2.1. Аппаратные средства ПК

2.2. Память ПК

2.1. Аппаратные средства ПК

Все аппаратные средства современного персонального компьютера

делятся на три составляющие:

1) устройства ввода информации;

2) устройства вывода информации;

3)устройство для обработки и хранения информации, называемое

системным блоком.

Устройства для ввода информации – это любые устройства, с помощью

которых информация вводится в компьютер. К ним относятся: клавиатура,

мышь, дисководы, приводы CD-ROM, трекболы, пойнтеры и т.д.

Трекболом называют шар, встроенный в клавиатуру, который отличается

от мыши тем, его не нужно перемещать по рабочей поверхности.

Пойнтер является аналогом джойстика и размещается на клавиатуре.

Трекболы и пойнтеры чаще всего применяются в портативных

компьютерах, а в карманных компьютерах для этих целей используется

сенсорный экран.

К устройствам вывода информации относятся: дисплей, все виды

принтеров, дисководы и пр.

К компьютеру могут подключаться также и другие устройства, например:

7) модем -устройство для обмена информацией с другими

компьютерами через телефонную сеть; основой данного процесса является

преобразование данных, получаемых от процессора, из цифровой формы в

высокочастотный аналоговый сигнал;

8) сканер -устройство для создания цифровой копии изображения

какого-либо объекта;

9) графический планшет -устройство для ввода контурных

изображений и графики.

Кроме того, можно перечислить еще и различные манипуляторы, среди

которых: джойстики, руль. Также к компьютеру подключают ионизаторы,

грелки, минихолодильники, которые используют компьютер в качестве

источника питания.

Также достаточно часто применяются устройства бесперебойного

питания, обеспечивающие безопасность работы компьютера при резких скачках

напряжения или при отключении питания. В устройстве бесперебойного

питания находится стабилизатор напряжения, встроенные аккумуляторные

батареи и генератор переменного тока. При сбое в питании данное устройство

переключает напряжение на себя и в течение некоторого времени обеспечивает

компьютер энергией, что обусловливает его стабильную работу. Это устройство

способно поддерживать нормальное питание ПК в течение от 3 до 20 минут.

Аудиоадаптеры применяются для воспроизведения, записи и обработки

звука, такими могут быть звуковые платы и звуковые карты. Данные устройства

преобразуют цифровые данные компьютера в аналоговый звуковой сигнал и

обратно; на звуковой карте размещается несколько разных устройств, которые

позволяют создать на базе ПК студию звукозаписи. К главным характеристикам

аудиоадаптеров относятся: разрядность, число каналов воспроизведения (моно

или стерео), используемый принцип синтеза, расширяемость и совместимость.

От вида звуковых карт и акустических систем также зависит качество звучания.

Достаточное качество звука обеспечивается любыми активными колонками, а

более лучшее звучание достигается при подключении аудиоплаты ко входу

усилителя бытовой аудиосистемы.

Подробнее остановимся на изучении третьей группы аппаратных

средств, то есть системного блока. Основным элементом системного блока

является системная плата. Ее также называют главная или материнская плата, в

документации она обозначается с помощью аббревиатуры МВ.

Материнская плата играет значительную роль, так как от ее характеристик

во многом зависит работа ПК. Существует несколько типов системных плат,

которые обычно предназначены для конкретных микропроцессоров. Выбор

системной платы во многом определяет возможности будущей модернизации

компьютера. Выбирая системную плату, необходимо учитывать следующие ее

характеристики:

Возможные типы используемых микропроцессоров с учетом их рабочих

Число и тип разъемов системной шины;

Базовый размер платы;

Возможность наращивания оперативной памяти;

Возможность обновления базовой системы ввода-вывода (BIOS).

Все микросхемы, расположенные на системной плате, соединены при

помощи системной шины. Системная шина предназначена для передачи

информации между процессором и остальными компонентами ПК. С помощью

шины происходит как обмен информацией, так и передача адресов, служебных

сигналов. Периферийные устройства также подключаются к системной шине

при помощи контроллеров и адаптеров (это такие специальные платы).

На системной плате размещаются:

1. Центральный процессор. Процессор не случайно считается сердцем

или основой компьютера, поскольку именно от него в значительной степени

зависит производительность всей системы.

Процессор -это микросхема, обеспечивающая выполнение

арифметических, логических и управляющих операций, заданных программой

в машинном коде.

Основными характеристиками процессора являются:

Разрядность внутренних регистров (устройств записи, хранения и

считывания чисел в двоичном коде);

Разрядность шины данных и шины адреса;

Значения внутренней и внешней тактовых частот;

Конструкция контактного разъема.

2. Оперативная память.

3. Сверхоперативная или кэш-память (в современных компьютерах

является уже интегрированной в процессор).

4. Микросхема BIOS – это базовая система ввода и вывода информации,

представляющая собой микросхему энергонезависимой памяти в которой

записаны коды BIOS.

Базовая система ввода-вывода (Basic Input Output System – BIOS)

является, с одной стороны, составной частью аппаратных средств, с другой –

одним из программных модулей ОС. Возникновение данного названия связано с

тем, что BIOS включает в себя набор программ ввода-вывода. С помощью этих

программ ОС и прикладные программы могут взаимодействовать как с

различными устройствами самого компьютера, так и с периферийными

устройствами.

Как составная часть аппаратных средств система BIOS в ПК реализована

в виде одной микросхемы, установленной на материнской плате компьютера.

Большинство современных видеоадаптеров и контроллеров-накопителей имеют

собственную систему BIOS, которая дополняет системную BIOS.

На нее возложены следующие основные функции:

1) запуск загрузки операционной системы;

· выполнение при включении компьютера тестовой проверки всех

важнейших компонентов аппаратуры и системы;

· предоставление специальной программы для настройки и установки

параметров BIOS и аппаратной конфигурации ПК.

Главной задачей BIOS является инициализация подключенных к ней

устройств. Сразу после включения питания компьютера BIOS проверяет

работоспособность устройств, задаёт низкоуровневые параметры их работы,

после чего ищет загрузчик операционной системы на доступных носителях

информации и передаёт управление операционной системе. При этом

операционная система по ходу работы может изменять большинство настроек,

изначально заданных в BIOS.

То есть как программный модуль ОС система BIOS запускает программу

тестирования при включении питания компьютера POST (Power On Self Test –

самотестирование при включении питания компьютера). При запуске этой

программы тестируются основные компоненты компьютера (процессор, память

и др.). Если при подаче питания компьютера возникают проблемы, т. е. BIOS не

может выполнить начальный тест, то извещение об ошибке будет выглядеть как

последовательность звуковых сигналов.

5. Чипсет – набор управляющих микросхем. Также сюда относятся

вспомогательные микросхемы и контроллеры ввода/вывода информации. Все

вспомогательные микросхемы на материнской плате разделены на две группы,

называемые северным и южным мостами. Северный мост обеспечивает

подключение процессора к оперативной памяти и видеокарте. Южный мост

отвечает за подключение остальных устройств.

6. Разъемы расширения, то есть слоты. Именно в них подключаются

дополнительные устройства, такие как, например, (тиви)TV-тюнеры, модемы,

звуковые карты.

2.2. Память ПК

Память компьютера делится на внутреннюю и внешнюю. Внутренняя

память в свою очередь также подразделяется на два вида – постоянную и

оперативную. Постоянная память или постоянное запоминающее устройство

(ПЗУ) служит для постоянного хранения информации, при выключении ПК

информация не стирается. В этой памяти хранятся ОС, системные программы и

пользовательские данные.

Оперативная память или оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) –

мозг ПК. Она служит для временного хранения информации. Это устройство,

где в процессе работы программы размещаются данные и результаты

обработки. При выключении компьютера содержимое оперативной памяти

стирается.

Оперативная память компьютера состоит из:

1)основной (на нее приходится больший объем памяти);

2)кэш-памяти;

3) чипов памяти на платах расширения.

Что касается внешней памяти, то она применяется для сохранения

результатов работы на ПК. Наиболее распространенная внешняя память ПК –

это флеш-карты или флешки, лазерные диски, а также накопители на гибких

магнитных дисках (т.е. дискеты) и накопитель на жестком магнитном диске (т.е.

“винчестер”).

Все эти устройства позволяют переносить документы и программы с

одного компьютера на другой, хранить информацию, не используемую

постоянно на компьютере, делать архивные копии информации, содержащейся

на жестком диске.

Для записи и считывания информации с дискет используются дисководы.

Однако из-за их недостаточной надежности и небольшого объема данный вид

устройств в последнее время практически не используется.

Наиболее удобными и мобильными, а потому популярными в последнее

время считаются флеш карты.

2.3. Программное обеспечение ПК

Программное обеспечение компьютера – это совокупность программ,

процедур и инструкций, а также связанная с ними техническая документация,

позволяющие использовать ЭВМ для решения конкретно поставленных задач.

По областям применения программное обеспечение компьютера

подразделяют на системное и прикладное.

Прикладное программное обеспечение представляет собой специальные

программы, которые применяются при решении определенных практических

задач. В настоящее время программистами разработано множество прикладных

программ, применяемых в математике, бухгалтерии и других областях науки.

Системное, или общее, программное обеспечение выступает в качестве

«организатора» всех компонент компьютера, а также подключенных к нему

внешних устройств.

Таким образом, системное программное обеспечение – это комплекс

программ, без которых компьютер не может работать вообще или теряет

некоторые важные свойства.

Системное программное обеспечение необходимо для бесперебойной

работы компьютера, профилактики аппаратуры персонального компьютера,

осуществления копирования, восстановления файлов, архивирования

документов, а также для организации надежной работы других программ.

В составе системного программного обеспечения выделяют две

компоненты:

1) операционную систему – целый комплекс управляющих программ,

являющихся интерфейсом между компонентами ПК и обеспечивающих

наиболее эффективное использование ресурсов ЭВМ. Операционная система

загружается при включении компьютера;

2) утилиты – вспомогательные программы технического обслуживания.

К утилитам относятся:

Программы для диагностики компьютера – проверяют конфигурацию

компьютера и работоспособность его устройств;

Программы для оптимизации дисков – обеспечивают более быстрый

доступ к информации, хранящейся на жестком диске, за счет оптимизации

размещения данных на нем. Процесс оптимизации данных на жестком диске

более известен как процесс дефрагментации диска;

Программы для очистки диска – находят и удаляют ненужную

информацию (например, временные файлы, временные интернет-файлы,

файлы, расположенные в корзине, и др.);

Программы-кэши для диска – ускоряют доступ к данным на диске путем

организации в оперативной памяти компьютера кэш-буфера, содержащего

наиболее часто используемые участки диска;

Программы динамического сжатия дисков – увеличивают объем

информации, хранимой на жестких дисках, путем ее динамического сжатия.

