными, то есть устанавливаются на компьютер вместе с операционной системой. Это так сказать необходимый минимум, по мнению разработчика операционки, который необходим пользователю для выполнения самых распространенных задач на компьютере. Даже самые простые компьютерные игры считаются некоторыми разработчиками ПО, как необходимый минимум. Кстати BIOS и сама операционная система также являются отдельными видами программного обеспечения.

Прикладные программы – это собственно те программы, которые выполняют прямые функции, непосредственно необходимые пользователю. Они предназначены для хранения, редактирования или обработки каких-то данных, начиная от текстовой информации и заканчивая фото- и видеофайлами. У этого вида программных продуктов есть подвиды:

Прикладные программы можно еще отдельно разделить на платные (за использование взымается плата), бесплатные (и так понятно), условно бесплатные (не взымается плата либо за какой-то период или они имеют ограниченный функционал по сравнению с полной версией). Кстати бесплатные (не взломанные, а именно бесплатные) можно посмотреть и скачать на сайте http://comp-security.net/ . Достаточно большое разнообразие представленных продуктов практически на любой случай.

Программы языковой обработки служат для работы с самими программами. Используются в основном программистами. Они тоже имеют несколько подвидов:

• Интерпретаторы – переводят только что созданную программу или ее часть на язык программирования (понятный компьютеру) и стазу же исполняют ее.
• Трансляторы – переводят написанную программистом программу на язык программирования целиком, но не выполняют ее.
• Компиляторы – переводят написанную программу в отдельный файл, который сразу же может отрабатываться ПК.

Вирусы и вредоносные программы используются не честными на руку программистами, для тайного (несанкционированного) получения данных с чужого компьютера или нанесения ему вреда. О них подробно описано в статье вирусы и антивирусы .

Практическая часть

Задание 1

1. Построить подобную блок-схему.

2. Записать определения в тетрадь по Вашей дисциплине с предыдущей блок-схемы.

Задание 2

Перечислите и опишите 3 языка программирования (используя сеть интернет)

Основные понятия зафиксируйте в тетрадь. ( при защите практической работы, тетради будут проверяться)

Задание 3

Найти примеры стандартных, прикладных и вспомогательных программ. (3 шт. в каждом)

Задание 4

— Зафиксируйте в отчете определение BIOS .

— зафиксируйте назначение BIOS .

Задание 5

Разрешена ли сетевая загрузка компьютера посредством интегрированного сетевого адаптера? (Onboard Device Configuration — LAN Option ROM – disabled или enabled)

Контрольные вопросы :

1. Для чего нужны программы?
2. Что такое ПО?
3. Что входит в ПО?
4. Что такое ОС?

Тема 3. СИСТЕМНОЕ ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

Тема 3. СИСТЕМНОЕ ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

Вопрос 1. Программный принцип управления компьютером

Джоном фон Нейманом в 1945 г. были описаны основные принципы построения компьютеров, которые до сих пор являются стандартом практически для всех компьютеров. Одним из них является программное управление.

В основе принципа программного управления лежит представление алгоритма решения любой задачи в виде программы вычислений.

Алгоритм [1] – т очное предписание, определяющее процесс преобразования исходных данных в конечный результат. При решении задачи применим общий алгоритм: 1) получить исходные данные; 2) найти решение; 3) сообщить ответ.

Программа (для компьютера) [2] – это упорядоченная последовательность команд, подлежащая обработке. Программа описывает операции, которые нужно выполнить процессору компьютера для решения поставленной задачи.

Команда – это инструкция машине на выполнение элементарной операции. Набор операций, которые может выполнять компьютер, и правил их записи образуют машинный язык.

Структура команды в общем случае имеет вид:

Адрес следующей команды

Исторически сложилась тенденция к увеличению количества команд в машинном языке. Разработчики считали, что чем больше в нем команд, тем шире возможности по обработке данных. В настоящее время совершается переход на RISC -процессоры, основной характеристикой которых является сокращение набора команд и упрощение их структуры.

