3. Компьютер

Под компьютером будем понимать только цифровую электронную вычислительную машину. Компьютер выполняет следующие основные операции: ввод информации, обработку информации по заложенной в него программе, вывод результатов обработки в форме, пригодной для восприятия человеком.

За все перечисленные действия соответственно отвечают специальные блоки компьютера: устройства ввода, устройство обработки информации и устройства хранения информации, устройства вывода. Все они достаточно сложны и, в свою очередь, состоят из отдельных более мелких устройств. В частности, в состав устройства обработки информации входят центральный процессор и ряд независимых микропроцессоров. В свою очередь центральный процессор содержит арифметико-логическое устройство и управляющее устройство. Устройства хранения информации подразделяются на быстродействующее устройство хранения информации: оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) и постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) и устройства длительного хранения информации – накопители.

Отметим, что устройства ввода представлены, как правило, не одной конструктивной единицей. Виды вводимой информации разнообразны, источников тоже может быть несколько, так что слова «устройства ввода» следует понимать в собирательном смысле. То же относится и к устройствам вывода.

Арифметико-логическое устройство (АЛУ)- это именно то место, где выполняются преобразования данных, предписанные командами программы: арифметические действия над числами, преобразования кодов, сравнение слов и пр.

Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), или просто память, предназначено для размещения программ, а также для временного хранения каких-то частей входных данных и промежуточных результатов. Ему свойственны: способность записывать (или считывать) элементы программ и данных в произвольное место памяти (или из произвольного места памяти), высокое быстродействие. «К

Управляющее устройство

аждая ячейка памяти хранит данные в виде двоичных кодов, с помощью которых любое число или символ однозначно представляется в виде соответствующей ему последовательности из знаков 0 и 1. Каждый из этих знаков называют двоичной цифрой или битом информации . Используя необходимое количество двоичнывх разрядов, можно обеспечить коды для всех типов данных, используемых в вычислительной системе: числовых, текстовых, графических и звуковых.

Постоянное запоминающее устройство предназначено для хранения программ и данных так называемой базовой системы ввода-вывода (БИОС), в частности, стандартных драйверов – программ управления внешними устройствами компьютера. Информацию из таких устройств можно только считывать.

В настоящее время в качестве наименьшей единицы измерения информации в компьютере используется байт – группа из восьми расположенных друг за другом битов. Соответственно, килобайт – это 1024 (=2¹⁰) байт, более крупные единицы измерения данных образуются с помощью приставок «мега-», «гига-» и «тера-», соответственно – мегабайт (10241024 байт), гигабайт (102410241024 байт) и терабайт (1024102410241024 байт). В еще более крупных единицах измерения данных пока не возникало практической потребности.

Запоминающие устройства компьютера бывают трех видов: двунаправленные (допускающие и считывание, и запись данных);полупостоянные, предназначенные для хранения редко обновляемой информации (например, сведения о конфигурации компьютера); постоянные, допускающие только считывание информации.

Управляющее устройство осуществляет координацию работы всех устройств компьютера. В определенной последовательности оно извлекает из ячеек памяти ОЗУ (или ПЗУ) команду за командой. Каждая команда сначала декодируется. Далее, если требуется, из указанных в ней ячеек ОЗУ передаются в АЛУ (или наоборот) данные. Затем АЛУ настраивается на выполнение действия, предписанного командой; в этом действии могут участвовать и устройства ввода-вывода;.И, наконец, дается команда на выполнение этого действия.

Этот процесс будет продолжаться до тех пор, пока не сложится одна из следующих ситуаций: исчерпаны все входные данные; с одного из входных устройств поступила команда на прекращение работы; выключено питание компьютера.

Так появились многопроцессорные компьютеры, в которых несколько процессоров работают одновременно, и, значит, производительность машины равна сумме производительностей процессоров (в этом случае говорят о многопроцессорной архитектуре.) В особо мощных компьютерах –такие машины могут, например, воспроизводить процесс мышления шахматного гроссмейстера или моделировать ядерные реакции с их естественной скоростью – число процессоров достигает нескольких десятков и даже сотен.

Скорость работы центрального процессора существенно зависит от скорости работы ОЗУ, или, иными словами, от продолжительности обращения к ОЗУ. Поэтому постоянно ведутся поиски элементов для ОЗУ, которые требовали бы как можно меньше времени на операции чтения-записи. Однако обнаружилось, что вместе с быстродействием растет (и очень резко) стоимость элементов памяти, так что построение ОЗУ необходимой емкости на быстрых элементах не всегда оправдано экономически. Эта коллизия разрешается путем построения многоуровневой памяти. При этом ОЗУ складывается из двух-трех частей: основная часть большой емкости строится на относительно медленных, но зато более дешевых элементах, а дополнительная часть, называемая кэш-памятью, состоит из быстродействующих элементов. Те данные, к которым АЛУ обращается наиболее часто, содержатся в кэш-памяти; больший же объем оперативной информации хранится в основной памяти. Распределением информации между составными частями ОЗУ управляет специальный блок процессора. Объем ОЗУ и кэш-памяти принадлежат к числу важнейших характеристик компьютера.

4.Под программным обеспечением информационных систем понимается совокупность программных и документальных средств для создания и эксплуатации систем обработки данных средствами вычислительной техники. В зависимости от функций, выполняемых программным обеспечением, его можно разделить на 2 группы: базовое и прикладное программное обеспечение.

Базовое-организует процесс обработки инф-ции в компьютере и обеспечивает нормальную рабочую среду для прикладных программ. Базовое ПО настолько тесно связано с аппаратными средствами, что его иногда считают частью компьютера.

Прикладное – предназначено для решения конкретных задач пользователя и организации вычислительного процесса информационной системы в целом.

В состав базового ПО входят: операционные системы, сервисные программы, трансляторы языков программирования и программы технического обслуживания.

операционная система – комплекс программ, обеспечивающих в условиях компьютерных сетей управление сетевыми ресурсами (программами, данными, устройствами, протоколами)

сервисные программы – программы, кот. расширяют возможности операционной системы, предоставляя пользователю и его программам набор дополнительных услуг.

Систему технического обслуживания – систему, которая облегчает диагностику, тестирование оборудования и поиск неисправностей в ПК.

Транслятором языка программирования называется программа, осуществляющая перевод текста программы с языка программирования в машинный код.