Действия данных программ для пользователя не заметны, они проявляются

только через увеличение емкости дисков и изменение скорости доступа к

информации;

Программы-упаковщики (или архиваторы) – упаковывают данные на

жестких дисках за счет применения специальных методов сжатия информации.

Данные программы позволяют освободить значительное место на диске за счет

сжатия информации;

Антивирусные программы – предотвращают заражение компьютерным

вирусом и ликвидируют его последствия;

Системы программирования – комплекс программ для автоматизации

процесса программирования сценариев работы ЭВМ.

2.4. Понятие операционной системы (ОС), ее функции

Операционная система компьютера -это совокупность программных

средств, предназначенная для непосредственного управления работой

компьютера и всеми его аппаратными ресурсами.

В качестве основных функций операционной системы можно перечислить

следующие:

1 управление памятью;

2 управление вводом-выводом;

3 управление файловой системой;

4 управление взаимодействием процессов;

5 диспетчеризация процессов;

7 учет использования ресурсов;

8 обработка командного языка.

Операционная система скрывает от пользователя сложные и ненужные

подробности работы процессора компьютера и представляет ему удобный

интерфейс для работы, то есть способ общения с компьютером.

Наиболее распространенными являются операционные системы

семейства WINDOWS, Linux.

Введение.

Введение ………………………………………………………………….……………...…1 стр.

Сервисное программное обеспечение (утилиты) . …………………………………...2 стр.

Программы технического обслуживания ……………………………………………..4 стр.

Архивация …………………………………………………………………………………6 стр.

Антивирусные программы………………………………………………………………7 стр.

Сервисное программное обеспечение (утилиты) .

Сервисное программное обеспечение – это совокупность программных продуктов, предоставляющих пользователю дополнительные услуги в работе с компьютером и расширяющих возможности операционных систем.

По функциональным возможностям сервисные средства можно подразделять на:

· улучшающие пользовательский интерфейс:

· защищающие данные от разрушения и несанкционированного доступа;

· восстанавливающие данные;

· ускоряющие обмен данными между диском и ОЗУ;

· архивации-разархивации;

· антивирусные средства.

По способу организации и реализации сервисные средства могут быть представлены: оболочками, утилитами и автономными программами. Разница между оболочками и утилитами зачастую выражается лишь в универсальности первых и специализации вторых.

Оболочки предоставляют пользователю качественно новый интерфейс и освобождают его от детального знания операции и команд ОС. Функции большинства оболочек, например семейства MS-DOS, направлены на работу с файлами и каталогами и обеспечивают быстрый поиск файлов; создание, просмотр и редактирование текстовых файлов; выдачу сведений о размещении файлов на дисках, о степени занятости дискового пространства и ОЗУ.

Все оболочки обеспечивают ту или иную степень защиты от ошибок пользователя, что уменьшает вероятность случайного уничтожения файлов.

Среди имеющихся оболочек для семейства MS-DOS наиболее популярна оболочка Norton Commander.

Утилиты – программы, служащие для выполнения вспомогательных операций обработки данных или обслуживания компьютеров.

Наиболее часто используются утилиты следующего назначения:

- Программы резервирования – создают резервные копии информации на дисках.

- Антивирусные программы – предназначены для предотвращения заражения компьютерным вирусом и ликвидации последствий заражения.

- Программы-упаковщики позволяют за счет применения специальных методов «упаковки», сжимать информацию на дисках, а также объединять копии нескольких файлов в один архивный файл. Для DOS – PKZIP и ARJ .

- Программы-русификаторы, приспосабливают другую программу для работы с русскими буквами и текстами (а иногда переводят на русский язык её меню и сообщения).

- Программы удаления приложений. Многие комплексы программ содержат программы установки, но не содержат средств, для удаления этих комплексов. Для корректного удаления комплексов программ используются программы удаления приложений.

- Программы для оптимизации дисков позволяют обеспечить более быстрый доступ к информации на диске за счет оптимизации размещения данных на диске. Эти программы перемещают все участки каждого файла друг к другу, собирают все файлы в начале диска и т. д. Из программ для оптимизации широко используется SpeeDisk .

- Программы ограничения доступа к данным. Во многих случаях нужно защитить компьютер от нежелательных пользователей. Программа Norton DiskLock защищает паролем компьютер, не позволяя загрузить компьютер посторонним, запрашивает пароль после перерыва в работе и т. д.

- Программы для управления памятью обеспечивают более гибкое использование оперативной памяти компьютера.

- Программы-кэши для диска убыстряют доступ к информации на диске путем организации в оперативной памяти кэш-буфера, содержащего наиболее часто используемые участки диска.

Утилиты предоставляют пользователю дополнительные услуги (не требующие разработки специальных программ) в основном по обслуживанию дисков и файловой системы.

Утилиты чаще всего позволяют выполнять следующие функции:

· обслуживание дисков (форматирование, обеспечение сохранности информации, возможности ее восстановления в случае сбоя и т.д.);

· обслуживание файлов и каталогов (аналогично оболочкам);

· создание и обновление архивов;

· предоставление информации о ресурсах компьютера, о дисковом пространстве, о распределении ОЗУ между программами;

· печать текстовых и других файлов в различных режимах и форматах;

· защита от компьютерных вирусов.

Из утилит, получивших наибольшую известность, можно назвать многофункциональный комплекс Norton Utilities.

Программы технического обслуживания.

Под программами технического обслуживания понимается совокупность программно-аппаратных средств для диагностики и обнаружения ошибок в процессе работы компьютера или вычислительной системы в целом.

Они включают в себя:

· средства диагностики и тестового контроля правильности работы ЭВМ и ее отдельных частей, в том числе автоматического поиска ошибок и неисправностей с определенной локализацией их в ЭВМ;

· специальные программы диагностики и контроля вычислительной среды информационной системы в целом, в том числе программно-аппаратный контроль, осуществляющий автоматическую проверку работоспособности системы обработки данных перед началом работы вычислительной системы в очередную производственную смену.

Комплекс программ технического обслуживания

Особенности состава технических средств ЭВМ учитываются комплексом программ технического обслуживания (КПТО). Этот комплекс включает в свой состав наладочные, проверочные и диагностические тест-программы.

Наладочные программы обеспечивают автономную настройку и проверку отдельных устройств ЭВМ. Обычно они функционально независимы от программ ОС. Проверочные тест-программы предназначены для периодически проводимых проверок правильности функционирования устройств, например после включения их в работу. Диагностические программы используются в тех случаях, когда необходимо классифицировать отказ оборудования и локализовать место неисправности. Инициирование работы этих программ осуществляется обычно модулями ОС после фиксации сбоев и отказов аппаратуры контроля.

Проверочные тест - программы занимают особое место в КПТО. Их выполнение непосредственно перед вычислениями позволяет убедиться в исправности технических средств системы, а значит, повысить достоверность результатов обработки данных.

У IBM PC эти средства имеют своеобразную структурную и функциональную организацию. Часть этих средств записана в ПЗУ компьютера. При каждом включении ПЭВМ и перезагрузках производится ее предварительная проверка путем выполнения тестовой программы POST (Power On Set Test), состоящей из более десятка отдельных программных фрагментов. Последовательность проверок заключается в следующем. Вначале проверяется работоспособность системного блока. Для этого все регистры машины "сбрасываются в нуль", и производится их последовательная проверка путем занесения отдельных констант, выполнения над ними простейших операций и сравнения результатов с эталонными значениями. После этого проверяются ячейки оперативной памяти (тесты оперативной памяти при перезагрузках системы от клавиш ++ игнорируются). После этого проверяется стандартная периферия: клавиатура, накопители на дисках, дисплей и др. В случае каких-либо ошибок на каждом шаге проверки формируются определенные звуковые сигналы, сопровождаемые соответствующими сообщениями на экране дисплея.

Кроме встроенных средств контроля, в ПО ПЭВМ включаются и автономные средства контроля и диагностики. Количество подобных комплектов программ достаточно велико, и каждый их них позволяет детализировать системную информацию: определение полной конфигурации ПК и характеристик отдельных ее частей (тип процессора, наличие сопроцессора, тип материнской платы, типы используемых дисков, объем оперативной памяти и ее распределение, подключение дополнительной периферии и т.д.).

Помимо контроля работоспособности, они могут отразить, насколько эффективно используются ресурсы, и осуществить их перераспределение.

Все пользователи стараются пополнить программное обеспечение ПЭВМ вспомогательными системными программами-утилитами. Эти программы напрямую в вычислительном процессе не используются, а обеспечивают необходимый и разнообразный сервис при подготовке заданий пользователями. Часть таких программ может быть объединена в пакеты. Широкое распространение получили такие пакеты, как Norton Utilites, PC Tool Deluxe и др. Примерами подобных программ могут быть: программы-архиваторы, антивирусные программы, программы обслуживания дисков (оптимизация дисков, сжатие информации на дисках, определение состояния диска) и др.

Архивация.

Архиватор - это программа, которая сжимает файл или группу файлов в один архивный файл с целью уменьшения их размера. При этом не теряется ни бита информации, и любой файл можно из архива извлечь. Что дает архивация? Во-первых, экономия места на диске, во-вторых, на дискете можно перенести большой объем информации, в-третьих, есть возможность пересылать большие файлы по электронной почте.

