Навигация
1.3 Как работает компьютер
Еще при создании первых компьютеров в 1945 г. знаменитый математик Джон фон Нейман описал, как должен быть устроен компьютер, чтобы он был универсальным и эффективным устройством для обработки информации. Эти основы конструкции компьютера называются принципами фон Неймана. Сейчас подавляющее большинство компьютеров в основных чертах соответствует принципам фон Неймана.
Устройства компьютера. Прежде всего, компьютер, согласно принципам фон Неймана, должен иметь следующие устройства:
· арифмепгическо-логическое устройство, выполняющее арифметические и логические операции;
· устройство управления, которое организует процесс выполнения программ;
· запоминающее устройство, или память для хранения про
· грамм и данных;
· внешние устройства для ввода-вывода информации.
Память компьютера должна состоять из некоторого количества пронумерованных ячеек, в каждой из которых могут находиться или обрабатываемые данные, или инструкции программ. Все ячейки памяти должны быть одинаково легко доступны для других устройств компьютера.
Вот каковы должны быть связи между устройствами компьютера (одинарные линии показывают управляющие связи, двойные - информационные).
Принципы работы компьютера. В общих чертах работу компьютера можно описать так. Вначале с помощью какого-либо внешнего устройства в память компьютера вводится программа. Устройство управления считывает содержимое ячейки памяти, где находится первая инструкция (команда) программы, и организует ее выполнение. Эта команда может задавать выполнение арифметических или логических операций, чтение из памяти данных для выполнения арифметических или логических операций или запись их результатов в память, ввод данных из внешнего устройства в память или вывод данных из памяти на внешнее устройство.
Как правило, после выполнения одной команды устройство управления начинает выполнять команду из ячейки памяти, которая находится непосредственно за только что выполненной командой. Однако этот порядок может быть изменен с помощью команд передачи управления (перехода). Эти команды указывают устройству управления, что ему следует продолжить выполнение программы, начиная с команды, содержащейся в некоторой другой ячейке памяти. Такой «скачок», или переход, в программе может выполняться не всегда, а только при выполнении некоторых условий, например, если некоторые числа равны, если в результате предыдущей арифметической операции получился нуль и т.д. Это позволяет использовать одни и те же последовательности команд в программе много раз (т.е. организовывать циклы), выполнять различные последовательности команд в зависимости от выполнения определенных условий и т.д., т.е. создавать сложные программы.
Таким образом, управляющее устройство выполняет инструкции программы автоматически, т.е. без вмешательства человека. Оно может обмениваться информацией с оперативной памятью и внешними устройствами компьютера. Поскольку внешние устройства, как правило, работают значительно медленнее, чем остальные части компьютера, управляющее устройство может приостанавливать выполнение программы до завершения операции ввода-вывода с внешним устройством. Все результаты выполненной программы должны быть ею выведены на внешние устройства компьютера, после чего компьютер переходит к ожиданию каких-либо сигналов внешних устройств.
Особенности современных компьютеров. Следует заметить, что схема устройства современных компьютеров несколько отличается от приведенной выше. В частности, арифметическо-логическое устройство и устройство управления, как правило, объединены в единое устройство - центральный процессор. Кроме того, процесс выполнения программ может прерываться для выполнения неотложных действий, связанных с поступившими сигналами от внешних устройств компьютера - прерываний. Многие быстродействующие компьютеры осуществляют параллельную обработку данных на нескольких процессорах.
1.4 Программы для компьютеров
Компьютер - это универсальный прибор для переработки информации. Но сам по себе компьютер является просто ящиком с набором электронных схем. Он не обладает знаниями ни в одной области своего применения. Все эти знания сосредоточены в выполняемых на компьютере программах. Это аналогично тому, как для воспроизведения музыки недостаточно одного магнитофона, нужны еще и кассеты с записями.
Для того, чтобы компьютер мог осуществить определенные действия, необходимо составить для компьютера программу, то есть точную и подробную последовательность инструкций на понятном компьютеру языке, как надо обрабатывать информацию. Часто употребляемое выражение «компьютер сделал» (подсчитал, нарисовал) означает ровно то, что на компьютере была выполнена программа, которая позволила совершить соответствующее действие. Меняя программы для компьютера, можно превратить его в рабочее место бухгалтера или конструктора, статистика или агронома, редактировать на нем документы или играть в какую-нибудь игру. Поэтому для эффективного использования компьютера необходимо знать назначение и свойства необходимых при работе с ним программ.
Виды программ. Программы, работающие на компьютере, можно разделить на три категории:
· прикладные программы, непосредственно обеспечивающие выполнение необходимых пользователям работ: редактирование текстов, рисование картинок, обработку информационных массивов и т.д.;
· системные программы, выполняющие различные вспомогательные
· функции, например создание копий используемой информации, проверку работоспособности устройств компьютера и т.д. Особую роль среди
· всех системных программ играет операционная система - программа, управляющая компьютером, запускающая все другие программы и выполняющая для них различные сервисные функции;
· инструментальные системы (системы программирования), обеспечивающие создание новых программ для компьютера.
Большинство программ является коммерчески распространяемыми - они продаются в магазинах, по почте и другими способам. Имеются и бесплатно распространяемые программы, а также так называемые условно-бесплатные программы (по-английски - shareware), их можно получить для опробования бесплатно, но при систематическом использовании этих программ следует выслать определенную сумму разработчикам.
При первом чтении этот параграф можно пропустить.
Похожие работы
... встроенных в систему Windows средств, так и при помощи различных программ сторонних разработчиков. Рассмотрим оба варианта. Удаление информации с помощью встроенных в систему Windows средств: запускаем программу «Проводник» (щелчком правой кнопки мыши на кнопке «Пуск» рабочего стола, затем выбором пункта «Проводник»), с его помощью выходим на нужный нам логический диск и папку, а в папке на ...
... работающих с мультимедиа и сопроцессором, эффективность процессора Pentium MMX меньше, чем у процессора Pentium с той же тактовой частотой [10]. Выпуск процессоров Pentium MMX возвестил о победе мультимедиа на персональных компьютерах. Кстати, MMX является сокращением от MultiMedia eXtensions (расширения для мультимедиа). В мае 1997 г. фирма Intel объявила о начале выпуска процессоров Pentium II. ...
... компьютера можно отключить» (для отключения питания следует С') нажать кнопку ^-^ на системном блоке); 4) выключить монитор (например, нажав кнопку ^-^ на корпусе монитора). Иногда во время работы компьютер «зависает», т.е. не реагирует ни на какие действия пользователя или реагирует не стандартно, например, выдавая лишь звуковые сигналы. Причиной этого может быть ошибка программы или отказ ...
... . Ниже мы рассмотрим один из наиболее распространенных и популярных среди пользователей персональных компьютеров программный пакет Microsoft Office и покажем некоторые возможности одной из его прикладных программ по созданию презентаций - PowerPoint. Операционные системы WINDOWS NT WINDOWS 95. В настоящее время большинство компьютеров работает под той или иной версии операционной среды ...
0 комментариев