Материнская плата – единственный компонент ПК, который всегда содержится в компьютере. Именно она несет основные функции по объединению абсолютно всех компонентов ПК в согласованно работающее устройство. Материнская плата – это не просто конструктивный элемент; как правило, именно ее функциональность определяет «мощность» компьютера. В ее состав входят все базовые компоненты, которые обеспечивают работу остальных подсистем ПК. Самыми главными из которых являются - так называемый «чипсет»; - BIOS; - набор системных шин; - разъем процессора; - ряд других (вспомогательных) подсистем, которые обеспечивают удобство и функциональность конкретной материнской платы: подсистема электропитания, подсистема мониторинга физических и электрических параметров и т.д.

Что такое Chipset?

Chip Set - набор микросхем. Это одна или несколько микросхем, специально разработанных для "обвязки" микропроцессора. Они содержат в себе контроллеры прерываний, прямого доступа к памяти, таймеры, систему управления памятью и шиной - все те компоненты, которые в целом и обеспечивают согласованную работу всех аппаратных средств ПК. Обычно в одну из микросхем набора входят также часы реального времени с CMOS-памятью и иногда - клавиатурный контроллер, однако эти блоки могут присутствовать и в виде отдельных чипов. В последних разработках в состав микросхем наборов для интегрированных плат стали включаться и контроллеры внешних устройств, а так же подсистемы мониторинга физических параметров. Тип набора в основном определяет функциональные возможности платы: типы поддерживаемых процессоров, структура/объем кэша, возможные сочетания типов и объемов модулей памяти, поддержка режимов энергосбережения, возможность программной настройки параметров и т.п. На одном и том же наборе может выпускаться несколько моделей системных плат, от простейших до довольно сложных – с интегрированными контроллерами портов, дисков, видео и т.п.

Что такое BIOS?

Это Basic Input/Output System - базовая система ввода/вывода, зашитая в ПЗУ («постоянное запоминающее устройство» - отсюда и название ROM BIOS). Она представляет собой набор программ проверки и обслуживания аппаратуры компьютера, и выполняет роль посредника между DOS и аппаратурой. BIOS получает управление при включении и сбросе (reset) системной платы, тестирует саму плату и основные блоки компьютера (как правило – лишь наличие) - видеоадаптер, клавиатуру, контроллеры дисков и портов ввода/вывода, настраивает Chipset платы и запускает загрузку операционной системы. При работе под DOS/Windows BIOS управляет основными устройствами, при работе под OS/2, UNIX, Window 9x/NT/2000/XP BIOS практически не используется, выполняя лишь начальную проверку оборудования и настройку чипсета.

Что такое кэш?

Cache (запас) в контексте терминов материнской платы обозначает быстродействующую буферную память между процессором и основной памятью. Кэш служит для частичной компенсации разницы в скорости процессора и основной памяти – там хранятся наиболее часто используемые данные. Когда процессор первый раз обращается к ячейке памяти, ее содержимое параллельно копируется в кэш, и в случае повторного обращения в скором времени может быть с гораздо большей скоростью выбрано из малого, но очень быстродействующего кэша, чем из относительно медленной основной памяти.

Типоразмеры (форм-факторы) материнских плат

На сегодняшний день существует четыре преобладающих типоразмера материнских плат – AT, ATX, LPX и NLX. Кроме того, есть уменьшенные варианты формата AT (Baby-AT), ATX (Mini-ATX, microATX) и NLX (microNLX). Более того, недавно выпущено расширение к спецификации microATX, добавляющее к этому списку новый форм-фактор – FlexATX и Mini-ITX. Мы рассмотрим только первые два: AT и ATX как самые распространённые.

Форм-фактор АТ делится на две, отличающиеся по размеру модификации - AT и Baby AT. Размер полноразмерной AT платы достигает до 12" в ширину, а это значит, что такая плата вряд ли поместится в большинство сегодняшних корпусов. Монтажу такой платы наверняка будет мешать отсек для дисководов и жестких дисков и блок питания. Кроме того, расположение компонентов платы на большом расстоянии друг от друга может вызывать некоторые проблемы при работе на больших тактовых частотах. Поэтому после материнских плат для процессора 386, такой размер уже не встречается. Таким образом единственные материнские платы, выполненные в форм-факторе AT, доступные в широкой продаже, это платы соответствующие форматы Baby AT. Размер платы Baby AT 8.5" в ширину и 13" в длину. В принципе, некоторые производители могут уменьшать длину платы для экономии материала или по каким-то другим причинам. Для крепления платы в корпусе в плате сделаны три ряда отверстий. Все AT платы имеют общие черты. Почти все имеют последовательные и параллельные порты, присоединяемые к материнской плате через соединительные планки. Они также имеют один разъем клавиатуры, впаянный на плату в задней части. Гнездо под процессор устанавливается на передней стороне платы. Слоты SIMM и DIMM находятся в различных местах, хотя почти всегда они расположены в верхней части материнской платы. Сегодня этот формат плавно сходит со сцены. Часть фирм еще выпускает некоторые свои модели в двух вариантах – Baby AT и ATX, но это происходит все реже и реже. Тем более что все больше новых возможностей, предоставляемых операционными системами, реализуются только на ATX материнских платах. Не говоря уже просто об удобстве работы – так, чаще всего на Baby AT платах все коннекторы собраны в одном месте, в результате чего либо кабели от коммуникационных портов тянутся практически через всю материнскую плату к задней части корпуса, либо от портов IDE и FDD – к передней. Гнезда для модулей памяти, заезжающие чуть ли не под блок питания. При ограниченности свободы действий внутри весьма небольшого пространства MiniTower, это, мягко говоря, неудобно. Вдобавок, неудачно решен вопрос с охлаждением – воздух не поступает напрямую к самой нуждающейся в охлаждении части системы – процессору.

ATX

Неудивительно, что форм-фактор ATX во всех его модификациях стал самым популярным. И никто не может сказать, что она необоснованна. Спецификация ATX, предложенная Intel еще в 1995 году, нацелена как раз на исправление всех тех недостатков, что выявились со временем у форм-фактора AT. А решение, по сути, было очень простым – повернуть Baby AT плату на 90 градусов, и внести соответствующие поправки в конструкцию. К тому моменту у Intel уже был опыт работы в этой области – форм-фактор LPX. В ATX как раз воплотились лучшие стороны и Baby AT и LPX: от Baby AT была взята расширяемость, а от LPX – высокая интеграция компонентов. Вот что получилось в результате: · Интегрированные разъемы портов ввода-вывода. На всех современных платах коннекторы портов ввода-вывода присутствуют на плате, поэтому вполне естественным выглядит решение расположить на ней и их разъемы, что приводит к довольно значительному снижению количества соединительных проводов внутри корпуса. К тому же, заодно среди традиционных параллельного и последовательного портов, разъема для клавиатуры, нашлось место и для новичков – портов PS/2 и USB. Кроме всего, в результате несколько снизилась стоимость материнской платы, за счет уменьшения кабелей в комплекте. · Значительно увеличившееся удобство доступа к модулям памяти. В результате всех изменений гнезда для модулей памяти переехали дальше от слотов для материнских плат, от процессора и блока питания. В результате наращивание памяти стало в любом случае минутным делом, тогда как на Baby AT материнских платах порой приходится браться за отвертку. · Уменьшенное расстояние между платой и дисками. Разъемы контроллеров IDE и FDD переместились практически вплотную к подсоединяемым к ним устройствам. Это позволяет сократить длину используемых кабелей, тем самым, повысив надежность системы. · Разнесение процессора и слотов для плат расширения. Гнездо процессора перемещено с передней части платы на заднюю, рядом с блоком питания. Это позволяет устанавливать в слоты расширения полноразмерные платы - процессор им не мешает. К тому же, решилась проблема с охлаждением - теперь воздух, засасываемый блоком питания, обдувает непосредственно процессор. · Улучшено взаимодействие с блоком питания. Теперь используется один 20-контактный разъем, вместо двух, как на AT платах. Кроме того добавлена возможность управления материнской платой блоком питания – включение в нужное время или по наступлению определенного события, возможность включения с клавиатуры, отключение операционной системой, и т.д. · Напряжение 3.3 В. Теперь напряжение питания 3.3 В, весьма широко используемое современными компонентами системы (взять хотя бы карты PCI) поступает из блока питания. В AT-платах для его получения использовался стабилизатор, установленный на материнской плате. В ATX-платах необходимость в нем отпадает.