Программное обеспечение позволяет усовершенствовать организацию работы вычислительной системы с целью максимального использования ее техники.
Необходимость в разработке ПО обусловливается следующим:
- обеспечить работоспособность технических средств, так как без программного обеспечения они не могут осуществить никаких вычислительных и логических операций;
- обеспечить взаимодействие пользователя с техникой;
- сократить цикл от постановки задачи до получения результата ее решения;
- повысить эффективность использования ресурсов технических средств.
В настоящее время распространены такие формы ИС в управлении предприятиями:
- индивидуальное использование компьютеров;
- автоматизированные рабочие места (АРМ);
- локальные вычислительные сети (ЛВС).
Эти формы децентрализации ресурсов существенно различаются по концентрации вычислительных средств.
Опыт автоматизации управления в производственно-экономических структурах показал, что степень влияния ИС с развитыми информационно-справочными функциями на эффективность управленческой деятельности очень существенна. К наиболее важным результатам ее работы можно отнести:
- расширение информационных возможностей и повышение оперативности принятия решений для ранее действовавших и вновь создаваемых структурных подразделений;
- усиление на этой основе координирующих функций звеньев центрального аппарата управления;
- значительное повышение информированности и рабочей квалификации работников всех уровней управления.
Применение АРМ не должно нарушать привычный пользователю ритм его работы, должно обеспечивать концентрацию внимания пользователя на логической структуре решаемых задач. Однако если заданное действие не производится или результат искажается, пользователь должен знать причину и информация об этом должна выдаваться на экран.
В составе программного обеспечения АРМ можно выделить два основных вида обеспечения, различающихся по функциям: общее (системное) и специальное (прикладное). К общему программному обеспечению относится комплекс программ, обеспечивающий автоматизацию разработки программ и организацию экономичного вычислительного процесса на ПК безотносительно к решаемым задачам. Специальное (прикладное) программное обеспечение представляет собой совокупность программ решения конкретных задач пользователя.
Режим работы различных технологий, технические особенности вы-числительных устройств, разнообразие и массовый характер их применения предъявляют особые требования к программному обеспечению. Такими требованиями являются: надежность, эффективность использования ресурсов ПК, структурность, модульность, эффективность по затратам, дружественность по отношению к пользователю. При разработке и выборе программного обеспечения необходимо ориентироваться в архитектуре и характеристиках ПК, имея в виду минимизацию времени обработки данных, системное обслуживание программ большого количества пользователей, повышение эффективности использования любых конфигураций технологических схем обработки данных.
Классификация программного обеспечения АРМ приведена на рис. 4.1.
Главное назначение общего ПО - запуск прикладных программ и управление процессом их выполнения.
Специальное программное обеспечение АРМ обычно состоит из уникальных программ и функциональных пакетов прикладных программ. Именно от функционального ПО зависит конкретная специализация АРМ. Учитывая, что специальное ПО определяет область применения АРМ, состав решаемых пользователем задач, оно должно создаваться на основе инструментальных программных средств диалоговых систем, ориентированных на решение задач со схожими особенностями обработки информации.
Рис. 4.1. Классификация программного обеспечения АРМ
Программное обеспечение АРМ должно обладать свойствами адаптивности и настраиваемости на конкретное применение в соответствии с требованиями пользователя.
В качестве операционных систем АРМ, созданных на базе 16разрядных компьютеров, обычно используется MS DOC, на базе 32- разрядных-OS/2 и UNIX.
Основными приложениями пакетов прикладных программ, входящих в состав специального ПО АРМ, являются обработка текстов, табличная обработка данных, управление базами данных, машинная и деловая графика, организация человеко-машинного диалога, поддержка коммуникаций и работа в сетях.
Эффективными в АРМ являются многофункциональные интегрированные пакеты, реализующие несколько функций переработки информации, например табличную, графическую, управление базами данных, текстовую обработку в рамках одной программной среды.
Интегрированные пакеты удобны для пользователей. Они имеют единый интерфейс, не требуют стыковки входящих в них программных средств, обладают достаточно высокой скоростью решения задач.
Эффективное функционирование ИС управления и АРМ специалиста базируется на комплексном использовании современных программных средств обработки информации в совокупности с современными организационными формами размещения техники.
Выбор организационных форм использования программных средств целесообразно осуществлять с учетом их рассредоточения по уровням иерархии управления в соответствии с организационной структурой автоматизируемого объекта. При этом основным принципом выбора является коллективное обслуживание пользователей, отвечающее структуре экономического объекта.
С учетом современной функциональной структуры территориальных органов управления совокупность программно-технических средств должна образовывать по меньшей мере трехуровневую глобальную систему обработки данных с развитым набором периферийных средств каждого уровня (рис. 4.2).
Первый уровень - центральная вычислительная система территориального или корпоративного органа, включающая одну или несколько мощных ЭВМ, или мэйнфреймов. Ее главная функция - общий, экономический и финансовый контроль, информационное обслуживание работников управления.
Второй уровень - вычислительные системы предприятий (объединений), организаций и фирм, которые включают мэйнфреймы, мощные ПК, обеспечивают обработку данных и управление в рамках структурной единицы.
Рис. 4 2 Принципиальная схема многоуровневой организации программно-технических средств ИС
Третий уровень - локально распределенные вычислительные сети на базе ПК, обслуживающие производственные участки нижнего уровня. Каждый участок оснащен собственным ПК, который обеспечивает комплекс работ по первичному учету, учету потребности и распределения ресурсов. В принципе это может быть автоматизированное рабочее место (АРМ), выполняющее функциональные вычислительные процедуры в рамках определенной предметной области.
Пакеты прикладных программ являются наиболее динамично раз-вивающейся частью программного обеспечения: круг решаемых с их помощью задач постоянно расширяется. Внедрение компьютеров во все сферы деятельности стало возможным благодаря появлению новых и совершенствованию существующих ППП.
Структура и принципы построения ППП зависят от класса ЭВМ и операционной системы, с которой этот пакет будет функционировать. Наибольшее количество ППП создано для 1ВМ РС-совместимых компьютеров с операционной системой М8 008 и операционной оболочкой \VINDOWS. Классификация этих пакетов программ по функционально-организационному признаку представлена на рис. 4.3.
Проблемно-ориентированные ППП - наиболее функционально развитые и многочисленные ППП. Они включают следующие программные продукты: текстовые процессоры, издательские системы, графические редакторы, демонстрационную графику, системы мультимедиа, ПО САПР, организаторы работ, электронные таблицы (табличные процессоры), системы управления базами данных, программы распознавания символов, финансовые и аналитикостатистические программы.
Электронные таблицы (табличные процессоры) - пакеты программ для обработки табличным образом организованных данных. Пользователь имеет возможность с помощью средств пакета осуществлять разнообразные вычисления, строить графики, управлять форматом ввода-вывода данных, компоновать данные, проводить аналитические исследования и т.п.
В настоящее время наиболее популярными и эффективными пакетами данного класса являются Excel, Improv, Quattro Pro, 1-2-3.
Организаторы работ - это пакеты программ, предназначенные для автоматизации процедур планирования использования различных ресурсов (времени, денег, материалов) как отдельного человека, так и всей фирмы или ее структурных подразделений.
К пакетам данного типа относятся: Time Line, MS Project, SuperProject, Lotus Organizer, ACT1.
Рис 4 3. Классификация ППП
Текстовые процессоры - программы для работы с документами (текстами), позволяющие компоновать, форматировать, редактировать тексты при создании пользователем документа. Признанными лидерами в части текстовых процессоров для ПК являются MS Word, WordPerfect, Ami Pro.
Настольные издательские системы (HMQ - программы для про-фессиональной издательской деятельности, позволяющие осуществлять электронную верстку основных типов документов, например информационного бюллетеня, краткой цветной брошюры и объемного каталога или торговой заявки, справочника.
Наилучшими пакетами в этой области являются Corel Ventura, PageMaker, QuarkXPress, FrameMaker, Microsoft Publisher, PagePlus. Кроме первого, остальные пакеты созданы в соответствии со стандартами Windows.
Графические редакторы - пакеты для обработки графической информации; делятся на ППП обработки растровой графики и изображений и векторной графики.
ППП первого типа предназначены для работы с фотографиями. В пакетах предусмотрены возможности преобразования фотографий в изображение с другой степенью разрешения или другие форматы данных (типа BMP, GIF и т.п.). Признанный лидер среди пакетов данного класса - Adobe Photoshop. Известные пакеты - Aldus Photostyler, Picture Publisher, PhotoWorks Plus. Все программы ориентированы на работу в среде Windows.
Пакеты с векторной графикой предназначены для профессиональной работы, связанной с художественной и технической иллюстрацией с последующей цветной печатью. Они обладают широким набором функциональных средств для сложной и точной обработки графических изображений.
Пакеты демонстрационной графики являются конструкторами графических образов деловой информации, т. е. своеобразного видеошоу, призванного в наглядной и динамичной форме представить результаты некоторого аналитического исследования. Пакеты позволяют создавать почти все виды диаграмм и извлекать данные для графиков из табличных процессоров. Программы данного типа просты в работе и снабжены интерфейсом, почти не требующим изучения. К наиболее популярным пакетам данного типа относятся PowerPoint, Harvard Graphics, WordPerfect Presentations, Freelance Graphics. Пакеты программ мультимедиа предназначены для отображения и обработки аудио- и видеоинформации. Помимо программных средств компьютер должен быть оборудован дополнительными платами, позволяющими осуществлять ввод-вывод аналоговой информации, ее преобразование в цифровую форму.
Среди мультимедийных программ можно выделить две большие группы. Первая включает пакеты для обучения и досуга. Поставляемые на CD-ROM емкостью от 200 до 500 Мбайт каждый, они содержат аудиовизуальную информацию по определенной тематике.
Разнообразие их огромно, и рынок этих программ постоянно расширяется при одновременном улучшении качества видеоматериалов.
Вторая группа включает программы для подготовки видеоматериалов для создания мультимедиа представлений, демонстрационных дисков и стендовых материалов.
К пакетам данного вида относятся Director for Windows, Multimedia ViewKit, NEC MultiSpin.
Другая разновидность пакетов программ, связанная с обработкой графических изображений, это - системы автоматизации проектирования. Они предназначены для автоматизации проектно-конструкторских работ в машиностроении, автомобилестроении, промышленном строительстве и т.п.
Своеобразным стандартом среди программ данного класса является пакет AutoCAD фирмы Autodesk. Отметим также программы DesignCAD, Drafic CAD Professional, Drawbase, Microstation, Ultimate CAD Base и Turbo CAD. Эти пакеты отличаются богатством функциональных возможностей и предназначены для функционирования в среде Windows (Windows NT) или OS/2.
Программы распознавания символов предназначены для перевода графического изображения букв и цифр в ASCII-коды этих символов и используются, как правило, совместно со сканерами.
Пакеты данного типа обычно включают разнообразные средства, облегчающие работу пользователя и повышающие вероятность правильного распознавания.
Скорость сканирования современных ППП составляет примерно 1,5 минуты на страницу. К пакетам данного типа относятся Fine Reader, CunieForm, Tigert™, OmniPage.
Разнообразными пакетами представлена группа финансовых программ: для ведения личных финансов, автоматизации бухгалтерского учета малых и крупных фирм, экономического прогнозирования развития фирмы, анализа инвестиционных проектов, разработки технико-экономического обоснования финансовых сделок и т.п. Например, программы типа MS Money, МЕСА Software, MoneyCounts ориентированы на сферу планирования личных денежных ресурсов. В них предусмотрены средства для ведения деловых записей типа записной книжки и расчета финансовых операций.
Для расчета величины налогов можно использовать программы Turbo Tax for Windows, Personal Tax Edge.
С помощью программ Quicken, DacEasy Accounting, Peachtree for Windows можно автоматизировать бухгалтерский учет. Эту же функцию выполняет ряд отечественных программ: «Турбо-бухгалтер», «1C: Бухгалтерия», «Бухгалтер» фирмы «Атлант-Информ» и др.
Для аналитических исследований используются хорошо зареко-мендовавшие себя зарубежные статистические пакеты, такие, как
StatGraphics, Project-Expert или отечественная разработка Статистик- Консультант.
Интегрированные пакеты программ - по количеству наименований продуктов немногочисленная, но в вычислительном плане мощная и активно развивающаяся часть ПО.
Традиционные, или полносвязанные, интегрированные программные комплексы представляют собой многофункциональный автономный пакет, в котором в одно целое соединены функции и возможности различных специализированных (проблемно-ориентированных) пакетов, родственных в смысле технологии обработки данных на отдельном рабочем месте. Представителями таких программ являются пакеты Framework, Symphony, а также пакеты нового поколения Microsoft Works, Lotus Works.
В рамках интегрированного пакета обеспечивается связь между данными, однако при этом сужаются возможности каждого компонента по сравнению с аналогичным специализированным пакетом.
В настоящее время активно реализуется другой подход к интеграции программных средств: объединение специализированных пакетов в рамках единой ресурсной базы, обеспечение взаимодействия приложений (программ пакета) на уровне объектов и единого упрощенного центра-переключателя между приложениями. Интеграция в этом случае носит объектно-связанный характер.
Типичные и наиболее мощные пакеты данного типа: Borland Office for Windows, Lotus, SmartSute for Windows, Microsoft Office. В профессиональной редакции этих пакетов присутствуют четыре приложения: текстовый редактор, СУБД, табличный процессор, программы демонстрационной графики.
Особенностью нового типа интеграции пакетов является использование общих ресурсов. Здесь можно выделить четыре основных вида совместного доступа к ресурсам.
1. Пользование утилит, общих для всех программ комплекса. Так, например, утилита проверки орфографии доступна из всех программ пакета.
2. Применение объектов, которые могут находиться в совместном использовании нескольких программ.
3. Реализация простого метода перехода (или запуска) из одного приложения к другому.
4. Реализация построенных на единых принципах средств автоматизации работы с приложением (макроязыка), что позволяет организовать комплексную обработку информации при минимальных затратах на программирование и обучение программированию на языке макроопределений.
Механизм динамической компоновки объектов дает возможность пользователю помещать информацию, созданную одной прикладной программой, в документ, формируемый другой. Пользователь может редактировать информацию в новом документе средствами того продукта, с помощью которого этот объект был создан (при редактировании автоматически запускается соответствующее приложение). Запущенное приложение и программа обработки документа-контейнера выводят на экран гибридное меню для удобства работы специалиста. Кроме того, данный механизм позволяет переносить OLE-объекты из окна одной прикладной программы в окно другой.
В этой технологии предусмотрена также возможность общего ис-пользования функциональных ресурсов программ: например, модуль построения графиков табличного процессора может быть использован в текстовом редакторе. Недостатком данной технологии является ограничение формата графика размером одной страницы.
OpenDoc представляет собой объектно-ориентированную систему, базирующуюся на открытых стандартах фирм - участников разработки. В качестве модели объекта используется распределенная модель системных объектов (DSOM - Distributed System Object Model), разработанная фирмой IBM для OS/2. Предполагается совместимость между OLE и OpenDoc.
I Из главы рекомендуется запомнить
В Обеспечение эффективности информационных технологий и систем в решающей степени определяется программнотехническим оснащением, которое должно отвечать ряду требований. Программно-технические средства организуются на системной основе, что делает их использование более экономичным и надежным.
В Широкие возможности компьютеров разных классов и моделей позволяют реализовать любые конфигурации сложных сетевых информационных систем. Аппаратные характеристики ЭВМ влияют на выбор системного и прикладного программного обеспечения. Высокий уровень техники дает возможность использовать и более качественную программную продукцию с большим количеством функций. Развитие программного обеспечения автоматизированного рабочего места (АРМ) экономиста постоянно совершенствует функции пользователя, повышает производительность его труда, одновременно расширяя масштабы деятельности. Совокупный эффект от качества программно-технического оснащения множества АРМ сказывается на процессах управления организацией в целом, на ее доходности и стабильности функционирования.
Вопросы и задания для самоконтроля
1. Перечислите требования, предъявляемые к комплексу технических средств.
2. В чем состоят различия компьютеров разных видов и классов? Каковы особенности их применения?
3. Каково назначение серверов?
4. Использование каких средств кроме компьютеров позволяет реализовать коммуникационные информационные услуги?
5. Рассмотрите различия в назначении системных и прикладных программ.
6. Перечислите наиболее важные системные программы.
7. Назовите по степени распространения прикладные программы экономического профиля.
8. Каковы особенности программного обеспечения управленческой деятельности предприятий, малого бизнеса, формирования бизнес-планов9
9. Определите требования, предъявляемые к программному обеспечению АРМ.
10. Как классифицируется программное обеспечение АРМ?
11. Какие прикладные программы используются в банковской деятельности, в сфере менеджмента и маркетинга, финансового менеджмента, в торговой деятельности?
12. В чем состоит назначение прикладных программ класса СУБД?

