Принцип работы компьютера

Электронный учебник Информатика для Вас

http://pmi.ulstu.ru/new_project/

 

С о д е р ж а н и е

 

 

1. Понятие информации

2. Сжатие данных

3. Системы счисления

4. Компьютер как исполнитель

5. Принцип работы компьютера

6. Аппаратура компьютера

7. Программное обеспечение

8. Мультимедиа

9. Файловая система

10. Алгоритмы и алгоритмизация.

11. Обзор языков высокого уровня

12. Программирование на Турбо Паскале

13. Базы данных

14. Электронные таблицы

15. Телекоммуникации

16. Информационные технологии

17. Основы защиты информации

18. Интегрированные автоматизированные системы

19. Модели решения задач

20. Нейрокомпьютеры

Понятие информации. Свойства информации. Информационные процессы: получение, передача, преобразование и хранение информации

Информация

Термин информация происходит от латинского слова informatio, что означает - разъяснение, сообщение, осведомленность. Под информацией в быту(житейский аспект) понимают сведения об окружающем мире… Под информацией в техникепонимают сообщения, передаваемые в форме знаков или сигналов.

Язык как способ представления информации. Кодирование информации. Единицы измерения объема информации

Для того чтобы информация могла быть передана от источника к адресату, состояния источника должны быть каким-то образом отражены во внешней (по… В любом случае материально-энергетические параметры среды-носителя изменяются.… Итак, последовательность символов алфавита, кодирующая состояние источника и воспринимаемая адресатом как сообщение,…

Информационные процессы.

Рассмотрим более подробно различные виды информационных процессов между автоматом и автоматом (техническими устройствами). Обмен информацией Передачу и прием информации называют обменом информации. Передача информации между автоматами выполняется с…

Архиваторы.Способы сжатия данных.

Назначение архивации файлов

Архивация файлов используется для:

Устранения физической порчи магнитного носителя (диска);

Исключения неправильной корректировки или случайного уничтожения файлов;

Предотвращения разрушения файла вирусом;

Реализации хранения истории разрабатываемого программного обеспечения.

 

Для этих целей используются специальные программы - архиваторы (COPY, XCOPY, BACKUP, RESTORE).Они позволяют сохранять место и объединять группы совместных файлов в один архивный файл.

Сжатие - это процесс обработки символов некоторого сообщения и перевода этого символа в некоторые коды. При просмотре обрабатываемого сообщения алгоритм сжатия реализует два почти независимых процесса:

Поддерживает модель обрабатываемых сообщений;

На основании модели кодирует очередной фрагмент.

Архиваторы.Способы сжатия данных.

Алгоритмы сжатия без потерь.

Необходимо отметить, что каждый алгоритм работает особенно хорошо на специфических потоках данных. И даже более того, математиками уже доказано, что…

Метод сжатия RLE

Основная идея такова: заменим поток символов на символ и количество его повторений. Выглядит это так: исходный поток АААААВВВБББАААААБАБВВББД = 25… Данный алгоритм должен хорошо паковать картинки такого типа

Метод сжатия Хаффмана

Частота появления символов в обычных текстах различна и поэтому нерационально для кодирования каждого бита тратить одно и тоже число бит (обычно 8),… Рассмотрим следующий пример: исходный поток АБАБАБАВАБВГ = 12 байт выходной… Классический алгоритм Хаффмана имеет на входе таблицу частот появления символов и, зная ее основание, строится так…

Алгоритмы семейства LZ

Данный метод описывает такие алгоритмы, которым присущи следующие черты: пусть у нас есть фраза «the cat at the flat» - 19 байт а теперь возьмем и… Впоследствие другим математиком Велчем (Welch) - был придуман… В настоящее время алгоритм LZW является самым популярным алгоритмом и используется практически во всех паковщиках,…

Арифметическое кодирование

Объяснить, да и самому понять, теорию информации необычайно сложно. Поэтому приведу лишь интуитивно-понятный пример. Пусть у нас есть текст: «быть… Главным недостатком этого метода являются очень серьезные требования к… Среди изображений наилучшим является использование при сжатии ксерокопий и других двух уровневых изображений.

Алгоритмы сжатия с потерей части информации

Но во многих аспектах нашей реальной жизни нам зачастую не требуется 100% точности оригинала и копии - фотографии, ксерокопия, видеофильмы, звуки.…

Алгоритм, используемый в JPEG (фото) и MPEG (видео).

В MPEG все кадры делятся на несколько типов: базовые - пакуются как JPEG; переходные - сохраняются изменения, произошедшие от базового кадра Лучше один раз увидеть - все сразу станет ясно, замечу от себя лишь то, что…

Алгоритм используемый в MP3 (звук).

Поэтому в настоящее время ведутся разработки волнового метода, который предвещает гораздо более лучшее отношение качество/размер.   А что же дальше?

Существуют позиционные и непозиционные системы счисления.

В позиционных системах счисления вес каждой цифры изменяется в зависимости от ее положения(позиции) в последовательности цифр, изображающих число.… За основание системы можно принять любое натуральное число — два, три, четыре… an-1 qn-1 + an-2 qn-2+ ... + a1 q1 + a0 q0 + a-1 q-1 + ... + a-m q-m, 2

Целые числа в любой системе счисления порождаются с помощью Правила счета.

Для образования целого числа, следующего за любым данным целым числом, нужно продвинуть самую правую цифру числа; если какая-либо цифра после продвижения стала нулем, то нужно продвинуть цифру, стоящую слева от неё.

Применяя это правило, запишем первые десять целых чисел

· в троичной системе: 0, 1, 2, 10, 11, 12, 20, 21, 22, 100; · в пятеричной системе: 0, 1, 2, 3, 4, 10, 11, 12, 13, 14; · восьмеричной системе: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 10, 11.

Системы счисления

Унарная запись получается очень громоздкой и неудобной, поэтому люди стали искать более компактные способы обозначать большие числа. Появились… Но, все равно, число получалось сложением цифр, поэтому система оставалась… В римской системе счисления появилась одна новая идея: хотя там тоже для обозначения чисел использовали буквы (1 -- I,…

Или

444 = 4^.10² + 4^.10¹ + 4^.10⁰.

Нетрудно заметить, что если обозначить цифры числа как a₂, a₁ и a₀, то любое трехзначное число может быть представлено в виде:

N = a₂^.10² + a₁^.10¹ + a₀^.10⁰.<o:p</o:p

Число 10, степени которого используются в этой формуле (и именно столько разных цифр есть в десятичной системе), называют основанием системы счисления, а степени десятки -- весами разрядов.

Вообще, выбор в качестве основания позиционной системы именно числа 10 объясняется традицией, а не какими-то особыми свойствами этого числа. С не меньшим успехом можно использовать и любое другое. В общем случае, если основание системы счисления равно p, число, записанное в этой системе, можно представить в виде:

N = a_ipⁱ + ... + a₂p² + a₁p¹ + a₀p⁰, [1]

Причем каждый из коэффициентов-цифр должен быть меньше p.

Пользуясь этой формулой можно легко перевести число из системы счисления с любым основанием в десятеричную.

325426 = 3.64 +2.63 + 5.62 + 4.61 + 2.60 = 3.1296 + 2.216 + 5.36 + 4.6 + 2 = 3888 + 432 + 180 + 24 + 2 = 4526 А как выполнить обратный перевод? Для этого нам нужно будет последовательно… Действуем так:

Это и будет искомое представление.

200010 = 3720₈.

Примечания

От лат. Unus -- один

Мы обычно называем такую запись чисел арабской. На самом деле, изобретена она в Индии, но европейцы впервые узнали о ней от арабов

4. Этим мы, фактически, определили, что 2000 = ((3.8 + 7).8 + 2).8 + 0 или, раскрывая скобки, 3.8³ + 7.8² + 2.8 + 0. Сравните этот результат с формулой [1]

Системы счисления.

Изобретение десятичной системы счисления.

Древние греки построили геометрию, которую до сих пор изучают в школе. Они сумели доказать важнейшие теоремы, но считать они не умели. В древнем… Запись числа в позиционной системе счисления.  

Перевод чисел из десятичной системы в двоичную и наоборот выполняет машина. Однако, чтобы профессионально использовать компьютер, следует научиться понимать слово машины. Для этого и разработаны восьмеричная и шестнадцатеричная системы.

Числа в этих системах читаются почти так же легко, как десятичные, требуют соответственно в три (восьмеричная) и в четыре (шестнадцатеричная) раза меньше разрядов, чем в двоичной системе (ведь числа 8 и 16 – соответственно, третья и четвертая степени числа 2).

Перевод восьмеричных и шестнадцатеричных чисел в двоичную систему очень прост: достаточно каждую цифру заменить эквивалентной ей двоичной триадой (тройкой цифр) или тетрадой (четверкой цифр).

Чтобы перевести число из двоичной системы в восьмеричную или шестнадцатеричную, его нужно разбить влево и вправо от запятой на триады (для восьмеричной) или тетрады (для шестнадцатеричной) и каждую такую группу заменить соответствующей восьмеричной (шестнадцатеричной) цифрой. >

Например,

+ ¹⁰⁰¹
1010

--------

При сложении надо помнить в какой с/с введутся расчеты. Вычисления нам легче производить в 10 с/с, но результат каждого выполненного действия мы сразу должны привести в соответствие с рассматриваемой с/с. Так, если получаем число два при сложении чисел в 2 с/с, как в этом примере, то заменяем его на 10, т.к. цифры два в двоичной с/с нет.

* 11001 1101 ----------- + 11001+ 11001 11001-------------101000101

Примеры и задания.

