Принцип программного управления это набор инструкций на машинном языке

 «Программное обеспечение компьютера»

Тест по теме «Программное обеспечение компьютера»

1.    
ПЗУ – это
память в которой:

1) хранится исполняемая в данный момент времени программа и данные, с
которыми она непосредственно работает

2) хранится информация,
предназначенная для обеспечения диалога пользователя и ЭВМ

3) хранится информация, присутствие которой постоянно
необходимо в компьютере

2.    
ОЗУ – это
память, в которой:

1) хранится
информация для долговременного хранения информации независимо от того, работает
ЭВМ или нет

2) хранится исполняемая в данный момент времени программа и
данные, с которой она непосредственно работает

3) хранится
информация, предназначенная для обеспечения диалога пользователя и ЭВМ

3.    
Внешняя
память служит:

1)   
для хранения оперативной,
часто изменяющейся информации в процессе решения задачи;

2)   
для
долговременного хранения информации независимо от того, работает ЭВМ или нет;

4.    
Принцип
программного управления – это:

1)   
алгоритм,
состоящий из слов-команд, определяющий последовательность действий,
представленный в двоичной системе счисления

2)   
набор инструкций на
машинном языке, который хранится на магнитном диске, предназначенный для
запуска компьютера;;

3)   
набор инструкций,
позволяющий перевести языки высокого уровня в машинные коды;

5.    
Что такое
данные?

1)  универсальная
информация;

2)   
это
информация, представленная в форме, пригодной для ее передачи и обработки с
помощью компьютера;

3)   
универсальное,
электронно-программируемое устройство для хранения, обработки и передачи
информации;

6.    
Что такое
программа?

1)   
последовательность
команд, которую выполняет компьютер в процессе обработки данных;

2)   
набор инструкций на
машинном языке;

3) набор инструкций,
позволяющий перевести языки высокого уровня в машинные коды;

7.    
Программное
обеспечение – это:

1) универсальное
устройство для передачи информации;

2) совокупность программ, позволяющих организовать решение
задачи на ЭВМ;

3) операционная
система;

8.  Системное
программное обеспечение предназначено для:

1)   
обслуживания
самого компьютера, для управления работой его устройств;

2)   
количество одновременно
передаваемых по шине бит;

3)   
устройство для хранения и
вывода информации;

9.    
Главной
составной часть системного программного обеспечения является:

1)   
операционная оболочка

2)   
операционная
система;

3)   
передача информации;

10.
Какие операционные
системы Вы знаете?

1)   
MS DOS, WINDOWS;

2)   
Paint; Word

3)   
Access; Excel

11.
Norton Commander – это:

1) операционная
система;

2) операционная оболочка;

3) электрические
импульсы;

12.
Какие
программы относятся к прикладному программному обеспечению?

1)   
Paint, Word, Excel,
Access;

2)   
любые;

3)   
некоторые;

13.
Прикладное
программное обеспечение – это:

1)   
программы,
которые непосредственно удовлетворяют информационные потребностям пользователя;

2)   
поименованная область
данных на диске;

3) система хранения
файлов и организации каталогов;

14.
Какие языки
программирования Вы знаете?

1)   
Бейсик,
Паскаль, Си, Вижуал Бейсик;

2)   
никакие;

3)   
любые;

15.
Что такое
файловая система – это:

1)   
поименованная область
данных на диске;

2)   
система хранения
файлов и организации каталогов;

3)   
принцип программного
управления компьютером;

16.
Файл – это:

1)   
 созданные каталоги;

2)   
поименованная
область данных на диске;

3)   
внешняя память

Тема
2. Программное обеспечение.

1.     Программный принцип управления
компьютером.

2.     Классификация программного
обеспечения ПК.

1.     Программный принцип управления
компьютером.

Компьютер является
универсальным инструментом для решения разнообразных задач по преобразованию
информации, но его универсальность определяется не столько аппаратным
обеспечением, сколько установленными программными средствами, другими словами,
все «знания» компьютера сосредоточены в программах, которые представляют собой
точную и подробную последовательность инструкций, представленных на понятном
для компьютера языке, по обработке информации. Меняя программы на компьютере
можно превратить его в рабочее место дизайнера, бухгалтера или конструктора,
статистика или агронома, использовать его для прослушивания музыки, просмотра
кинофильмов и других развлечений.

В основе построения
большинства ЭВМ лежат три общих принципа, сформулированных Дж. фон Нейманом
(1945): программное управление, однородность памяти, адресность.

 Принцип программного управления
заключается в том, что выполнение программ процессором осуществляется автоматически
без вмешательства человека. Реализуется этот принцип за счет того, что
программа, состоящая из набора команд, выполняется в строго определенной
последовательности. Порядок выполнения команд обеспечивается счетчиком команд,
который производит выборку команд из памяти, где они расположены в порядке
следования друг за другом.