microATX

Форм-фактор ATX разрабатывался еще в пору расцвета Socket7 систем, и многое в нем сегодня несколько не соответствует времени. Например, типичная комбинация слотов, из расчета на которую составлялась спецификация, выглядела как 3 ISA/3 PCI/1 смежный. Несколько неактуально не сегодняшний день, не так ли? ISA, отсутствие AGP, AMR, и т.д. Опять же, в любом случае, 7 слотов не используются в 99 процентах случаев, особенно сегодня, с такими чипсетами как MVP4, SiS 620, i810, и прочими готовящимися к выпуску подобными продуктами. В общем, для дешевых PC ATX – пустая трата ресурсов. Исходя из подобных соображений в декабре 1997 года и была представлена спецификация формата microATX, модификация ATX платы, рассчитанная на 4 слота для плат расширения. По сути, изменения, по сравнению с ATX, оказались минимальными. До 9.6 x 9.6’’ уменьшился размер платы, так что она стала полностью квадратной, уменьшился размер блока питания. Блок разъемов ввода/вывода остался неизменным, так что microATX плата может быть с минимальными доработками использована в ATX 2.01 корпусе.

Процессор

Самым главным элементом в компьютере, его "мозгом", является микропроцессор - небольшая (в несколько сантиметров) электронная схема, выполняющая все вычисления и обработку информации. Микропроцессор умеет производить сотни различных операций и делает это со скоростью в несколько десятков или даже сотен миллионов операций в секунду. В компьютерах типа IBM PC используются микропроцессоры фирмы Intel, а также совместимые с ними микропроцессоры других фирм (AMD, Cyrix, IBM и др.). В технической литературе, пресс-релизах, а также в предварительных анонсах разработчиков и производителей нередко используются кодовые наименования процессоров и их архитектур. Однако после официального объявления эти же изделия становятся известны уже под другими именами. При этом из маркетинговых соображений процессорам, созданным по разной технологии и имеющим отличия в архитектуре своих ядер, часто присваиваются одинаковые имена. Такое положение вещей дезорганизует не только начинающих пользователей, но нередко и специалистов.

Оперативная память

Следующим очень важным элементом компьютера является оперативная память. Именно из нее процессор берет программы и исходные данные для обработки, в нее они записывают полученные результаты. Название "оперативная" эта память получила потому, что она работает очень быстро, так что процессору не приходится ждать при чтении данных из памяти или записи в память. Предназначена для оперативной записи, хранения и считывания информации (программ и данных), непосредственно участвующей в информационно- вычислительном процессе, выполняемом ПК в текущий период времени. Главными достоинствами оперативной памяти являются ее высокое быстродействие и возможность обращения к каж­дой ячейке памяти отдельно (прямой адресный доступ к ячейке). В качестве недостатка ОЗУ следует отметить невозможность сохранения информации в ней после выключения пи­тания машины (энергозависимость). Модули памяти могут быть выполнены в виде SIPP (Single In-line Pin Package), SIMM (Single In-line Memory Module), DIMM (Dual In-line Memory Module) или SO DIMM (Small Outline DIMM). Наиболее употребительны сегодня модули DIMM. SO DIMM чаще используется в ноутбуках. Выводы (контакты) модулей памяти могут быть позолочены или с оловянным покрытием в зависимости от материала, из которого выполнен слот для памяти. Для лучшей совместимости следует стремиться использовать модули памяти и слоты с покрытием из одинакового материала.

Видеоподсистема

Устройство, которое называется видеоадаптером, есть в каждом компьютере. В виде устройства, интегрированного в системную плату, либо в качестве самостоятельного компонента. Главная функция, выполняемая видеокартой, - преобразование полученной от центрального процессора информации и команд в формат, который воспринимается электроникой монитора, для создания изображения на экране. Монитор обычно является неотъемлемой частью любой системы, с помощью которого пользователь получает визуальную информацию. Таким образом, связку видеоадаптера и монитора можно назвать видеоподсистемой компьютера. То, как эти компоненты справляются со своей работой, и в каком виде пользователь получает видеоинформацию, включая графику, текст, живое видео, влияет на производительность как самого пользователя и его здоровье, так и на производительность всего компьютера в целом.

Видеокарт а

Прежде чем стать изображением на мониторе, двоичные цифровые данные обрабатываются центральным процессором, затем через шину данных направляются в видеоадаптер, где они обрабатываются и преобразуются в аналоговые данные и уже после этого направляются в монитор и формируют изображение. Сначала данные в цифровом виде из шины попадают в видеопроцессор, где они начинают обрабатываться. После этого обработанные цифровые данные направляются в видеопамять, где создается образ изображения, которое должно быть выведено на дисплее. Затем, все еще в цифровом формате, данные, образующие образ, передаются в RAMDAC, где они конвертируются в аналоговый вид, после чего передаются в монитор, на котором выводится требуемое изображение. Самым распространенным на сегодняшний день методом оптимизации работы видеоадаптеров является применение повышенной тактовой частоты, на которой работает графический процессор, видеопамять и RAMDAC, что позволяет увеличить скорость обмена информацией между компонентами платы. Несколько лет назад графические процессоры работали с тактовой частотой, значения которой не превышали скорости работы шины системной памяти на материнской плате. Теперь ситуация изменилась: например, видеопроцессоры и видеопамять (DDR II) работают на тактовой частоте до 1GHz, а RAMDAC – до 600МГц.

Монитор

Монитор (дисплей) компьютера IBM PC предназначен для вывода на экран текстовой и графической информации. Мониторы бывают цветными и монохромными. Они могут работать в одном из двух режимов: текстовом и графическом. Сегодня самый распространенный тип мониторов - это CRT (Cathode Ray Tube)- мониторы. Как видно из названия, в основе всех подобных мониторов лежит катодно-лучевая трубка, но это дословный перевод, технически правильно говорить "электронно-лучевая трубка" (ЭЛТ). Используемая в этом типе мониторов технология была создана много лет назад и первоначально создавалась в качестве специального инструментария для измерения переменного тока, проще говоря, для осциллографа. Развитие этой технологии, применительно к созданию мониторов, за последние годы привело к производству все больших по размеру экранов с высоким качеством и при низкой стоимости. Сегодня найти в магазине 14" монитор очень сложно, а ведь года три-четыре назад это был стандарт. Сегодня стандартными являются 15" мониторы, и наблюдается явная тенденция в сторону 17" экранов. Скоро 17" мониторы станут стандартным устройством, особенно в свете существенного снижения цен на них, а на горизонте уже 19" мониторы и более. LCD (Liquid Crystal Display, жидкокристаллические мониторы) сделаны из вещества, которое находится в жидком состоянии, но при этом обладает некоторыми свойствами, присущими кристаллическим телам. Фактически, это жидкости, обладающие анизотропией свойств (в частности, оптических), связанных с упорядоченностью в ориентации молекул. Жидкие кристаллы были открыты давным-давно, но изначально они использовались для других целей. Молекулы жидких кристаллов под воздействием электричества могут изменять свою ориентацию и вследствие этого изменять свойства светового луча проходящего сквозь них. Основываясь на этом открытии и в результате дальнейших исследований, стало возможным обнаружить связь между повышением электрического напряжения и изменением ориентации молекул кристаллов для обеспечения создания изображения. Первое свое применение жидкие кристаллы нашли в дисплеях для калькуляторов и в кварцевых часах, а затем их стали использовать в мониторах для портативных компьютеров. Сегодня, в результате прогресса в этой области, начинают получать все большее распространение LCD- мониторы для настольных компьютеров.

