Назначение основных устройств ЭВМ

 

 

1 Назначение основных устройств ЭВМ: центрального процессора, внутренней памяти

Обрабатываемые данные и выполняемая программа должны находиться в запоминающем устройстве – памяти ЭВМ, куда они вводятся через устройства ввода. Ёмкость памяти измеряется в величинах кратных байту. Для обеспечения высокой производительности ЭВМ необходимо, чтобы её память удовлетворяла следующим требованиям:  большая емкость (не менее сотен Мбайт);  высокое быстродействие (время доступа не более десятка нс);  энергонезависимость, т.е. обеспечение хранения программ и данных при выключении ЭВМ). Эти требования невозможно удовлетворить путем построения памяти в виде единого запоминающего устройства (ЗУ), что связано с их противоречивостью. Например, чем больше емкость памяти, тем обычно ниже её быстродействие, или наиболее быстродействующее ЗУ, выполненное на триггерах, не обеспечивает требование по долговременности хранения информации. Поэтому в современных ЭВМ память представляет собой сложную структуру, построенную по иерархическому принципу, и включает в себя запоминающие устройства различных типов, отличающиеся функциональным назначением, значениями основных характеристик и физическими принципами работы. Функционально она делится на две части: внутреннюю и внешнюю. Внутренняя или основная память – это запоминающие устройства, напрямую связанные с процессором и предназначенные для хранения выполняемых программ и данных, непосредственно участвующих в вычислениях. Обращение к внутренней памяти ЭВМ осуществляется с высоким быстродействием, но она имеет ограниченный объём, определяемый системой адресации машины. Внутренняя память, в свою очередь, делится на оперативную (ОЗУ), постоянную (ПЗУ) память и быструю кэш-память.

Центральный процессор, или ЦПУ (Central Processing Unit — CPU), — самая важная часть аппаратного обеспечения персонального компьютера, представляет собой программируемый логический контроллер, отвечающий за реализацию вычислительного процесса. Центральный процессор персонального компьютера выполняется в виде отдельного чипа (интегральной микросхемы со сверхвысокой степенью интеграции элементов — ULSI) и реализует все функции, присущие данного рода устройствам. Такие радиоэлектронные элементы называются микропроцессорами. Микропроцессоры ПК отвечают требованиям технологии вычислений со сложным набором команд CISC (Complex Instruction Set Computing). Типичными представителями CISC является семейство микропроцессоров Intel х86 (хотя уже много лет эти процессоры являются CISC только по внешней системе команд).

Во время вычислений центральный процессор считывает последовательность команд, содержащихся в ОЗУ, и исполняет их. Такая последовательность команд называется программой и определяет алгоритм полезной работы микропроцессора. Очередность считывания команд изменяется в случае, если процессор считывает команду перехода, тогда адрес следующей выполняемой команды может оказаться другим, отличным от адреса следующей команды в памяти.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 Оценка и выбор ПК

Сначала определяемся с областью задач, для которых он будет использоваться, потом выбираем «железо». И здесь надо разделять несколько категорий пользователей: Для первых домашний компьютер – это развлекательный комплекс, и исходить при выборе комплектующих нужно из этого. Основной задачей будет использование такого ПК в качестве музыкального центра или домашнего кинотеатра, и, как вывод, нужны качественные звуковая и видеокарта под эти цели. К счастью, для таких людей в последнее время выпускаются небольшие, но производительные системные платы со встроенным видеоадаптером, способным с легкостью воспроизводить фильмы даже в Blu-Ray качестве (1080p), а также восьмиканальной звуковой картой с цифровым выходом, что даст возможность подключиться даже к очень качественной акустической системе и получить на выходе отличное качество. Также приятным дополнением будет оснащение будущего медиацентра беспроводным сетевым адаптером. В век повальной компьютеризации, когда доступ в Интернет есть практически у любого обладателя ПК или ноутбука, рано или поздно встает вопрос о необходимости приобретения Wi-Fi точки доступа или маршрутизатора. Причем второе устройство позволит Вам обеспечить доступом в «мировую паутину» сразу все домашние компьютеры, в том числе, и без проводов, а также связать их в сеть. Многие пользователи уже сейчас так делают. Да и современная операционная система Microsoft Windows Vista поможет буквально за несколько шагов настроить беспроводную сеть, общий доступ и безопасность. Для второй категории компьютер это игровая станция, что, в принципе, совсем не означает, что его нельзя будет использовать под иные задачи – напротив, такой «зверь» с легкостью справится с любым программным пакетом, так как игры на сегодняшний день – самая тяжелая задача для домашнего ПК. Сердцем такой машины будет являться не процессор, а мощная видеокарта – ведь именно от нее зависит производительность в большинстве компьютерных игр, особенно при высокой детализации. В последнее время видеокарты развиваются динамичнее процессоров, и когда встает вопрос уложиться в сумму Х за связку процессор-видеокарта, смело отдавайте предпочтение второму устройству. Дело в том, что на сегодняшний день игры, активно использующие все четыре ядра самых мощных процессоров, можно пересчитать по пальцам, и гнаться за четырехъядерной мощью в игровом компьютере не главное. С другой стороны, мощный процессор очень пригодится нам в общей работе с системой, так что если позволяют финансы – на выходе получим универсальный ПК, который заставит Вас забыть о тормозах. Да, и конечно же, важное дополнение – оперативной памяти на игровой компьютер необходимо ставить не менее 2 ГБ для комфортной работы, верхний потолок – не ограничен. Единственное, что следует помнить любому пользователю, покупающему ПК – при установке 4х и более гигабайт оперативной памяти необходимо использовать 64-битную версию операционной системы. Ну а тем, кто уже приобрел коробочную версию Vista, приятно будет узнать, что коробка дает право установки как классической 32-битной, так и 64-битной ОС.