Принцип однородности
памяти заключается в том, что в памяти компьютера
хранятся как программы, так и данные. Принцип позволяет создавать более гибкие
программы, которые в процессе выполнения могут подвергаться переработке.

Принцип адресности
состоит в том, что все ячейки основной памяти компьютера пронумерованы и
процессору доступна любая ячейка памяти..

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

Алгоритм –
точное предписание, определяющее процесс преобразования исходных данных в
конечный результат.

Программа –
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.

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.

Часть машинных программ,
обеспечивающих автоматическое управление вычислениями и используемых наиболее
часто, может размещаться в постоянном запоминающем устройстве – реализовываться
аппаратно. Программы, записанные в ПЗУ, составляют базовую систему ввода/вывода
(BIOS), которая является промежуточным звеном между программным обеспечением
компьютера и его электронными компонентами. Ее компоненты обеспечивают выполнение
всех операций ввода/вывода в соответствии со специфическими особенностями
работы каждого из периферийных устройств данного компьютера (драйверы
стандартных устройств), тестируют работу памяти и устройств компьютера при
включении электропитания (тест), а также выполняют загрузку операционной
системы.

2.
Классификация программного обеспечения ПК

Программное обеспечение
(англ. software) – это совокупность программ, обеспечивающих функционирование
компьютеров и решение с их помощью задач предметных областей. Программное
обеспечение (ПО) представляет собой неотъемлемую часть компьютерной системы,
является логическим продолжением технических средств и определяет сферу
применения компьютера.

ПО современных
компьютеров включает множество разнообразных программ, которое можно условно
разделить на три группы (рис.31):

1. Системное программное
обеспечение (системные программы);

2. Прикладное программное
обеспечение (прикладные программы);

3. Инструментальное
обеспечение (инструментальные системы).

Системное программное
обеспечение (СПО) – это программы, управляющие
работой компьютера (центральным процессором, памятью, вводом и выводом данных)
и выполняющие различные вспомогательные функции, например, управление ресурсами
компьютера, создание копий информации, проверка работоспособности устройств
компьютера, выдача справочной информации о компьютере и др. Они предназначены
для всех категорий пользователей, используются для эффективной работы
компьютера и пользователя, а также эффективного выполнения прикладных программ.

Этот класс программного
обеспечения носит общий характер применения и не зависит от предметной области.
К системному программному обеспечению предъявляются высокие требования надежности
работы, удобства и эффективности использования. Как правило, компьютер приобретается
с установленным системным программным обеспечением. Системное программное   обеспечение включает в себя базовое и
сервисное программное обеспечение.

Базовое программное
обеспечение — набор программных средств,
обеспечивающих работу компьютера.

Сервисное программное
обеспечение представляет собой набор обслуживающих
(служебных) программ утилит (лат. utilitas —
польза) для вспомогательных операций, связан ных с управлением ресурсами, настройками и
контролем ра- ботоспособности компьютера. Утилиты входят в состав опе-
рационной системы или устанавливаются дополнительно.

Прикладное программное
обеспечение предназначено для обработки данных в
определенной области применения, выполняет функции, необходимые пользователю
для решения практической задачи. Прикладная программа (или приложение)
разрабатывается для конкретной операционной системы.

Пакет прикладных программ
— несколько программ для решения задач определенного класса в конкретной предметной
области.

Приведем
примеры прикладного программного обеспечения.

Офисные программы
предназначены для основной массы пользователей. Сюда относятся: текстовые и
табличные процессоры, графические редакторы, средства презентаций, системы
управления базами данных, а также их интегрированные пакеты. Эти программы
готовят документы для пе- чати и чтения с экрана, выполняют расчеты массивов
числовых данных (Microsoft Word, Microsoft Excel, Lotus Smart Suite, Open
Office, Libre Office).

Финансовые и бухгалтерские
программы (бухгалтерского и финансового учета) для крупных, средних и мелких
предприятий: 1С: Предприятие, 1С: Бухгалтерия, 1С: Деньги, БЭСТ, Парус и др.

Программы автоматизации
делопроизводства и документооборота и архива организаций помогают в управлении
персоналом, подготовке отчетности, составлении договоров, контрактов, писем
(1С: кадры, Евфрат).

Лингвистические программы
контролируют правописание, готовят аннотации, определяют ключевые слова, проводят
лингвистический анализ текстов.

Программы словари
содержат толкования терминов, дают перевод слов и словосочетаний (Lingvo,
Multilex, Bridge to English, Сократ и др.).

Программы машинного
перевода переводят тексты доку- ментов, электронной  почты 
и  вебстраниц  (Promt, 
Сократ, сайты переводов).

Графические программы
готовят и обрабатывают изображения, редактируют, сканируют и печатают графические
изображения, повышают их качество.