Суть принципа программного управления заключается в следующем:

· все вычисления, предписанные алгоритмом решения задачи, должны быть представлены в виде программы, состоящей из последовательности управляющих слов-команд;

· каждая команда содержит указания на конкретную выполняемую операцию, место нахождения (адрес) операндов и ряд служебных признаков. Операнды – это переменные, значения которых участвуют в операциях преобразования данных. Список всех переменных (входных и данных, промежуточных значений и результатов вычислений) является неотъемлемым элементом любой программы;

· для доступа к программам, командам и операндам используются их адреса, в качестве которых выступают номера ячеек памяти компьютера, предназначенных для хранения объектов;

· команды программы расположены в памяти друг за другом, что позволяет микропроцессору организовывать выборку цепочки команд из последовательно расположенных ячеек памяти и выполнять команду за командой.

· для перехода к выполнению не следующей по порядку команды, а к какой-то другой, используются команды условного или безусловного переходов. Выборка команд из памяти прекращается после достижения и выполнения команды «стоп». Таким образом, процессор исполняет программу автоматически, без вмешательства человека.

Обычно программы хранятся во внешней памяти ПЭВМ и для выполнения передаются в оперативную память. Некоторые программы постоянно размещаются в памяти (ядро операционной системы, архиватор Zip Magic , монитор антивирусной программы Касперский АнтиВирус и др.) и называются резидентными, а другие – загружаются только на время выполнения, а затем удаляются из памяти, и называются транзитными.

[1] Термин «алгоритм» – транскрипция имени великого узбекского математика Муххамеда-аль-Хорезми, который еще в IX веке разработал правила выполнения четырех действий арифметики.

[2] Стандарт ISO 2382/1-84.

* Теоретический материал по теме 3 составлен доцентом Н.Н. Говядиновой и опубликован в учебно-практическом пособии «Основы информатики и вычислительной техники» ( Дистанционное обучение. – Мн.: БГЭУ, 2005).

В основе организации вычислительного процесса на ЭВМ лежит принцип программного управления. Программа – это указание на последовательность действий (команд), которую должен выполнить компьютер, чтобы решить поставленную задачу обработки информации. Программный. [читать подробнее].

В основе организации вычислительного процесса на ЭВМ лежит принцип программного управления. Программа – это указание на последовательность действий (команд), которую должен выполнить компьютер, чтобы решить поставленную задачу обработки информации. Программный. [читать подробнее].

Компьютер представляет собой аппаратно-программную систему. Это означает, что устройства, составляющие компьютер, функционируют в непрерывном взаимодействии с программами. Комплекс программ называемый операционной системой управляет всеми процессами внутри системы (в. [читать подробнее].

Тема: Программный принцип работы ПК
Главной особенностью работы ЭВМ является программный принцип работы. Принцип программы, хранимой в памяти компьютера, считается важнейшей идеей современной компьютерной архитектуры. Суть идеи заключается в том, что: 1) программа вычислений вводится в память ЭВМ и хранится в ней наравне с исходными числами;
2) команды, составляющие программу, представлены в числовом коде по форме ничем не отличающемся от чисел.

Тема: Программный принцип работы ПК
Главной особенностью работы ЭВМ является программный принцип работы. Принцип программы, хранимой в памяти компьютера, считается важнейшей идеей современной компьютерной архитектуры. Суть идеи заключается в том, что: 1) программа вычислений вводится в память ЭВМ и хранится в ней наравне с исходными числами;
2) команды, составляющие программу, представлены в числовом коде по форме ничем не отличающемся от чисел.

Программное обеспечение (ПО)

Системное ПО (общее)

Служебные программы (утилиты)

Системы технического обслуживания

Прикладное ПО (специальное)

Пакеты прикладных программ

Инструментальное ПО (системы программирования)

Языки программирования или средства проектирования

СИСТЕМНОЕ ПО

системные программы выполняют различные вспомогательные функции, например, создание копий используемой информации, выдачу справочной информации о компьютере, проверку работоспособности устройств компьютера и т.п.

