Задание на 21.01.14

Архитектура персонального компьютера.

Архитектура- это программное управление работы и взаимодействием его основных функциональных узлов.

Принципиальные различия схемы Архитектура персонального компьютера  и архитектуры компьютеров первых поколений

• Вместо процессора мы имеем центральный процессор.
• Вместо одного устройства ввода информации имеем группу устройств неопределенного состава.
• Появились новые элементы архитектуры, такие как видеопамять, шина, контроллер.

Для понимания некоторых особенностей ПК отметим следующее:
основные устройства компьютеров тех поколений,  которые предшествовали ПК, были реализованы на качественно иных электронных элементах.

Назначение контролеров и шины.

Контролер- это специализированный процессор, управляющий работой внешнего ему устройства.
Шина- специальное устройство, используемое для связи между отдельными функциональными узлами компьютера.
Шина состоит из 3 частей:

• Шины данных (для передачи данных)
• Шины адреса ( для передачи адресов)
• Шины управления (для передачи управляющих сигналов)

Принцип открытой архитектуры- возможность подключать компьютер новое устройство.

Виды памяти

Виды памяти:

• Внутренняя- оперативная (представляет собой совокупность микросхем (чипов), обеспечивающих хранение программ и  данных, оперативно обрабатываемых компьютером.)
• внешняя- долговременная

Динамическая память- это стоит меньше статической. но по быстродействию значительно уступает современным микропроцессорам.
Статическая память- это кеш память которой хранятся данные, к которым исполняемая программа обращается наиболее часто.
Постоянно запоминающее устройство- это энергонезависимое устройство, т.е. данные, находящиеся в нем, не зависят от этого, включен ли компьютер.
Видеопамять- обслуживает устройство визуального отображения выводимой информации- монитор.

Системная плата

Компоненты системной платы:

Порты входа/ выхода

Основные узлы для подключения к компьютеру внешних устройств- Порты входа/ выхода: последовательные и параллельные.
К последовательным относятся подключаются устройства, обменивающиеся информацией с компьютером.
К параллельным  относят те устройства которые получают информацию от компьютера.

Современные виды внешних устройств

Современный компьютер, является универсальным инструментом обработки информации, способен работать со звуком благодаря звуковой плате.

Возможность одновременной работы разных устройств дала возможность развития системы мультимедиа. 

Программное обеспечение компьютера

Компьютер — это программно управляемое автоматическое устройство для работы с информацией. Без программ любой компьютер — просто «железо».

Совокупность программ, хранящихся в долговременной памяти компьютера, составляют программное обеспечение (ПО) компьютера.

Все множество программ, составляющих ПО, можно разделить на три группы:

• прикладные программы;
• системные программы;
• системы программирования

Прикладное программное обеспечение

Прикладные программы дают возможность пользователю непосредственно решать свои информационные задачи, создавать и обрабатывать информационные объекты.

Информационный объект:

• обладает определенными потребительскими качествами (т. е. он нужен пользователю);
• допускает хранение на цифровых носителях в виде самостоятельной информационной единицы (файла, папки, архива);
• допускает выполнение над ним определенных действий путем использования аппаратных и программных средств компьютера.

Системное программное обеспечение

Назначение операционных систем

Особое место в программном обеспечении занимают операционные сис темы.

Операционная система — это комплекс программ, обеспечивающих:

• управление устройствами и задачами (процессами) — согласованную работу всех аппаратных средств компьютера и выполняемых программ;
• работу с файлами — организацию хранения и обработки файлов на
• внешних носителях;
• пользовательский интерфейс — диалог пользователя с компьютере ром.

Кроме того, существуют специальные программы, выполняющие неко торые дополнительные услуги системного характера (например, управле ние внешними устройствами, архивирование файлов, защиту от вирусов, «лечение» и оптимизацию дисков и т. д.). Эти программы называются утилитами.

Управление устройствами

Современный компьютер может включать много (иногда десятки) устройств — ресурсов компьютера. Эти устройства иногда работают одновременно, иногда «встают в очередь» друг за другом. Это и центральный процессор, и несколько видов устройств оперативной памяти, и периферийные (внешние) устройства, среди которых:

• устройства ввода (клавиатура, мышь, сканер и др.);
• устройства вывода (монитор, принтер, графопостроитель и др.);
• внешние запоминающие устройства (дисководы для магнитных и
• оптических дисков, устройства для работы с флэш-памятью);
• устройства управления (мышь, джойстик и др.);
• мультимедийные устройства.

Для управления работой внешних устройств в состав операционной системы входят специальные программы, которые называются драйверами внешних устройств. Для каждого типа и каждой конкретной модели внешнего устройства существует свой драйвер. Иногда ОС автоматически подбирает подходящий драйвер, иногда об этом приходится заботиться пользователю.

Пользовательский интерфейс

Важная функция ОС — поддержка пользовательского интерфейса, В настоящее время общепринятым стал графический интерфейс, поддер живаемый системами меню (по крайней мере, в мире ПК).

Наибольшее число ПК во всем мире работают под управлением ОС Windows, с которой вы наверняка знакомы. Тем не менее напомним основ ные правила пользовательского интерфейса. Взаимодействие пользовате ля с ОС происходит по схеме:

1. ОС находится в состоянии ожидания команды пользователя;
2. пользователь отдает команду в какой-либо форме (чаще всего — через меню);
3. ОС исполняет команду или сообщает о невозможности выполнения;
4. ОС возвращается в состояние ожидания следующей команды пользователя; и т. д.

Графический интерфейс, который пришел на смену некогда существовавшему символьному, позволяет пользователю выбирать объекты для команд с помощью графических образов этих объектов. Когда мы за пускаем современную версию ОС Windows, перед нами на экране дисплея возникает Рабочий стол, на котором расположено не сколько графических объектов — символических изображений тех про грамм, с которыми пользователь работает наиболее часто. Кроме того, в нижней части экрана находится панель задач, содержащая ряд кнопок для запуска программ.

Меню — один из основных элементов графического интерфейса. С внедрением панелей с ниспадающими и каскадными меню удалось обеспечить комфортную работу любому пользователю. Каскадные меню предоставляют пользователю список возможных действий с выделенным информационным объектом. 

Ядро ОС

Операционная система — большая и очень сложная программа. Ее объем может быть настолько велик, что она целиком не уместится в оперативной памяти. В ОС выделяется некоторая часть, которая является основой всей системы и называется ядром. В состав ядра входят наиболее часто используемые модули, например средства распределения оперативной памяти и процессора, система прерываний и др. Программы, входящие в со став ядра, при загрузке ОС помещаются в оперативную память, где они постоянно находятся и используются при работе компьютера. Такие программы называются резидентными программами. Остальная часть ОС хранится на жестком диске и автоматически загружается в оперативную память по мере необходимости, а затем удаляется из нее.

Работа с файлами

Работу пользователя с файлами обслуживает подсистема ОС, которая называется файловой системой. Этой функцией ОС вы часто пользуетесь, поэтому сейчас подробно о ней говорить мы не будем. Отметим только то обстоятельство, что на современных компьютерах используется иерархическая, многоуровневая файловая структура. Необходимость этого связана с большим объемом внешних носителей информации. Для ускорения поиска в таких условиях иерархическая структура — самая рациональная.

Системы программирования

Системы программирования — инструмент для работы профессиональных программистов. Каждая такая система ориентирована на определенный язык программирования: Паскаль, Бейсик, Фортран, Си, Ассемблер и др. Системы программирования позволяют создавать тексты программ, отлаживать и исполнять программы. Все перечисленные выше виды ПО создаются программистами с помощью систем программирования.