Системы управления базами
данных обеспечивают организацию, хранение и обработку баз данных (Microsoft
Access, Lotus 1�2�3).

Издательские системы —
программы компьютерной верстки и графики для типографской печати (Quark XPress,
Adobe Page Maker, Adobe InDesign).

Статистические программы
анализируют массивы числовых данных с выдачей статистических показателей,
проведением прогнозирования, визуализацией данных (Statistica и др.).
Математические программы представляют собой многофункциональные вычислительные
системы решения разно-

образных математических
задач (MathLab, Maple).

Системы
автоматизированного проектирования (САПР), такие как AutoCad, MathCAD, предназначены
для проектирования изделий разной сложности.

Информационные системы
представляют массивы нормативных юридических, правовых документов, справочных
сведений, ведомственные базы данных (Гарант, Кодекс, КонсультантПлюс,
Право.ru).

Базы знаний — экспертные
системы, системы поддержки принятия решений в конкретной области: бизнес планировании,
диагностике заболеваний и неисправности техники, расследовании преступлений,
финансовом аудите.

Инструментальное
программное обеспечение — программы для создания
новых приложений (разработки программ) и информационных систем. Применяется
программистами в качестве инструмента на технологических этапах процессов
проектирования, программирования, отладки, тестирования создаваемых программ. В
инструментальное программное обеспечение входят языки и системы
программирования, интегрированные среды разработки программных продуктов,  а  
также   CASE средства   (Computer  
Aided   Software Engineering) — программные
комплексы, автоматизирующие процесс разработки программ.

К инструментальному
программному обеспечению относят: системы программирования –для разработки
новых программ, например, Паскаль, Бейсик. Обычно они включают: редактор
текстов, обеспечивающий создание и редактирование программ на исходном языке
программирования (исходных программ), транслятор, а также библиотеки
подпрограмм; инструментальные среды для разработки приложений, например, C++,
Delphi, Visual Basic, Java, которые включают средства визуального
программирования; системы моделирования, например, система имитационного
моделирования MatLab, системы моделирования бизнес-процессов BpWin и баз данных
ErWin и другие.

Транслятор
(англ.
translator – переводчик) – это программа-переводчик, которая преобразует
программу с языка высокого уровня в программу, состоящую из машинных команд.
Трансляторы реализуются в виде компиляторов или интерпретаторов, которые
существенно различаются по принципам работы.

Компилятор
(англ.
compiler – составитель, собиратель) читает всю программу целиком, делает ее
перевод и создает законченный вариант программы на машинном языке, который
затем и выполняется. После компилирования получается исполняемая программа, при
выполнении которой не нужна ни исходная программа, ни компилятор.

Интерпретатор
(англ.
interpreter – истолкователь, устный переводчик) переводит и выполняет программу
строка за строкой. Программа, обрабатываемая интерпретатором, должна заново
переводиться на машинный язык при каждом очередном ее запуске.

Откомпилированные
программы работают быстрее, но интерпретируемые проще исправлять и изменять.

Дистрибутив
(англ. distributive — распространяемый) — программный продукт, приспособленный
для установки на компьютеры. Содержит сжатые (уменьшенные в объеме) файлы самой
программы и программу установки. Распространяется на лицензионных компа дисках
или через Интернет. Инсталляция (англ. installation — установка) -установка
программного обеспечения в компьютер с помощью вспомогательной программы установки
setup.exe с носителя – компак диска, флеш карты,
жесткого диска.

Обычно пакеты прикладных
программ имеют средства настройки, что позволяет при эксплуатации адаптировать
их к специфике предметной области.

Программные средства эвм

Программа – это
набор инструкций на машинном языке, она
может находиться как на жестком диске
ЭВМ, так и на внешнем магнитном носителе.

Программное
обеспечение ЭВМ делятся на 3 основных
класса:

1 Системное
Программное обеспечение
— состоит
из:

а) ОС
— операционной
системы или
основной Программы управления компьютером,
которая организует и автоматизирует
процесс решения задач, запускает
прикладные программы, обеспечивает
защиту данных, выполняет различные
сервисные функции по запросам пользователя
и прикладных программ. ОС
обеспечивает удобный способ общения
(интерфейс) пользователя с внешними
устройствами, распределяет оперативную
память между программами (MS
DOS,
OS/2,
UNIX).

б) Утилит
– программ вспомогательного
назначения
(программы – архиваторы: сжимают
информацию, программы оптимизации
дисков: собирают все файлы в начале
диска без пробелов, прозрачные программы
динамического сжатия диска, программы
для автономной печати (спулеры), программы
управления памятью, антивирусные).
Утилиты дополняют возможности ОС, могут
работать только в тех ОС, для которых
были разработаны.