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Предисловие

В настоящее время предприятия (фирмы) активно используют вычислительную технику для ведения бухгалтерского учета, финансового анализа, контроля выполнения заказов и договоров, подготовки деловых документов, управления документооборотом, принятия управленческих решений, электронной коммерции. При этом возрастает потребность в квалифицированных специалистах экономического профиля, обладающих высоким уровнем знаний в области информатики, легко адаптирующихся к состоянию быстро изменяющегося рынка технического и программного обеспечения вычислительной техники, в первую очередь персональных ЭВМ (ПЭВМ). В этой связи цель дисциплины «Экономическая информатика и информационные технологии» - подготовка студентов экономических специальностей к эффективному использованию современных информационных технологий в будущей профессиональной деятельности.

Основные задачи дисциплины:

Освоение основных понятий информации, как ресурса в современном обществе и способов управления информационными ресурсами,

Изучение основных этапов технологии обработки экономической информации (способы сбора, обработки, хранения и представления результатов),

Решение типовых экономических задач с использованием табличных процессоров, СУБД и интегрированных пакетов,

Приобретение кругозора в области сетевых компьютерных технологий обработки данных.

Раздел 1. Введение в экономическую информатику

Тема 1. Основные понятия информатики

1.1 Информация: классификация информации, свойства информации

Изучение любой дисциплины начинается с формулировки определений ее фундаментальных терминов и категорий. Особенностью термина «информация» является то, что с одной стороны, он является интуитивно понятным практически для всех, а с другой - общепризнанной его трактовки в научной литературе не существует. Термин информация происходит от латинского information, что означает «изложение, разъяснение». Существует несколько определений понятия информация. Информация - совокупность фактов, явлений, событий, представляющих интерес, подлежащих регистрации и обработке. По К.Шеннону (Клод Шеннон - американский инженер и математик, родоначальник теории информации), информация - это снятая неопределенность. Таким образом, в широком смысле - информация - это отображение реального мира; в узком смысле - это сведения о чем-либо; это любые сведения, являющиеся объектом хранения, передачи и преобразования; это новые сведения об объекте, принятые, понятые и оцененные как полезные конечным потребителем. Следует различать такие понятия как информация, данные и знания. Данными называется информация, представленная в удобном для обработки виде, т.е. это все то, что может быть представлено на некотором носителе в определенной форме (на бумаге в виде цифр, на магнитных лентах и дисках в виде намагниченных участков и т.д.). Из данных извлекается необходимая информация. Данные можно рассматривать как сырье для производства информации. В результате обработки данные приобретают смысл и становятся информацией. Знания - это информация, на основании которой реализуется процесс логического вывода, это проверенный практикой результат познания действительности, т.е. это высшая форма информации.

Классификация информации

Информация может быть классифицирована по различным признакам:

· по форме представления различают символьную (основанная на использовании символов - букв, цифр, знаков), текстовую (тексты - символы, расположенные в определенном порядке), графическую (различные виды изображений), звуковую (упругие волны, распространяющиеся в газах, жидкостях и в твердых телах, воспринимаемые ухом человека и животных);

· по способу представления информация бывает аналоговой - непрерывной (звук, видеоизображения, электрический ток, напряжение) и дискретный (цифровой). Дискретная информация базируется на ряде фиксированных уровней ее представления. Скажем, свет может гореть в окне или не гореть - два уровня. Если этих уровней много, можно говорить о цифровом представлении информации, например, можно говорить о здании с тремя или пятью этажами. Аналоговая информация - непрерывная. Звук к примеру может быть разной громкости и высоты (частоты). Эти параметры непрерывно и плавно меняются. Однако, если задать их рядом дискретных (т.е. постоянных на хотя бы небольшом отрезке времени значений, то можно и аналоговую свести к цифровой. К примеру, популярные сейчас звуковые оптические компакт-диски содержат записи речи и музыки в цифровой форме. Примерно 44 000 раз в секунду берется выборка звукового сигнала и представляется (квантуется) большим числом уровней - порядка 65 000;

· по области знаний и применения - научная, техническая, правовая, производственная, управленческая, экономическая и др.

Информация, которая обеспечивает производство, распределение, обмен и потребление материальных благ и решение организационно-экономического управления, называется управленческой. Важнейшей составляющей управленческой информации является экономическая информация

Экономическая информация - совокупность данных, используемых при осуществлении функций организационно-экономического управления экономикой государства и ее отдельными звеньями.

Информация в современном обществе рассматривается как стратегическое сырье наравне с материальными, энергетическими, людскими и другими ресурсами. Более того, по мнению ведущих ученых мира, начался переход промышленно развитых стран из века энергетики в век информации, о чем свидетельствуют такие факты:

1) время удвоения накопленных научных знаний составляет 1 год,

2) материальные затраты на хранение, передачу и переработку информации превышают аналогичные затраты на энергетику,

3) человечество стало наблюдаемым из космоса - уровень радиоизлучения Земли приближается к уровню радиоизлучения Солнца.

Таким образом, информация является единственным неубывающим ресурсом жизнеобеспечения. Информационный ресурс это организованная совокупность документированной информации, включающая базы данных, знаний, другие информационные массивы во всех областях деятельности.

Свойства информации

Объективность и субъективность. Информация может быть объективной и субъективной. Та информация, которая отражает явления и объекты материального мира, является объективной. Информация, которую создают люди (то есть субъекты), является объективной. Так, сообщение о том, что Казахстан граничит с Китаем, объективно. С другой стороны, информация о том, что специальность «Информационные системы в экономике» лучше чем специальность «Математические методы в экономике», субъективна, поскольку никакой объективной меры измерения преимущества одной специальности от другой нет.

Полнота информации определяет достаточность данных для принятия решений или создания новых данных на основе имеющихся.

Достоверность информации. Существует необходимость отделения полезной информации от посторонней (от помех, шума и других искажений).

Адекватность информации - это степень соответствия реальному объективному состоянию дела. Неадекватная информация может образоваться на основе неполных и недостоверных данных.

Актуальность информации - соответствие текущему моменту времени. Достоверная, но устаревшая информация может привести к ошибочным решениям.