Жесткий диск

Жесткий диск – информационный склад компьютера, по-английски – HDD – Hard Disk Drive или просто винчестер – это наиболее массовое запоминающее устройство большой емкости, в котором носителями информации являются круглые алюминиевые пластины – платтеры, обе поверхности которых покрыты слоем магнитного материала. Используются для постоянного хранения информации – программ и данных.

Технологии Жестких Дисков:

IDE (Integrated Drive Electronics)

Встроенная Электроника Диска - любой диск со встроенным контроллером. Это означает, что большинство схем по управлению диском встроено в "IDE Диск", а не в контроллер. Многие из нас считают, что любой ATA диск должен быть "IDE Диск".

ATA (Advanced Technology Attachment)

Технология Улучшенного Соединения. ATA диски - подкласс IDE дисков, которые используют шлейф с 40 или 80 контактами. Серия интерфейсов и протоколов, используемых для организации доступа к жестким дискам в компьютерах. Часто ATA сопоставляют (даже если это и неправильно) с IDE (ATA диск = IDE диск).

PIO Mode (Programmed I/O Mode)

Программируемый ввод/вывод. Определяет режим ввода/вывода для установленного ATA диска. Говоря проще, это означает скорость работы шины. Более высокий режим PIO, обеспечивает более быструю шину. Это понятие вышло из употребления при появлении UDMA.

DMA (Direct Memory Access)

Прямой Доступ к Памяти. Открывает доступ к памяти напрямую, не загружая центральный процессор. Это ускоряет работу устройства, передачу данных, и снимает значимую часть нагрузки с процессора.