в) Средств
тестирования и диагностики
– составляют средства технического
обслуживания ЭВМ и предназначены для
проверки работоспособности, наладки и
технической эксплуатации; они
подразделяются на средства диагностики,
тестовые программы, средства
программно-логического контроля и
программно-аппаратного контроля. Эти
средства используются инженерно-техническим
персоналом.

г) Программ-оболочек
– эти программы обеспечивают более
удобный и наглядный способ общения с
компьютером. Примером таких программ
является — NORTON
COMMANDER.

д) Программ
– драйверов
– эти программы расширяют возможности
ОС по управлению устройствами ввода-вывода
(клавиатурой, жестким диском, мышью и
т.д.), оперативной памятью и т.д. С помощью
драйверов возможно подключение к
компьютеру новых устройств.

Операционные
оболочки, в
отличие от программ-оболочек,
не только дают пользователю более
наглядные средства для выполнения часто
используемых действий, но и предоставляют
новые возможности для запускаемых
программ. Чаще всего это:

• графический
  интерфейс,
  т.е. набор средств для вывода изображений
  на экран и манипулирования ими,
  построения меню, окон на экране и т.д.;

• мультипрограммирование,
  т.е. возможность одновременного
  выполнения нескольких программ;

• расширенные
  средства для обмена информацией между
  программами.

Наиболее популярной
операционной оболочкой является
Microsoft
Windows.

2 Инструментальное
программное обеспечение
– предназначено
для создания оригинальных программных
средств в любой проблемной области,
включая системное программное обеспечение.
В его состав входят языки
программирования, компиляторы и
трансляторы с языков программирования
различного уровня, библиотеки стандартных
программ (БСП)
(заранее подготовленные программы,
которыми можно воспользоваться), средства
редактирования, отладки, тестирования
и загрузки, а
также системы
программирования (СП).

3 Прикладное
Программное обеспечение
— состоит
из пакетов
прикладных программ
или приложений,
для решения конкретных задач.

Особенностью этого
класса является то, что с прикладными
программами могут работать пользователи,
не имеющие специального образования,
а получившие лишь навыки работы с
конкретным приложением.

Программное
управление работой компьютера. Программное
обеспечение компьютера.

 Технические
устройства (в том числе и компьютер как
совокупность аппаратного и программного
обеспечения) являются формальными
исполнителями программ. «Формальный»
означает в данном случае, что
человек-пользователь не объясняет
исполнителю-компьютеру свои цели
и смысл команд
программы. Очевидно, что компьютер и не
сможет понять
смысла совершаемых им действий. Более
того, компьютер не обладает способностью
к анализу
результатов,
например, относительно их соответствия
постановке задачи.

Алгоритм,
предназначенный для исполнителя
­компьютера,
называется программой. Основой работы
любого компьютера является принцип
программного управления.
Этот принцип заключается в том, что
решение поставленной задачи реализуется
в полном соответствии с программой,
которая заранее составлена и введена
в его память.

Работа ни одного
устройства компьютера не обходится без
программы и исходных данных
к ней.

Не только устройства
компьютера, но и каждое программное
средство можно рассматривать в качестве
формального исполнителя, который
характеризуется своей системой команд,
средой, системой отказов.

В любой
программе
пользовательский интерфейс можно
рассматривать как среду
исполнителя; сообщения об ошибочных
действиях пользователя или о сбоях в
работе программы или устройств компьютера
­
как систему
отказов;
команды управления программой (параметры
команд, система меню, «горячие клавиши»
и т.д.) ­
как систему
команд
исполнителя.

Основным исполнителем
программ в компьютере является центральный
процессор. Основными его компонентами
являются устройство управления (УУ) и
арифметико­-логическое
устройство (АЛУ). Команды накапливаются
в оперативной памяти, автоматически
переводясь в машинные коды. Устройство
управления процессора считывает из
оперативной памяти команду за командой,
анализирует, а затем организует ее
выполнение, используя соответствующие
устройства компьютера. Эти устройства
выполнят соответствующие действия:
напечатают на бумаге, выведут на экран,
запишут на магнитный диск и т.д.

Арифметико-логическое
устройство непосредственно предназначено
для выполнения команд самим процессором.

Выполнение
процессором программ предусматривает:
арифметические действия, логические
операции, передачу управления, перемещение
данных из одного места памяти в другое.

Как выполняются
программы?

В ЦПУ имеются два
регистра специального назначения:
счетчик команд
и регистр
команд.
Счетчик команд содержит адрес команды,
которую предстоит выполнить следующей,
таким образом счетчик отслеживает
порядок выполнения программы. Регистр
команд используется для хранения
команды, выполняемой в текущий момент.

Устройство
управления непрерывно реализует один
и тот же алгоритм, совершая машинный
цикл, который
включает в себя три шага: извлечь,
декодировать,
выполнить.