1. Представить следующие числа в десятичной системе счисления:
111001₂, 41₈, 2D₁₆, 23₅

2.Перевести число 47₁₀ в двоичную, шестнадцатеричную, семиричную:

_{Ответы…}

_{Взаимные переводы из системы в систему.}

_{2316310 - 551738}

_{72910 - 20617}

_{204210 - 311325}

_{204210 - 111111110102}

_{204210 - 22101223}

_{110011012 - 20510}

_{05304156 - 4292310}

_{11001101010000112 - 1465038}

_{196710 - 36578}

_{11012 - 1310}

_{2410 - 110002}

_{30510 - 22105}

_{2510 - 318}

_{7358 - 1DD16}

_{FFFF16 - 6553510}

_{101101112 - 2678}

_{ABC16 - 53748}

_{3228 - D216}

_{1111111102 - 7768}

_{BAD16 - 298910}

_{23568 - 4EE16}

_{4528 - 1001010102}

_{85616 - 41268}

_{23910 - 111011112}

_{53710 - 10318}

_{110024 - 5028}

_{100213 - 10110002}

_{3005 - 4B16}

_{Угадай систему счисления:}

_{1. 35+40=115Ответы…}

_216*3=654

_{3. 656/5=124}

_{4. 425-342=63}

_736/6=121

_{6. 1520/12=123}

_{7. 203x=5310}

_{8. 236x=12405}

_{9. 106x=1537}

_{10. 324x=100223}

_{11. 541x=20146}

_{12. 364x=30014}

_{Алгебраические выражения}

_{1.73068+256458-67748< b >Ответы…}

_{4256*546-5316*436}

_{3. 206718/1318}

_{4 232135/325+1135*35}

_{5. 2320115/1045+12345*3225}

_{(768*648-558*378)*448}

_{(5638+2178)*158+(23658-6368)/178}

_{1201113/1023+2013*123}

_{63257-4567-1503357/237}

_{(3516*146-11536/316-1506)/2056}

_3516*146

_{12. 11536/316}

_{13. 100216/2056}

_{14. 1132137+15327}

_{15. 114617/257}

_{16. 56367-46547}

_{17. 101123+11023}

_{18. 35458*448}

_{19. 62308-25638}

_{20. 10028*158}

_{21. 15278/178}

_{22. 2320115/1045}

_{23. >3445+3445}

_{24. 351538-67748}

_{25. 405136-312026}

_{26. BAD16+DF4516}

_{27. 3526*2456}

_201(30*123

_{1100112-10112}

_{1100112+10112}

_76128+3258

_{ТЕКСТОВЫЕ ЗАДАЧИ.
Ответы…}

_{1.Найти двузначное число в десятичной системе, которое будучи записано в двоичной , четверичной и восьмеричной системах счисления каждый раз изображается одинаковыми цифрами( но различными , в разных системах счисления)}

_{2.На планете “Звездный дождь” дети учат арифметику, и они решают задачки такого типа:}

_{Сколько тогда школьник этой планеты должен написать в ответе такой задачи:256+455=?}

_{3.Два числа 5310 и 11112 пришли однажды в такое место , где валялось много разностей, и стали искать свою. Найди разность этих чисел в 10 сс.}

_{4.Толя поспорил с Колей, что съест 1112 баночек гуталина, а съел только 1002. Сколько баночек гуталина не смог осилить Толя?}

_{5.В бублике одна дырка, а в кренделе в102 больше. На сколько меньше дырок в 710 бубликах, чем в 11002 кренделях?}

_{6.Когда хозяин вышел в сад с ружьем , с одной яблони упало 11112 соседа, а с другой на 310 соседа больше. Сколько соседей упало со второй яблони? Ответ представить в 16 и 8-ичной системах.}

_{8.В одной капле воды сидит 117416 микробов, в другой капле микробов сидит в два раза больше , чем в первой , а в третьей- в четыре раза меньше, чем во второй. Сколько микробов засядут в ученом с мировым именем Иннокентий, если он перепутает эти капли с валерьянкой и выпьет их залпом?}

_{7.Сколько дырок окажется в клеенке, если во время обеда 125 раз проткнуть ее вилкой с 4 зубчиками?}

_{8.В комнате веселилось 1425 мух. Петр Петрович открыл форточку и, размахивая полотенцем, выгнал из комнаты 225мух. Но прежде чем он успел закрыть форточку , 213мух вернулось обратно. Сколько мух теперь веселится в комнате? Реши эту задачу двумя разными способами.[4}

_{9.В доме 11002 чашек и 10012 блюдечек. Дети разбили половину чашек и 1112 блюдечек. Сколько чашек осталось без блюдечек?}

_{10.Коля свой дневник с двойками закопал на глубину 1012 метров, а Толя закопал свой дневник на глубину 11002 метров. На сколько метров глубже закопал свой дневник с двойками Толя?}

_{11. Археологи далекого будущего когда-нибудь раскопают 2 окаменевших дневника с большим количеством окаменевших двоек. В Колином дневнике они найдут E016 окаменевших двоек, а в Толином 1/4 числа этих двоек. Сколько всего окаменевших двоек найдут археологи в двух дневниках?}

_{12.В цирке 10103 рядов. В каждом ряду по 4405 мест. Каждый вечер цирк полон и все зрители умирают от смеха. Сколько человек каждый вечер умирает от смеха в цирке?}

_{13.В школьный портфель помещается не более 410 взрослых ежей. Сколько таких портфелей нужно, чтобы принести в школу за один раз 13C16 взрослых ежей?}

_{14.Спасаясь от таксы Дуськи, 557 бабушек забрались на ветвистое дерево. У дерева 100102 веток. На каждой ветке сидит по 102 бабушек. Сколько бабушек качается на самой верхушке?}

_{15.Саша в 116 раз хитрее Кати. Катя в 1002 раз хитрее Маши. Во сколько раз Маша наивнее Саши?}

_{Олимпиадная задача теоретического тура городской олимпиады по информатике 1998-99 г.}

_{12.0pt'>16.В одной стране число 7 считалось священным и счастливым числом. Люди этой страны до такой степени боготворили его, что даже использовали семеричную систему исчисления. А самым несчастливым числом, которое все не любили и избегали, считалось 13. Объясните, почему проводимая 13 февраля 10-я юбилейная олимпиада школьников по информатике 1999 года считалась бы у них несчастливой. Ответ…}

Древняя Греция

. В Древней Греции имели хождение две основных системы счисления – аттическая (или геродианова) и ионическая (она же александрийская или алфавитная). Аттическая система счисления использовалась греками, по-видимому, уже к 5 в. до н.э. По существу это была десятичная система (хотя в ней также было выделено и число пять), а аттические обозначения чисел использовали повторы коллективных символов. Черта, обозначавшая единицу, повторенная нужное число раз, означала числа до четырех. После четырех черт греки вместо пяти черт ввели новый символ Г, первую букву слова «пента» (пять) (буква Г употреблялась для обозначения звука «п», а не «г»). Дойдя до десяти, они ввели еще один новый символ D, первую букву слова «дека» (десять). Так как система была десятичной, грекам потребовались новые символы для каждой новой степени числа 10: символ Hозначал 100 (гекатон), X – 1000 (хилиои), символ M – 10000 (мириои или мириада). Используя число 5 как промежуточное подоснование системы счисления, греки на основе принципа умножения комбинировали пятерку с символами степеней числа 10. Так, число 50 они обозначали символом, 500 – символом, 5000 – символом, 50000 – символом. Еще большие числа обычно описывались словами. Число 6789 в аттической системе записывалось в виде.

Вторая принятая в Древней Греции ионическая система счисления – алфавитная – получила широкое распространение в начале Александрийской эпохи, хотя возникнуть она могла несколькими столетиями раньше, по всей видимости, уже у пифагорейцев. Эта более тонкая система счисления была чисто десятичной, и числа в ней обозначались примерно так же,как в древнеегипетской иератической системе. Используя двадцать четыре буквы греческого алфавита и, кроме того, еще три архаических знака, ионическая система сопоставила девять букв первым девяти числам; другие девять букв – первым девяти целым кратным числа десять; и последние девять символов – первым девяти целым кратным числа 100. Для обозначения первых девяти целых кратных числа 1000 греки частично воспользовались древневавилонским принципом позиционности, снова использовав первые девять букв греческого алфавита, снабдив их штрихами слева. Например, число 6789 в ионической системе записывалось как FYPQ. Чтобы отличить числа от слов, греки над соответствующей буквой ставили горизонтальную черту. Первоначально числа обозначались прописными буквами, но позднее сменились на строчные.

Ионическая система первоначально не сильно потеснила уже установившуюся аттическую или акрофоническую (по начальным буквам слов, означавших числительные) системы исчисления. По-видимому, официально она была принята в Александрии во времена правления Птолемея Филадельфийского и в последующие годы распространилась оттуда по всему греческому миру, включая Аттику. Переход к ионической системе счисления произошел в золотой век древнегреческой математики и, в частности, при жизни двух величайших математиков античности. Есть нечто большее, чем просто совпадение, в том, что именно тогда Архимед и Аполлоний работали над усовершенствованием системы обозначения больших чисел. Архимед, придумавший схему октад (эквивалентную современному использованию показателей степени числа 10), гордо заявлял в своем сочинении «Псаммит» («Исчисление песчинок»), что может численно выразить количество песчинок, необходимых для того, чтобы заполнить всю известную тогда Вселенную. Изобретенная им система обозначения чисел включала число, которое ныне можно было бы записать в виде единицы, за которой следовало бы восемьдесят тысяч миллионов миллионов цифр.

С помощью простого введения диакритических знаков наподобие тех, которые греки применяли для обозначения тысяч, алфавитное обозначение целых чисел можно было бы легко приспособить для обозначения десятичных дробей, но этой возможностью они не воспользовались. Вместо этого для обозначения дробей греки использовали приемы древних египтян и вавилонян. Египетское влияние в Греции было достаточно сильным, чтобы навязать грекам употребление лишь аликвотных дробей, однако большие вычислительные удобства системы счисления вавилонян побудили живших позднее александрийских астрономов перейти к использованию шестидесятиричных дробей. Переняв систему счисления Древнего Вавилона, греки заменили месопотамскую клинопись своими буквенными обозначениями. Например, Птолемей записал длину хорды, стягивающей дугу в 120° окружности радиусом в 60 единиц, как RGNE¢KG¢•, т.е. 103 + 55/60 + 23/60² единиц. В более поздний период в вавилонской шестидесятиричной системе имелся специальный символ для обозначения «пустой» позиции, и греческие астрономы ввели для этой цели букву омикрон. Неясно, был ли такой выбор подсказан тем, что с этой буквы начиналось слово оуден (ничто). Сходство греческой буквы О с современным обозначением нуля может быть чем-то большим, чем случайное совпадение, но у нас нет точных данных, позволяющих утверждать это со всей определенностью.

Поскольку греки работали с обыкновенными дробями лишь эпизодически, они использовали различные обозначения. Герон и Диофант, самые известные арифметики среди древнегреческих математиков, записывали дроби в алфавитной форме, причем числитель располагали под знаменателем. Но в принципе предпочтение отдавалось либо дробям с единичным числителем, либо шестидесятиричным дробям.

Недостатки греческих обозначений дробных чисел, включая использование шестидесятиричных дробей в десятичной системе счисления, объяснялись отнюдь не пороками основополагающих принципов. Недостатки греческой системы счисления можно отнести скорее за счет их упорного стремления к строгости, которое заметно увеличило трудности, связанные с анализом отношения несоизмеримых величин. Слово «число» греки понимали как набор единиц, поэтому то, что мы теперь рассматриваем как единое рациональное число – дробь, – греки понимали как отношение двух целых чисел. Именно этим объясняется, почему обыкновенные дроби редко встречались в греческой арифметике. Кроме того, десятичные представления обыкновенных дробей в большинстве случаев бесконечны. А поскольку бесконечность была исключена из строгих рассуждений, теоретическая арифметика не нуждалась в такого рода представлениях. С другой стороны, областью, в которой практические вычисления испытывали величайшую потребность в точных дробях, была астрономия, а здесь вавилонская традиция была настолько сильна, что шестидесятиричная система обозначений угловых, дуговых и временных величин сохраняется и поныне.