В ходе информационного процесса данные преобразуются из одного вида в другой с помощью различных методов обработки. Обработка данных включает в себя множество операций. В структуре возможных операций с данными можно выделить следующие основные:

· сбор данных - накопление информации с целью обеспечения достаточной полноты для принятия решений;

· формализация данных - приведение данных, поступающих из различных источников, к одинаковой форме, чтобы сделать их сопоставимыми между собой;

· фильтрация данных - отсеивание «лишних» данных, в которых нет необходимости для принятия решений;

· сортировка данных - упорядочение данных по заданному признаку, с целью удобства использования, что повышает доступность информации;

· архивация данных - организация хранения данных в удобной и легко доступной форме, служит для снижения экономических затрат по хранению данных (экономия памяти) и повышает общую надежность;

· защита данных - комплекс мер направленных на предотвращение утраты, несанкционированного воспроизведения и модификацию данных;

· транспортировка данных - прием и передача данных между удаленными участниками информационного процесса, при этом источник данных принято называть в информатике сервером, а потребителя - клиентом;

· преобразование данных - перевод данных из одной формы в другую или из одной структуры в другую.

Таким образом, обработка данных имеет огромную трудоемкость, которую необходимо автоматизировать.

1.2 Основные понятия: информационная система, информационные технологии, информатика, кибернетика

Информационная система (ИС) - система, реализующая сбор, хранение, обработку и манипулирование данными. Любое предприятие можно рассматривать как ИС, состоящую из элементов, связей между ними, по которым циркулирует некоторая информация, определенным образом представленная, перерабатываемая, передаваемая.

ИС функционирует на базе некоторой информационной технологии (ИТ). В понятие ИТ входят все устройства, носители информации, методы хранения, переработки, принципы обмена информацией.

Информационные технологии - это технологии, ориентированные на получение, обработку и распространение информации. Например, ИТ предприятия 60-70 -х годов прошлого века строились на базе телефона, почты, устных сообщений и т.д. ИТ начала прошлого века - курьеров, посыльных и т.д. ИТ современного этапа - на основе электронной почты, факсов, пейджинговой связи, электронных сетей и т.д.

Огромное количество информации, циркулирующей в современном человеческом обществе, невозможно переработать без ЭВМ, обеспечивающей достоверность, точность и своевременность, т.е. ЭВМ позволяет снимать, так называемый, информационный барьер (составляющие информационного барьера: коммуникативный - искажение и потеря информации при переработке в информационных системах; межъязыковой - представление информации на различных национальных языках; географический - отдаленность стран и континентов; и, наконец, рассеяние информации - публикация материалов в тематически непрофильных для исследуемой отрасли знаний изданиях).

Работа по снятию информационного барьера в конечном счете привела к выделению самостоятельной научной дисциплины - информатики. Термин «информатика» (informatique) введен во Франции в 1960-х годах, образован путем слияния слов: information (информация) и automatique (автоматика), для обозначения области, занимающейся автоматизированной обработкой информации. Существует множество определений данного понятия. Приведем одно из них.

Информатика - наука о методах, средствах обработки информации и решения задач на ЭВМ. Надо сказать, что термин «информатика» не является общепризнанным в области научного знания, в частности, в США для названия данной сферы чаще используется понятие «computer science» или просто «computing»

Говоря об информатике, нельзя обойти молчанием и кибернетику, тем более что кафедра, ведущая курс «ЭИ и ИТ» является кафедрой «Экономической кибернетики и компьютерных технологий». Кибернетика - это наука, занимающаяся изучением автоматизированного управления в сложных динамических системах. Год рождения и отец кибернетики -1948, Норберт Винер. Кибернетика занимается разработкой теории управления, а информатика занимается изучением процессов преобразования и получения информации.

Раздел 2. Техническое обеспечение ПЭВМ

Тема 2. Техническ ие устройства компьютера

2.1 Общие сведения об ЭВМ

2.1.1 Определение и функциональные характеристики ПК

ЭВМ - это комплекс устройств предназначенных для автоматизации процесса алгоритмической обработки информации и вычислений.

Совокупность значимых для пользователя сведений об ЭВМ (функциональная и структурная организация, характеристики и параметры, влияющие на вычислительный процесс) называют архитектурой компьютера.

Характеристики, определяющие архитектуру:

Технические и эксплуатационные характеристики (ТЭХ): производительность (количество операций в секунду), емкость памяти, габаритные размеры, потребляемая мощность, стоимость и др.;

Характеристика и состав функциональных модулей ЭВМ, наличие возможности подключения дополнительных модулей;

Состав программного обеспечения ЭВМ и принципы его взаимодействия с техническими средствами.

Компьютеры, как и люди, имеют свои поколения. Смена поколений компьютеров происходит примерно через каждые 10 лет, начиная с 1945 года, когда был изобретен первый компьютер, причем названные выше ТЭХ отличаются от поколения к поколению примерно в 10 раз в сторону улучшения (к примеру, размеры уменьшаются, производительность увеличивается). Каждое новое поколение компьютеров отличается от предыдущего элементной базой (соответственно поколения: ламповые, транзисторные, на интегральных схемах - ИС, больших интегральных схемах - БИС, и сверхбольших интегральных схемах -СБИС).

2.1.2 Принципы построения и структурная схема ЭВМ фон-неймановского типа

Знаменитый математик Джон фон Нейман, разработавший первые ЭВМ в 1945 г. описал, как должен быть устроен компьютер. Эти основы конструкции компьютера называются принципами фон Неймана. Большинство современных ПК в основных чертах соответствует этим принципам. Прежде всего, ЭВМ должна иметь следующие устройства:

Арифметико-логическое устройство (АЛУ), выполняющее арифметические и логические операции;

Устройство управления (УУ), которое организует процесс выполнения программ;

Запоминающее устройство (ЗУ) или оперативная память (ОП) для хранения программ и данных;

Внешние устройства (УВВ) для ввода-вывода информации.

На рис. 2.1. приведены устройства компьютера и связи между ними (одинарные линии показывают управляющие связи, двойные - информационные). В современных компьютерах АЛУ и УУ, как правило, объединены в единое устройство - центральный процессор (ЦП).

Рис.2.1. Обобщенная структурная схема ЭВМ фон-неймановского типа.

Программа, по которой машина выполняет некоторый процесс обработки данных, распадается на множество мелких составных частей, называемых командами. Каждая команда определяет элементарную частичку процесса обработки данных - машинную операцию. Как и у всего процесса, у каждой операции есть свои исходные данные, называемые ее операндами, и свой результат. Результат операции вырабатывается в зависимости от операндов по точно определенным для данной операции правилам, заложенных в конструкцию машины. Для разных операций эти правила различны (в современных машинах эти правила именуются микропрограммами), в остальном же выполнение любой машинной операции (так называемый элементарный цикл или такт работы машины) происходит по одной и той же схеме и складывается из следующих действий:

1. Из ОП в устройство управления поступает (считывается) очередная команда.

2. Устройство управления анализирует команду и определяет тип операции.

3. В АЛУ выбираются операнды операции. Обычно операнды считываются из ОП, но для некоторых операций содержатся в самой команде.

4. В АЛУ по сигналам, поступающим из устройства управления, вырабатывается результат операции.

5. Результат, как правило, записывается в запоминающее устройство. Для некоторых типов операций может быть передан в устройство управления или остаться в АЛУ, с тем, чтобы им могли воспользоваться последующие операции.

6. Определяется, какая команда должна выполняться следующей, после чего можно вернуться к началу цикла.

Эта упрощенная схема работы машины, для разных мошин возможны различные отступления от этой общей схемы.

ПК нынешнего этапа относятся к 4-му поколению микро-ЭВМ и строятся по принципу ТРЕХ-М, т.е. означающие - малогабаритность, микропрограммируемость и модульность. Модульность или принцип открытой архитектуры означает, что электронная схема ПК состоит из нескольких модулей - электронных плат, что упрощает подключение устройств друг к другу, а также позволяет подключать новые устройства по мере необходимости и возможности.

2.1.3 Классификация ЭВМ

1) По назначению (ранняя классификация) - большие ЭВМ, мини-ЭВМ, микро-ЭВМ, и ПК, которые в свою очередь подразделяются на профессиональные и бытовые.

2) По уровню специализации компьютеры делят на универсальные и специализированные. Специализированные компьютеры предназначены для решения конкретного круга задач. К таким компьютерам относятся, например, бортовые компьютеры автомобилей, судов, самолетов, космических аппаратов; другие компьютеры ориентированы на работу с графикой Специализированные компьютеры, объединяющие компьютеры предприятия в одну сеть, называют файловыми серверами; а во всемирной сети - сетевыми серверами.

3) По типоразмерам. ПК делятся на настольные (desktop), портативные (notebook) и карманные (palmtop).

4) По совместимости - рассматриваются аппаратная совместимость и программная совместимость компьютеров.

5) По типу используемого процессора (основные типы процессоров будут рассмотрены в соответствующей теме).

2.2 Определение и типовой комплект ПЭВМ (ПК)

ПЭВМ (ПК) - микропроцессорная система обработки данных с дружественным пользовательским интерфейсом.

Персональный компьютер является настольной универсальной ЭВМ индивидуального применения.

Ее отличительные особенности:

Компактность и экономичность, обеспечивающие массовое применение;

Несложная операционная система, предоставляющая пользователям простые и удобные средства доступа с ресурсами компьютера и средствам управления решения задач;

Язык программирования высокого уровня, позволяющий проектировать интерактивные процедуры обработки данных;

Телекоммуникационные средства, обеспечивающие подключение ПК к сетям ЭВМ и соответственно доступ к отраслевым, региональным, национальным и международным информационным ресурсам.

Комплектность поставляемой ПЭВМ может быть различной и определяется потребностями (или возможностями) пользователей. Типовой комплект ПЭВМ составляют четыре конструктивных блока: системный блок и внешние устройства - дисплей, клавиатура и манипулятор «мышь».

2.2.1 Структура ПК

ПК состоит, таким образом, из системного блока и внешних устройств.

2.2. 1.1 Системный блок ПК

Системный блок реализует все основные процессы по переработке информации, осуществляя хранение программ и данных, управляет работой всех блоков, обеспечивая их системное взаимодействие. Возможности ПК во многом определяются начинкой системного блока. Он содержит: системную материнскую плату (состав которой будет рассмотрен ниже), контроллеры внешних устройств, внешнюю память - накопитель на жестких магнитных дисках, дисководы для гибких магнитных дисков и пр.

Корпусы системного блока могут существенно различаться габаритами и ориентацией максимального размера: вертикальной (Tower - «башня», Bigtower, Miditower, Minitower, Babytower) и горизонтальной (Desktop - «настольный», Slim - «плоский»). Чем меньше корпус ПК, тем сложнее его модернизировать и ремонтировать.

Задняя панель имеет разъем для подключения питания и несколько разъемов на 5, 9, 15 и 25 контактов для подключения внешних устройств. Соединители имеют уникальную форму, обеспечивающие однозначное подключения к ним.