Рис. Машинный цикл

На шаге извлечения
блок управления требует, чтобы оперативная
память предоставила ему следующую
команду, которую необходимо выполнить.
Блоку управления известно, где именно
находится следующая команда, т.к. ее
адрес хранится в счетчике команд .
Полученную из памяти команду блок
управления помещает в свой регистр
команд и увеличивает содержимое счетчика
команд на такую величину, чтобы он
содержал адрес следующей команды.

В тот момент, когда
команды оказывается в регистре команд,
блок управления начинает шаг декодирования.
Он анализирует код операции и поле
операндов, чтобы определить, какие
действия требуется выполнять по данной
машинной команде.

Получив расшифрованную
команду, блок управления начинает шаг
выполнения. На первом шаге он активизирует
схемы, нужные для решения данной задачи.
Например, если выполняемой командой
окажется команда загрузки информации
из оперативной памяти, блок управления
даст сигнал на выполнение операции
загрузки; если команда окажется
арифметической операции, блок управления
активизирует соответствующие схемы
арифметико-логического блока, выбрав
нужные регистры с входными данными.

После того как
команда будет выполнена, блок управления
вновь приступит к началу машинного
цикла, к шагу извлечь.
Обратите внимание, что в конце предыдущего
шага извлечь
содержимое программного счетчика было
увеличено, и поэтому блок управления
получит опять правильный адрес.

 Выполнив одну
команду из оперативной памяти, процессор
переходит к следующей команде и так,
пока не встретит команду на окончание
работы или команду, которую не сможет
выполнить. Он не сможет выполнить
команду, если она предназначается
устройству, не подключенному к компьютеру,
или отсутствует в его системе команд,
или содержит синтаксическую ошибку.
Если программа составлена правильно,
то процессор
выполнит ее за конечное число шагов и
выдаст человеку результат решения
задачи.

Программное
обеспечение компьютера (его состав и
назначение)

 Программное
обеспечение
– это набор программ, имеющихся в наличии
у ПК. Оно подразделяется на системное,
специальное и прикладное. Классификация
программного обеспечения ПК приведена
на рисунке.

Системное
программное обеспечение
– это совокупность программ, программных
и языковых средств.

К системному
программному обеспечению относятся:

         операционные
системы;

         операционные
оболочки;

         драйверы.

Операционная
система –
это набор программ, который обеспечивает
взаимодействие всех устройств ПК и
позволяет пользователю осуществлять
общее управление ПК (процессором,
памятью, устройствами ввода-вывода,
данными).

Операционная
система дает только минимальные
возможности для управления различными
устройствами. Чтобы расширить эти
возможности для каждого устройства,
пишется отдельная программа, которую
называют драйвером.
Так, программа, управляющая работой
мыши, называется драйвером мыши;
программа, управляющая работой сканера,
называется драйвером сканера и т.д.

Общение с ПК
обеспечивается с помощью системных
команд. Каждая команда представляет
собой краткое предписание, определяющее,
какую операцию и над каким объектом
(программой, файлом) операционная система
должна выполнить. Однако с помощью
системных команд управлять ПК нелегко
(нужно помнить формат каждой команды,
многократно вводить команды и др.).
Поэтому были разработаны так называемые
программы-оболочки. Суть работы
большинства программ-оболочек состоит
в том, что для выполнения команды
операционной системы вместо ввода с
клавиатуры соответствующей системной
команды, пользователь выбирает нужную
клавишу в программе-оболочке. В настоящее
время самой популярной оболочкой
является Windows.

Специальное
ПО включает:

        инструментальное
(системы программирования),

        сервисное;

        сетевое.

Системы
программирования
включают:

         трансляторы
(интерпретаторы, компиляторы);

         языки
программирования;

         редакторы.

Программы
вспомогательного назначения называются
утилитами.
Утилиты часто объединяются в комплексы.
Например, комплекс Norton
Utilities.

Прикладное
программное обеспечение
– это совокупность программ, предназначенных
для решения различных пользовательских
задач.

В прикладное
программное обеспечение входят:

         редакторы
(текстовые, графические и др.);

        
информационно-поисковые
системы – ИПС (программы, предназначенные
для создания и хранения на магнитных
носителях больших массивов справочной
информации и поиска в них требуемых
сведений), базы данных (информационный
массив, с которым работает ИПС);

         системы
обработки числовой информации;

—      
электронные таблицы(инструментальные
средства, предназначенные для обработки
числовых данных, организованных в форме
таблиц, для записи исходных данных и
результатов обработки информации на
внешний носитель и вывода их на бумагу
в форме отчетной документации);

—      
математические пакеты и др.;

       пакеты
прикладных программ – ППП (программы,
предназначенные для решения прикладных
задач);

         педагогические
программные средства – ППС
(информационно-справочные,
имитационно-моделирующие, игровые и
обучающие).

