Под управлением какой программы работает любой компьютер


ПК. Управление компьютером: компьютерные программы, представление данных

Уважаемый мой новичок инфобизнеса! Надеюсь, что Вы познакомились с устройством персонального компьютера, его архитектурой, оборудованием, узнали как платы, кабели и разъёмы используются для расширения функциональных возможностей самого ПК и подключения к нему внешних устройств. Теперь Вы имеете представление об аппаратной части ПК (на жаргоне — «железе» от англ. cлова  hardware). А как осуществляется управление компьютером?

ПК не будет работать пока на него не будет установлено программное обеспечение (жарг. «софт» от англ. software) – компьютерные программы под управлением которых функционирует ПК. Управление компьютером осуществляется с помощью программ и данных. Данные программы (в нашем случае компьютерной программы) это информация, которую хранит и обрабатывает ПК. Это могут быть числа, символы, строки символов, файлы, содержимое ячеек памяти, адреса памяти, графические изображения  и многое другое.

Упрощённо взаимодействие пользователя с ПК можно представить с.о. (http://ru.wikipedia.org) :

Операционная система это специальная управляющая программа, которая позволяет правильно работать как оборудованию ПК, так и программам, с которыми работает пользователь.

Любая программа ПК содержит инструкции (команды) по работе с данными. Представление данных в ПК, как и команд, осуществляется в двоичной системе, т.е. в виде комбинации нулей и единиц. Для удобства восприятия они могут выдаваться   в 8-миричной и 16-тиричной системе, в частности, при выдаче диагностических сообщений. Так, например, привычное для нас «несчастливое» десятичное число 13 имеет вид:

1101 – двоичное представление, используются знаки 0,1

15     — 8-миричное представление, используются знаки 0,1,2,3,4,5,6,7

D      — 16-тиричное  представление, используются знаки 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C.D,E,F

Сами символы (цифры, буквы различных алфавитов, специальные знаки), тексты, графические изображения (точнее цифровые копии) и пр. также представлены в ПК в виде последовательности нулей и единиц.

Совокупность программ, которые могут устанавливаться на компьютер, называется компьютерным программным обеспечением.

 Компьютерное программное обеспечение включает:

  • Системное программное обеспечение компьютера
  • Прикладное программное обеспечение компьютера

 В свою очередь системное программное обеспечение компьютера включает:

  • Операционные системы
  • Сервисные программы (утилиты)
  • Инструментальное программное обеспечение
  • Системы управления базами данных (СУБД)

Операционные системы (ОС, от англ. OS — operating system) осуществляют управление оборудованием ПК, обеспечивают ввод-вывод данных, работу с файлами, выполнение сервисных и прикладных программ.

Самой распространённой и популярной является ОС Windows фирмы Microsoft. Она занимает более 90% мирового рынка. Есть и другие ОС. Вот рейтинг популярности ОС по результатам опроса пользователей.

По общему количеству участников опроса и разнице голосов лидирует ОС Microsoft Windows:

По % положительных отзывов в строке конкретного типа ОС лидирует GNI/Linux:

Если бы такой опрос проводился только среди ИТ-специалистов, то рейтинг GNI/Linux был бы ещё выше. ИТ-специалисты считают ОС Windows менее функциональной и более уязвимой с точки зрения обеспечения безопасности, чем ОС семейства Linux. Открытый программный код (возможность настройки под свои задачи)  и бесплатность распространения ОС Linux это ещё её преимущества перед ОС Windows. Правда, следует иметь в виду, что для новичков  освоение ОС Linux представляет определённые трудности.

 Сервисные программы (утилиты) включают:

  • программы контроля, тестирования и диагностики работы ПК
  • драйверы для подключения новых устройств и нестандартного оборудования
  • архиваторы для упаковки и распаковки файлов (WinRAR, WinZIP  и др.)
  • антивирусные программы (Kaspersky Antivirus, Dr. WEB, Microsoft Security Essentials  и др. )
  • программы обслуживания жёстких дисков и др. (FDisk и ScanDisk от фирмы Microsoft или Norton Disk Doctor(NDD) фирмы Symantec).

Часть утилит может входить в состав ОС. Например, BIOS (от англ. Basic Input/Output System, базовая система ввода-вывода) — постоянно хранится в постоянном запоминающем устройстве (ПЗУ) ПК. Как только Вы включили компьютер, BIOS тестирует работу оборудования компьютера. После успешного тестирования осуществляется загрузка ОС, как правило, с жёсткого  диска.

 Инструментальное программное обеспечение включает:

  • Системы программирования
  • Инструментальные программные средства

Системы программирования это комплекс инструментальных средств создания программного обеспечения на конкретном языке программирования (трансляторы, компиляторы, ассемблеры, отладчики и т.п.). Примером могут служить Pascal, Delphi, C++ и многие другие.

Инструментальные программные средства — это программы, которые используются в ходе разработки, корректировки или развития других прикладных или системных программ. Для нашей предметной области это, например, Macromedia Dreamweaver — профессиональный редактор HTML для визуального создания и управления сайтами различной сложности . Или FileZilla  — лучший бесплатный FTP-менеджер, поможет Вам скачать и загрузить файлы с разнообразных FTP-серверов (хостов).

