Е. К. Канивец лекции по информатике и икт
Скачать 2.19 Mb.
|
2.19 Тема 19 – Архитектура и программное обеспечение компьютераПлан 2.19.1 Архитектура персонального компьютера 2.19.2 Назначение основных узлов компьютера 2.19.3 Функциональные характеристики компьютера 2.19.4 Программное обеспечение компьютера 2.19.1 Компьютер — это многофункциональное электронное устройство, предназначенное для накопления, обработки и передач» информации. Под архитектурой персонального компьютера понимается его логическая организация, структура и ресурсы, т. е. средства вычислительной системы, которые могут быть выделены процессу обработки данных на определенный интервал времени. В основу построения большинства компьютеров положены принципы, сформулированные Джоном фон Нейманом. Принцип программного управления — программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определенной последовательности. Принцип однородности памяти — программы и иные хранятся в одной и той же памяти; над командами можно выполнять те же действия, что и над данными! Принцип адресности — основная память структурно состоит из пронумерованных ячеек. Компьютеры, построенные на этих принципах, имеют классическую архитектуру. Архитектура компьютера определяет принцип действия, информационные связи и взаимное соединение основных логических узлов компьютера, к которым относятся:
Конструктивно персональные компьютеры выполнены в виде центрального системного блока, к которому через специальные разъемы присоединяются другие устройства. В состав системного блока входят все основные узлы компьютера:
На системной (материнской) плате в свою очередь размещаются:
Архитектура современных персональных компьютеров основана на магистрально-модульном принципе. Модульный принцип позволяет пользователю самому комплектовать нужную ему конфигурацию компьютера и производить при необходимости ее модернизацию. Модульная организация системы опирается на магистральный принцип обмена информацией. Все контроллеры устройств взаимодействуют с микропроцессором и оперативной памятью через системную магистраль передачи данных, называемую системной шиной. Системная шина выполняется в виде печатного мостика на материнской плате. 2.19.2 Микропроцессор — это центральный блок персонального компьютера, предназначенный для управления работой всех блоков машины и для выполнения арифметических и логических операций над информацией. Системная шина является основной интерфейсной системой компьютера, обеспечивающей сопряжение и связь всех его устройств между собой. Системная шина обеспечивает три направления передачи информации: между микропроцессором и основной памятью; между микропроцессором и портами ввода-вывода внешних устройств; между основной памятью и портами ввода-вывода внешних устройств. Порты ввода-вывода всех устройств через соответствующие разъемы (слоты) подключаются к шине либо непосредственно, либо через специальные контроллеры (адаптеры). Основная память предназначена для хранения и оперативного обмена информацией с прочими блоками компьютера. Внешняя память используется для долговременного хранения информации, которая может быть в дальнейшем использована для решения задач. Генератор тактовых импульсов генерирует последовательность электрических символов, частота которых задает тактовую частоту компьютера. Промежуток времени между соседними импульсами определяет такт работы машины. Источник питания — это блок, содержащий системы автономного и сетевого питания компьютера. Таймер — это внутримашинные электронные часы, обеспечивающие автоматический съем текущего момента времени. Таймер подключается к автономному источнику питания и при отключении компьютера от сети продолжает работать. Внешние устройства компьютера обеспечивают взаимодействие машины с окружающей средой: пользователями, объектами управления и другими компьютерами. 2.19.3 Основными функциональными характеристиками персонального компьютера являются: производительность, быстродействие, тактовая частота. Производительность современных ЭВМ измеряют обычно в миллионах операций в секунду; разрядность микропроцессора и кодовых шин интерфейса. Разрядность — это максимальное количество разрядов двоичного числа, над которым одновременно может выполняться машинная операция, в том числе и операция передачи информации; чем больше разрядность, тем, при прочих равных условиях, будет больше и производительность ПК; типы системного и локальных интерфейсов. Разные типы интерфейсов обеспечивают разные скорости передачи информации между узлами машины, позволяют подключать разное количество внешних устройств и различные их виды; емкость оперативной памяти. Емкость оперативной памяти измеряется обычно в Мбайтах. Многие современные прикладные программы с оперативной памятью, имеющей емкость меньше 16 Мбайт, просто не работают либо работают, но очень медленно; емкость накопителя на жестких магнитных дисках (винчестера). Емкость винчестера измеряется обычно в Гбайтах; наличие, виды и емкость кэш-памяти. Кэш-память — это буферная, недоступная