операционные системы (эта программа загружается в ОЗУ при включении компьютера)

В основе организации вычислительного процесса на ЭВМ лежит принцип программного управления. Программа – это указание на последовательность действий (команд), которую должен выполнить компьютер, чтобы решить поставленную задачу обработки информации.

В основе организации вычислительного процесса на ЭВМ лежит принцип программного управления. Программа – это указание на последовательность действий (команд), которую должен выполнить компьютер, чтобы решить поставленную задачу обработки информации.

Программный принцип работы компьютера, состоит в том, что компьютер выполняет действия по заранее заданной программе. Информация, обрабатываемая на компьютере, называется данными. Во время выполнения программы она находится во внутренней памяти.

Под архитектурой ЭВМ понимают наиболее общие принципы построения вычислительных систем, реализующие программное управление работой и взаимодействие основных функциональных узлов.

К архитектуре относят:

• структуру памяти ЭВМ;

• способы доступа к памяти и внешним устройствам;

• возможности изменения конфигурации компьютера;

Классические принципы построения архитектуры ЭВМ были предложены в работе Дж. фон Неймана, Г. Голдстейга и А. Беркса в 1946 г. и известны как «принципы фон Неймана».

Принципы фон-Неймана:

1. Принцип программного управления. Программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определённой последовательности.

2. Принцип адресности. Основная память состоит из перенумерованных ячеек; процессору времени доступна любая ячейка.

3. Принцип однородности памяти. Программы и данные хранятся в одной и той же памяти. Поэтому компьютер не различает, что хранится в данной ячейке памяти — число, текст или команда. Над командами можно выполнять такие же действия, как и над данными.

Рис.Архитектура ЭВМ, построенной на принципах фон Неймана. Сплошные линии со стрелками указывают направление потоков информации, пунктирные-управляющих сигналов от процессора к остальными узлам ЭВМ

Компьютер представляет собой совокупность устройств и программ, управляющих работой этих устройств.

Аппаратное обеспечение — система взаимосвязанных технических устройств, выполняющих ввод, хранение, обработку и вывод информации.

Программное обеспечение – совокупность программ, хранящихся на компьютере.

В ходе эволюции ЭВМ, с созданием микропроцессоров, с появлением интеллектуальных контроллеров совершен переход к шинной архитектуре ЭВМ. Процессор перестал быть центром конструкции, стало возможным реализовывать прямые связи между устройствами.

Важную роль стали играть средства сетеобразования. Радикально увеличилась номенклатура и возможности периферийных устройств накопления, ввода и вывода информации.

Этот принцип обеспечивает универсальность использования компьютера.

Программный принцип работы компьютера

По своему назначению компьютер — это универсальный прибор для работы с информацией. По принципам своего устройства компьютер — это модель человека, работающего с информацией.

Персональный компьютер (ПК) — это компьютер, предназначенный для обслуживания одного рабочего места. По своим характеристикам он может отличаться от больших ЭВМ, но функционально способен выполнять аналогичные операции. По способу эксплуатации различают настольные (desktop), портативные (laptop и notebook) и карманные (palmtop) модели ПК.

Устройство компьютера. Любой компьютер (даже самый большой)состоит из четырех частей:

• устройства ввода информации
• устройства обработки информации
• устройства хранения
• устройства вывода информации.

Схема устройства компьютера впервые была предложена в 1946 году американским ученым Джоном фон Нейманом. Дж. фон Нейман сформулировал основные принципы работы ЭВМ, которые во многом сохранились и в современных компьютерах.

Основу компьютеров образует аппаратура, построенная, в основном, с использованием электронных и электромеханических элементов и устройств.

Принцип действия компьютеров состоит в выполнении программ — заранее заданных, четко определённых последовательностей арифметических, логических и других операций

Программа – это указание на последовательность действий (команд), которую должен выполнить компьютер, чтобы решить поставленную задачу обработки информации.

Команда — это описание элементарной операции, которую должен выполнить компьютер.

Этот принцип обеспечивает универсальность использования компьютера.