Китай

.Одна из древнейших систем счисления была создана в Китае, а также в Японии. Эта система возникла как результат оперирования с палочками, выкладываемыми для счета на стол или доску. Числа от единицы до пяти обозначались, соответственно, одной, двумя и т.д. палочками, выкладываемыми вертикально, а одна, две, три или четыре вертикальные палочки, над которыми помещалась одна поперечная палочка, означали числа шесть, семь, восемь и девять. (См. таблицу обозначений чисел.) Первые пять кратных числа 10 обозначались одной, двумя, ¼, пятью горизонтальными палочками, а одна, две, три и четыре горизонтальные палочки, к которым сверху приставлялась вертикальная палочка, означали числа 60, 70, 80 и 90. Для обозначения чисел больше 99 использовался позиционный принцип. Число 6789 китайцы записали бы так:. Обозначения чисел с помощью палочек тесно связано со счетом на пальцах и счетной доске, но применялось оно также и в письменных вычислениях.

Во второй китайской системе счисления для обозначения первых девяти целых чисел или символов (см. таблицу обозначений чисел) используют девять различных знаков и одиннадцать дополнительных символов для обозначения первых одиннадцати степеней числа 10. В сочетании с умножением и вычитанием это позволяло записывать любое число меньше триллиона. Если один из символов, обозначающих первые девять целых чисел, стоит перед (при чтении слева направо) символом, означающим степень числа 10, то первое нужно умножить на второе, если же символ одного из девяти первых целых чисел стоит на последнем месте, то это число надлежит прибавить к обозначенному предыдущими символами. В такой системе счисления число 6789 выглядело бы так:, т.е. 6×1000 + 7×100 + 8×10 + 9.

Индия

.Письменных памятников древнеиндийской цивилизации сохранилось очень немного, но, судя по всему, индийские системы счисления проходили в своем развитии те же этапы, что и во всех прочих цивилизациях. На древних надписях из Мохенджо-Даро вертикальная черточка в записи чисел повторяется до тринадцати раз, а группировка символов напоминает ту, которая знакома нам по египетским иероглифическим надписям. В течение некоторого времени имела хождение система счисления, очень напоминающая аттическую, в которой для обозначения чисел 4, 10, 20 и 100 использовались повторения коллективных символов. Эта система, которая называется кхарошти, постепенно уступила место другой, известной под названием брахми, где буквами алфавита обозначались единицы (начиная с четырех), десятки, сотни и тысячи. Переход от кхарошти к брахми происходил в те годы, когда в Греции, вскоре после вторжения в Индию Александра Македонского, ионическая система счисления вытеснила аттическую. Вполне возможно, что переход от кхарошти к брахми происходил под влиянием греков, но сейчас вряд ли возможно хоть как-то проследить или восстановить этот переход от древних индийских форм к системе, от которой произошли наши системы счисления. Надписи, найденные в Нана-Гат и Насике, относящиеся к первым векам до нашей эры и первым векам нашей эры, по-видимому, содержат обозначения чисел, которые были прямыми предшественниками тех, которые получили теперь название индо-арабской системы. Первоначально в этой системе не было ни позиционного принципа, ни символа нуля. Оба эти элементы вошли в индийскую систему к 8–9 вв. вместе с обозначениями деванагари (см. таблицу обозначений чисел). В индийской системе число 6789 записывалось бы как. Здесь мы впервые встречаемся с элементами современной системы счисления: индийская система была десятичной, цифровой и позиционной. При желании можно даже усмотреть некоторое сходство в начертании современных цифр и цифр деванагари.

!Напомним, что позиционная система счисления с нулем возникла не в Индии, поскольку за много веков до этого она использовалась в Древнем Вавилоне в связи с шестидесятиричной системой. Поскольку индийские астрономы использовали шестидесятиричные дроби, вполне возможно, что это навело их на мысль перенести позиционный принцип с шестидесятиричных дробей на целые числа, записанные в десятичной системе. В итоге произошел сдвиг, приведший к современной системе счисления. Не исключена также возможность, что такой переход, по крайней мере отчасти, произошел в Греции, скорее всего в Александрии, и оттуда распространился в Индию. В пользу последнего предположениясвидетельствует сходство кружка, обозначающего нуль, с начертанием греческой буквы омикрон. Однако происхождение индийского символа для нуля окутано тайной, так как первое достоверное свидетельство его появления в Индии датируется лишь концом 9 в. Как ни странно, ни греки, ни индийцы не включили в свои системы счисления десятичные дроби, но именно индийцам мы обязаны современной системой записи обыкновенных дробей с числителем, расположенным над знаменателем (но без горизонтальной черты, отделяющей числитель от знаменателя).

Литература.

1. Введение в программирование./Авт.-сост. В.А.Гольденберг.- Мн.: ООО «Харвест», 1997.-528с.

2.Язык компьютера. Пер. с англ./Под ред. В.М.Курочкина.-М.:Мир, 1989.-240с.

3.Информатика.1998г. №24 и книга Л.З.Шауцуковой «Основы информатики в вопросах и ответах», Изд. Центр «Эль-Фа», Нальчик,1994г.

Компиляторы и интерпретаторы

С помощью языка программирования создаётся не готовая программа, а только её текст, описывающий ранее разработанный алгоритм. Чтобы получить работающую программу, надо этот текст либо автоматически перевести в машинный код (для этого служат программы компиляторы) и затем использовать отдельно от исходного текста, либо сразу выполнять команды языка, указанные в тексте программы (этим занимаются программы-интерпретаторы).

Интерпретатор берёт очередной оператор языка из текста программы, анализирует его структуру и затем сразу исполняет (обычно после анализа оператор транслируется в некоторое промежуточное представление или даже машинный код для более эффективного дальнейшего исполнения). Только после того как текущий оператор успешно выполнен, интерпретатор перейдёт к следующему. При этом если один и тот же оператор будет выполняться в программе многократно, интерпретатор будет выполнять его так как, как будто встретил впервые. Вследствие этого программы,в которых требуется осуществить большой объём вычислений, будут выполняться медленно. Кроме того, для выполнения программы на другом компьютере там тоже должен стоять интерпретатор – ведь без него текст является просто набором символов.

По-другому можно сказать, что интерпретатор моделирует некоторую вычислительную виртуальную машину, для которой базовыми инструкциями служат не элементарные команды процессора, а операторы языка программирования.

Компиляторы полностью обрабатывают весь текст программы (он иногда называется исходный код) Они просматривают его в поиске синтаксических ошибок (иногда несколько раз), производят определенный смысловой анализ, а затем автоматически переводят (транслируют) на машинный язык - генерируют машинный код. Нередко при этом выполняется оптимизация с помощью набора методов позволяющих повысить быстродействие программы (например, с помощью инструкций, ориентированных на конкретный процессор, путём исключения ненужных команд, промежуточных вычислений и т.д.). В результате законченная программа получается законченной и эффективной, работает

В сотни раз быстрее программы, выполняемой с помощьюинтерпретатора, может быть перенесена на другие компьютеры с процессором, поддерживающим соответствующий машинный код.

Недостаток компилятора – трудоёмкость трансляции языков программирования, ориентированных на обработку данных сложных структур, часто заранее неизвестной или динамически меняющейся во время работы программы. Тогда в машинный код приходиться вставлять множество дополнительных проверок, анализировать наличие ресурсов операционной системы, динамически их захватывать и освобождать, формировать и обрабатывать в памяти компьютера сложные объекты, что на уровне жестко заданных машинных инструкций осуществить довольно трудно, а для задачи почти невозможно.

С помощью интерпретатора, наоборот, допустимо в любой момент остановить программу, исследовать содержимое памяти, организовать диалог с пользователем, выполнить сколь угодно сложные преобразования и при этом постоянно контролировать состояние окружающей программно - аппаратной среды, благодаря чему достигается высокая надёжность работы. Интерпретатор при выполнении каждого оператора проверяет множество характеристик операционной системы и при необходимости максимально подробно информирует разработчика о возникающих проблемах. Кроме того, интерпретатор очень удобен для использования в качестве инструмента изучения программирования, так как позволяет понять принципы работы любого отдельного оператора языка.

В реальных системах программирования перемешаны технологии и компиляции и интерпретации. В процессе отладки программа может выполняться по шагам, а результирующий код не обязательно будет машинным – он даже может быть исходным кодом, написанном на другом языке программирования (это существенно упрощает процесс трансляции, но требует компилятора для конкретного языка), или промежуточным машинно-независимым кодом абстрактного процессора, который в различных машинных архитектурах станет выполнять с помощью интерпретатора или компилировать в соответствующий машинный код.

Трансляция и компоновка

Для большинства программ целесообразно действовать по старой римской пословице “Разделяй и властвуй". Задача раскладывается на подзадачи, которые формируются в виде модулей. В результате вся программа становиться не только более надёжной и обозримой , но и появляется возможность одновременной работы над программой нескольких человек. При таком подходе возникает одна довольно серьёзная трудность:как обеспечить, чтобы узлы такого дерева всегда имели актуальное состояние.

Итак, несколько человек работают над модулями, являющимися узлами другого модуля. Во избежание всяких накладок нужно будет вести учет времени формирования каждого узла (т. е. модуля). Ни один узел не может иметь более позднюю датувозникновения, чем лежащий выше узел. В Турбо Паскале пункт меню Compile Make предоставляет механизм, который автоматически может отслеживать эти временные связи и заново компилировать соответствующие модули. Функция Compile/Make(для версии 5.0) имеет следующий результат:

Если с помощью Compile/Primary/ File создан некий “головной файл”, он используется для компоновки, в противном случае берётся записанный в редакторе исходный текст;

Если интерфейсная часть модуля изменена, заново компилируются все модули, которые её используют.

Если модуль содержит в себе директиву включения, а файл с указанным именем имеет более позднюю дату создания, чем сам модуль, он так же компилируется заново.

Если в некоторый модуль с помощью директивы (*L*) включается некоторый объектный файл , который создан позже модуля, модуль компилируется заново. Естественным условием применения функции Compile является наличие исходного текста файла. Для стандартных модулей в TPL сравнение даты и времени создания файлов не предусмотрены.

Тот, кто хочет быть уверен в абсолютной правильности результата, может воспользоваться функцией Compile /built. При этом даты и время создания связанных между собой модулей не сравниваются, а просто заново компилируются все используемые программой модули.

Компьютер как исполнитель алгоритмов.

Под алгоритмомпонимают постоянное и точное предписание (указание) исполнителю совершить определенную последовательность действий, направленных на… Для программиста, составляющего программы на универсальных языках… Программы составляются программистами по алгоритмам для решения определенных задач. Человек не должен объяснять…

Языки высокого уровня

Fortran

Cobol

Это коипилируемый языу для применения в экономической области и решения бизнес-задач,разработанный в начале 60-х годов.Он отличается большой "многословностью"-его операторы выглядят как обычные английские фразы.В Коболе были реализованы очень мощные средства работы с большими объемами данных ,хранящимися на различных внешних носителях.На этом языке создано очень много различных приложений,которые активно эксплуатируются и сегодня.Достаточно сказать,что наибольшую зарплату в США получают программисты на Коболе.