Cache

Кэш. Место, буфер, через которое проходит информация между диском и ее конечным назначением. Большой кэш всегда означает большую производительность, но из-за дороговизны кэша во многих случаях его занижают. В некоторых случаях преимущество большого кэша сказывается больше на цене, чем на производительности. Поэтому не переплачивайте за кэш, если прирост производительности незначителен. Скорость вращения и плотность размещения играют большую роль в производительности жесткого диска. Программное обеспечение Любой персональный компьютер, даже самый современный, без наличия установленного на него необходимого программного обеспечения является грудой железа. В таком состоянии ни один компьютер не способен выполнить даже самые элементарные операции. Так что же такое программное обеспечение (ПО или software)? Программное обеспечение – набор программ, которые обеспечивают выполнение задач, решаемых на компьютере. Всё программное обеспечение поставляется на флоппи-дисках, лазерных дисках (CD, DVD) или через международную сеть Интернет. Иногда программный продукт может стоить гораздо дороже самого компьютера! В условиях «бедной» Украины и России наши пользователи ПК не покупают дорогостоящие лицензионные продукты, а вынуждены, по сути дела, нарушать Уголовный Кодекс, приобретая дешёвые пиратские копии программ. В России авторский контроль фирм распространяется только на коммерческие предприятия: заводы, фабрики, фирмы, учебные заведения. Однако для учебных заведений предоставляется скидка при покупке лицензионного ПО – до 70%. Отслеживая рынок всего программного обеспечения, можно составить его схему классификации: СИСТЕМНОЕ ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ Системное ПО обеспечивает функционирование компьютера. Базовое ПО обеспечивает управление всеми программами, установленными на компьютере. Из них операционная система является резидентной. Операционная система – программа, которая загружается при включении компьютера. Она осуществляет диалог с пользователем, управление компьютером, его ресурсами, запускает другие программы на выполнение. Современная операционная система обеспечивает пользователю и другим программам удобный способ общения (интерфейс). Самая первая операционная система - DOS (Disk Operation System) фирмы Microsoft выпущена в 1981г. Эта 16-разрядная однозадачная операционная система могла общаться с пользователем посредством безликой «командной строки» - никаких роскошеств типа графического интерфейса не было. На сегодняшний день данную операционную систему на компьютеры не устанавливают, хотя до сих пор выпускают модифицированные её версии, такие как PC-DOS 2000 фирмы IBM, её цена составляет 2850р. Вышли из моды и самые первые версии графических операционных систем, такие как Windows 3.x (конец 80-х годов), Windows 95, появление которых ознаменовало новый этап в развитии всей компьютерной индустрии. В наши дни на компьютеры устанавливаются, в основном, операционные системы фирмы Microsoft, такие как Windows 98, Windows 2000, Windows Millennium Edition, Windows XP. Однако некоторые пользователи предпочитают альтернативные операционные системы Linux, Unix, OS\2 разработанные другими фирмами. ФАЙЛОВАЯ СТРУКТУРА ОПЕРАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ Файл – программа или документ, записанная на диск и имеющая имя. Имя файла 32 разрядных операционных систем фирмы Microsoft может содержать до 255 символов. Папка – файл, в котором зарегистрированы (находятся) другие файлы или папки. В 32 разрядных операционных системах Windows существует иерархическая файловая структура диска. Структура – организация хранения папок и файлов на диске, обеспечивающая быстрый доступ к ним. Программные средства, обеспечивающие файловые операции называются файловой системой. В Windows для файловых операций имеется специальная программа – Проводник. На рисунке изображено дерево папок. Дерево папок отображает путь к нужной на данный момент папке. В нужную папку можно попасть, последовательно открывая папки нижних уровней. По такому же принципу работает и другая интегрированная программа Windows – Мой компьютер. Но здесь процедура поиска нужной папки или файла занимает больше времени. Кроме данных интегрированных программ на компьютеры отдельно устанавливаются более удобные программы называемые операционными оболочками. Операционные оболочки - надстройки над дисковыми операционными системами. В настоящее время на компьютеры устанавливаются такие оболочки, как Norton Commander, Volkov Commander, PowerDesk, DOS Navigator, Disco Commander, Far, Windows Commander и другие. Они обеспечивают не только более удобный и наглядный способ общения с компьютером, но и предоставляют новые возможности (последние три) для запускаемых программ: графический интерфейс, мультипрограммирование, расширенные средства для обмена информацией между программами. Сетевые ОС ставятся при работе компьютеров в локальной сети. Они служат для диспетчерского управления другими компьютерами, находящимися в локальной сети. Сетевыми ОС распоряжаются администраторы сети или люди, получившие доступ к администрированию. Такими ОС являются Microsoft Windows NT, Novell NetWare, LAN WorkPlace и многие другие. Сервисное ПО - программы, занимающиеся обслуживанием самого компьютера и других программ. Они устанавливаются дополнительно по желанию пользователя ПК. Иначе их называют утилиты – вспомогательные программы. Часто утилиты объединяются в комплексы, такие как Check-It, Norton Utilities, SiSoft Sandra, Nuts&Bolts, которые включают в себя утилиты по проверке жёстких и флоппи-дисков, микропроцессора, оперативной памяти, модемов, принтеров, утилиты ускорения запуска приложений, восстановление ранее удалённых файлов и т.д. Другой класс утилит – антивирусные программы. Они отслеживают распространения всех видов вирусов на компьютере и по возможности лечат зараженных объект, удаляют его или запрещают доступ к нему. Самыми лучшими в мире считаются антивирусные программы, выпущенные российскими производителями: АО «ДиалогНаука» и «Лаборатория Касперского». Они выпускают такие всемирно-известные антивирусы, как Dr.Web 32, Adinf 32, AVP . Из других иностранных фирм производителей, самые лучшие антивирусы выпускает фирма Symantec (Norton Antivirus). Важным классом системных программ являются драйверы (Drivers). Они расширяют возможности операционной системы по управлению устройствами ввода-вывода компьютера (клавиатурой, жёстким диском, мышью, модемом и т.д.), оперативной памятью и т.д. С помощью драйверов возможно подключение к компьютеру новых устройств или нестандартное использование имеющегося оборудования. Например, если установить специальный драйвер для мыши, то будет функционировать третья кнопка (средняя), до установки этого драйвера, эта кнопка будет служить простым украшением. Архиваторы – программы, позволяющие за счёт применения специальных методов «упаковки» информации сжимать её на дисках, т.е. создавать копии файлов гораздо меньшего размера, а также объединять копии нескольких файлов в один архивный файл. Одним из лучших мировых архиваторов является WinRAR, поскольку он универсален: ему подвластны не только банальные arj, rar и zip-архивы, но и целый ряд экзотических форматов. Кроме того, присутствует и некоторая доля патриотизма, ведь rar-архиватор впервые создал российский разработчик. ИНСТРУМЕНТАРИЙ ТЕХНОЛОГИИ ПРОГРАММИРОВАНИЯ Локальные средства - алгоритмические языки программирования и их компиляторы. Как правило, они представляют собой систему программирования. Современные системы программирования для персональных компьютеров обычно предоставляют пользователю весьма мощные и удобные средства для разработки программ. В них входят: è компилятор, осуществляющий преобразование программ на языке программирования в программу в машинных кодах, или интерпретатор, осуществляющий непосредственное выполнение текста программы на языке программирования высокого уровня; è библиотеки подпрограмм, содержащие заранее подготовленные подпрограммы, которыми могут пользоваться программисты; è различные вспомогательные программы, например отладчики, программы для получения перекрёстных ссылок и т.д. Для популярных языков программирования на ПК существует множество систем программирования. Естественно, что программисты предпочитают те системы, которые легки в использовании, позволяют получить эффективные программы, имеют богатые библиотеки функций (подпрограмм). В качестве примеров таких систем можно назвать Turbo Pascal, Borland C++ Builder (41970р.), Delphi (75300р.), Visual FoxPro (13200р.) и много других, в основном, визуальных систем программирования. Средства CASE-технологии – относительно новое, сформировавшееся на рубеже 80- х г.г. направление. Массовое применение затруднено крайне высокой стоимостью и предъявляемым требованиям к оборудованию рабочего места разработчика. CASE- технология – программный комплекс, автоматизирующий весь технологический процесс анализа, проектирования, разработки и сопровождения сложных программных систем. Средства CASE-технологии делятся на две группы: - встроенные в систему реализации – все решения по проектированию и реализации привязаны к выбранной СУБД; - независимые системы от реализации – все решения поп проектированию ориентированы на унификацию начальных этапов жизненного цикла и средств их документирования, обеспечивает большую гибкость в выборе систем реализации. Основное достоинство данной технологии – поддержка коллективной работы над проектом за счёт возможности работы в локальной сети разработчиков, экспорта/импорта любых фрагментов проекта, организационного управления проектом. Некоторые CASE-технологии ориентированы только на системных проектировщиков и предоставляют специальные графические средства для изображения различного вида моделей: - диаграмму потоков данных совместно со словарями данных и спецификациями процессов; - диаграмму «сущность-связь», являющуюся инфологической моделью предметной области; - диаграмму переходов состояний, учитывающую события и реакцию на них системы обработки данных. - ПРИКЛАДНОЕ ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ Прикладное программное обеспечение является самым распространённым видом программ. Здесь фантазиям авторов программ нет предела. Особое место занимают российские фирмы разработчики и отдельные программисты. Например, фирма 1С выпускает огромное количество бухгалтерских, финансовых программ, программ- складов и программ управления кадрами, замечательные мультимедийные продукты: игры, электронные репетиторы (русский язык, химия, физика, биология). Универсальная бухгалтерская программа 1С: Бухгалтерия позволяет вести комплексный учет товаров, материалов, основных средств, взаиморасчётов и т.п. Однако цены на лицензионные программы этой фирмы приводят в ужас многих российских покупателей. Системы управления базами данных (СУБД) позволяют управлять большими информационными массивами – базами данных. Наиболее простые системы этого вида позволяют обрабатывать на компьютере один массив информации, например, персональную картотеку. Они обеспечивают ввод, поиск, сортировку записей, составление отчётов и т.п. С такими СУБД легко могут работать пользователи, даже невысокой квалификации, т.к. все действия в них осуществляются с помощью меню и других диалоговых средств. Системы автоматизированного проектирования (САПР) позволяют осуществлять черчение и конструирование различных механизмов с помощью компьютера. Среди этих систем лидером является AutoCAD, хотя существует огромное множество других неплохих программ. На сегодняшний день, созданием отдельных текстовых, графических, табличных, презентационных редакторов, органайзеров занимаются лишь некоторые фирмы. Поскольку в операционную среду они все включаются. И нет смысла устанавливать их по отдельности. Другое дело - интегрированные системы. Они сочетают в себе возможности системы управления базами данных, табличного, текстового, презентационного, формульного редакторов, системы деловой графики и многие другие возможности. Как правило, все компоненты интегрированной системы имеют схожий интерфейс, что облегчает обучение работы с ними. Наиболее популярными интегрированными системами являются Microsoft Office 97, и Microsoft Office 2000. Это самые мощные системы, содержащие необходимые программы для создания документов, электронных таблиц, диаграмм, векторной графики, презентаций, баз данных, электронных писем и Web-документов, программы-органайзеры. Стандартный набор требования к кандидату на должность в любой фирме сегодня включает обязательное владение компьютером и иностранным языком. Тут могут помочь наличие программы переводчика. Но необходимо сказать сразу, что из огромнейшего выбора программ машинного перевода ни одна не удовлетворяет по качеству самого перевода. Поэтому многое в программах-переводчиках зависит от качества и объема исполнительных словарей. Наиболее популярными переводчиками считаются Stylus, Magic Gooddy, WebTranSite, Сократ, ПроМТ. Они обладают достаточным количеством профессиональных словарей, что позволяет наиболее точно дать перевод с иностранного языка на русский, и наоборот. Владельцам сканеров очень помогают системы оптического распознавания текстов, графики. Они дают возможность громадной экономии времени и сил. Данные программы позволяют сканировать, распознавать, а в последствии и редактировать текст и графику не только отпечатанные на принтере, но и написанные от руки! Самыми удобными и качественными в работе считаются программы FineReader и CuneiForm. Также в состав прикладного ПО входят математические программы (MathCAD, MathLab и др.), системы обработки изображений (CorelDraw, 3D Studio MAX, Adobe Photoshop), настольные издательские системы (PageMaker, QuarkXPress), информационные и обучающие системы, видео фильмы, программы работы со звуком и видео и, конечно же, игры. Большинство из этих программ требуют ещё и наличие мощного «железа», а значит и дорогого. РЫНОЧНАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ ПРОГРАММ Помимо тематического деления программ существует ещё одна классификация – рыночная. Доля некоммерческого ПО постоянно снижается, и все более ограничивается программами, создаваемыми в процессе научных исследований или для собственного удовольствия. В настоящее время большинство программ распространяется на коммерческой основе. Для приобретения таких программ необходимо вначале заплатить за них определённую сумму денег. Такие программы называют коммерческие (commercial ware). Существуют и такие программы, которые распространяются бесплатно. Чаще всего эти программы написаны одним или несколькими опытными программистами для себя, но в последствие они были переданы для общего пользования. Такие программы называются бесплатными (freeware). Их можно найти в сети Интернет. Промежуточное положение между бесплатными и коммерческими программами занимают условно-бесплатные (shareware). Самая массовая группа программ, в которую входят практически все утилиты, а часто и весьма серьёзные, умелые программные пакеты. Эти программы предоставляются бесплатно, однако по истечении определенного срока необходимо заплатить их автору или распространителю небольшую сумму. В противном случае программа либо не загружается, либо начинает надоедать просьбами о её регистрации. Пробные версии программ (trialware). Как правило, это полноценные версии коммерческих пакетов, которые можно использовать какое-то время бесплатно. По истечении этого времени программы просто прекращают работать. Вот тут и проявляют свою находчивость русские пользователи. Они просто меняют текущую дату на более раннюю и программа снова работает! Демо-версии (demoware) – демонстрационные версии популярных программ и игр с «урезанными» возможностями. Например, с выключенной функцией сохранения документов в текстовом редакторе или с несколькими турами в играх. Компьютерные сети