Та часть процессора, которая выполняет команды, называется арифметико-логическим устройством (АЛУ), а другая его часть, выполняющая функции управления устройствами, называется устройством управления (УУ).

Центральный процессор — это основной рабочий компонент компьютера, который выполняет арифметические и логические операции, заданные программой, управляет вычислительным процессом и координирует работу всех устройств компьютера.

Функции процессора:

• обработка данных по заданной программе путем выполнения арифметических и логических операций;
• программное управление работой устройств компьютера.

Функции памяти:

• приём информации из других устройств;
• запоминание информации;
• выдача информации по запросу в другие устройства машины.

Принципы фон-Неймана:

1. Принцип программного управления. Программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определённой последовательности.

2. Принцип адресности. Основная память состоит из перенумерованных ячеек; процессору времени доступна любая ячейка.

3. Принцип однородности памяти. Программы и данные хранятся в одной и той же памяти. Поэтому компьютер не различает, что хранится в данной ячейке памяти — число, текст или команда. Над командами можно выполнять такие же действия, как и над данными.

Таким образом, компьютер представляет собой совокупность устройств и программ, управляющих работой этих устройств.

Принцип работы компьютера:

· С помощью внешнего устройства в память компьютера вводится программа.

· Устройство управления считывает содержимое ячейки памяти, где находится первая инструкция (команда) программы и организует ее выполнение. Команда может задавать:

• выполнение логических или арифметических операций;
• чтение из памяти данных для выполнения арифметических или логических операций;
• запись результатов в память;
• ввод данных из внешнего устройства в память;
• вывод данных из памяти на внешнее устройство.

Устройство управления начинает выполнение команды из ячейки памяти, которая находится непосредственно за только что выполненной командой. Однако этот порядок может быть изменен с помощью команд передачи управления (перехода). Эти команды указывают устройству управления, что ему необходимо продолжить выполнение программы, начиная с команды, содержащейся в иной ячейки памяти.

Результаты выполнения программы выводятся на внешнее устройство компьютера.

Компьютер переходит в режим ожидания сигнала от внешнего устройства.

Системное ПО.

Главной частью системного программного обеспечения является операционная система.

Операционная система является базовой и необходимой составляющей программного обеспечения компьютера, без нее компьютер не может работать в принципе.

К системному ПО кроме ОС следует отнести и множество программ обслуживающего, сервисного характера. Например, это программы обслуживания дисков (копирование, форматирование), сжатия файлов на дисках (архиваторы) борьбы с компьютерными вирусами и многое другое.

Прикладное программное обеспечение

Для выполнения на компьютере конкретных работ (создания текстов и рисунков, обработки числовых данных и т. д.) требуется прикладное программное обеспечение.

Прикладное программное обеспечение можно разделить на две группы программ: системы программирования и приложения.

Системы программирования являются для программистов-профессионалов инструментами разработки программ на различных языках программирования (Basic, Pascal, С и др.). В настоящее время появились системы визуального программирования (Visual Basic, Borland Delphi и др.), которые позволяют даже начинающему пользователю компьютера создавать несложные программы.

Приложения предоставляют пользователю возможность обрабатывать текстовую, графическую, числовую, аудио- и видеоинформацию, а также работать в компьютерных сетях, не владея программированием.

Практически каждый пользователь компьютера нуждается в приложениях общего назначения, к числу которых относятся: текстовые и графические редакторы, электронные таблицы, системы управления базами данных, а также приложения для создания мультимедиа-презентаций.

В связи со стремительным развитием глобальных и локальных компьютерных сетей все большее значение приобретают различные коммуникационные программы.

Из-за широкого распространения компьютерных вирусов можно отнести к отдельной группе антивирусные программы.

Для профессиональных целей квалифицированными пользователями компьютера используются приложения специального назначения. К ним относятся системы компьютерной графики, системы автоматизированного проектирования (САПР), бухгалтерские программы, компьютерные словари и системы автоматического перевода и др.