Структурная схема системного блока представлена на рис. 2.2.

На системной плате располагаются различные по форме и величине интегральные схемы следующих элементов:

· микропроцессор (МП);

· сопроцессор;

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 2.2. Состав системного блока

· внутренняя память машины: постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) и оперативное запоминающее устройство (ОЗУ);

· генератор тактовых импульсов;

· устройство управления;

· контроллер клавиатуры.

В зависимости от производителей системные платы могут отличаться друг от друга, однако основной состав остается (могут отсутствовать сопроцессор, или присутствовать дополнительная КЭШ память и т.д.).

Главным элементом (мозгом) ПК является микропроцессор. Микропроцессор - устройство, реализующее все основные операции по обработке информации и управлению, выполненное в виде небольшой интегральной схемы (габаритом со спичечную коробку).

Скорость работы микропроцессора определяет быстродействие ПК. МП отличаются друг от друга типом (моделью) и тактовой частотой. Тактовая частота указывает, сколько элементарных операций (тактов) выполняется в одну секунду и измеряется в мегагерцах (МГц). Чем выше модель МП тем выше быстродействие при той же тактовой частоте, так как одна и та же операция выполняется за меньшее количество тактов.

В истории развития МП (фирмы Intel - основного производителя МП) выделяются 7 поколений представленных в таблице 1.

Сопроцессор - устройство обеспечивающее повышение быстродействия ПК (в 10-15 раз). Работает не всегда, а только по мере необходимости.

Внутренняя память машины состоит из постоянного запоминающего устройства (ПЗУ, ПП - постоянная память или ROM - Read Only Memory) и оперативного запоминающего устройства (ОЗУ, ОП - оперативная память или RAM - Read Access Memory).

ПЗУ содержит программы и данные, определяющие работу ПК после включения питания. Информация в ПЗУ записывается на заводе изготовителе и не может быть изменено пользователем (т.е. информация с нее только считывается). В ПЗУ хранятся следующие программы:

Таблица 2.1. Сравнительные характеристики МП фирмы Intel

Поколение МП		Год выпуска	Тактовая частота	Встроенная КЭШ память	Разрядность	Адресуемая память
	Pentium Pro, Pentium II, Pentium II,III Xeon
				2 Мб и выше		40 Гб и выше

· самотестирование устройств компьютера после включения питания;

· начальной загрузки операционной системы и опрос клавиатуры - начальную подготовку ПК к работе;

ОЗУ - энергозависимая память (информация с нее стирается после выключения машины) для оперативной работы с информацией пользователю (для хранения программ, исходных данных и результатов обработки).

Микросхемы памяти ставятся на небольшие платки называемые модулями SIMM, DIMM, RIMM (время доступа от 70-100 нс).

Как ранее отмечалось, технология изготовления микропроцессоров постоянно совершенствуется, их быстродействие растет, это требует в свою очередь увеличения быстродействия ОП. Для этого используют так называемую КЭШ (СОЗУ - сверхоперативное запоминающее устройство) - память повышенного быстродействия, в которой хранятся наиболее часто используемые участки ОП (время доступа 10-20 нс). КЭШ-память находится между ОП и МП. СОЗУ бывает трех уровней: L1, L2 и L3. Первый уровень располагается на кристалле самого микропроцессора (начиная с 486-го); второй уровень на системной плате либо внутри картриджа микропроцессора (начиная с Pentium II и Pentium Pro); третий уровень - это кэш-память, образованная выделением и использованием некоторой части обычного ОЗУ специальными системными программами.

Контроллеры и шина данных. Для работы ПК необходим непрерывный обмен информацией между устройствами ПК вообще, а также между ОП и внешними устройствами. Такой обмен называется вводом - выводом. Для организации такого обмена необходимы два промежуточных звена:

1) для каждого внешнего устройства имеется специальная микросхема - контроллер или адаптер, которая управляет соответствующим внешним устройством программно (с помощью программы -драйвера).

2) все котроллеры и адаптеры взаимодействуют с ОП и микропроцессором через системную магистраль данных - шину данных.

Совокупность этих двух звеньев образуют интерфейс ввода-вывода - программные и аппаратные средства ввода-вывода.

Шина данных это системная магистраль передачи микро-адресов, данных и управляющих сигналов внутри ПК, состоящая из проводников (полосковые линии передачи), и осуществляющая обмен информацией между МП и ОП, а также между контроллерами и адаптерами внешних устройств. Число проводников в шинах ПК задает разрядность шин.

2.2. 1.2 Внешние устройства ПК

Внешние устройства по назначению делятся на четыре группы:

1) устройства хранения данных,

2) устройства ввода данных,

3) устройства вывода данных,

4) устройства обмена данными.

Опишем назначение и состав каждого из перечисленных групп внешних устройств.

1) Устройства хранения данных - внешняя память. Роль памяти в ПЭВМ трудно переоценить. Основное назначение - хранить большие массивы программ и данных, воспринимать (записывать) и выдавать (считывать) необходимую информацию с предельно возможной скоростью. Память компьютера состоит из некоторого количества пронумерованных ячеек, в каждой из которых могут находиться или обрабатываемые данные, или инструкции программ - команды. Все ячейки памяти должны быть одинаково легко доступны для других устройств машины. Единицами объема памяти являются бит и байт. Бит - минимальный объем памяти способный хранить одну двоичную цифру - 0 или 1. Байт - 8 бит, минимально возможный объем памяти, способный хранить один символ (букву, цифру и другие др.) Это исходит из американского стандарта ASCII (American Standard Code for Information Interchange), который требует 8 битов для представления любого символа. Для измерения больших объемов памяти используются следующие измерения:

1 Кб (килобайт) =1024 байт = 2 10 байт,

1 Мб (мегабайт) = 1048576 байт = 1024 Кб = 2 10 Кб,

1 Гб (гегабайт) = 1073741824 байт = 1024 Мб =2 10 Мб,

1 Тб (терабайт) = 1024 Гб =2 10 Гб.

В связи с тем, что разные устройства ПК работают с разным быстродействием, существует и иерархия памяти: внутренняя память, внешняя память и архив (рис.2.3.).

Задача внутренней памяти, которая состоит из ПЗУ, ОЗУ и СОЗУ (кэш-памяти), обеспечить оперативность работы машины. Она представлена набором микросхем, свойства которых поддерживаются своими технологиями. Оперативная память, как уже известно - энергозависима и имеет относительно небольшой объем, хотя имеет постоянную тенденцию к увеличению как видно из таблицы 1.

Внешняя память «питает» внутреннюю. Внешняя память осуществляет длительное хранение больших массивов данных. Внешнюю память составляют НЖМД - накопители на жестких магнитных дисках, НГМД - накопители на гибких магнитных дисках и НОД - накопители на оптических дисках.

НГМД имеет дисковод и магнитный диск. Важные характеристики диска - это диаметр (размер - измеряется в дюймах) и плотность записи. Типовые размеры - 3,5"" и 5,25"", кроме того существуют 2,5 и 1,8 дюймовые диски. Для каждого из них, разумеется, есть свои дисководы. Дисковод (иногда его называют приводом) обеспечивает запись и считывание информации на диске с помощью специальной магнитной головки. Гибкий магнитный диск (флоппи-диск, дискета) представляет собой пластину с магнитным покрытием, помещенную в пластиковый чехол. Хранителем информации является магнитное покрытие. Пластмассовый чехол обеспечивает защиту покрытия от механических воздействий. В трехдюймовых дисках щель для магнитной головки защищена от рук пользователя металлической шторкой. Работать с диском можно только после того, как на нем создана определенная магнитная структура. Процесс создания магнитной структуры на диске называется форматированием.

В результате форматирования на диске формируются дорожки, намагниченные определенным образом и сгруппированные по концентрическим окружностям частицы магнитного слоя. Дорожки делятся на части, снабженные адресными метками, позволяющими в дальнейшем осуществить поиск информации. Такие части называют секторами.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 2.3. Иерархия памяти ПК

Они являются основной единицей объема внешней памяти, выделяемого для хранения данных, т.к. независимо от объема записываемой/считываемой информации при обращении к диску записывается/считывается целое число секторов. Нумерация поверхностей и дорожек начинается с нуля, а секторов - с единицы. Стандартная емкость диска отражает его тип, указанный на этикетке. У 3,5 дюймовых дисков, наиболее популярных в настоящее время емкость составляет - 1,4 Мб. Для увеличения плотности записи используются современные технологии, такие как применение лазерного луча для точного позиционирования магнитной головки устройства, эффекта Бернулли для бесконтактного способа записи/чтения, при этом емкость увеличивается до 100-200 Мб.

НЖМД типа «винчестер» (hard) имеет дисковод и диски. предназначены для постоянного хранения информации, используемой при работе с ПК: программ операционной системы (ОС), часто используемых программ пользователя, различных приложений. НЖМД представляют собой систему, состоящую из привода, головок чтения/записи, нескольких дисков-носителей и контроллера, обеспечивающего работу всего устройства и передаче данных. Магнитная головка (несколько магнитных головок в специальном позиционере) является одной из наиболее важных частей устройства. Конструкция ее постоянно совершенствуется. Различают следующие типы: монолитные, изготовленные из ферритов; композиционные, состоящие из нескольких видов материалов (стекло, сплавы, керамика); тонкопленчатые, изготавливаемые методом фотолитографии; магниторезистивные, состоящие из двух головок - для записи и для чтения. Каждый из дисков имеет две рабочие поверхности. Скорость вращения дисков может быть: 3600, 4500, 5400,7200,10000,12000 об/мин. С увеличением скорости вращения увеличивается производительность всей системы. Винчестер, также как и гибкие диски, форматируется. К основным параметрам винчестера относятся: среднее время доступа (в современных ПК приблизительно 5-6 мс), скорость обмена данными (в современных ПК приблизительно от 20 до 160 Мб/с в зависимости от интерфейса).

Накопители на оптических дисках (НОД). Принцип работы всех существующих ныне НОД основан на использовании лазерного луча для записи и чтения информации. В процессе записи лазерный луч (модулированный цифровым сигналом) оставляет на активном слое оптического носителя след, который затем можно воспринять по отражению «читающего» лазерного луча меньшей интенсивности.