Основные сведения

Локальная сеть представляет собой набор компьютеров, периферийных устройств (принтеров и т. п.) и коммутационных устройств, соединенных кабелями. В качестве кабеля используются «толстый» коаксиальный кабель, «тонкий» коаксиальный кабель, витая пара, волоконно-оптический кабель. «Толстый» кабель, в основном, используется на участках большой протяженности при требованиях высокой пропускной способности. Волоконно-оптический кабель позволяет создавать протяженные участки без ретрансляторов при недостижимой с помощью других кабелей скорости и надежности. Однако стоимость кабельной сети на его основе высока, и поэтому он не нашел пока широкого распространения в локальных сетях. В основном локальные компьютерные сети создаются на базе «тонкого» кабеля или витой пары. Первоначально сети создавались по принципу "тонкого" Ethernet. В основе его - несколько компьютеров с сетевыми адаптерами, соединенные последовательно коаксиальным кабелем, причем все сетевые адаптеры выдают свой сигнал на него одновременно. Недостатки этого принципа выявились позже. С ростом размеров сетей параллельная работа многих компьютеров на одну единую шину стала практически невозможной: очень велики стали взаимные влияния друг на друга. Случайные выходы из строя коаксиального кабеля (например, внутренний обрыв жилы) надолго выводили всю сеть из строя. А определить место обрыва или возникновения программной неисправности, "заткнувшей" сеть, становилось практически невозможно. Поэтому дальнейшее развитие компьютерных сетей происходит на принципах структурирования. В этом случае каждая сеть складывается из набора взаимосвязанных участков - структур. Каждая отдельная структура представляет собой несколько компьютеров с сетевыми адаптерами, каждый из которых соединен отдельным проводом - витой парой - с коммутатором. При необходимости развития к сети просто добавляют новую структуру. При построении сети по принципу витой пары можно проложить больше кабелей, чем установлено в настоящий момент компьютеров. Кабель проводится не только на каждое рабочее место, независимо от того, нужен он сегодня его владельцу или нет, но даже и туда, где сегодня рабочего места нет, но возможно появление в будущем. Переезд или подключение нового пользователя в итоге потребует лишь изменения коммутации на одной или нескольких панелях. Структурированная система несколько дороже традиционной сети за счет значительной избыточности при проектировании. Но зато она обеспечивает возможность эксплуатации в течение многих лет. Для сетей, построенных по этому принципу, появляется необходимость в специальном электронном оборудовании. Одно из таких устройств - хаб - является коммутационным элементом сети. Каждый хаб имеет от 8 до 30 разъемов (портов) для подключения либо компьютера, либо другого хаба. К каждому порту подключается только одно устройство. При подключении компьютера к хабу оказывается, что часть электроники сетевого интерфейса находится в компьютере, а часть - в хабе. Такое подключение позволяет повысить надежность соединения. В обычных ситуациях, помимо усиления сигнала, хаб восстанавливает преамбулу пакета, устраняет шумовые помехи и т. д. Хабы являются сердцем системы и во многом определяют ее функциональность и возможности. Даже в самых простых хабах существует индикация состояния портов. Это позволяет немедленно диагностировать проблемы, вызванные плохими контактами в разъемах, повреждением проводов и т. п. Существенным свойством такой структурированной сети является ее высокая помехоустойчивость: при нарушении связи между двумя ее элементами, остальные продолжают сохранять работоспособность. Задача соединения компьютерных сетей различных организаций, зачастую созданных на основе различных стандартов, вызвала появление специального оборудования (мостов, маршрутизаторов, концентраторов и т. п.), осуществляющего такое взаимодействие.

Локальная сеть

Подавляющая часть компьютеров западного мира объединена в ту или иную сеть. Опыт эксплуатации сетей показывает, что около 80% всей пересылаемой по сети информации замыкается в рамках одного офиса. Поэтому особое внимание разработчиков стали привлекать так называемые локальные вычислительные сети (LAN). Локальные вычислительные сети отличаются от других сетей тем, что они обычно ограничены умеренной географической областью (одна комната, одно здание, один район). Существует два типа компьютерных сетей: одноранговые сети и сети с выделенным сервером. Одноранговые сети не предусматривают выделение специальных компьютеров, организующих работу сети. Каждый пользователь, подключаясь к сети, выделяет в сеть какие-либо ресурсы (дисковое пространство, принтеры) и подключается к ресурсам, предоставленным в сеть другими пользователями. Такие сети просты в установке, налаживании; они существенно дешевле сетей с выделенным сервером. В свою очередь сети с выделенным сервером, несмотря на сложность настройки и относительную дороговизну, позволяют осуществлять централизованное управление. Международная сеть INTERNET Одна из первых версий INTERNET была разработана в семидесятых годах Департаментом Обороны США, чтобы дать возможность исследовательским институтам, работавшим над особо важными для обороны в то время проблемами, обмениваться информацией. К тому же предполагалось, что этот способ связи позволит сохранить обмен информацией между ними в случае такой мировой катастрофы, как ядерная война. В то время сеть носила название ARPAnet - по имени организации финансировавшей эти разработки. Основная операционная система была Unix. В 80-х годах, когда персональные компьютеры начали получать все более широкое распространение в США, появились сети, связавшие между собой исследовательские центры университетов. Соединив сети, университеты получили возможность общаться между собой, подобно оборонным институтам в семидесятых годах. Однако эта новая связь имела дополнительное качество: пользователь университетской сети, находясь дома или в школе, подключаясь к сети, получал также доступ к любому месту, к которому эта сеть была подсоединена. Такая связь получила название "межсеть" (internet), и, таким образом, появилась сеть INTERNET, которую назвали основной сетью, межсетью или сетью сетей. Каждый пользователь INTERNET имеет свой сетевой адрес. Существует компания (в штате Виржиния), которая следит за INTERNET адресами с тем, чтобы среди пользователей не появилось два одинаковых адреса.

Заключение

Развитие электронной промышленности осуществляется такими быстрыми темпами, что буквально через один год сегодняшнее "чудо техники" становится морально устаревшим. Однако принципы устройства компьютера остаются неизменными еще с того момента, как знаменитый математик Джон фон Нейман в 1945 году подготовил доклад об устройстве и функционировании универсальных вычислительных устройств. К тому же, каждый пользователь, эксплуатирующий персональ­ный компьютер, знает круг задач, для решения которых он исполь­зует компьютер, следовательно, и 10 лет назад приобретенная "286-я машина", исправно работающая, удовлетворяющая запросы то­го или иного специалиста, является незаменимым его помощником в повседневном труде. Весь спектр ПО просто неиссякаем. Каждые полчаса в мире появляются всё новые и новые программы. Какие-то из них останутся неизвестными, какие-то получат мировое признание. Создание программного обеспечения для персональных компьютеров за какой-то десяток лет превратилось из занятия программистов- одиночек в важную и мощную сферу промышленности. Поэтому развитие ПО, предназначенного для широкого круга пользователей, происходит уже не в состязании индивидуальных программистов, а в процессе ожесточенной конкурентной борьбы между фирмами – производителями. Помимо этого, создание новых программ влёчёт за собой развитие новых комплектующих, способных полностью покрыть все требования программы, необходимые для нормального её функционирования. Список использованной литературы 1. «Устройство мультимедийного компьютера » СПб: «Питер», 2001 2. Леонтьев В.П., «ПК: универсальный справочник пользователя», Москва 2000. 3. Фигурнов В.Э., «IBM PC для пользователя», изд.5-е СПб , АО «Коруна» 1994. 4. Каталог «Весь компьютерный мир», декабрь 1995. 5. Х. Остерлох « TCP / IP », «Диа-Софт», Москва, 2003 6. Ю. Шафрин, «Основы компьютерной технологии», Москва, АБФ, 1997 7. Э.А. Якубайтис, «Информатика-электроника-сети». Москва, 1989 8. http://www.ixbt.com 9. http://www.3dnews.ru

Персональный компьютер - компьютер (вычислительная машина) предназначенный для личного использования, цена, размеры и возможности которого удовлетворяют запросы большого количества людей.

Современные ПК характеризуются:

небольшими размерами,

возможностью для пользователя работать с ПК лично, без посредничества профессионального программиста,

малым потреблением электрической энергии,

удобством и комфортностью общения пользователя и ПК.