Algol

Компилируемый язык,созданный в 1960 году.Он был призван заменить Фортран,но из-за более сложной структуры не получил широкого распространения. В 1968 году была создана версия Алгол68,по своим возможностям опережающая и сегодня многие языки программирования ,однако из-за отсутствия достаточно эффективных компьютеров для нее не удалось своевременно создать хорошие компиляторы.

Pascal

Язык Паскаль,созданный в конце 70-х годов основоположником множества идей современного программирования Никлаусом Виртом,во многом напоминает Алгол,нр внем ужесточен ряд требований к структкре программы и имеются возможности,позволяющие кспешно применять его при создании крупных проетов.

Basic

Для этого языка имеются и компиляторы,и интерпритаторы,а по популярности он занимает первое место в мире.Он создавался в конце 60-х годов в качестве учебного пособия и очень прост в изучении.

C

Данный язык был создан в лаборвтории Bell и первоначально не рассматривался как массовый.Он планировался для замены ассемблера,чтобы иметь возможность создавать столь же эффективные и комппактные программы,и в то же время не зависеть от конкретного вида процессора.

C++

С++-это объекно-ориентированное расширения языка Си,созданное Бьярном Страуструпом в 1980 году.Множество новых мощных возможностей,позволивших резко увеличить производительность программистов,наложилось на унаследованную от языка Си определенную низкоуровневость,в результате чего создание сложных и надежных программ потребовало от разработчиков высокого уровня прфессиональной подготовки.

Java

Этот язык был создан компанией Sun в начале 60-х годов на основе Си++.Он призван упростить разработку приложений на основе Си++ путем исключения из него всех низкоуровневых возможностей.Но главная особенность этого языка -компиляция не в машинный код,а в платформо-независимый байт-код.Этот байт-код может выполнятся с помощью интерпритатора-вирткальной машины Javа-машины JVM(Java Virtyal Machine),версии которой созданы сегодня для любых платформ. Благодаря наличию Java-машин программы на Java можно переносить на не только на уровне исходных текстов,но и на уровне обычного байт-кода,поэтому по популярности язык Ява сегодня занимает первое второе с мире после Бейсика

Использованная литература:

1. Щауцукова. Л. З. Инф-ка. Учебное пособие. М.2000.

2 Энциклопедия “Кирилл и Мефодий” за 2001г.

3.Питер Абель. Ассемблер и программирование для IBMPC

Что такое компьютер?

Компьютер (англ. computer — вычислитель) представляет собой программируемое электронное устройство, способное обрабатывать данные и производить вычисления, а также выполнять другие задачи манипулирования символами .

Существует два основных класса компьютеров:

цифровые компьютеры, обрабатывающие данные в виде числовых двоичных кодов;

аналоговые компьютеры, обрабатывающие непрерывно меняющиеся физические величины (электрическое напряжение, время и т.д.), которые являются аналогами вычисляемых величин.

Поскольку в настоящее время подавляющее большинство компьютеров являются цифровыми, далее будем рассматривать только этот класс компьютеров и слово "компьютер" употреблять в значении "цифровой компьютер".

Основу компьютеров образует аппаратура (HardWare), построенная, в основном, с использованием электронных и электромеханических элементов и устройств. Принцип действия компьютеров состоит в выполнении программ (SoftWare) — заранее заданных, четко определённых последовательностей арифметических, логических и других операций.

Любая компьютерная программа представляет собой последовательность отдельных команд.

Команда — это описание операции, которую должен выполнить компьютер. Как правило, у команды есть свой код (условное обозначение), исходные данные (операнды) и результат.

Например, у команды "сложить два числа" операндами являются слагаемые, а результатом — их сумма. А у команды "стоп" операндов нет, а результатом является прекращение работы программы.

Результат команды вырабатывается по точно определенным для данной команды правилам, заложенным в конструкцию компьютера.

Совокупность команд, выполняемых данным компьютером, называется системой команд этого компьютера.

Компьютеры работают с очень высокой скоростью, составляющей миллионы - сотни миллионов операций в секунду.

Как устроен компьютер?

Разнообразие современных компьютеров очень велико. Но их структуры основаны на общих логических принципах, позволяющих выделить в любом компьютере следующие главные устройства:

память (запоминающее устройство, ЗУ), состоящую из перенумерованных ячеек;

процессор, включающий в себя устройство управления (УУ) и арифметико-логическое устройство (АЛУ);

устройство ввода;

устройство вывода.

Эти устройства соединены каналами связи, по которым передается информация.

Функции памяти:

приём информации из других устройств;

запоминание информации;

выдача информации по запросу в другие устройства машины.

Функции процессора:

обработка данных по заданной программе путем выполнения арифметических и логических операций;

программное управление работой устройств компьютера.

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

Обычно эти два устройства выделяются чисто условно, конструктивно они не разделены.

В составе процессора имеется ряд специализированных дополнительных ячеек памяти, называемых регистрами.

Регистр выполняет функцию кратковременного хранения числа или команды. Над содержимым некоторых регистров специальные электронные схемы могут выполнять некоторые манипуляции. Например, "вырезать" отдельные части команды для последующего их использования или выполнять определенные арифметические операции над числами.

Основным элементом регистра является электронная схема, называемая триггером, которая способна хранить одну двоичную цифру (разряд).

Регистр представляет собой совокупность триггеров, связанных друг с другом определённым образом общей системой управления.

Существует несколько типов регистров, отличающихся видом выполняемых операций.

Некоторые важные регистры имеют свои названия, например:

сумматор — регистр АЛУ, участвующий в выполнении каждой операции ;

счетчик команд — регистр УУ, содержимое которого соответствует адресу очередной выполняемой команды; служит для автоматической выборки программы из последовательных ячеек памяти;

регистр команд — регистр УУ для хранения кода команды на период времени, необходимый для ее выполнения. Часть его разрядов используется для хранения кода операции, остальные — для хранения кодов адресов операндов.

Рассмотрим устройство компьютера на примере самой распространенной компьютерной системы — персонального компьютера.

Персональным компьютером

(ПК) называют сравнительно недорогой универсальный микрокомпьютер, рассчитанный на одного пользователя.

Персональные компьютеры обычно проектируются на основе принципа открытой архитектуры.

Принцип открытой архитектуры заключается в следующем: Регламентируются и стандартизируются только описание принципа действия компьютера и его конфигурация (определенная совокупность аппаратных средств и соединений между ними). Таким образом, компьютер можно собирать из отдельных узлов и деталей, разработанных и изготовленных независимыми фирмами-изготовителями. Компьютер легко расширяется и модернизируется за счёт наличия внутренних расширительных гнёзд, в которые пользователь может вставлять разнообразные устройства, удовлетворяющие заданному стандарту, и тем самым устанавливать конфигурацию своей машины в соответствии со своими личными предпочтениями.

Упрощённая блок-схема, отражающая основные функциональные компоненты компьютерной системы в их взаимосвязи, изображена на рисунке

Рис. Общая структура персонального компьютера с подсоединенными периферийными устройствами

Для того, чтобы соединить друг с другом различные устройства компьютера, они должны иметь одинаковый интерфейс (англ. interface от inter — между, и face — лицо).

Интерфейс — это средство сопряжения двух устройств, в котором все физические и логические параметры согласуются между собой.

Если интерфейс является общепринятым, например, утверждённым на уровне международных соглашений, то он называется стандартным.

Каждый из функциональных элементов (память, монитор или другое устройство) связан с шиной определённого типа — адресной, управляющей или шиной данных.

Для согласования интерфейсов периферийные устройства подключаются к шине не напрямую, а через свои контроллеры (адаптеры) и порты<.font> примерно по такой схеме:

Контроллеры и адаптеры представляют собой наборы электронных цепей, которыми снабжаются устройства компьютера с целью совместимости их интерфейсов. Контроллеры, кроме этого, осуществляют непосредственное управление периферийными устройствами по запросам микропроцессора.

Порты устройств представляют собой некие электронные схемы, содержащие один или несколько регистров ввода-вывода и позволяющие подключать периферийные устройства компьютера к внешним шинам микропроцессора.

Портами также называют

К последовательному порту обычно подсоединяют медленно действующие или достаточно удалённые устройства, такие, как мышь и модем. К параллельному… Основные электронные компоненты, определяющие архитектуру процессора,…  

Принцип программного управления

Выборка программы из памяти осуществляется с помощью счетчика команд. Этот регистр процессора последовательно увеличивает хранимый в нем адрес… А так как команды программы расположены в памяти друг за другом, то тем самым… Если же нужно после выполнения команды перейти не к следующей, а к какой-то другой, используются команды условного или…

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 (так в программе организуется выполнение циклов и подпрограмм).

Более того, команды одной программы могут быть получены как результаты исполнения другой программы. На этом принципе основаны методы трансляции — перевода текста программы с языка программирования высокого уровня на язык конкретной машины.

Принцип адресности

Структурно основная память состоит из перенумерованных ячеек; процессору в произвольный момент времени доступна любая ячейка.

Компьютеры, построенные на этих принципах, относятся к типу фон-неймановских. Но существуют компьютеры, принципиально отличающиеся от фон-неймановских. Для… Примером такого компьютера является нейрокомпьютер

Системного блока;

Монитора;

Клавиатуры;

Манипуляторов.

В системном блоке размещаются:

Блок питания;

накопитель на жёстких магнитных дисках;

Накопитель на гибких магнитных дисках;

Системная плата;

Платы расширения;

Накопитель CD-ROM;

И др.

Корпус системного блока может иметь горизонтальную (DeskTop) или вертикальную (Tower — башня) компоновку.

Устройство системного блока

1 — Системная плата. 2 — Разъём дополнительного второго процессора. 3 — Центральный процессор с радиатором для отвода тепла. 4 — Разъёмы оперативной памяти. 5 — Накопитель на гибких магнитных дисках. 6 — Накопитель CD-ROM. 7 — Сетевая карта. 8 — Графический акселератор. 9 — Блок питания, преобразующий переменное напряжение электросети в постоянное напряжение различной полярности и величины, необходимое для питания системной платы и внутренних устройств. Блок питания содержит вентилятор, создающий циркулирующие потоки воздуха для охлаждения системного блока.

Вместо термина "системный блок" иногда употребляют термин "платформа".

x

y

 

трехадресная команда add x, y, z (содержимое ячейки x сложить с содержимым ячейки y, сумму поместить в ячейку z)

add

x

y

z

Как выполняется команда?