1. Принцип сбалансированности. Все компоненты компьютера, включая монитор, должны быть увязаны по характеристикам. Например, бессмысленно ставить мощную видеокарту, если к ней будет подключен маленький (<20'') или сильно устаревший монитор. Точно также не стоит гнаться за самой большой тактовой частотой процессора, если у Вас будет недостаточно оперативной памяти, процессор будет простаивать и т.д.
2. Старайтесь вкладывать максимум денег в компоненты, которые медленнее всего устаревают морально. Например, в монитор. Его нет смысла менять ежегодно, а вот все остальное можно легко модернизировать хоть каждый месяц.
3. Монитор – чрезвычайно важный элемент системы, от которого зависит удобство работы и, главное, Ваше здоровье. На качестве монитора стоит экономить в последнюю очередь.
4. Обратите внимание наличие сертификатов. Хороший компьютер должен ими обладать.
5. Качество сборки. Сборка компьютера может осуществляться «отвёрточным» способом, либо конвейерным. Второе, без сомнения, является более предпочтительным.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 Технология системного проектирования программных средств. Основные этапы технологического процесса разработки программ для решения задач на ПК

Потребность создания систем автоматизированной обработки информации обусловила концепцию баз данных как единого, централизованного хранилища всей информации, необходимой для решения задач управления. Концепция баз данных теоретически корректна. Однако в реальности она приводит к значительному проигрышу во времени, которое требуется на поиск и выборку из базы данных информации, необходимой для решения той или иной конкретной задачи. В настоящее время концепция баз данных предусматривает разумный компромисс между сокращением до минимума необходимого дублирования информации и эффективностью процесса выборки и обновления данных. В действительности обеспечение такого решения имеет место только тогда, когда системный анализ всего комплекса задач, подлежащих автоматизации, уже находится на этапе описания системы. В этом случае имеются в виду ее цели и функции, состав и специфика информационных потоков, информационного состава задач и даже отдельных программных модулей. Основой системного подхода являются положения общей теории систем. Он наиболее эффективен при решении сложных задач анализа и синтеза, требующих одновременного использования нескольких научных дисциплин. Еще одним важным фактором, который обусловливает необходимость системного подхода (начиная с этапа формулирования требования и постановки задач), является то, что на этот этап приходится до 80 % всех затрат на разработку ППО(Прикладное программное обеспечение). При этом он имеет особое значение в обеспечении соответствия результатов разработки потребностям конечных пользователей. Появление потребности системного подхода к разработке программных средств решения задач при автоматизации систем организационно-экономического управления привело к необходимости дифференциации специалистов-разработчиков. Данный факт послужил проявлению в выделении в их составе системных аналитиков, системотехников, прикладных и системных программистов. Системный аналитик формулирует общие формальные требования к программному обеспечению системы. Обязанности специалиста-системотехника заключаются в преобразовании общих формальных требований в детальные спецификации на отдельные программы, участии в разработке логической структуры базы данных. Обязанности прикладного программиста состоят в совершенствовании спецификации в логическую структуру программных модулей, а затем в программный код. Системный программист должен обеспечивать взаимодействие программных модулей с программной средой, в рамках которой предстоит работать прикладным программам. Еще одной чертой системной разработки проектов прикладных программ является их ориентация на использование интегрированных и распределенных баз данных. В данном случае в качестве инструментальных средств разработки компонентов программного обеспечения вместе с языками программирования стали применяться языковые средства СУБД. Появляются и широко используются в сфере управления ПК и более качественные программно-инструментальные средства, которые ориентированы на специалистов управления – непрограммистов. Данный факт кардинально изменил характер технологии подготовки и решения экономических задач. С ростом производства новых микропроцессоров резко изменились приоритеты и актуальность проблем, которые присущи традиционным технологиям разработки прикладных программ. Возможность исключения из технологической цепочки программистов-профессионалов позволяет ускорить процесс разработки прикладных программных средств.