ЭВМ выполняют две основные функции:

обработка и хранение информации

обмен информацией с внешними объектами.

Выполнение этих функций осуществляется с помощью двух компонентов ЭВМ: программного обеспечения и аппаратного обеспечения.

Под аппаратным обеспечением понимают обычно все узлы, модули и блоки, составляющие компьютер или компьютерную систему. В современных компьютерах используется так называемая «открытая архитектура», т.е. состав аппаратного обеспечения компьютера можно изменить, поменяв один из модулей, или расширить, вставив дополнительный модуль.

Аппаратное обеспечение современных ПК включает в себя следующее:

системный блок,

устройства ввода информации в ПК (например, клавиатура),

устройства вывода информации из ПК (например, монитор).

Системный блок, клавиатура и монитор вместе составляют персональный компьютер в минимальной конфигурации, т.е. позволяют работать с информацией на компьютере

Корпуса системных блоков бывают нескольких типов: вертикальный (tower), горизонтальный (desktop), моноблок (системный блок и монитор в одном корпусе). Существуют переносные компьютеры типаNotebook(ноутбук), предназначенные для работы от автономной батареи.

Внутри системного блока располагаются:

источник питания,

материнская (системная) плата

процессор,

оперативная память,

жесткий диск,

накопитель гибких дисков (устарев).

привод CD–ROM, DVD-ROM, DVD-RW;

звуковая карта,

сетевая карта.

Также в состав компьютерных систем входят и внешние устройства, называемые периферийными.

Периферийными называют все устройства компьютера, расположенные вне материнской платы. Часть устройств хоть и расположены вне материнской платы, но также как и материнская плата находятся в системном блоке: винчестер, дисководы,CD–ROM, звуковая карта, сетевая карта и некоторые др.

По назначению периферийные устройства можно подразделить на:

устройства ввода данных; в устройства вывода данных;

устройства хранения данных;

устройства обмена данными.

Теперь рассмотрим отдельные элементы более подробно.

Материнская плата - печатная плата, на которой монтируется чипсет и прочие компоненты компьютерной системы.

На материнской плате кроме чипсета располагаются разъёмы для подключения центрального процессора, графической платы, звуковой платы, жёстких дисков, оперативной памяти и других дополнительных периферийных устройств.

Все основные электронные схемы компьютера и необходимые дополнительные устройства включаются в материнскую плату, или подключаются к ней с помощью слотов расширения.

Центральный процессор – это «мозг» любого компьютера. Процессор производит все вычисления (арифметические и логические операции), взаимодействует с памятью и осуществляет управление всеми компонентами ПК. Таким образом, процессор включает в себя следующие части:

арифметико-логическое устройство (АЛУ),

устройство управления (УУ).

внутренние регистры – ячейки памяти внутри кристалла процессора, предназначенные для хранения промежуточной информации.

Важнейшими характеристиками процессора, определяющими его производительность (количество операций в единицу времени) являются: тактовая частота, разрядность, объем адресуемой памяти.

Тактовая частота определяет скорость выполнения операций в процессоре. При повышении тактовой частоты увеличивается производительность процессора. Современные процессоры имеют тактовые частоты 400-4000 МГц и более.

Разрядность обрабатываемых данных – количество бит информации, одновременно вводимой в процессор и выводимой из него. Чем больше разрядность, тем больше информации может обработать процессор в единицу времени. Разрядность современных процессоров – 32 и 64 бит.

Объем адресуемой памяти (адресное пространство)– максимальное число ячеек основной памяти, которое может быть непосредственно адресовано процессором.

Мультипроцессор - это компьютерная система, которая содержит несколько процессоров и одно адресное пространство, видимое для всех процессоров. Он запускает одну копию ОС с одним набором таблиц, в том числе теми, которые следят какие страницы памяти свободны. Содержат несколько процессорных ядер в одном корпусе (на одном или нескольких кристаллах).

Внутренняя память – это память, расположенная на материнской плате. Внутреннюю память составляют два устройства: ОЗУ и ПЗУ.

ОЗУ (оперативное запоминающее устройство) предназначено для хранения текущих программ и текущей информации, т.е. программ и информации, с которыми в данный момент работает пользователь. В англоязычной литературе ОЗУ называютRAM(randomaccessmemory– память случайного доступа).

Основными характеристиками ОЗУ являются: объем и время доступа.

Объем ОЗУ (ед. измерения – Мбайт) – это общее количество ячеек памяти на всех кристаллах ОЗУ. В каждой ячейке может хранится либо «1» либо «0». Ячейки в кристаллах памяти объединены в блоки по 8 ячеек, и в каждый такой блок таким образом можно записать байт информации. От объема ОЗУ во многом зависит скорость работы компьютера: чем больше объем ОЗУ, тем быстрее работает компьютер.

Время доступа – время, за которое процессор может прочитать содержимое ячейки ОЗУ или записать в нее информацию. Чем меньше время доступа, тем быстрее общается процессор с ОЗУ и тем быстрее работает компьютер.

ОЗУ является энергозависимой памятью, т.е. при отключении питания оно «забывает» всю записанную в него информацию.

ПЗУ (постоянное запоминающее устройство) – хранит программу первоначальной загрузки компьютера, информацию о системной плате и расположенных на ней устройствах, информацию о подключенных устройствах внешней памяти, текущее время др.

Внешняя (периферийная) память – это память, расположенная вне материнской платы. На устройствах внешней памяти хранятся тексты программ, документы и другая информация. Эту память часто называют долговременной. Если необходимо работать с какой-то программой, то она сначала копируется с устройств внешней памяти в оперативную память и затем запускается. Наиболее часто внешняя память ПК представлена накопителями на гибких магнитных дисках и накопителями на жестких дисках.

Накопитель на жёстких магнитных дисках , жёсткий диск , винчестер - энергонезависимое, перезаписываемое компьютерное запоминающее устройство. Является основным накопителем данных практически во всех современных компьютерах.

Графическая плата или видеокарта - устройство, преобразующее изображение, находящееся в памяти компьютера, в видеосигнал для монитора. Обычно видеокарта является платой расширения и вставляется в специальный разъём для видеокарт на материнской плате, но бывает и встроенной, иначе говоря, интегрированной.

Современные видеокарты не ограничиваются простым выводом изображения, они имеют встроенный графический микропроцессор, который может производить дополнительную обработку, разгружая от этих задач центральный процессор компьютера.

Звуковая плата или звуковая карта - позволяет работать со звуком на компьютере. В настоящее время звуковые карты бывают как встроенными в материнскую плату, так и отдельными платами расширения или как внешними устройствами.

Сетевая плата или сетевая карта - периферийное устройство, позволяющее компьютеру взаимодействовать с другими устройствами сети.

Периферийные устройства для ввода информации в компьютер.

Клавиатура – устройство, с помощью которого осуществляется ввод данных и команд в ПК. Клавиатура снабжена специальным кабелем, посредством которого она подключается к специальному разъему на системном блоке.

Мышь – широко используемое в настоящее время устройство ввода информации. Позволяет быстро отметить какую-либо точку на экране монитора. Работа с некоторыми программами без мыши практически невозможна.

Сканер – устройство ввода графической информации (фотографий, изображений и др.) в компьютер.

Существуют и другие устройства ввода информации в компьютер: цифровые фотоаппараты, манипуляторы «световое перо» и пр. Некоторые манипуляторы, функционально аналогичны или дополняют мышь: трекбол, джойстик, виртуальный шлем и др.

Периферийные устройства для вывода информации из компьютера.

Монитор (дисплей) – устройство вывода алфавитно-цифровой и графической информации ПК. Монитор является основным техническим средством организации общения между пользователем и компьютером. Внешне напоминает телевизор.

Качество изображения монитора определяют следующие характеристики: размер диагонали, разрешение, палитра, частота кадров.