Контрольные
вопросы:

1. Какое
   устройство ЭВМ относится к внешним:

A)
Центральный процессор.

B)
Оперативная память.

C)
Принтер.

D)
Арифметико-логическое устройство.

E)
Кэш – память.

1. Для чего нужна
   системная дискета:

A)
Для аварийной загрузки компьютера,
установки ОС.

B)
Для установки ОС.

C)
Для проверки ПК на наличие вирусов.

D)
Для низкоуровневого форматирования
CD-ROM.

E)
Для низкоуровневого форматирования
винчестера.

Литература:

1. Симонович С.
   Информатика. Учебный курс. — Санкт-Петербург:
   Питер, 2001 г.

2. Алексеев В.А..
   Информатика- 2002. – М.: Высшая школа, 2001
   год

3. Балафанов
   Е.К.,Бурибаев Б.Б.,Даулеткулов А. 30 уроков
   по информатике. Алматы

Рис.
Классификация программного обеспечения
ПК.

Контрольные
вопросы:

1. Какое
   устройство ЭВМ относится к внешним:

A)
Центральный процессор.

B)
Оперативная память.

C)
Принтер.

D)
Арифметико-логическое устройство.

E)
Кэш – память.

1. Для чего нужна
   системная дискета:

A)
Для аварийной загрузки компьютера,
установки ОС.

B)
Для установки ОС.

C)
Для проверки ПК на наличие вирусов.

D)
Для низкоуровневого форматирования
CD-ROM.

E)
Для низкоуровневого форматирования
винчестера.

Литература:

1. Симонович С.
   Информатика. Учебный курс. — Санкт-Петербург:
   Питер, 2001 г.

2. Алексеев В.А..
   Информатика- 2002. – М.: Высшая школа, 2001
   год

3. Балафанов
   Е.К.,Бурибаев Б.Б.,Даулеткулов А. 30 уроков
   по информатике

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

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

Обновлено: 05.09.2023

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.

Аппаратное обеспечение. Поскольку компьютер предоставляет все три класса информационных методов для работы с данными (аппаратные, программные и естественные), принято говорить о компьютерной системе как о состоящей из аппаратных и программных средств, работающих совместно. Узлы, составляющие аппаратные средства компьютера, называют аппаратным обеспечением. Они выполняют всю физическую работу с данными: регистрацию, хранение, транспортировку и преобразование как по форме, так и по содержанию, а также представляют их в виде, удобном для взаимодействия с естественными информационными методами человека.

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.

В основе построения большинства ЭВМ лежат три общих принципа, сформулированных Дж. фон Нейманом (1945): программное управление, однородность памяти, адресность.

Принцип программного управления заключается в том, что выполнение программ процессором осуществляется автоматически без вмешательства человека. Реализуется этот принцип за счет того, что программа, состоящая из набора команд, выполняется в строго определенной последовательности. Порядок выполнения команд обеспечивается счетчиком команд, который производит выборку команд из памяти, где они расположены в порядке следования друг за другом.

Принцип однородности памяти заключается в том, что в памяти компьютера хранятся как программы, так и данные. Принцип позволяет создавать более гибкие программы, которые в процессе выполнения могут подвергаться переработке.

Принцип адресности состоит в том, что все ячейки основной памяти компьютера пронумерованы и процессору доступна любая ячейка памяти..

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

Алгоритм – точное предписание, определяющее процесс преобразования исходных данных в конечный результат.

Программа – 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.

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.

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.

Часть машинных программ, обеспечивающих автоматическое управление вычислениями и используемых наиболее часто, может размещаться в постоянном запоминающем устройстве – реализовываться аппаратно. Программы, записанные в ПЗУ, составляют базовую систему ввода/вывода (BIOS), которая является промежуточным звеном между программным обеспечением компьютера и его электронными компонентами. Ее компоненты обеспечивают выполнение всех операций ввода/вывода в соответствии со специфическими особенностями работы каждого из периферийных устройств данного компьютера (драйверы стандартных устройств), тестируют работу памяти и устройств компьютера при включении электропитания (тест), а также выполняют загрузку операционной системы.

2. Классификация программного обеспечения ПК

Программное обеспечение (англ. software) – это совокупность программ, обеспечивающих функционирование компьютеров и решение с их помощью задач предметных областей. Программное обеспечение (ПО) представляет собой неотъемлемую часть компьютерной системы, является логическим продолжением технических средств и определяет сферу применения компьютера.

ПО современных компьютеров включает множество разнообразных программ, которое можно условно разделить на три группы (рис.31):

1. Системное программное обеспечение (системные программы);

2. Прикладное программное обеспечение (прикладные программы);

3. Инструментальное обеспечение (инструментальные системы).