для пользователя быстродействующая память, автоматически используемая компьютером для ускорения операций с информацией, хранящейся в более медленно действующих запоминающих устройствах. Наличие кэш-памяти емкостью 256 Кбайт увеличивает производительность персонального компьютера примерно на 20%; тип видеомонитора и видеоадаптера; наличие и тип накопителя на компакт дисках CD-ROM; наличие и тип модема; 2.19.4 Под программным обеспечением (Software) понимается совокупность программ, выполняемых вычислительной системой. К программному обеспечению (ПО) относится также вся область деятельности по проектированию и разработке ПО: технология проектирования программ (например, нисходящее проектирование, структурное и объектно-ориентированное проектирование и др.); методы тестирования программ [ссылка, ссылка]; методы доказательства правильности программ; анализ качества работы программ; документирование программ; разработка и использование программных средств, облегчающих процесс проектирования программного обеспечения, и многое другое. Программное обеспечение — неотъемлемая часть компьютерной системы. Оно является логическим продолжением технических средств. Сфера применения конкректного компьютера определяется созданным для него ПО. Сам по себе компьютер не обладает знаниями ни в одной области применения.Все эти знания сосредоточены в выполняемых на компьютерах программах. Программное обеспечение современных компьютеров включает миллионы программ — от игровых до научных. В первом приближении все программы, работающие на компьютере, можно условно разделить на три категории: прикладные программы, непосредственно обеспечивающие выполнение необходимых пользователям работ; системные программы, выполняющие различные вспомогательные функции, например: управление ресурсами компьютера; создание копий используемой информации; проверка работоспособности устройств компьютера; выдача справочной информации о компьютере и др.; инструментальные программные системы, облегчающие процесс создания новых программ для компьютера. При построении классификации ПО нужно учитывать тот факт, что стремительное развитие вычислительной техники и расширение сферы приложения компьютеров резко ускорили процесс эволюции программного обеспечения. Если раньше можно было по пальцам перечислить основные категории ПО — операционные системы, трансляторы, пакеты прикладных программ, то сейчас ситуация коренным образом изменилась. Развитие ПО пошло как вглубь (появились новые подходы к построению операционных систем, языков программирования и т.д.), так и вширь (прикладные программы перестали быть прикладными и приобрели самостоятельную ценность). Соотношение между требующимися программными продуктами и имеющимися на рынке меняется очень быстро. Даже классические программные продукты, такие, как операционные системы, непрерывно развиваются и наделяются интеллектуальными функциями, многие из которых ранее относились только к интеллектуальным возможностям человека. Кроме того, появились нетрадиционные программы, классифицировать которые по устоявшимся критериям очень трудно, а то и просто невозможно, как, например, программа — электронный собеседник. На сегодняшний день можно сказать, что более или менее определённо сложились следующие группы программного обеспечения: операционные системы и оболочки; системы программирования (трансляторы, библиотеки подпрограмм, отладчики и т.д.); инструментальные системы; интегрированные пакеты программ; динамические электронные таблицы; системы машинной графики; системы управления базами данных (СУБД); прикладное программное обеспечение. Разумеется, эту классификацию нельзя считать исчерпывающей, но она более или менее наглядно отражает направления совершенствования и развития программного обеспечения. Прикладная программа — это любая конкретная программа, способствующая решению какой-либо задачи в пределах данной проблемной области. Например, там, где на компьютер возложена задача контроля за финансовой деятельностью какой-либо фирмы, прикладной будет программа подготовки платежных ведомостей. Прикладные программы могут носить и общий характер, например, обеспечивать составление и печатание документов и т.п. В противоположность этому, операционная система или инструментальное ПО не вносят прямого вклада в удовлетворение конечных потребностей пользователя. Прикладные программы могут использоваться либо автономно, то есть решать поставленную задачу без помощи других программ, либо в составе программных комплексов или пакетов. Системные программы выполняются вместе с прикладными и служат для управления ресурсами компьютера — центральным процессором, памятью, вводом-выводом. Это программы общего пользования, которые предназначены для всех пользователей компьютера. Системное программное обеспечение разрабатывается так, чтобы компьютер мог эффективно выполнять прикладные программы. Cреди десятков тысяч системных программ особое место занимают операционные системы, которые обеспечивают управление ресурсами компьютера с целью их эффективного использования. Важными классами системных программ являются также программы вспомогательного назначения — утилиты (лат. utilitas — польза). Они либо расширяют и дополняют соответствующие возможности операционной системы, либо решают самостоятельные важные задачи. Кратко опишем некоторые разновидности утилит: программы контроля, тестирования и диагностики, которые используются для проверки правильности функционирования устройств компьютера и для обнаружения неисправностей в процессе эксплуатации; указывают причину и место неисправности; программы-драйверы, которые расширяют возможности операционной системы по управлению устройствами ввода-вывода, оперативной памятью и т.