Выполнение команды можно проследить по схеме:

Общая схема компьютера

Как пpавило, этот процесс разбивается на следующие этапы:

из ячейки памяти, адрес которой хранится в счетчике команд, выбирается очередная команда; содержимое счетчика команд при этом увеличивается на длину команды;

выбранная команда передается в устройство управления на регистр команд;

устройство управления расшифровывает адресное поле команды;

по сигналам УУ операнды считываются из памяти и записываются в АЛУ на специальные регистры операндов;

УУ расшифровывает код операции и выдает в АЛУ сигнал выполнить соответствующую операцию над данными;

результат операции либо остается в процессоре, либо отправляется в память, если в команде был указан адрес результата;

все предыдущие этапы повторяются до достижения команды “стоп”.

Принцип запоминаемой программы

Для реализации принципа микропрограммируемости необходимо наличие в компьютере постоянной памяти, в ячейках которой будут постоянно храниться коды, соответствующие различным комбинациям управляющих сигналов. Каждая такая комбинация позволяет выполнить элементарную операцию, то есть подключить определенные электрические цепи и схемы.

Один набор элементарных операций обеспечит подключение одних электрических цепей и схем и выполнение определенной функции. Изменив в этом же наборе порядок следования элементарных операций, получим другую последовательность подключения электронныхсхем и выполнение уже другой функции и другого действия компьютера. Расширив этот же набор элементарных операций за счет включения других элементарных операций или увеличения количества уже используемых, получим третий вариант технической реализации и иное действие компьютера, и т.д.

Для того, чтобы выполнить элементарную операцию, необходимо задать управляющий сигнал. Как же было сказано, он храниться в ячейке постоянной памяти, имеющей совершенно определенный, конкретный адрес. Значит, достаточно задать определенную последовательность адресов, чтобы был сформирован набор управляющих сигналов для выполнения элементарных операций. Задает эту последовательность адресов микропрограмма, также хранящаяся в постоянной памяти.

Команда выполняет все действия в зависимости от того, какой код операции находится в этой команде. При реализации принципа микропрограммируемости каждой команде, а точнее коду операции, соответствует своя микропрограмма. Эта микропрограмма, состоящая из адресов ячеек, где хранятся управляющие сигналы, вызывает их на выполнение и обеспечивает подключение необходимых электрических цепей и схем.

Микропрограммируемость – это микропрограммный принцип управления компьютером, когда каждой программе ставится в соответствие своя микропрограмма, хранящаяся в памяти.Например, операция сложения состоит из элементарных операций: передача информации от одного узла к другому, одноразрядный сдвиг и суммирование одного разряда , чтение первого слагаемого, чтение второго слагаемого и т.д. Техническая реализация этого способа проста благодаря тому, что можно легко видоизменить содержание любой операции и, соответственно, команды за счет изменения микропрограммы.

Литература

1. В.Э. Фигурнов. IBM PC для пользователей. Изд.6-е, перераб. и доп. – М.:ИНФРА – М, 1995

2. Михаил Гук. Аппаратные средства IBM PC . Энциклопедия - СПб:Изд-во “Питер”, 2000

3. Жигарев А.Н., Макарова Н.В., Путинцева М.А. Основы компьютерной грамоты. – Л.:Мащиностроение,1987

4. Шауцукова Л.З. Информатика. Учебное пособие – М.:2000

5. Гурин Н.И. Работа на персональном компьютере: Справ. пособие. – Мн.: Беларусь,1994

6. Юров В. Assembler. – СПб. : Питер,2001

7. Микропроцессоры и микропроцессорные комплекты интегральных схем: Справочник. В 2 т./Под ред. В.А. Шахнова. – М.: Радио и связь, 1988. – Т.1.

8. Применение микросхем в ЭВТ : Справочник/ Под ред. Б.Н.Файзулаева, Б.В. Тарабрина. – М.: Радио и связь,1986

Основные понятия

 

 

 

Процессор: служит для выполнения вычислений и управление ходом вычислений. Он содержит арифметическое устройство и устройство управления, которое находится в основном микропроцессоре, а также порты ввода и вывода, через которые процессор обменивается данными с другими устройствами.
Процессор - это основной компонент П.К.

Процессор Intel(486 sx-33): Intel-фирма, sx-означает имеются ли в составе комплексные устройства, которые позволяют эффективней обрабатывать числа с 2-й точностью, 33-тактовая частота процессора.

 

Оперативная память(ОЗУ) - предназначена для временного хранения программ и данных и является энерго зависимой.Она характеризуется ёмкостью и временем доступа (SIMM-60нс. Dimm-10-20 нс. )

 

Магнитные диски - предназначены для долгого временного хранения информации. Различают жесткие и гибкие магнитные диски. Жесткие - винчестер. Диски имеют имена A,B,C… A или B – гибкий диск, С,D – определённые части жесткого диска. Основные операции с дисками: запись и чтение информации.

 

Компактные диски(CD) – предназначены для хранения различных программных систем, их размер – 600-700 Мбайт.

 

Операционная система – это специальная программа, которая записана в долговременной памяти компьютера и автоматически загружается при его включении.

Микропроцессорявляется "сердцем"компьютера (он управляет работой всех остальных устройств в соответствии с заданной программой) и его "мозгом"(производит вычисления). По структуре же микропроцессор содержит ряд устройств, в том числе арифметико-логическое, выполняющее арифметические и логичекие действия, а так же устройство управления, синхронизирующее работу других устройств компьютера.

Основные характеристики микропроцессора:

• Разрядность- количество разрядов, которое содержит одно машинное слово.
• Быстродействие характеризует скорость работы компьютера и измеряется количеством операций, выполняемых микропроцессором в секунду.
• Так как количество шагов при выполнении операций может быть разным, то и время их выполнения различно. Поэтому для оценки быстродействия применяется тактовая частота микропроцессора (измеряется в мегагерцах)

Введение:

 

За время существования электронная промышленность пережила немало потрясений и революций. Коренной перелом - создание электронных микросхем на кремниевых кристаллах, которые заменили транзисторы и которые назвали интегральными схемами. Со времени своего появления интегральные схемы делились на: малые, средние, большие и ультрабольшие ( МИС, СИС, БИС и УБИС соответственно ). Все больше и больше транзисторов удавалось поместить на всё меньших и меньших по размерам кристаллах. Следовательно ультрабольшая интегральная схема оказывалась не такой уж большой по размеру и огромной по своим возможностям. Поэтому процессоры созданы именно на основе УБИС . Развитие микропроцессоров в электронной индустрии проходило настолько быстрыми темпами, что каждая модель микропроцессора становилась маломощной с момента появления новой модели, а ещё через 2-3 года считалась устаревшей и снималась с производства.

Каждый микропроцессор имеет определённое число элементов памяти, называемых регистрами,арифметико-логическое устройство ( АЛУ ) , и устройство управления.

Регистры используются для временного хранения выполняемой команды, адресов памяти, обрабатываемых данных и другой внутренней информации микропроцессора.

АЛУ производится арифметическая и логическая обработка данных.

Устройство управления реализует временную диаграмму и вырабатывает необходимые управляющие сигналы для внутренней работы микропроцессора и связи его с другой аппаратурой через внешние шины микропроцессора.

 

Обзор некоторых 32-разрядных микропроцессоров.

Микропроцессоры фирмы Alpha Микропроцессоры фирмы Power PC

Микропроцессоры фирмы Intel

 

Микропроцессоры ARM фирмы Acorn.

Первые МП типа ARM (Acorn Risc Machine) разработаны в
1985 г. разработанный в последнее время 32- разрядный МП ( на базе 30-мкм техналогии CMOS ) имеет следующие характеристики: 27 тыс. транзисторов, 4-8 Мгц тактовой частоты, 32- разрядную шину данных, производительность- 10 млн оп/с.

Микропроцессоры CISC - архитекруры.

Микропроцессор АМ 29000 фирмы АМD.

МП ориентирован на широкий спектр применения и имеет следующие характеристики: 26 Мгц -тактовая частота,производительность - 25 млн оп/с.

Микропроцессоры фирмы АМD.

Фирма AMD производит 486DX-40, 486DX2-50, 486DX2-66. Готовятся к выпуску процессоры 486DX2-80 и 486DX4-120. Они обеспечивают полную совместимость со всеми ориентированными на платформу Intel программными продуктами и такую же производительность, как и аналогичные изделия фирмы Intel (при одинаковой тактовой частоте). Кроме того, они предлагаются по более низким ценам, а процессор на 40 MHz отсутствующий в производственной программе Intel, конкурирует с 486DX-33, превосходя его по произ- водительности на 20 процентов при меньшей стоимости.

Отечественные микропроцессоры.

32 - разрядные микропроцессоры серии
“ Электроника ” и СМ ЭВМ.

Основные архитектурные особенности : виртуальное адресное пространство ёмкостью 4 Гбайт; 32 -разрядное слово; 32 уровня прерывания ( 16 - векторных аппаратных и 16 програмных ); 21 режим адресации; инструкции переменного формата; поддержка совместимости с16 - разрядными моделями серии “ Электроника “.

Общий обзор структур,характеристик и архитектур

Разрядных микропроцессоров.

Cтруктуры различных типов МП могут существенно различаться, однако с точки зрения пользователя наиболее важными параметрами являются архитектура, адресное пространство памяти, разрядность шины данных, быстродействие.

Архитектуру МП определяет разрядность слова и внутренней шины данных МП. Первые МП основывались на 4-разрядной архитектуре. Первые ПЭВМ использовали МП с 8- разрядной архитектурой, а современные МП основаны на МП с 16 и 32- разрядной архитектурой.

Микропроцессоры с 4- и 8-разрядной архитектурой использовали последовательный принцип выполнения команд, при котором очередная операция начинается только после выполнения предыдущей. В некоторых МП с 16-разрядной архитектурой используются принципы параллельной работы, при которой одновременно с выполнением текущей команды производятся предварительная выборка и хранение последующих команд. В МП с 32-разрядной архитектурой используется коивейерный метод выполнения команд, при котором несколько внутренних устройств МП работают параллельно, производя одновременно обработку нескольких последовательных команд программы.

Адресное пространство памяти определяется разрядностью адресных регистров и адресной шины МП. В 8-разрядных МП адресные регистры обычно составляются из двух 8-разрядных регистров, образуя 16-разрядную шину, адресующую 68 Кбайт памяти. В 16-разрядные МП, как правило, используются 20-разрядные адресные регистры, адресующие 1 Мбайт памяти. В 32-разрядных МП используются 24- и 32-разрядные адресные регистры, адресующие от 16 Мбайт до 4 Гбайт памяти.

Для выборки команд и обмена данными с памятью МП имеют шину данных, разрядность которой, как правило, совпадает с разрядностью внутренней шины данных, определяемой архитектурой МП. Однако для упрощения связи с внешней аппаратурой внешняя шина данных может иметь разрядность меньшую, чем внутренняя шина и регистры данных. Например, некоторые МП с 16-разрядной архитектурой имеют 8-разрядную внешнюю шину данных. Они представляот собой специальные модификации обычных 16 разрядных МП и обладают практически той же вычислительной мощностью.