Системное программное обеспечение (СПО) – это программы, управляющие работой компьютера (центральным процессором, памятью, вводом и выводом данных) и выполняющие различные вспомогательные функции, например, управление ресурсами компьютера, создание копий информации, проверка работоспособности устройств компьютера, выдача справочной информации о компьютере и др. Они предназначены для всех категорий пользователей, используются для эффективной работы компьютера и пользователя, а также эффективного выполнения прикладных программ.

Этот класс программного обеспечения носит общий характер применения и не зависит от предметной области. К системному программному обеспечению предъявляются высокие требования надежности работы, удобства и эффективности использования. Как правило, компьютер приобретается с установленным системным программным обеспечением. Системное программное обеспечение включает в себя базовое и сервисное программное обеспечение.

Базовое программное обеспечение — набор программных средств, обеспечивающих работу компьютера.

Сервисное программное обеспечение представляет собой набор обслуживающих (служебных) программ утилит (лат. utilitas — польза) для вспомогательных операций, связан ных с управлением ресурсами, настройками и контролем ра- ботоспособности компьютера. Утилиты входят в состав опе- рационной системы или устанавливаются дополнительно.

Прикладное программное обеспечение предназначено для обработки данных в определенной области применения, выполняет функции, необходимые пользователю для решения практической задачи. Прикладная программа (или приложение) разрабатывается для конкретной операционной системы.

Пакет прикладных программ — несколько программ для решения задач определенного класса в конкретной предметной области.

Приведем примеры прикладного программного обеспечения.

Офисные программы предназначены для основной массы пользователей. Сюда относятся: текстовые и табличные процессоры, графические редакторы, средства презентаций, системы управления базами данных, а также их интегрированные пакеты. Эти программы готовят документы для пе- чати и чтения с экрана, выполняют расчеты массивов числовых данных (Microsoft Word, Microsoft Excel, Lotus Smart Suite, Open Office, Libre Office).

Финансовые и бухгалтерские программы (бухгалтерского и финансового учета) для крупных, средних и мелких предприятий: 1С: Предприятие, 1С: Бухгалтерия, 1С: Деньги, БЭСТ, Парус и др.

Программы автоматизации делопроизводства и документооборота и архива организаций помогают в управлении персоналом, подготовке отчетности, составлении договоров, контрактов, писем (1С: кадры, Евфрат).

Лингвистические программы контролируют правописание, готовят аннотации, определяют ключевые слова, проводят лингвистический анализ текстов.

Программы словари содержат толкования терминов, дают перевод слов и словосочетаний (Lingvo, Multilex, Bridge to English, Сократ и др.).

Программы машинного перевода переводят тексты доку- ментов, электронной почты и вебстраниц (Promt, Сократ, сайты переводов).

Графические программы готовят и обрабатывают изображения, редактируют, сканируют и печатают графические изображения, повышают их качество.

Системы управления базами данных обеспечивают организацию, хранение и обработку баз данных (Microsoft Access, Lotus 1 � 2 � 3).

Издательские системы — программы компьютерной верстки и графики для типографской печати (Quark XPress, Adobe Page Maker, Adobe InDesign).

Статистические программы анализируют массивы числовых данных с выдачей статистических показателей, проведением прогнозирования, визуализацией данных (Statistica и др.). Математические программы представляют собой многофункциональные вычислительные системы решения разно-

образных математических задач (MathLab, Maple).

Системы автоматизированного проектирования (САПР), такие как AutoCad, MathCAD, предназначены для проектирования изделий разной сложности.

Базы знаний — экспертные системы, системы поддержки принятия решений в конкретной области: бизнес планировании, диагностике заболеваний и неисправности техники, расследовании преступлений, финансовом аудите.

Инструментальное программное обеспечение — программы для создания новых приложений (разработки программ) и информационных систем. Применяется программистами в качестве инструмента на технологических этапах процессов проектирования, программирования, отладки, тестирования создаваемых программ. В инструментальное программное обеспечение входят языки и системы программирования, интегрированные среды разработки программных продуктов, а также CASE средства (Computer Aided Software Engineering) — программные комплексы, автоматизирующие процесс разработки программ.

К инструментальному программному обеспечению относят: системы программирования –для разработки новых программ, например, Паскаль, Бейсик. Обычно они включают: редактор текстов, обеспечивающий создание и редактирование программ на исходном языке программирования (исходных программ), транслятор, а также библиотеки подпрограмм; инструментальные среды для разработки приложений, например, C++, Delphi, Visual Basic, Java, которые включают средства визуального программирования; системы моделирования, например, система имитационного моделирования MatLab, системы моделирования бизнес-процессов BpWin и баз данных ErWin и другие.

Транслятор (англ. translator – переводчик) – это программа-переводчик, которая преобразует программу с языка высокого уровня в программу, состоящую из машинных команд. Трансляторы реализуются в виде компиляторов или интерпретаторов, которые существенно различаются по принципам работы.