Изображение на экране монитора формируется с помощью точек (пикселей). Количество пикселей по горизонтали и вертикали и определяет разрешение экрана. Типичные значения: 800600 для 14-дюймового монитора, 16001200 для 19-дюймового. Чем больше размер диагонали экрана и выше разрешение, тем качественнее изображение, так как лучше прорисовываются мелкие детали.

Цветовую гамму (палитру) выводимого изображения определяет размер видеопамяти – чем больше ее объем, тем больше цветов и оттенков может вывести монитор. Для обычного пользователя, как правило, достаточно 16 тысяч цветов и оттенков.

Комфортность работы за монитором во многом определяет такая характеристика монитора, как максимальная частота смены кадров (обычные значения: 75–100Гц, т.е. за секунду изображение на экране обновляется 75-100 раз).

Принтер – устройство вывода, обеспечивающее печать выдаваемой компьютером информации. В качестве носителя чаще всего используется бумага.

Принтеры делятся на следующие типы: матричные, струйные, лазерные.

Наиболее простые принтеры – матричные (дешевые, качество изображения низкое, уровень шума высокий). Принцип печати таких принтеров следующий: печатающая головка содержит ряд тонких металлических стержней (иголок). Головка движется вдоль печатаемой строки, а стержни в нужный момент ударяют по бумаге через красящую ленту.

В струйных принтерах изображение формируется микрокаплями специальных чернил, выдуваемых на бумагу с помощью сопел. Такие принтеры обеспечивают высокое качество при печати на специальную бумагу, удобны и для цветной печати. Однако струйные принтеры дороже матричных и требуют тщательного ухода и обслуживания.

Лазерные принтеры обеспечивают самое высокое качество печати. В этих принтерах используется принцип ксерографии: изображение переносится на бумагу со специального барабана, к которому электрически притягиваются частички краски, только в отличие от ксерокса печатающий барабан электризуется с помощью лазера по командам компьютера.

Графопостроитель (плоттер) – устройство вывода, позволяющее получить высококачественные чертежи.

Модем (аббревиатура, составленная из слов модулятор-демодулятор) - устройство, применяющееся в системах связи и выполняющее функцию модуляции и демодуляции. Модулятор осуществляет модуляцию, то есть изменяет характеристики несущего сигнала в соответствии с изменениями входного информационного сигнала, демодулятор осуществляет обратный процесс. Частным случаем модема является широко применяемое периферийное устройство для компьютера, позволяющее ему связываться с другим компьютером, оборудованным модемом, через телефонную сеть (телефонный модем) или кабельную сеть (кабельный модем).

Принципы функционирования компьютера.

В основу современных компьютеров положена Архитектура фон Неймана - широко известный принцип совместного хранения программ и данных в памяти компьютера. Вычислительные системы такого рода часто обозначают термином «Машина фон Неймана», однако, соответствие этих понятий не всегда однозначно. В общем случае, когда говорят об архитектуре фон Неймана подразумевают физическое отделение процессорного модуля от устройств хранения программ и данных.

Подавляющее большинство компьютеров в своих основных чертах соответствует принципам фон Неймана, но схема устройства современных компьютеров несколько отличается от классической схемы. В частности, арифметическо-логическое устройство и устройство управления, как правило, объединены в центральный процессор. Многие быстродействующие компьютеры осуществляют параллельную обработку данных на нескольких процессорах.

Компьютерная информация хранится в электронном виде в различных запоминающих устройствах, которые называют компьютерной памятью. Для долговременного хранения информации используются постоянные носители компьютерной памяти, которые служат при вводе данных в компьютер и при выводе результатов его работы. Для хранения выполняемых в данный момент программ и промежуточных данных используется оперативная память компьютера, которая работает значительно быстрее постоянных носителей памяти.

В компьютерах используется двоичная система счисления , которая основана на двух цифрах,«0» и «1». Информация любого типа может быть закодирована с использованием двух цифр и помещена в оперативную или постоянную память компьютера. Использование двоичной системы счисления позволяет сделать устройство компьютера максимально простым. Впервые принцип двоичного счисления был сформулирован в 17 веке немецким математиком Готфридом Лейбницем.

Для обозначения двоичных цифр применяется термин бит - сокращение английского словосочетания «двоичная цифра» (binary digit - bit). Для передачи и хранения информации применяют восьмибитовые коды - байты (byte). Существует 256 восьмибитовых чисел. Этого достаточно для кодирования всех заглавных и строчных букв национальных алфавитов, цифр, знаков препинания, символов и служебных кодов, используемых при передаче информации.

Работа компьютера обеспечивается, с одной стороны, аппаратными устройствами, а с другой - программами.

Базисное, служебное, системное и прикладное программное обеспечение, их назначение и основные характеристики. Программное обеспечение - наряду с аппаратными средствами, важнейшая составляющая информационных технологий, включающая компьютерные программы и данные, предназначенные для решения определённого круга задач и хранящиеся на машинных носителях. Программное обеспечение представляет собой либо данные для использования в других программах, либо алгоритм, реализованный в виде последовательности инструкций для процессора.

Компьютерные программы подразделяются на три категории:

Прикладные программы, которые непосредственно выполняют необходимые пользователю компьютера работы (редактирование текстов, обработка информационных массивов, просмотр видео, пересылка сообщений).

Пакеты прикладных программ – комплекс взаимосвязанных программ для решения определенного класса задач.

К ним относятся:

Пакеты прикладных программ автоматизирующий бухгалтерский учет;

Пакеты прикладных программ финансовой деятельности;

Пакеты прикладных программ для управления персоналом (кадровый учет);

Пакеты прикладных программ управления производством;

Банковские информационные системы;

Системные программы, особую роль среди которых играет операционная система - программа, управляющая компьютером, запускающая другие программы и выполняющая сервисные функции при работе компьютера. Другие сервисные программы обычно выполняют различные вспомогательные функции - создают резервные копии используемой информации, проверяют работоспособность устройств компьютеров.

Инструментальные программы (системы программирования), которые помогают создавать новые программы для компьютера.

Сервисное программное обеспечение – программы и программные комплексы, которые расширяют возможности базового программного обеспечения и организуют более удобную среду работы пользователя.

Утилиты – программы, служащие для выполнения вспомогательных операций обработки данных или обслуживания компьютера, т.е. диагностики, тестирование аппаратных и программных средств, оптимизации использования дискового пространства, восстановление информации и т.д.

Системное программное обеспечение - это комплекс программ, которые обеспечивают эффективное управление компонентами вычислительной системы, такими как процессор, оперативная память, каналы ввода-вывода, сетевое и коммуникационное оборудование и т.п. Системное программное обеспечение реализует связь аппаратного и программного обеспечения, выступая как "межслойный интерфейс" с одной стороны которого аппаратура, а с другой приложения пользователя. Кроме системного программного обеспечения принято выделять Прикладное программное обеспечение, которое призвано решать прикладные задачи пользователя. В состав системного программного обеспечения входят: Операционные системы, Среды программирования (компиляторы, трансляторы, компоновщики, загрузчики, отладчики, текстовый редактор, библиотеки подпрограмм), Утилиты, Системы управления файлами и Системы управления базами данных.

К базисному программному обеспечению можно отнести BIOS -(англ.Basic Input - Output System - базовая система ввода-вывода) - программа, находящаяся в ПЗУ (постоянном запоминающем устройстве) персонального компьютера и исполняющаяся при включении питания. Главная функция BIOS - подготовить компьютер к тому, чтобы основное программное обеспечение (в большинстве случаев это операционная система), записанное на различных носителях либо доступное через сеть, могло стартовать и получить контроль над компьютером.

Операционная система ,ОС - базовый комплекс компьютерных программ, обеспечивающий управление аппаратными средствами компьютера, работу с файлами, ввод и вывод данных, а также выполнение прикладных программ и утилит.