Все большее число пользователей применяет обучающие программы для самообразования или в учебном процессе. Прежде всего, это программы обучения иностранным языкам, программы-репетиторы и тесты по различным предметам

Большую пользу приносят различные мультимедиа-приложения (энциклопедии, справочники и т. д.) на лазерных дисках, содержащие огромный объем информации и средства быстрого ее поиска.

Функции ОС

• Организация согласованного выполнения всех процессов в компьютере, планирование работ, распределение ресурсов.
• Организация обмена информацией с внешними устройствами; хранение информации и обеспечение доступа к ней, предоставление справок;
• Реакция на ошибки и аварийные ситуации; контроль за нормальным функционированием оборудования;
• Обеспечение возможности доступа к стандартным системным средствам (программам, драйверам и т.д.)
• Обеспечение общения с пользователем.

• 

Подробности

Опубликовано 18.12.2011 11:05

Просмотров: 28468

2.1. Программная обработка данных на компьютере

Данные. Числовая, текстовая, графическая и звуковая информация может обрабатываться компьютером, если она представлена в двоичной знаковой системе. Информация в двоичном компьютерном коде, т. е. данные, представляет собой последовательность нулей и единиц. Данные обрабатываются компьютером в форме последовательностей электрических импульсов.

В табл. 2.1 приведены примеры представления человеком и компьютером различных типов данных: числа 5, буквы «А», точки черного цвета и звука максимальной громкости.

 

Данные — это информация, которая обрабатывается компьютером в двоичном компьютерном коде.

Программы. Для того чтобы компьютер «знал», что ему делать с данными, как их обрабатывать, он должен получить определенную команду (инструкцию). Например: «сложить два числа»; «заменить один символ в тексте на другой».

Обычно решение задачи представляется в форме алгоритма, т. е. определенной последовательности команд. Такая последовательность команд (инструкций), записанная на «понятном» компьютеру языке, называется программой.

Программа — это последовательность команд, которую выполняет компьютер в процессе обработки данных.

Функциональная схема компьютера. Центральным устройством компьютера, которое обрабатывает данные в соответствии с заданной программой, является процессор. Процессор обрабатывает данные в двоичном компьютерном коде в форме последовательностей электрических импульсов (нет импульса — «О», есть импульс — «1»).

Однако пользователь компьютера (человек) очень плохо понимает информацию, представленную в двоичном компьютерном коде, и вообще не воспринимает ее в виде последовательностей электрических импульсов. Следовательно, в состав компьютера должны входить устройства ввода и вывода информации. Устройства ввода «переводят» информацию с языка человека на язык компьютера. Устройства вывода, наоборот, «переводят» информацию с двоичного языка компьютера в формы, доступные для человеческого восприятия.

Для того чтобы компьютер мог выполнить обработку данных по программе, программа и данные должны быть загружены в оперативную память. Процессор последовательно считывает команды программы, а также необходимые данные из оперативной памяти, выполняет команды, а затем записывает полученные данные обратно в оперативную память. В процессе выполнения программы процессор может запрашивать данные с устройств ввода и пересылать данные на устройства вывода.

Однако при выключении компьютера все данные и программы в оперативной памяти стираются. Для долговременного хранения большого количества различных программ и данных используется долговременная память. Пользователь может запустить программу, хранящуюся в долговременной памяти, она загрузится в оперативную память и начнет выполняться. Необходимые для выполнения этой программы данные, хранящиеся в долговременной памяти, будут также загружены в оперативную память.

В процессе программной обработки данных на компьютере пересылка данных и программ между отдельными устройствами компьютера осуществляется по магистрали (рис. 2.1).

 

Контрольные вопросы

1. В чем состоит различие между данными и программами?
2. Опишите с использованием функциональной схемы компьютера процесс программной обработки данных.

_______________________________________________________________________

Предыдущий раздел — 1.3. Количество информации.

Следующий раздел — 2.2. Устройство компьютера.

К оглавлению учебника — Угринович. Информатика Базовый курс. 8 класс. 2005.

Программный принцип работы компьютера декларирует обязательным наличие ПО для любого современного пользователя. 