д.; с помощью драйверов возможно подключение к компьютеру новых устройств или нестандартное использование имеющихся; программы-упаковщики (архиваторы), которые позволяют записывать информацию на дисках более плотно, а также объединять копии нескольких файлов в один архивный файл; антивирусные программы, предназначенные для предотвращения заражения компьютерными вирусами и ликвидации последствий заражения вирусами; Компьютерный вирус — это специально написанная небольшая по размерам программа, которая может "приписывать" себя к другим программам для выполнения каких-либо вредных действий — портит файлы, "засоряет" оперативную память и т.д. программы оптимизации и контроля качества дискового пространства ; программы восстановления информации, форматирования, защиты данных; коммуникационные программы, организующие обмен информацией между компьютерами; программы для управления памятью, обеспечивающие более гибкое использование оперативной памяти; программы для записи CD-ROM, CD-R и многие другие. Часть утилит входит в состав операционной системы, а другая часть функционирует независимо от нее, т.е. автономно. Список использованных источников
|
Похожие:
 | Рабочая программа по информатике и икт на 2013-2014 учебный год Программа: Программы по информатике и икт макаровой Н. В. «Программа по информатике и икт» спб.: Питер, 2007 |  | Рабочая программа по информатике и икт Рабочая программа по информатике и икт составлена для 8 класса на основе авторской программы Макаровой Н. В. Программа по информатике... |
| Рабочая программа по информатике и икт в 8 (общеобразовательном) классе на 2013 2014 учебный год Составлена в соответствии с «Примерной программой основного общего образования по информатике и икт». Учебник Информатика и икт.... | | Учебному предмету "Информатика и икт" учителя математики и информатики... Рабочая программа по информатике и икт для 5 класса составлена на основе авторской программы Н. В. Макаровой «Программа по информатике... |
| Рабочая программа по информатике и икт составлена на основе авторской... Икт учащимися 8 классов в течении 34 учебных часа из расчета 1 час в неделю. Про грамма соответствует федеральному компоненту государственного... | | Рабочая программа по информатике и икт мбоу «Новокишитская основная общеобразовательная школа» Рабочие программы по информатике и икт. 5-11 классы/авт сост. Т. К. Смыковская. – 3-е изд., стереотип. – М.: Планета, 2010. – 224с.... |
| Календарно-тематическое планирование по информатике и икт 10 класс Угринович Н. Д. Программа по информатике и икт на базовом уровне (10 – 11 класс) | | Календарно-тематическое планирование по информатике и икт 11 класс Угринович Н. Д. Программа по информатике и икт на базовом уровне (10 – 11 класс) |
| Календарно-тематическое планирование по информатике и икт 11 класс Угринович Н. Д. Программа по информатике и икт на базовом уровне (10 – 11 класс) | | Итоговый тест по информатике и икт 9 класс Вариант 1 Часть 1 Для выполнения теста потребуется изучить материал учебника по информатике для 9 класса (Н. Угринович Информатика и икт. Базовый курс.... |
| Рабочая программа по информатике и икт для 8 класса Пояснительная... Икт составлена на основе авторской программы Угриновича Н. Д. с учетом примерной программы основного общего образования по курсу... | | Конкурс по информатике и икт «Строим орнаменты с помощью грис «Стрелочка»».... Неделя физики, информатики и икт проводилась согласно утвержденной программе на заседании учителей шмо естественнонаучного цикла |
| Рабочая программа по информатике и икт пояснительная записка рабочая... «Информатика и икт» на базовом уровне (утверждена приказом Минобразования России от 09. 03. 04 №1312)) в объеме 70 часов и адаптирована... | | Регламент по организации проведения кегэ по информатике и икт 8 Инструктивно-методические материалы модели процедур проведения кегэ по информатике и икт в рцои 11 |
| Тематическое планирование по информатике и икт учебник: Н. В. Макарова.... Данное тематическое планирование разработано на основе учебника Н. В. Макаровой «Информатика и икт. Начальный уровень» и предназначено... | | Рабочая программа по информатике и икт 9 класс Рос сии от 09. 03. 04. №1312 и рассчитана на изучение базового курса информатики и икт учащимися 9 классов в течение 68 часов. Про грамма... |