Основные функции (простейшие ОС):

Стандартизованный доступ к периферийным устройствам (устройства ввода-вывода);

Управление оперативной памятью (распределение между процессами, виртуальная память);

Управление доступом к данным на энергонезависимых носителях (таких как Жёсткий диск, Компакт-диск и т. д.), как правило, с помощью файловой системы;

Пользовательский интерфейс;

Сетевые операции, поддержка стека протоколов

Дополнительные функции:

Параллельное или псевдопараллельное выполнение задач (многозадачность);

Взаимодействие между процессами;

Защита самой системы, а также пользовательских данных и программ от злонамеренных действий пользователей или приложений;

Разграничение прав доступа и многопользовательский режим работы (аутентификация, авторизация).

Операционные системы могут различаться особенностями реализации внутренних алгоритмов управления основными ресурсами компьютера (процессорами, памятью, устройствами), особенностями использованных методов проектирования, типами аппаратных платформ, областями использования и многими другими свойствами. Ниже приведена классификация ОС по нескольким наиболее основным признакам.

Классификация по алгоритму управления ресурсами

Поддержка многозадачности. По числу одновременно выполняемых задач операционные системы могут быть разделены на два класса:

однозадачные (например, TOS, СP/M, MS-DOS, MSX)

OS CP/M (Control Program for Microcomputers), фирма Digital Research.

многозадачные (OC EC, OS/2, UNIX, Windows XP). Поддержка многопользовательского режима. По числу одновременно работающих пользователей ОС делятся на:

однопользовательские (MS-DOS, Windows 3.x, ранние версии OS/2);

многопользовательские (UNIX, Windows NT). Классификация по типу аппаратных платформ.

По типу аппаратуры различают операционные системы персональных компьютеров, мини-компьютеров, мейнфреймов, кластеров и сетей ЭВМ. Для поддержания функций передачи сообщений сетевые ОС содержат специальные программные компоненты, реализующие популярные коммуникационные протоколы, такие как IP, IPX, Ethernet и другие.

Классификация по области применения

Многозадачные ОС подразделяются на три типа в соответствии с использованными при их разработке критериями эффективности:

системы пакетной обработки (например, OC EC),

системы разделения времени (UNIX, VMS),

системы реального времени (QNX, RT/11).

Системы пакетной обработки предназначались для решения задач в основном вычислительного характера, не требующих быстрого получения результатов. Главной целью и критерием эффективности систем пакетной обработки является максимальная пропускная способность, то есть решение максимального числа задач в единицу времени.

Таким образом, взаимодействие пользователя с вычислительной машиной, на которой установлена система пакетной обработки, сводится к тому, что он приносит задание, отдает его диспетчеру-оператору, а в конце дня после выполнения всего пакета заданий получает результат. Очевидно, что такой порядок снижает эффективность работы пользователя.

Системы разделения времени призваны исправить основной недостаток систем пакетной обработки - изоляцию пользователя - программиста от процесса выполнения его задач. Каждому пользователю системы разделения времени предоставляется терминал, с которого он может вести диалог со своей программой. Критерием эффективности систем разделения времени является не максимальная пропускная способность, а удобство и эффективность работы пользователя.

Системы реального времени применяются для управления различными техническими объектами, такими, например, как станок, спутник, научная экспериментальная установка или технологическими процессами, такими, как гальваническая линия, доменный процесс и т.п.

Критерием эффективности для систем реального времени является их способность выдерживать заранее заданные интервалы времени между запуском программы и получением результата (управляющего воздействия). Это время называется временем реакции системы, а соответствующее свойство системы - реактивностью.

Некоторые операционные системы могут совмещать в себе свойства систем разных типов, например, часть задач может выполняться в режиме пакетной обработки, а часть - в режиме реального времени или в режиме разделения времени. В таких случаях режим пакетной обработки часто называют фоновым режимом.

Слово hardware имеет английское происхождение и в компьютерной среде соответствует российскому эквиваленту «аппаратное обеспечение». Это понятие связывается с начинкой компьютера, его корпусом и периферийным оборудованием, которое окружает устройство. Понятие употребляется по отношению к физическим носителям и устройствам, установленным и работающим с компьютером.

К hardware относятся монитор, мышь, клавиатура, носители информации, различные карты (сетевые, графические, аудио и т.п.), а также модули памяти, материнская плата и установленные в нее чипы, т.е. все объекты, к которым можно при желании прикоснуться. Однако само по себе аппаратное обеспечение способно функционировать только вместе с программным обеспечением, т.е. software. Связка двух этих понятий и образует понимание работоспособной компьютерной системы.

Software

Software, напротив, определяет ту часть компьютера, которая не является аппаратной. Программное обеспечение включает в себя все используемые приложения, которые могут быть запущены. В список понятия software входят исполняемые файлы, библиотеки, скрипты. Программы выполняются на основе написанных на языке программирования инструкций и не могут функционировать без аппаратного компонента, который обрабатывает написанный программистом код за счет доступных вычислительных мощностей.

Программное обеспечение хранится на носителях информации и обрабатывается центральным процессором через набор директив, т.е. язык программирования. Инструкции состоят из набора бинарных значений, которые может различить и вычислить процессор, а затем выдать нужный результат через определенное количество времени.

Современная аппаратная часть компьютера способна обрабатывать большое количество команд одновременно, что позволяет создавать сложные приложения, соответствующие современным требованиям. Чем сложнее компьютерная программа, тем больше требуется вычислительных мощностей от аппаратной части. Если конфигурация оборудования не позволяет выполнять запущенную пользователем программу, будут наблюдаться существенные падения в производительности, а также зависания.

Существует множество разновидностей программного обеспечения, которые определяются в соответствии с целью их применения или спецификой их функционирования и работы.

Словом «скрипт» сегодня принято называть программу, написанную на каком-либо языке программирования высокого уровня. «Высокий уровень» применительно к скриптовым языкам программирования обозначает, что инструкции этого языка в большей мере приспособлены к пониманию человека (программиста). В противоположность скриптовым языкам, существуют языки низкого уровня, больше ориентированные на удобство использования процессорами компьютеров.

Инструкция

Слово «скрипт» в переводе означает «сценарий» и это достаточно точно определяет смысл создания скриптов - программист должен написать сценарий, по которому компьютер будет осуществлять предусмотренные создателем операции и реагировать на действия пользователя и другую поступающую извне информацию.

Единого для всех целей скриптового языка не существует - одни группы таких языков программирования ориентированы на использование на веб-серверах (например, PHP), другие - в качестве консольных приложений (например, VisualBasic) и т.д. Кроме того, ко многим прикладным программам прилагаются их собственные языки создания скриптов. Так программные терминалы для биржевой торговли используют скрипты, написанные на собственном языке (например, MQL). Есть скрипты и для использования с флэш-элементами веб-страниц (язык Action Script), большинство сложных игр тоже допускают использование скриптов на своих собственных языках. Иногда приложения могут использовать даже несколько уровней таких скриптов - например, табличный редактор Microsoft Office Excel имет встроенный язык программирования для обработки данных, в дополнение к которому можно использовать и «макросы», то есть сценарии, имитирующие действия пользователя.

Скрипты на разных языках программирования используют неодинаковые правила оформления и синтаксис написания команд, а также сохраняются в файлы разных форматов и требуют для выполнения запуска разного программного обеспечения. Все это необходимо учитывать при выборе языка создания скрипта. Кроме того, для каждого языка написания скриптов существуют собственные специализированные редакторы, а иногда даже целые программные комплексы, включающие программы отладки, компиляции и декомпиляции (перевода сценария высокого уровня в понятные процессору машинные коды и обратно) и т.д.

Видео по теме

Клавиатурой называется устройство, предназначенное для ввода пользователем информации в компьютер. Стандартная клавиатура имеет 102 или 101 клавишу. Помимо этого, возможно наличие дополнительных клавиш в зависимости от модели. Все стандартные клавиши расположены согласно общепринятой схеме.

Инструкция

По назначению расположенные на клавиатуре клавиши можно разделить на 6 категорий:
– алфавитно-цифровые;
– функциональные;
– специализированные;
– управления курсором;
– цифровая панель;
– модификаторы.
Самый верхний ряд клавиатуры – функциональные клавиши в количестве 12 штук. Под ними – алфавитно-цифровые клавиши. Справа от них располагаются клавиши для управления курсором, еще правее – цифровая панель.