• О терминологии
• Как этим пользоваться?
• Программное обеспечение
• Методологический подход
• Данные и программное представление
• ПО: особенности
• Прикладное ПО
• Какие еще бывают приложения?
• Программный принцип работы компьютера

О терминологии

Как видно из наименования, базовым понятием для современного подхода к определению принципов работоспособности ЭВМ становится программа. Через нее происходит запись данных, вывод данных из памяти на внешнее устройство, любые другие операции – расчеты, построение изображения и так далее. Термином принято обозначать алгоритмическую запись, позволяющую получить решение сформулированной задачи последовательным исполнением операций.

Программа формулируется применением операторов выбранного языка, доступного для ЭВМ. Главная задача любой современной программы – контроль за активностью аппаратных средств. Использование программ представляет собой первый признак программного принципа работы компьютера.

Как этим пользоваться?

Предположим, в рамках решения рабочей задачи человек нуждается в анализе работы предприятия, где он трудоустроен, и применительно к этому вопросу ему необходимо построить примеры компьютерных моделей.

Программный принцип работы компьютера становится для него незаменимым инструментом в достижении задачи: не нужно ничего рисовать от руки и проводить объемные вычисления, необходимо лишь выбрать такую программу, которая в правильном режиме и установленном порядке активизирует аппаратные возможности машины, в конечном итоге выводящие на устройство передачи информации (монитор, принтер) результат.

С другой стороны, итоги корректными будут только в случае использования отлаженного ПО. Оно не должно требовать доработки, то есть пользователь лишь запускает продукт и пользуется понятными ему функциями, не имея специального образования, касающегося внутренней структуры ПО. Все, что ему требуется, – понимание порядка применения и знание общего описания компьютера. Программный принцип работы компьютера предусматривает наличие специализированной документации на все применяемое ПО.

Программное обеспечение

Этим термином принято характеризовать совокупность правил, процедурных наборов, программных компонентов, официальной сопроводительной документации, позволяющей обрабатывать данные и реализовывать заявленную функциональность системы.

Разбираясь, в чем суть программного принципа работы компьютера, важно учитывать, что ПО и аппаратная структура постоянно находятся в тесной взаимосвязи, функциональность одной определяется чёткостью работы другого. ПО, применяемое на современных ЭВМ, зависит от технических параметров и именуется программной конфигурацией.

Методологический подход

Программный принцип работы компьютера базируется на идеях, высказанных Бэббиджем, фон Нейманом. Принято говорить о трех ключевых компонентах:

• процессор;
• память;
• устройства, позволяющие выводить, вводить сведения.

Говоря о процессоре, принято подразделение на два устройства:

• управляющее;
• обеспечивающее логические, арифметические операции.

Данные и программное представление

Любая информация может обрабатываться современными ЭВМ: графики, картинки, текст, звук. Обусловлено это возможностью конвертирования в такой формат, который понятен для аппаратного уровня. Процессор получает инструкцию, на основании которой производит операции. Решение задачи сопровождается последовательностью мероприятий, нередко включающей в себя неисчислимо много операций. Ее именуют программой.

ПО: особенности

Ни один обычный современный пользователь не сможет работать, если ЭВМ не оснащена системным ПО.

Главный компонент этого комплекса – операционная система, признанная базовой составляющей ПО.

Этот элемент необходим, его отсутствие делает невозможным работу компьютера в понимании обычного человека. Помимо ОС категория системного ПО включает в себя разнообразные обслуживающие проекты, сервисные программы. Некоторые из них занимаются дисками, другие сжимают данные, противостоят атакам вредоносных программ и так далее.

Чтобы можно было с применением ЭВМ решать поставленные перед пользователем задачи, необходимо располагать программным ПО. Такие проекты помогают формировать графическую информацию, рисунки, звуки, тексты, позволяют совершать операции с числовыми данными. Категория прикладного ПО подразделяется на:

• приложения;
• системы для программирования.