Такие накопители по кратности записи информации пользователем делятся на три класса: незаписываемые, с однократной записью и перезаписываемые. Незаписываемые - CD-ROM - обеспечивают многократное использование записанной на них еще в процессе изготовления информации. На диск нанесена дорожка-спираль от центра к краю диска, состоящая из отражающих и не отражающих свет точек. Скорость считывания до 150 Кб/с, емкость - 650 Мб. НОД с однократной записью - CD-R (Recordable), WORM-диски - луч лазера прожигает пленку на поверхности диска, меняя отражательную способность. Перезапись невозможна. Такие диски читаются на любом приводе CD-ROM. Перезаписываемые - DVD-RAM, (Digital Versatile Disk - цифровой многофункциональный диск) - «цифровые бумаги», имеют такие же размеры как CD-диск: его диметр 120 мм, толщина 1,2 мм. Может быть как односторонним (емкость - 2,58 Гб), так и двухсторонним (емкость - 5,2 Гб). Срок гарантированного хранения записанной на НОД информации, согласно официальным оценкам, составляет сто лет. Причем можно хранить информацию представленном в любом виде: текст, графику, звук, видеофильмы. Перезаписываемые НОД в свою очередь делятся на оптические и магнитооптические (МО). Магнитооптические имеют еще более лучшие характеристики: емкость 4,6 Гб, скорость обмена данными - 48 Мбит/с (тот же параметр для DVD и CD составляет 10,8 и 1,41 Мбит/с соответственно), в время доступа 17 мс. Такие параметры приближают МО-накопитель к современным моделям накопителей на жестких дисках.

В настоящее время широко развиваются технологии флэш-памяти. Немного поподробнее об этой технологии. Бытует мнение, что название FLASH применительно к типу памяти переводится как «вспышка». Одна из версий его появления говорит о том, что впервые в 1989-90 году компания Toshiba употребила слово Flash в контексте «быстрый, мгновенный» при описании своих новых микросхем. Вообще, изобретателем считается Intel, представившая в 1988 году флэш-память с архитектурой NOR (NOR -- Not OR -- в булевой математике обозначает отрицание «ИЛИ»). Годом позже Toshiba разработала архитектуру NAND (NAND -- Not AND -- в той же булевой математике обозначает отрицание «И»), которая и сегодня используется наряду с той же NOR в микросхемах флэш. Собственно, сейчас можно сказать, что это два различных вида памяти, имеющие в чем-то схожую технологию производства.

Флэш-технология позволяет оснастить системную память уникальными свойствами. Подобно ОЗУ, флэш-память модифицируется электрически внутрисистемно, но подобно ПЗУ, флэш энергонезависима и хранит данные даже после отключения питания. Однако, в отличие от ОЗУ, флэш нельзя переписывать побайтно. Флэш-память читается и записывается байт за байтом и предъявляет новое требование: ее нужно стереть перед тем, как записывать новые данные. Запись (программирование) флэш-памяти - это процесс замены "1" на "0". Стирание - это процесс замены "0" на "1", где флэш стирается блок за блоком. Блоки - это области с фиксированными адресами.

NAND-флэш нашел применение в качестве хранителя больших объемов информации и для ее переноса. Наиболее распространенные сейчас устройства, основанные на этом типе памяти, это флэшдрайвы и карты памяти. Что касается NOR-флэша, то чипы с такой организацией используются в качестве хранителей программного кода (BIOS, RAM карманных компьютеров, мобильных телефонов и т.п.), иногда реализовываются в виде интегрированных решений (ОЗУ, ПЗУ и процессор на одной мини-плате, а то и в одном чипе).

В настоящее время создан Memory Stick на основе технологии флэш-памяти, весит всего 4 г и по размеру не больше пластинки жевательной резинки. В то же время он чрезвычайно прочен и надежен. Модули памяти Memory Stick используются в видеокамерах, цифровых фотоаппаратах, персональных компьютерах, принтерах и других электронных устройствах.

Стримеры - накопители на магнитных лентах, используются, когда необходимо записать большие объемы информации при создании архивных копий. Современные стримеры используют кассеты (картриджи) с магнитной лентой. Емкость картриджей от 250Мб до 35 Гб в зависимости от технологии изготовления.

2) Устройства ввода данных. Клавиатура является одним из основных устройств ввода данных в ПЭВМ. Принцип действия клавиатуры достаточно прост: совокупность датчиков воспринимает давление на клавиши и замыкает тем или иным образом определенную электрическую цепь. Контроллер клавиатуры (читающий сигналы) находится на системной плате системного блока. Наиболее распространены два типа клавиатур: с механическими и мембранными переключателями. Стандартная клавиатура подключается к системному блоку с помощью О-образного (круглого) 5-контактного разъема. Манипулятор мышь также относится к устройством ввода. Различают механические и оптические мыши. В днище механических мышей монтируется маленький шар. При перемещении мыши шар вращается. Движение световой метки (указателя мыши) - есть сумма векторов движения мыши по осям координат, таким образом, осуществляется «привязка» перемещения мыши по столу, с перемещением световой метки по экрану. Механические мыши могут работать практически на любой поверхности, но лучше всего - на специальном коврике. Оптические мыши работают только на клетчатом коврике. Клетка на коврике - это координатная сетка. Луч света, пересекая линии, отсчитывает величину и направление перемещения. Такие мыши весьма требовательны к чистоте коврика. Важным параметром мыши является разрешение. Оно определяется числом импульсов, генерируемых электроникой мыши при перемещении манипулятора на единицу длины, и измеряется в точках на дюйм (dpi - dot per inch). Мышь обычно подключается к системному блоку посредством 9- или 25-контактного D-образного штырькового разъема системного блока. Есть и беспроводные мыши, но они мало распространены.

Дополнительным устройством ввода может являться сканер. Сканер - оптико-электронное считывающее устройство, обеспечивающее ввод текстов и других плоских изображений в машину. Обычно сканеры характеризуются разрешающей способностью (степень детализации воспринимаемого изображения); количеством воспринимаемых оттенков черного и белого (штриховые и полутоновые сканеры) либо цветовой гаммы (цветные); размером обрабатываемых изображений; стоимостью. В основе работы сканера лежит принцип преобразования луча, отраженного от данной точки оригинала в цифровой код, воспринимаемый машиной либо как код светового оттенка (интенсивность) в черно-белых сканерах, либо как код цвета - в цветных. Поэтому в сканере есть источник света, чувствительные датчики и преобразователи.

3)Устройства вывода данных включают видеосистему и принтеры. Видеосистема ПК состоит из видеоадаптера, размещаемого на системной плате, и дисплея. Видеоадаптер, включающий в себя видеопамять и специализированный процессор, предназначен для преобразования информации от ПК в обычные видеосигналы для дисплея. Видеоадаптер располагается на отдельной плате и устанавливается в системном блоке. Дисплей подключается к видеоадаптеру специальным кабелем через разъем, установленный сзади платы видеоадаптера.

Основные параметры видеоадаптера (таблица 2.2.):

1) разрешающая способность в пикселях по горизонтали и вертикали,

2) режимы работы (текстовый и графический - существует у всех современных адаптерах; в текстовом режиме экран обычно разбит на 25 строк по 80 символов и имеет, следовательно 2000 знакомест; в графическом режиме экран представлен множеством пикселей),

3) число цветов,

4) возможность программной загрузки шрифтов (существует у всех современных адаптерах).

Технические характеристики монитора - размер экрана (14-, 15-, 17-, 19- дюймовые), масса, габариты, потребляемая мощность, стоимость.

Таблица 2.2. Характеристики видеоадаптеров.

Принтеры - печатающие устройства для получения «твердых» копий документа. По типу делятся на матричные, струйные и лазерные.

Матричные принцип действия, как у компостеров общественного транспорта, каждый символ воспроизводится совокупностью точек-иголок (бывают -9,12,18,24 или 48 игольчатые). Печатающая головка снабжена рядом иголок, которые в нужный момент ударяют через красящую ленту по бумаге. Основные производители Epson, IBM Graphics.

Струйные - изображение формируется микро каплями специальных чернил, выдуваемых на бумагу с помощью специальных сопел.

Лазерные - используют принцип ксерографии. Лазерный луч «рисует» изображение на светочувствительном барабане. Это изображение представлено распределением электрозарядов. При вращении барабана он проходит мимо картриджа с тонером - тонко размельченным красящим порошком. Он создает обычный рисунок, переносимый на бумагу, по которой прокатывается барабан. Нагреванием тонер расплавляется и фиксируется на бумаге. Основной производитель Hewlett-Packard.

Потребительские качества приемлемые для лазерных принтеров:

Аппаратная русификация,

Скорость печати 8 страниц в минуту,

Разрешение 600 точек на дюйм,

Картридж на 6,5 тыс.страниц,

Лоток автоматической подачи бумаги на 250 листов.

У цветных лазерных принтеров принцип действия аналогичен черно-белым, только процесс переноса тонера повторяется 4 раза (для наката тонеров четырех цветов).

Дополнительными устройствами вывода являются плоттер и ризограф.

Плоттер - графопостроитель. Принцип действия - пишущий инструмент - перо - перемещается по бумаге, оставляя след.

Ризограф - множительный аппарат, может работать и как принтер, и как сканер. Принцип действия - сначала оригинал считывается внутренним сканером и запоминается в специальном буфере памяти. После этого устройство делает трафарет и отпечатывает изображение (60-130 копий в минуту).

Одним из дополнительных устройств ПЭВМ является звуковая карта (адаптер). Звуковая карта явилась одним из поздних усовершенствований ПК. Она подключается к одному из слотов материнской платы в виде дочерней карты и выполняет вычислительные операции, связанные с обработкой звука, речи, музыки. Звук воспроизводится через внешние звуковые колонки, подключаемые к выходу звуковой карты. Специальный разъем позволяет отправить звуковой сигнал на внешний усилитель. Имеется также разъем для подключения микрофона, что позволяет записывать речь или музыку и сохранять их на жестком жиске для последующей обработки и использования. Основным параметром звуковой карты является разрядность, определяющая количество битов, используемых при обработке звуковых сигналов и преобразовании их в цифровую форму. Минимальным требованием сегодняшнего дня является 16- разрядная обработка (8-разрядные не обеспечивают стереоэффекта). Чем выше разрядность, тем выше точность преобразования звуковых (аналоговых) сигналов в цифровую форму. В настоящее время наиболее популярны 32- и 64-разрядные звуковые карты.

4) Устройства обмена данными - включают модем, факс-модем и сетевой адаптер. Модем и факс-модем - устройства, обеспечивающие подключение ПК к телефонным линиям связи, и, следовательно, к электронной информационной службе. Бывают встраиваемые в виде платы в системный блок, либо в виде отдельного блока. Факс-модем преобразовывает компьютер в факсимильный аппарат. Сетевой адаптер - служит для объединения ПК в локальную сеть. Он скомпонован в виде стандартной платы расширения ПК.

Раздел 3. Программное обеспечение ПЭВМ

Тема 3. Характеристика и состав программного обеспечения ПК

3.1 Этапы решения задач на компьютере

Технические средства компьютера (hardware) являются универсальным инструментом для решения широкого круга задач. Однако эти задачи решаются лишь в том случае, если компьютеру известен алгоритм их решения. Процессу решения задач на ПЭВМ предшествуют следующие этапы:

1. Постановка задачи. На данном этапе описывается содержание, формулируется цель решения задачи, анализируются данные, определяются условия, при которых она решается;

2. Математическое описание (формулировка) задачи. Производится математическая формализация задачи, при которой существующие соотношения между величинами определяющими результат, выражаются посредством математических формул;

3. Разработка алгоритма решения задачи: а) выбор метода решения, б) разработка схемы алгоритма, при этом учитывается точность вычислений, время, объем памяти и др.;

4. Составление программы на алгоритмическом языке;

5. Отладка программы (исправление ошибок) и анализ результатов.