Компилятор (англ. compiler – составитель, собиратель) читает всю программу целиком, делает ее перевод и создает законченный вариант программы на машинном языке, который затем и выполняется. После компилирования получается исполняемая программа, при выполнении которой не нужна ни исходная программа, ни компилятор.

Интерпретатор (англ. interpreter – истолкователь, устный переводчик) переводит и выполняет программу строка за строкой. Программа, обрабатываемая интерпретатором, должна заново переводиться на машинный язык при каждом очередном ее запуске.

Откомпилированные программы работают быстрее, но интерпретируемые проще исправлять и изменять.

Дистрибутив (англ. distributive — распространяемый) — программный продукт, приспособленный для установки на компьютеры. Содержит сжатые (уменьшенные в объеме) файлы самой программы и программу установки. Распространяется на лицензионных компа дисках или через Интернет. Инсталляция (англ. installation — установка) -установка программного обеспечения в компьютер с помощью вспомогательной программы установки setup.exe с носителя – компак диска, флеш карты, жесткого диска.

Обычно пакеты прикладных программ имеют средства настройки, что позволяет при эксплуатации адаптировать их к специфике предметной области.

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

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;

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.

Собрать компьютер еще недостаточно, для его работы необходимо установить программное обеспечение. Инструменты для взаимодействия пользователя с ЭВМ сосредоточены в операционной системе. Операционная система представляет собой комплекс программ, которые осуществляют управление компьютером, организуют действия с файлами и каталогами, обеспечивают выполнение прикладных программ.

Программный принцип управления компьютером

В основе управления компьютером лежит программный принцип. Суть его заключается в том, что компьютер работает по заранее заданной программе, находящейся в его памяти. В конкретный момент времени выполняется задача активной программы, то есть той, что загружена в память компьютера в данный момент. Как только будет выполнена одна программа, в память загружается другая.

Программа представляет собой набор инструкций (команд), выполняемых в определенной логической последовательности. Программы позволяют реализовать различные пользовательские задачи, управляя работой аппаратурой компьютера.

Команды, из которых строится программа, представлены в ЭВМ в числовом коде. Последовательность инструкций, которые выполняет компьютер, записанные по определенным правилам образуют машинный язык. Люди, которые пишут программы, именуются программистами.

Набор всех установленных в компьютере программ и приложений, называется программным обеспечением.

Первым программистом была женщина по имени Ада Лавлейс. Она жила в 19 веке и занималась математикой. Первая программа была написана для вычислительного устройства, разработанного английским изобретателем Чарльзом Бэббиджем.

Рис. 1. Аналитическая машина Чарльза Бэббиджа.

В зависимости от выполняемых задач программное обеспечение может быть:

Системное программное обеспечение

Системное программное обеспечение предназначено для управления работой аппаратуры компьютера. Главным видом системного программного обеспечения является операционная система (ОС).

Средствами операционной системы организуется работа с файлами, выполнение прикладных программ, организация ввода и вывода данных.

На сегодняшний день широко используются ОС семейства Microsoft Windows, MacOs и Linux подобные системы.

Рис. 2. Логотипы операционных систем.

К классу системного программного обеспечения принадлежат также сервисные программы, используемые для обслуживания и диагностики компьютера и сетевого оборудования.

Прикладное программное обеспечение

Для выполнения различных практических задач пользователя используется прикладное программное обеспечение. С помощью него можно выполнять различные вычисления, создавать текстовые и графические документы. Прикладные программы также называют приложениями, к их числу относятся текстовые, графические, табличные редакторы, программы для создания презентаций.

Мышью можно воздействовать на различные графические элементы интерфейса компьютерных программ. Современные приложения снабжены широким набором средств графического интерфейса.

Основными элементами графического интерфейса являются:

• Командные кнопки
• Поле для ввода текста
• Выпадающие списки
• Флажки
• Переключатели

Рис. 3. Элементы графического интерфейса пользователя.

Первый графический интерфейс был придуман в 1960 году. Программа с первым графическим интерфейсом и позволяла рисовать на экране фигуры световым пером. Такой интерфейс сильно отличался от современных, интуитивно понятных графических оболочек компьютерных программ.

Что мы узнали?

Координация работы компьютера осуществляется на основе программного принципа, который заключается в последовательном выполнении команд программного кода. Программа представляет собой набор инструкций языка программирования. Программное обеспечение, используемое для организации работы аппаратуры компьютера, называется системным. Для решения пользовательских задач используется прикладное программное обеспечение. С помощью мыши можно воздействовать на программное обеспечение через графический интерфейс.

Читайте также:

  

• Как сохранить программу записанную на pascal кратко

  

• Югославия кто с кем воевал кратко карта

  

• Культура как бизнес кратко

  

• Какая философская школа относится к материалистическому направлению

  

• Роспотребнадзор как будут работать школы

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.

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.

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.