Одним из важных параметров МП является быстродействие определяемое тактовой частотой его работы, которая обычно задается внеш ними синхросигналами. Для разных МП эта частота имеет пределы 0,4...33 МГц. Выполнение простейших команд (например, сложение двух операндов изрегистров или пересылка операндов врегистрах МП ) требует минимально двух периодов тактовых импульсов ( для выборки команды и её выполнения ). Более сложные команды требуют для выполнения до 10 - 20 периодов тактовых импульсов. Если операнды находятся не в регистрах, а в памяти, дополнительное время расходуется на выборки операндов в регистры и записи результата в память.

Скорость работы МП определяется не только тактовой частотой, но и набором его команд, их гибкостью, развитой системой прерываний.

Выбор показателей
для оценки микропроцессоров.

Первый показатель - архитектура самого микропроцессора,
какая она RISC или CISC.

Характеристика	CISC	RISC
Формат команд	Переменный	Стандартный
Структура команд	Сложная	Простая
Выполнение всех команд	Аппаратно - програмное	Аппаратное
Число команд	Большое	Небольшое
Число регистров	Небольшое	Большое
Время обработки прерывания	Среднее

Обязательным функциональным модулем любого компьютера является основная память, предназначенная для хранения выполняемых программ и данных, непосредственно используемых в этих программах.

Основная память включает:

• Оперативное запоминающее устройство, которое является энергозависимым, т. е. при выключении питания компьютера вся информация, хранящаяся в нем, пропадает.
• Постоянное запоминающее устройствоэнергонезависимо. В нем хранится информация, которую никогда не потребуется изменить. Это прежде всего - конфигурация (список устройств и их параметры) компьютера и программа тестирования устройств перед загрузкой операционной системы. Помимо того, в постоянном запоминающем устройстве хранится один из структурных компонентов операционной системы - так называемая базовая система ввода/вывода (BIOS).

Оперативное запоминающее устройство характеризуетсяемкостью, т. е. наибольшим объемом данных, выраженным в единицах информации, который может хранится в запоминающем устройстве. Ёмкость ОЗУ выражают в килобайтах , мегабайтах или гигабайтах.

• Кроме основной памяти, персональный компьютер имеет внешнюю память.В ней хранятся программы и данные, загружаемые в оперативное запоминающее устройство. Ёмкость внешней памяти значительно превосходит емкость ОЗУ. Запись информации на диски осуществляется ёмкостью накопителя на жестком магнитном диске является характеристикой компьютера, так как определяет объем информации, которую способен хранить компьютер. Как правило, персональный компьютер оборудуется одним накопителем на жестком магнитном диске, однако существует возможность установки второго.
• В состав системного блока могут входить один или два накопителя на гибких магнитных дисках (дискетах).
  Дискеты используются для хранения резервных копий программного обеспечения и переноса созданных пользователемдокументов и программ с одного компьютера на другой.

 

Компьютер может быть оборудован накопителем на оптических дисках (его еще называют CDROM- compact disk read only memory). Оптические диски используются для хранения архива программного обеспечения специальным устройством - накопителем.

 

КАК РАБОТАЕТ НАКОПИТЕЛЬ НА ЖЕСТКОМ ДИСКЕ

Накопитель на жестком диске относится к наиболее совершенным и сложным устройствам современного персонального компьютера. Его диски способны вместить многие мегабайты информации, передаваемой с огромной скоростью. В то время, как почти все элементы компьютера работают бесшумно, жесткий диск ворчит и поскрипывает, что позволяет отнести его к тем немногим компьютерным устройствам, которые содержат как механические, так и электронные компоненты.

Взглянув на накопитель на жестком диске, вы увидите только прочный металлический корпус. Он полностью герметичен и защищает дисковод от частичек пыли, которые при попадании в узкий зазор между головкой и поверхностью диска могут повредить чувствительный магнитный слой и вывести диск из строя. Кроме того, корпус экранирует накопитель от электромагнитных помех. Внутри корпуса находятся все механизмы и некоторые электронные узлы.

Механизмы - это сами диски, на которых хранится информация, головки, которые записывают и считывают информацию с дисков, а также двигатели, приводящие все это в движение.

Диск представляет собой круглую металлическую пластину с очень ровной поверхностью, покрытую тонким ферромагнитным слоем. Во многих накопителях используется слой оксида железа (которым покрывается обычная магнит­ная лента), но новейшие модели жестких дисков работают со слоем кобальта толщиной порядка десяти микрон. Такое покрытие более прочно и, кроме того, позволяет значительно увеличить плотность записи. Технология его нанесения близка к той, которая используется при производстве интегральных микросхем.

Количество дисков может быть различным - от одного до пяти, количество рабочих поверхностей, соответственно, вдвое больше (по две на каждом диске). Последнее (как и материал, использованный для магнитного покрытия) определяет емкость жесткого диска. Иногда наружные поверхности крайних дисков (или одного из них) не используются, что позволяет уменьшить высоту накопителя, но при этом количество рабочих поверхностей уменьшается и может оказаться нечетным.

Магнитные головки считывают и записывают информацию на диски. Принцип записи в общем схож с тем, который используется в обычном магнитофоне.
Цифровая информацияпреобразуется в переменный электрический ток, посту­пающий на магнитную головку, а затем передается на магнитный диск, но уже в виде магнитного поля, которое диск может воспринять и "запомнить".

Магнитное покрытие диска представляет собой множество мельчайших облас­тей самопроизвольной (спонтанной) намагниченности. Для наглядности представьте себе, что диск покрыт слоем очень маленьких стрелок от компаса, направленных в разные стороны. Такие частицы-стрелки называются доменами. Под воздействием внешнего магнитного поля собственные магнитные поля доменов ориентируются в соответствии с его направлением. После прекраще­ния действия внешнего поля на поверхности диска образуются зоны остаточной намагниченности. Таким образом сохраняется записанная на диск информация. Участки остаточной намагниченности, оказавшись при вращении диска напротив зазора магнитной головки, наводят в ней электродвижущую силу, изменяющуюся в зависимости от величины намагниченности. Пакет дисков, смонтированный на осишпинделе, приводится в движение специальным двига­телем, компактно расположенным под ним. Скорость вращения дисков, как правило, составляет 3600 oб/мин. Для того, чтобы сократить время выхода накопителя в рабочее состояние, двигатель при включении некоторое время работает в форсированном режиме. Поэтому источник питания компьютера должен иметь запас по пиковой мощности. Теперь о работе головок. Они перемещаются с помощью прецизионного шагового двигателя и как бы "плывут" на расстоянии в доли микрона от поверхности диска, не касаясь его. На пове

рхности дисков в результате записи информации образуются намагниченные участки, в форме концентрических окружностей. Они называются магнитными дорожками. Перемещаясь, головки останавливаются над каждой следующей дорожкой. Совокупность дорожек, расположенных друг под другом на всех поверхностях, называют цилиндром. Все головки накопителя перемещаются одновременно, осуществляя доступ к одноименным цилиндрам с одинаковыми номерами.

Хранение и извлечение данных с диска требует взаимодействия между операционной системой, контроллером жесткого диска и электронными и механическими компонентами самого накопителя. DOS помещает данные на хранение и обслуживает каталог секторов диска, закрепленных за файлами (FAT - File Allocation Table). Когда вы даете системе команду сохранить файл или считать его с диска, она передает ее в контроллер жесткого диска, который перемещает магнитные головки к таблице расположения файлов соответствующего логического диска. Затем DOS считывает эту таблицу, осуществляя в зависимости от команды поиск свободного сектора диска, в котором можно сохранить вновь созданный файл, или начало запрашиваемого для сохранения файла.

Нужно отметить, что файл может быть разбросан по сотням различных секторов жесткого диска. Это связано с тем, что DOS сохраняет файл в первом встреченном ею секторе, помеченном как свободный. При этом файл может разбиваться на множество частей и размещаться в секторах, которые не расположены непосредственно друг за другом (что, впрочем, почти незаметно для пользователя, хотя несколько снижает быстродействие компьютера). FAT хранит последовательность номеров секторов, в которые был записан файл. Таким образом они собираются в цепочку, каждое звено которой хранит следующую часть файла.

Информация FAT поступает из электронной схемы накопителя в контроллер жесткого диска и возвращается операционной системе, после чего DOS гене­рирует команду установки магнитных головок над соответствующей дорожкой диска для записи или считывания нужного сектора, при этом диск вращается со скоростью 3600 об/сек. Записав новый файл на свободные сектора диска, DOS возвращает магнитные головки в зону расположения FAT и вносит изменения в таблицу расположения файлов, последовательно перечисляя все сектора, на которых записан файл.

Операционная система обращается к диску на уровне логического устройства, содержащего некоторый перечень файлов, управляемых DOS. Она генерирует команды управления контроллером дисков. Последний обычно представляет собой отдельную плату, устанавливаемую в слот расширения персонального компьютера. Контроллер дисков управляется операционной системой с использованием наиболее общих понятий, таких как физическое имя накопи­теля, номер головки и цилиндра, операция записи или чтения и т.п.

Электроника жеcткого диcка cпрятана cнизу винчеcтера. Она раcшифровывает команды контроллера жесткого диска и передает их в виде изменяющегоcя напряжения на шаговый двигатель, перемещающий магнитные головки к нужному цилиндру диска. Кроме того, она управляет приводом шпинделя, стабилизируя скорость вращения пакета дисков, генерирует сигналы для головок при записи, усиливает эти сигналы при чтении и управляет работой других электронных узлов накопителя.

Накопитель на жестких дисках - большой шаг вперед по сравнению с гибкими дисками. Порой кажется удивительным, что такая сложная система работает столь надежно и слаженно. Но это еще не предел: возможности жестких дисков растут, все больше пользователей успешно применяют их в своей повседневной работе. Для тех, кто при любой неполадке приглашает специалистов из сервисной фирмы (или для тех, чей винчестер работает безотказно), этот материал, вероятно, представит чисто познавательный интерес, для того же, кто отважится самостоятельно установить винчестер, статья, возможно, поможет избавиться от лишних приключений... Если, конечно, читателю не придет в голову вскрыть винчестер и попытаться самому разобраться, что к чему - не исключено, что после этого даже специалист очень высокого класса окажется бессилен чем-либо помочь.