Прикладное ПО

Системы программирования необходимы профессионалам, работающим в сфере создания новых продуктов для ЭВМ. Разработано несколько языков программирования, наиболее широко распространено в настоящее время семейство для объектно-ориентированного программирования. Большой популярностью пользуются визуальные среды. Даже начинающий при применении таких продуктов может освоить базовые операции кодирования и составить собственный работоспособный продукт.

Приложения – это несколько иной тип прикладного ПО. Через него происходит обработка текстовых массивов, графической и звуковой информации, чисел и видео. Можно применять специализированные программы для сетевой работы. Использование продуктов не требует наличия навыков программирования. Общие приложения, позволяющие решать классические задачи, требуются практически любому пользователю. К числу таковых относят редакторы текста, графики, таблицы, системы, позволяющие централизованно управлять накапливающими данные базами. Не стоит упускать из вида и продукты, посредством которых можно создавать презентации. Компьютерные сети, активно развивающиеся в последнее время, существенно повысили важность программ для обеспечения коммуникации пользователей.

Какие еще бывают приложения?

Некоторые предлагают в отдельную группу выделять антивирусные программы, значимость которых из года в год растет из-за повышения распространённости вредоносного ПО. Заслуживают внимания профессиональные программные среды, применяемые квалицированными пользователями. Такие используются для создания анимации, графики, помогают разрабатывать проекты, производить сложные бухгалтерские расчеты, переводить тексты. Исключительно ценны для многих современных пользователей электронные словари.

Важная категория ПО – обучающие приложения, позволяющие повысить свой уровень в выбранной специализации без привлечения третьих лиц. Наиболее актуально это применительно к иностранным языкам. Спросом пользуют тесты, репетиторы, запрограммированные в электронном формате.

Программный принцип работы компьютера

В основе организации вычислительного процесса на ЭВМ лежит принцип программного управления.

Программа – это указание на последовательность действий (команд), которую должен выполнить компьютер, чтобы решить поставленную задачу обработки информации.

Программный принцип работы компьютера, состоит в том, что компьютер выполняет действия по заранее заданной программе. Информация, обрабатываемая на компьютере, называется данными. Во время выполнения программы она находится во внутренней памяти.

Под архитектурой ЭВМ понимают наиболее общие принципы построения вычислительных систем, реализующие программное управление работой и взаимодействие основных функциональных узлов.

К архитектуре относят:

• структуру памяти ЭВМ;

• способы доступа к памяти и внешним устройствам;

• возможности изменения конфигурации компьютера;

• систему команд;

• форматы данных;

• организацию интерфейса.

Классические принципы построения архитектуры ЭВМ были предложены в работе Дж. фон Неймана, Г. Голдстейга и А. Беркса в 1946 г. и известны как «принципы фон Неймана».

Принципы фон-Неймана:

1. Принцип программного управления. Программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определённой последовательности.

2. Принцип адресности. Основная память состоит из перенумерованных ячеек; процессору времени доступна любая ячейка.

3. Принцип однородности памяти. Программы и данные хранятся в одной и той же памяти. Поэтому компьютер не различает, что хранится в данной ячейке памяти — число, текст или команда. Над командами можно выполнять такие же действия, как и над данными.

Рис.Архитектура ЭВМ, построенной на принципах фон Неймана. Сплошные линии со стрелками указывают направление потоков информации, пунктирные-управляющих сигналов от процессора к остальными узлам ЭВМ

Компьютер представляет собой совокупность устройств и программ, управляющих работой этих устройств.

Аппаратное обеспечение — система взаимосвязанных технических устройств, выполняющих ввод, хранение, обработку и вывод информации.

Программное обеспечение – совокупность программ, хранящихся на компьютере.

В ходе эволюции ЭВМ, с созданием микропроцессоров, с появлением интеллектуальных контроллеров совершен переход к шинной архитектуре ЭВМ. Процессор перестал быть центром конструкции, стало возможным реализовывать прямые связи между устройствами.

Важную роль стали играть средства сетеобразования. Радикально увеличилась номенклатура и возможности периферийных устройств накопления, ввода и вывода информации.