3.2 Основные понятия основ алгоритмизации и программирования

Существует множество определений понятия алгоритма. Само слово произошло от имени древнегреческого ученого - Мухаммед бен Муса аль-Хорезми, впервые описавшего данное понятие. Алгоритм (algorithm) - это точное предписание, определяющее процесс преобразования исходных данных в конечный результат. Алгоритм - это последовательность арифметических и логических действий приводящих к решению задачи.

Общие свойства алгоритма

Общими свойствами любого алгоритма, являются :

· определенность (детерминированность) - однозначность полученных результатов, независимо от способов решения, пользователя, технических средств;

· массовость - применение одного и того же алгоритма к множеству однотипных задач;

· результативность - возможность получения результата за конечное число шагов;

· дискретность - возможность расчленения процесса на отдельные этапы.

Способы описания алгоритмов (основные):

· словесно - формульный, например, алгоритм реш ения квадратного уравнения,

· структурный или блок-схемный, где для написания алгоритма используются следующие блоки:

Блок начала и конца,

Блок ввода данных и вывода результатов

Блок арифметический

Блок логический, для проверки логических выражений

Все блоки имеют сквозную нумерацию, вход (их может быть несколько - по логике задачи) и один выход, блок логический имеет два выхода, соответствующие выполнению логического выражения (да - истина) и невыполнению (нет - ложно). Блок начала не имеет входа, блок конца - выхода.

Виды вычислительных процессов.

Существует три основных вида вычислительных процессов (алгоритмических структур): линейный, ра зветвляющийся и циклический, с помощью которых можно представить структуру алгоритма любой задачи.

Линейным называется вычислительный процесс, в котором операции выполняются последовательно, в порядке их записи. Каждая операция является самостоятельной, независимой от каких - либо условий.

Вычислительный процесс называется разветвляющимся, если для его реализации предусмотрено несколько направлений (ветвей), в зависимости от выполнения какого-то условия процесс должен идти по одной или другой ветви.

Циклическим называется процесс, когда решение задачи сводится к многократному вычислению по одним и тем же зависимостям при различных значениях входящих в них величин. Многократно повторяющиеся участки этого вычислительного процесса называются циклами.

Определения программы, языка программирования, программного обеспечения (ПО).

Программа - данные, их описание и алгоритм, записанный на языке программирования. Действия над данными, предписываемые программой, называются операциями, а сами элементарные предписания - командами. Обычно программы хранятся во внешней памяти компьютера. Для выполнения они загружаются в оперативную память. Программа, постоянно находящаяся в ОЗУ во время работы компьютера, называется резидентной программой.

Программирование - процесс создания программ с ипользованием различных языков программирования.

Языки программирования - формализованные языки для создания программ, исполняемых на компьютере. Языки программирования являются искусственными, со строго определенными синтаксисом и семантикой. Существуют различные языки: процедурные, функциональные, логические и объектно-ориентированные.

3.3 Состав программного обеспечения ПК

Программное обеспечение (ПО - software) - совокупность программ позволяющих осуществить на компьютере автоматизированную обработку информации. Основными компонентами ПО ПК являются:

· инструментальные программы (системы программирования),

· системные программы,

· пакеты прикладных программ (ППП).

Структура ПО и взаимосвязь с пользователем и аппаратными средствами представлена на рисунке 3.1.

Инструментальные программы (системы программирования) - с их помощью пользователь создает новые программы для ПЭВМ. Включают в свой состав средства написания программ (языки программирования) и преобразования их на машинный язык (трансляторы). Различают трансляторы двух типов: компиляторы - осуществляют преобразование команд языка (операторов) в машинные коды для всей программы целиком, и интерпретаторы - осуществляют преобразование операторов во время выполнения программы.

Прикладные программы - обеспечивают решение пользовательских задач. Ключевым понятием здесь является пакет прикладных программ (ППП). ППП - совокупность программ для решения круга задач по определенной тематике или предмету.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 3.1. Структура ПО ПК

Различают следующие типы ППП:

· общего назначения,

· методо-ориентированные,

· проблемно-ориентированные

ППП общего назначения ориентированы на автоматизацию широкого класса задач пользователя. К ним относятся:

· текстовые процессоры (например,Microsoft (MS) Word),

· табличные процессоры (MS Excel),

· системы управления базами данных (MS Access),

· системы динамических презентаций (MS PowerPoint),

· графические процессоры (Corel Draw),

· интегрированные системы (MS Works),

· системы автоматизации проектирования (CASE-технологии) и др.

В основе методо - ориентированных ППП лежит реализация разнообразных экономико-математических методов решения задач:

· математического программирования (линейного, динамического, статистического и др.),

· математической статистики,

· теории массового обслуживания. Сетевого планирования и управления.

Проблемно-ориентированные ППП направлены на решение определенной задачи (проблемы) в конкретной предметной области. Среди них: банковские пакеты, пакеты бухгалтерского учета, финансового менеджмента и др.

Системное программное обеспечение обеспечивает функционирование и обслуживание компьютера. В его состав входят:

· операционная система (ОС),

· драйверы,

· программы-оболочки,

· операционные оболочки,

· утилиты (вспомогательные программы).

Основой ПО является ОС, с помощью которой достигается связь пользователя с аппаратными средствами (hardware) и программами (software) (рис 2.1.). Внедрение ОС началось одновременно с компьютерами. ОС состоит управляющих и обслуживающих программ и обеспечивает выполнение двух главных задач:

1. Поддержку работы всех других программ и обеспечение их взаимодействия с аппаратными средствами; распределение памяти; выявление различных событий, возникающих в процессе работы и реакцию на них и др.

2. Возможность общего управления машиной на основе командного языка ОС, например, осуществлять разметку дисков, копирование файлов, запуск любых программ, установка режимов периферийных устройств.

Драйверами называются специальные программы для работы с внешними устройствами (управления ими).

Под оболочкой в вычислительной технике понимают программу, являющуюся надстройкой над другой программой или прослойкой между какой-нибудь программой и пользователем. Например, программная оболочка Norton Commander (NC) выполняет роль надстройкой над ОС семейства MS DOS, облегчая общение с последней.

Операционные оболочки (примером являются Windows 3.x) дают более наглядные средства для выполнения команд DOS и представляют пользователю ряд дополнительных сервисных услуг:

Возможность одновременного выполнения нескольких программ - мультипрограммирование,

Вывод изображений на экран, их редактирование, построение меню, окон на экране и др.

Утилиты - вспомогательные программы: упаковщики, антивирусные программы, диагностики компьютера, кэширования дисков и др.

информация компьютер программное операционная

Тема 4. Характеристики операционных систем ПК

4.1 ОС, классификация ОС, разновидности ОС

В предыдущей теме было дано определение ОС, как комплекса управляющих и обслуживающих программ. Функции (назначение) ОС - предоставление пользователю удобств виртуальной машины и повышение эффективности использования компьютера при рациональном управлении его ресурсами. Под виртуальной машиной понимают функциональный эквивалент воображаемого компьютера с заданной конфигурацией, моделируемый программно-аппаратными средствами реального компьютера. Что же это значит? Процессор компьютера выполняет команды, заданные на машинном языке. Непосредственная подготовка таких команд требует от пользователя знаний языка, специфики построения и взаимодействия аппаратных средств. К примеру, для доступа к хранящейся на магнитном носителе информации необходимо указать номера блоков на диске и номера секторов на дорожке, определить состояние двигателя механизма перемещения головок записи/чтения, обнаружить ошибки и выполнить их анализ и пр. То есть, о широком использовании ПК, кроме как профессионалов, не могло бы быть и речи. Поэтому и возникла необходимость создания ОС - совокупности программ, скрывающих от пользователя особенности физического расположения информации, осуществляющих управления памятью, обработку прерываний, ресурсами машины в целом. В результате пользователю предоставляется виртуальная машина, реализующая работу на логическом уровне.

Подобные документы

Понятие и характеристика персонального компьютера, его основные части и их предназначение. Средства обучения информатики и особенности организации работы в кабинете вычислительной техники. Оборудование рабочих мест и применение программного обеспечения.

реферат , добавлен 09.07.2012


Характеристика систем технического и профилактического обслуживания средств вычислительной техники. Диагностические программы операционных систем. Взаимосвязь систем автоматизированного контроля. Защита компьютера от внешних неблагоприятных воздействий.

реферат , добавлен 25.03.2015


Виды системного программного обеспечения. Функции операционных систем. Системы управления базами данных. Классификация СУБД по способу доступа к базе данных. Инструментальные системы программирования, обеспечивающие создание новых программ на компьютере.

реферат , добавлен 27.04.2016


Обзор и характеристика программного обеспечения компьютера как совокупности программ системы обработки информации. Характеристика аппаратного обеспечения как комплекса электрических и механических устройств, входящих в состав ЭВМ. Взаимодействие систем.

презентация , добавлен 23.12.2010


Состав персонального компьютера, описание системного блока, жесткий и лазерный диски, клавиатура, монитор. Классификация периферийных устройств, память компьютера. Классификация программного обеспечения. Изучение программы управления базами данных Access.

дипломная работа , добавлен 09.01.2011


Информатика - технология сбора, хранения и защиты информации. Обработка текстовой информации, специализированное и прикладное программное обеспечение. Технические средства; базы данных; автоматизированные информационные системы; антивирусные средства.

реферат , добавлен 09.12.2012


Состав вычислительной системы - конфигурация компьютера, его аппаратные и программные средства. Устройства и приборы, образующие аппаратную конфигурацию персонального компьютера. Основная память, порты ввода-вывода, адаптер периферийного устройства.

презентация , добавлен 15.04.2013


Средства автоматизации управленческого и инженерно-технического труда. Средства организационной и вычислительной техники, используемые в обеспечении управленческой деятельности. Состав прикладного программного обеспечения вычислительной техники.

курсовая работа , добавлен 07.01.2011


Разработка программных и аппаратных компонентов для проведения информатизации объекта. Выбор конфигурации рабочих станций. Комплектация персонального компьютера и сервера для обеспечения обработки информации. Схема лицензирования программного обеспечения.

курсовая работа , добавлен 20.12.2012


Обоснование необходимости систем управления базами данных на предприятиях. Особенности разработки программного обеспечения по управлению базой данных, обеспечивающего просмотр, редактирование, вставку записей базы данных, формирование запросов и отчетов.