Винчестер

 

НЕБОЛЬШОЙ ЭКСКУРС В ИСТОРИЮ

Еcли вам не довелось быть свидетелем начала микрокомпьютерной революции, то вы, вероятно, лучше знакомы с гибкими диcками. Cейчаc это наиболее… Cамый первый накопитель на жеcтком диcке был разработан на фирме IBM в cамом… Cпуcтя 15 лет опять же IBM приcпоcобила жеcткие диcки для иcпользования в перcональных компьютерах, однако оcновная…

ТЕРМИНЫ ПО ЖЕСТКОМУ ДИСКУ

Время доступа (Acces time) - период времени, необходимый накопителю на жестком диске для поиска и передачи данных в память или из памяти.… Кластер (Cluster) - наименьшая единица пространства, с которой работает ДОС в… Контроллер (УУ) (Controller) - cхемы, обычно расположенные на плате расширения, обеспечивающие управление работой…

Устройства ввода

Клавиатура совместимых компьютеров

  Всё чаще рядом с компьютером оказывается сканер - устройство для ввода с листа…

Несколько слов о вводе текстов с помощью сканера.

Всякую информацию сканер воспринимает как графическую. Если это текст, то чтобы компьютер осознал его в таком качестве и позволил далее обрабатывать как текст (например, программами типа "редактор текстов"), нужна специальная программа распознавания, позволяющая выделить в считанном изображении отдельные символы и сопоставитьт им соответствующие коды символов. Это - достаточно сложная задача, но она успешно решается.

Механические мыши

Первые мыши имели механическую конструкцию. В ней использовался маленький шар, который выступал через нижнюю поверхность устройства и вращался по…

Оптическая мышь

Альтернативой механической мыши является оптическая мышь. В последнем устройстве вместо крутящегося шарика используется луч света, сканирующий… Видеосистема компьютера состоит из трех компонент: <![endif]--> монитор (называемый также дисплеем);

Видеоадаптер

посылает в монитор сигналы управления яркостью лучей и синхросигналы строчной и кадровой развёрток.

Монитор

преобразует эти сигналы в зрительные образы. А

Программные средства

Подавляющее большинство мониторов сконструированы на базе электронно-лучевой трубки (ЭЛТ), и принцип их работы аналогичен принципу работы… Основной элемент дисплея —

Электронно-лучевая трубка

Её передняя, обращенная к зрителю часть с внутренней стороны покрыта люминофором — специальным веществом, способным излучать свет при попадании на… . Схема электронно-лучевой трубки Люминофор наносится в виде наборов точек трёх основных цветов — красного, зелёного и синего. Эти цвета называют…

Величиной электронного тока пушек и, следовательно, яркостью свечения пикселов, управляет сигнал, поступающий с видеоадаптера.

На ту часть колбы, где расположены электронные пушки, надевается отклоняющая система монитора, которая заставляет электронный пучок пробегать… Количество отображённых строк в секунду называется строчной частотой… Наряду с традиционными ЭЛТ-мониторами все шире используются плоские жидкокристаллические (ЖК) мониторы.

Меню

— это выведенный на экран монитора список различных вариантов работы компьютера, по которому можно сделать конкретный выбор.

Сенсорными экранами оборудуют рабочие места операторов и диспетчеров, их используют в информационно-справочных системах и т.д.

Принцип работы дисковода CD-ROM

Принцип работы дисковода напоминает принцип работы обычных дисководов для гибких дисков. Поверхность оптического диска (CD- ROM) перемещается… Производительность дисководов CD-ROM  

Конструктивные особенности приводов CD-ROM

Как известно, большинство накопителей бывают внешними и встраиваемыми (внутренними). Приводы компакт-дисков в этом смысле не являются исключением.… На передней панели каждого накопителя имеется доступ к механизму загрузки… На передней панели привода, кроме того, расположены: индикатор работы устройства (busy), гнездо для подключения…

Устройство и технология производства CD-ROM

Все CD-ROM имеют один и тот же физический формат изготовления и емкость 650 Мбайт. Диск диаметром 120 мм, толщиной 1,2 мм и центральным отверстием… Область хранения данных логически может содержать от 1 до 99 треков, однако… СD-ROM изготавливается методом штамповки. Со стеклянной матрицы изготавливают пластиковую основу, после этого поверх…

Подключение дисководов CD-ROM

  В настоящее время наиболеее распространенными являются SCSI и IDE интерфейсы.…  

Подключение дисководов CD-ROM

На сегодняшний день существует несколько способов подключения дисководов CD-ROM. Первый способ основан на том, что один канал интерфейса IDE может…

Стандарты на компакт-диски

Все стандарты на компакт-диски больше известны по цветам библиотек, в которых они описываются. В 1980 году была принята серия стандартов под… Первый стандарт под названием Yellow Book для компакт-дисков с разнородной… Режим Mode2 в первоначальном виде так и не был реализован. Аудио- и видеоинформация хранилась в разных частях диска, в…

Будущее CD-ROM приводов и CD дисков

В технологию HD-CD так же вводится концепция переменной скорости считывания информации с компакт-диска. Вместо того чтобы заносить на диск… По мнению специалистов процесс производства HD-CD мало чем будет отличаться от… В настоящее время ведутся работы над мультиповерхостным CD-ROM. Суть этой технологии заключается в наличии двух слоев,…

ВИДЕОАДАПТЕРЫ

Видеоадаптеры EGA и VGA условно делятся на шесть логических блоков, описание которых приведены ниже:   1. Видеопамять. В видеопамяти размещаются данные, отбражаемые адаптером на экране дисплея. Для EGA и VGA видеопамять…

Последовательный преобразователь.

 

Это устройство запоминает данные, читаемые из видеопамяти в течении цикла регенерации, преобразует их в последовательный поток бит, а затем передает их контроллеру атрибутов.

Контроллер атрибутов.

Контроллер атрибутов в графических режимах управляет цветами. Значениям цветовых атрибутов ставится в соответствие определенный цвет при помощи… Контроллер ЭЛТ выполняет следующие функции: вырабатывает сигналы управления… Синхронизатор управляет всеми временными параметрами видеоадаптера.

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЙ МАТЕРИАЛ

Компьютер – это техническое средство преобразования информации, в основу которого заложены те же принципы обработки электрических сигналов, что и в… 1) входная информация, представленная любым физическим процессом как… 2) блок обработки сигналов, построенный на электронных схемах, позволяет эти сигналы обработать;

ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

Запоминающее устройство, или просто память, предназначается для хранения информации и команд программы. Информация, хранящаяся в запоминающем… Команды, хранящиеся в памяти, это закодированные с помощью двух цифр 1 и 0…  

АРИФМЕТИКО-ЛОГИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО

 

В арифметико-логическом устройстве (АЛУ) производятся арифметические и логические действия. Часто это устройство называют определенным блоком. Следует отметить, что арифметико-логическое устройство может выполнять только одно арифметическое действие – сложение. Это обусловлено физическими принципами работы ЭВМ. Все же остальные действия (вычитание, умножение, деление, возведение в степень) реализуются как совокупность операций сложения.

 

УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ

Устройство управления (УУ) позволяет управлять всем ходом вычислительного и логического процесса в компьютера. Это техническое воплощение идеи,…   1) 1) формирование адреса очередной команды, адрес первой команды формируется вне цикла специальным способом;

УСТРОЙСТВА ВВОДА-ВЫВОДА

Устройства ввода-вывода вводят информацию в память ЭВМ и выводят информацию из памяти ЭВМ.   Описанный принцип работы ЭВМ – это классическая организация вычислительной системы, известная под названием…

Основы компьютерной грамоты

/А.Н. Жигарев, Н.В. Макарова, М.А. Путинцева;
Под общ. ред.
Н.В. Макаровой. – Л.: Машиностроение.
Ленингр. отд-ние, 1987. – 255 с.: ил.

Программное обеспечение

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

СИСТЕМНОЕ ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

 

В состав компьютера входит большое число функциональных элементов, таких как оперативная память, процессор, контроллеры, внешние запоминающие устройства, периферийные устройства и др.Для эффективного управления работой этими устройствами как системой используют программы, получившие название системными или системное программное обеспечение. Без системного программного обеспечения работа на компьютере невозможна.

Операционные системы

В зависимости от аппаратных ресурсов компьютера различают однозадачные и многозадачные ОС, ОС с текстовым и графическим интерфесом. К однозадачным… Основные функции операционных систем заключаются в обеспечении удобного… Примером часто используемых дополнительных программ по обслуживанию файловой системы и аппаратных ресурсов компьютера…

ПРИКЛАДНОЕ ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

Прикладное программное обеспечение используется для решения задач определенной прикладной области.В качестве примеров можно привести системы… Пакеты прикладных подпрограмм — это совокупность подпрограмм, составленных на одном из языков программирования и удовлетворяющих определенным единым…

ИНСТРУМЕНТАЛЬНОЕ ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

Программный продукт может содержать как элементы информационного обеспечения , например, массив чисел и формул , список фамилий,текст документа,базы… Различают следующие виды инструментальных программ: текстовые и… Следует отметить, что оболочки для создания прикладных программ создаются также инструментальными программами и…

Текстовые редакторы

Известны десятки текстовых редакторов.Наиболее доступными являются NOTEPAD(блокнот), WORDPAD, WORD.Работа конкретного редактора текста определяется…

Графические редакторы

Редакторы растровых изображений используют для вывода минимальной единицы изображения точку. Точка имеет параметры: цвет, признак мигания,… Редакторы векторной графики используют в качестве элементарного графического…

Программы создания электронных презентаций

ЭТАПЫ РАЗРАБОТКИ ПРОГРАММ Программы небольшого и среднего размера(несколько тысяч строк) создаются, как… В дальнейшем проводится анализ предметной области и составляется с помощью экспертов в этой области ее формальная…

КАЧЕСТВО ПРОГРАММНЫХ ПРОДУКТОВ

Идеи тотального (всеобщего) менеджмента качества (Total Quality Management - TQM) возникли в начале 1980-х применительно к производственным… Отличительной особенностью системы TQM является ее гуманитарная… 1. ориентация на потребителя,

Система виртуального макетирования Virtual Mockup

По своему функциональному назначению средства виртуального макетирования можно разбить на четыре группы. К первой относятся средства визуализации,… Все перечисленные возможности реализованы в системе виртуального макетирования… Система виртуального макетирования Virtual Mockup поддерживает различные аппаратные платформы SGI, Wintel, HP и…

Средства описания узлов и сборок

Модуль UG/Assembly Modeling поддерживает технологию проектирования узлов сверху вниз и позволяет конструировать отдельные подсистемы в контексте… Средства UG/Advanced Assemblies позволяют проводить статический анализ… Модули виртуального макетирования расширяют средства статического анализа UG/Advanced Assemblies, дополняя их новыми…

Примеры геоинформационных систем

1.Пример
2.Пример
3.Пример

Для создания ГИС используют специализированные инструментальные программные средства, различные для разных классов ГИС. "Тяжелые" проофессиональные системы типа Intergraph не предназначены для персональных компьютеров. Для создания локальных ГИС на ПК существуют специальные программные средства, работающие в среде MS Windows. К каждому слою изображения может быть подключено несколько таблиц баз данных; наоборот, каждая таблица может быть подключена к нескольким слоям. Пользователь этой инструментальной системы может наполнить ее конкретным содержанием.