Основные этапы

Разработка алгоритма:   выбор метода проектирования алгоритма;  выбор формы записи алгоритма (блок-схемы, псевдокод и др.);  выбоp тестов и метода тестиpования;  проектирование алгоритма.

Пpогpаммиpование:   выбор языка программирования;  уточнение способов организации данных;  запись алгоpитма на выбpанном языке пpогpаммиpования.

Тестиpование и отладка:   синтаксическая отладка;  отладка семантики и логической стpуктуpы;  тестовые pасчеты и анализ pезультатов тестиpования;  совершенствование пpогpаммы.

Анализ результатов решения задачи и уточнение в случае необходимости математической модели с повторным выполнением этапов 2 — 5.  Сопровождение программы:   доработка программы для решения конкретных задач;  составление документации к pешенной задаче, к математической модели, к алгоpитму, к пpогpамме, к набору тестов, к использованию.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 Назначение и технология функционирования глобальных сетей

Глобальные сети (Wide Area Networks, WAN), которые также называют территориальными компьютерными сетями, служат для того, чтобы предоставлять свои сервисы большому количеству конечных абонентов, разбросанных по большой территории - в пределах области, региона, страны, континента или всего земного шара. Ввиду большой протяженности каналов связи построение глобальной сети требует очень больших затрат, в которые входит стоимость кабелей и работ по их прокладке, затраты на коммутационное оборудование и промежуточную усилительную аппаратуру, обеспечивающую необходимую полосу пропускания канала, а также эксплуатационные затраты на постоянное поддержание в работоспособном состоянии разбросанной по большой территории аппаратуры сети. Типичными абонентами глобальной компьютерной сети являются локальные сети предприятий, расположенные в разных городах и странах, которым нужно обмениваться данными между собой. Услугами глобальных сетей пользуются также и отдельные компьютеры. Крупные компьютеры класса мэйнфреймов обычно обеспечивают доступ к корпоративным данным, в то время как персональные компьютеры используются для доступа к корпоративным данным и публичным данным Internet.

В глобальных сетях для передачи информации применяются следующие виды коммутации:

1. коммутация каналов (используется при передаче аудиоинформации по обычным телефонным линиям связи);
2. коммутация сообщений (применяется в основном для передачи электронной почты, в телеконференциях, электронных новостях);
3. коммутация пакетов (для передачи данных, в последнее время используется также для передачи аудио - и видеоинформации).

 

 Большой интерес представляет  глобальная информационная сеть  Интернет. Интернет объединяет множество  различных компьютерных сетей (локальных, корпоративных, глобальных) и отдельных  компьютеров, которые обмениваются  между собой информацией по  каналам общественных телекоммуникаций.  Практически все услуги Internet построены  на принципе клиент-сервер. Вся  информация в Интернет хранится  на серверах. Обмен информацией  между серверами сети осуществляется  по высокоскоростным каналам  связи или магистралям. К таким  магистралям относятся: выделенные  телефонные аналоговые и цифровые  линии, оптические каналы связи  и радиоканалы, в том числе  спутниковые линии связи. Серверы, объединенные высокоскоростными  магистралями, составляют базовую  часть Интернет.

Сети национальных провайдеров объединяются в сети транснациональных провайдеров или провайдеров первого уровня. Объединенные сети провайдеров первого уровня  составляют глобальную сеть Internet.

Услуги, которые могут быть предоставлены пользователям в Интернет:

1. электронная почта E-mail;
2. компьютерная телефония;
3. передача файлов FTP;
4. терминальный доступ для интерактивной работы на удаленном компьютере TELNET;
5. глобальная система телеконференций USENET;
6. справочные службы;

 доступ к информационным  ресурсам и средства поиска  информации в Интернете.

Кроме того, Интернет - это мощное средство ведения электронного бизнеса и дистанционного (интерактивного или он-лайн) обучения.

 

 

5 Организация работы пользователя в сети Internet

Прежде чем вы поймете, что такое Internet, необходимо узнать немного больше о компьютерных сетях вообще. Это чрезвычайно важно, поскольку Internet - это суперсеть, которая может оказаться намного сложнее для понимания, чем обычная компьютерная сеть. А компьютерная сеть - это способ электронного взаимодействия двух или больше компьютеров. Компьютер знает, как проводить расчеты и как общаться с вами. Обычно компьютер общается с вами, отображая информацию на экране; а вы общаетесь с компьютером с помощью клавиатуры или мыши. Сегодня существует множество других возможных видов связи между компьютерами и людьми, например с помощью динамика и микрофона, но экран, клавиатура и мышь все еще остаются самыми распространенными средствами такой связи. Компьютеры не могут общаться между собой так же, как с людьми. Они взаимодействуют с помощью сетей. Подключение компьютера к сети часто является весьма ловким трюком; прежде чем компьютеры смогут общаться между собой в сети, должно произойти множество событий.