Разработка мультимедийных продуктов

В качестве примера подобных систем можно привести диски, которые создали сотрудники компании "РООС": PokeyToesTM Corner … 18 детских "электронных книг". Главное качество "электронной…  

Электронные книги - Детская литература

	The Rainbow Goblins
	The Whales' Song
	Knots on a Counting Rope
	Rainbow Crow
	The Fabulous Flying Fandinis

 

Электронные книги - Классические сказки

	The Water Babies
	Thumbelina
	Jack and the Beanstalk
	Little Red Riding Hood
	Snow-White and the Seven Dwarfs
	Cinderella
	Sleeping Beauty
	The Little Mermaid

 

Электронные книги для музыкального развития

  Энциклопедия о животных Энциклопедия о животных на CD-ROM создана по заказу EBSCO Publishing (США) на основе текстовой и…   Самара. Культура провинции Мультимедиа-энциклопедия о…   Серия "Мастера России" Пять обучающих дисков на русском языке по профессиям:…

Система машинного перевода текста с русского на английский и обратно.

Сейчас существует множество редакторов позволяющие переводить иностранные языки на русский, это такие как "Promt", "Сократ" и многие другие. Принцып работы во всех редакторах очень прост, надо просто выбрать язык с которого или на который вы собрались переводить и ввести текст, и переводчик выполнит свою работу.

Оглавление

ОПЕРАЦИОННАЯ СИСТЕМА MS DOS

1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

НАЗНАЧЕНИЕ ОПЕРАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ

ПОНЯТИЕ ФАЙЛА

СПОСОБЫ ОБРАЩЕНИЯ К ФАЙЛУ

Как обращаться к файлу

Как обращаться к группе файлов

2.ХАРАКТЕРИСТИКА MS DOS

ОРГАНИЗАЦИЯ ДОСТУПА К ФАЙЛУ

Структура каталога

Родительский каталог — каталог, имеющий подкаталоги.

Подкаталог — каталог, который входит в другой каталог.

Путь и приглашение

Структура записей в каталоге

Операционная система предназначена для управления выполнением пользовательских программ, планирования и управления вычислительными ресурсами ЭВМ.

В секторе программного обеспечения и операционных систем ведущее положение занимают фирмы IBM, Microsoft, UNISYS, Novell. Доход от продаж операционных систем в среднем превышает 20 млрд. дол. в год. Рассмотрим наиболее распространенные типы операционных систем.

Операционные системы для персональных компьютеров делятся на:

• одно- и многозадачные (в зависимости от числа параллельно выполняемых прикладных процессов);

• одно- и многопользовательские (в зависимости от числа пользователей, одновременно работающих с операционной системой);

• непереносимые и переносимые на другие типы компьютеров;

• несетевые и сетевые, обеспечивающие работу в локальной вычислительной сети ЭВМ.

ОПЕРАЦИОННАЯ СИСТЕМА MS DOS

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

• Назначение операционной системы

• Понятие файла

• Способы обращения к файлу

НАЗНАЧЕНИЕ ОПЕРАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ

По существу, эти операции используются для работы с любой программой, воспринимаемой как единое целое. Поэтому целесообразно из всего многообразия… Программы, организующие работу устройств и не связанные со спецификой решаемой… Операционная система— совокупность программных средств, обеспечивающая управление аппаратной частью компьютера и…

ПОНЯТИЕ ФАЙЛА

Файл— логически связанная совокупность данных или программ, для размещения которой во внешней памяти выделяется именованная… Файл служит учетной единицей информации в операционной системе. Любые действия… Дополнительно(1, 3, 4, 5, 6, 7, 8)

СПОСОБЫ ОБРАЩЕНИЯ К ФАЙЛУ

К файлу можно обращаться с помощью имени, полного имени, спецификации. Для того чтобы воспользоваться одним из этих вариантов, надо знать ряд правил… Правило образования имени.Имя файла всегда уникально и служит для отличия… Внимание! При образовании имени нельзя использовать символы .*?:;,<> = .

ОРГАНИЗАЦИЯ ДОСТУПА К ФАЙЛУ

Структура каталога

Другим примером может служить папка с документами различного или одинакового типа. Понятие каталог и понятие папка используются в операционных… Доступ— процедура установления связи с памятью и размещенным в ней файлом для… Имя логического диска, стоящее перед именем файла в спецификации, указывает логический диск, на котором следует искать…

Структура записей в каталоге

Запись о файле в каталоге содержит имя и тип файла, объем файла в байтах, дату создания, время создания и еще ряд параметров, необходимых… 4 file(s) 359560 bytes free Количество файлов на диске Объем свободного… Организация файловой системы

Организация файловой системы

Наименьшей физической единицей хранения данных является сектор. Размер сектора равен 512 байт. Поскольку размер FAT-таблицы ограничен, то для… Операционные системы MS-DOS, OS/2, Windows 95 и Windows NT реализуют… Для современных жестких дисков потери, связанные с неэффективностью файловой системы, весьма значительны и могут…

Обслуживание файловой структуры

• создание файлов и присвоение им имен; • создание каталогов (папок) и присвоение им имен; • переименование файлов и каталогов (папок);

Создание и именование файлов

По способам именования файлов различают “короткое” и “длинное” имя. До появления операционной системы Windows 95 общепринятым способом именования… Соглашение 83 не является стандартом, и потому в ряде случаев отклонения от… Основным недостатком “коротких” имен является их низкая содержательность. Далеко не всегда удается выразить…

Особенности Windows 95 и Windows 98.

1. Если “длинное” имя файла включает пробелы, то в служебных операциях его надо заключать в кавычки. Рекомендуется не использовать пробелы, а… 2. В корневой папке диска (на верхнем уровне иерархической файловой структуры)… 3. Кроме ограничения на длину имени файла (256 символов) существует гораздо более жесткое ограничение на длину полного…

Создание каталогов (папок)

Все современные операционные системы позволяют создавать каталоги. Правила присвоения имени каталогу ничем не отличаются от правил присвоения имени… Особенности Windows 95 и Windows98. До появления операционной системы Windows…

Копирование и перемещение файлов

В неграфических операционных системах операции копирования и перемещения

файлов выполняются вводом прямой команды в поле командной строки. При этом

указывается имя команды, путь доступа к каталогу-источнику и путь доступа к

каталогу-приемнику.

В графических операционных системах существуют приемы работы с устройством

позиционирования, позволяющие выполнять эти команды наглядными методами.

Удаление файлов и каталогов (папок)

Удаление файлов является временным. В операционных системах Windows 95 и Windows 98 оно организовано с помощью специальной папки, которая называется… Для справки укажем, что операция стирания фатов, выполняемая специальными…

Навигация по файловой структуре

Как и операционные системы, файловые оболочки бывают неграфическими и графическими. Наиболее известная неграфическая файловая оболочка для MS-DOS —…

Алгоритмизация и программирование

2. Анализ постановки задачи и ее предметной области 3. Формальное решение задачи 4. Основы алгоритмизации

Рис. 2. Основные блоки визуальных алгоритмов

Общими правилами при проектировании визуальных алгоритмов являются следующие:

• В начале алгоритма должны быть блоки ввода значений входных данных.
• После ввода значений входных данных могут следовать блоки обработки и блоки условия.
• В конце алгоритма должны располагаться блоки вывода значений выходных данных.
• В алгоритме должен быть только один блок начала и один блок окончания.
• Связи между блоками указываются направленными или ненаправленными линиями.

Этап проектирования алгоритма следует за этапом формального решения задачи, на котором определены входные и выходные данные, а также зависимости между ними.

При построении алгоритмов для сложной задачи используют системный подход с использованием декомпозиции (нисходящее проектирование сверху-вниз). Как и при разработке любой сложной системы, при построении алгоритма используют дедуктивный и индуктивный методы. При дедуктивном методе рассматривается частный случай общеизвестных алгоритмов. Индуктивный метод применяют в случае, когда не существует общих алгоритмических решений. Одним из системных методов разработки алгоритмов является метод структурной алгоритмизации. Этот метод основан на визуальном представлении алгоритма в виде последовательности управляющих структурных фрагментов. Выделяют три базовые управляющие процессом обработки информации структуры: композицию, альтернативу и итерацию. С помощью этих структур можно описать любые процессы обработки информации.

Композиция (следование).

Альтернатива.

Итерация.

В соответствии с наличием в алгоритмах управляющих структур композиции, альтернативы и итерации алгоритмы классифицируют на: линейные, разветвленные и циклические алгоритмы.

Линейные алгоритмы не содержат блока условия. Они предназначены для представления линейных процессов. Такие алгоритмы применяют для описания обобщенного решения задачи в виде последовательности модулей. Пример линейного алгоритма приведен на рисунке 3.

Рис. 3. Пример линейного визуального алгоритма

ветвление неполное ветвление многоальтернативный выбор          

Рис. 4. Структуры ветвления

Каждая управляющая структура ветвления имеет один вход и один выход. Ветвления содержат блок условия, в котором записывают логические условия, такие как А >С , X<= Y. В зависимости от значений переменных А, С в управляющей структуре ветвления на рис. 4 а) условие А >С принимает значение "истина" или "ложь" и процесс вычислений включает блок действия Z=A или Z=C. Аналогично происходит и в управляющей структуре неполного ветвления (рис. 4 б)). Только в этом случае , если условие X<= Y истинно, то выполняется действие С=Х, в противном случае никаких действий не выполняется.

В управляющей структуре многоальтернативный выбор в блоке условия записывается переменная, в данном случае Х, которая может принимать различные значения (рис. 4в)). Если значение пременной Х совпадет с одним из значений в блоке действия, то выполняется действия , записанные в этом блоке. Например, если Х=1, то выполнится действие У=1. Если значение Х не совпало ни с одним из значений, указанных в блоках справа, то выполняется действие в блоке слева, которого также как и в неполном ветвлении может и не быть.

Циклические алгоритмы

Цикл с предусловием начинается с проверки условия выхода из цикла. Это логическое выражение, например I<=6. Если оно истинно, то выполняются те… Цикл с постусловием функционирует иначе. Сначала выполняется один раз те…

Рис. 10. Виды циклических алгоритмов

Классическим примером циклического алгоритма служит алгоритм для вычисления степени числа Y=X? . Этот алгоритм может быть реализован на основе операции умножения. Табличное представление такого алгоритма, отражающего зависимость У от Х при изменении показателя степени n от 1 до 3, представлено в табл.3. В этой таблице показанны также реккурентные соотношения между У и Х, определяющие как на каждом шаге зависит значение У от значения Х и от значения У, вычисленного на предыдущем шаге.

Таблица 3. Реккурентные соотношения при вычислении Y=X^n

n	Y	Реккурентные соотношения
	Y[1]=X	Y=X
	Y[2]=X*X или Y[2]=Y[1]*X	Y=X*X или Y=Y*X
	Y[3]=X*X*X или Y[3]=Y[2]*X	Y=X*X*X или Y=Y*X

Алгоритмы обработки последовательностей чисел