Системы управления базами данных (СУБД) — это система программного обеспечения, позволяющая обрабатывать обращения к базе данных, поступающие от прикладных программ конечных пользователей. База данных — это один или несколько файлов данных, предназначенных для хранения, изменения и обработки больших объемов взаимосвязанной информации. Взаимосвязанность означает, что если изменились данные в одном объекте данных, они автоматически обновляются во всех объектах, связанных с данным объектом данных. Таким образом, база данных это совместно используемый набор логически связанных данных.

Прикладное программное обеспечение выполняет задачи пользователя в его предметной области и включает:

1. Прикладные программы общего назначения. Это программы, которые обеспечивают выполнение наиболее часто используемых, универсальных задач (текстовые редакторы, табличные процессоры, графические редакторы, браузеры для работы в Интернете и т.п.).

2. Прикладные программы специального (профессионального) назначения. Они ориентированы на достаточно узкую предметную область, (библиотечные и издательские системы; системы автоматизации управления предприятием, системы управления проектами,  бухгалтерские и банковские программы и т.д.).

Из прикладных программ  общего назначения для нашей предметной области часто используется программа создания сайтов на движке WordPress  c установлением плагинов, расширяющих возможности программы.

Для обработки текстовой и другой информации получил широкое распространение  пакет офисных приложений фирмы  Microsoft. Желательно установить  Adope Reader  для чтения документов в формате pdf.

Настоятельно рекомендую скачивать программное обеспечение из надёжных источников, лучше с сайтов разработчиков ПО.

При работе в интернете используйте браузеры разных разработчиков: FireFox,   Chrome,   Opera.  Не забудьте установить нужные для работы расширения (плагины). Например, в браузере FireFox плагин Video DownloadHelper  для скачивания видео и RDS-бар для анализа сайтов.  Проверьте, установлена ли утилита Adope Flash для просмотра видеороликов.

Для снятия скриншотов и последующего их редактирования установите программу Snagit.

Для редактирования изображений используйте программу Fotoshop.

Для записи и редактирования видео установите программу Camtasia Studio.

И так  Вы теперь знаете, что управление компьютером осуществляется операционной системой и компьютерными программами, установленными пользователем на ПК. Программы работают с данными, которые хранятся в компьютере. Представление данных и команд ПК осуществляется в двоичной системе исчисления, т.е. комбинаций из нулей и единиц. Совокупность программ ПК определяет его компьютерное программное обеспечение (ПО). Системное программное обеспечение компьютера обеспечивает работу оборудования ПК, программ пользователя, предоставляет инструменты разработки ПО. Прикладное программное обеспечение компьютера позволяет решать конкретные задачи пользователя в его предметной области.

Приведённые ссылки на программное обеспечение помогут Вам в начале Вашего пути создать техническую базу ведения Вашего инфобизнеса.

Есть вопросы? Задавайте! Я отвечу. Буду рад, если оставите свой комментарий или поделитесь в социальных сетях.

Так же на эту тему Вы можете почитать:

infbiznull.ru

§ 4. Управление компьютером

       

      Ключевые слова:
      • программное обеспечение
      • документ
      • рабочий стол
      • указатель мыши
      • меню
      • окно

Программы и документы

Чтобы компьютер мог работать, ему необходимы наборы инструкций — программы. Совокупность всех программ составляет программное обеспечение компьютера.

Обязательная часть программного обеспечения — операционная система (ОС). ОС — это особый пакет программ, управляющих работой компьютера и обеспечивающих взаимодействие между человеком и компьютером.

В настоящее время наиболее распространёнными ОС являются Windows, MacOS и Linux (рис. 7).

Рис. 7

Выясните, какая операционная система установлена на компьютерах, к которым вы имеете доступ в школе или дома.

Конкретные задания (ввод текста, рисование, вычисления и другие) выполняются на компьютере с помощью прикладных программ, или приложений — текстовых редакторов, графических редакторов, редакторов презентаций и т. д. При этом создаются документы — картинки, письма, приглашения, доклады и т. д.

Рабочий стол

Дома у каждого из вас есть рабочий стол. Там вы готовите домашние задания, рисуете, клеите. На своём рабочем столе вы располагаете необходимые для работы учебники, тетради, ручки, карандаши, линейку, ножницы.

Изображение на экране монитора готового к работе компьютера также называется рабочим столом. Рабочий стол может быть однотонным, содержать рисунок или фотографию.

На рабочем столе могут размещаться небольшие картинки — значки. Они обеспечивают быстрый доступ к объектам — различным устройствам и программам компьютера, а также текстам, рисункам и другим документам, созданным с помощью компьютерных программ.

На рис. 8 представлен вид рабочего стола в ОС Windows 7.

Рис. 8

Значок Компьютер обеспечивает доступ к различным устройствам компьютера. В Корзину отправляется «мусор» — всё то, что уже не нужно хранить в памяти компьютера.

На рабочем столе можно раскрывать окна работающих программ.

Как правило, в нижней части рабочего стола располагается панель задач. На ней размещается кнопка Пуск. Кроме того, на панели задач отображается в виде кнопки каждая работающая программа.

Сравните вид рабочего стола на рис. 8 и рабочего стола на компьютере, к которому вы имеете доступ в школе или дома. Найдите общее и укажите различия.

Управление компьютером с помощью мыши

Для работы с программами и устройствами компьютера используются различные графические элементы управления, на которые можно воздействовать с помощью мыши.

Как правило, у мыши две кнопки — левая и правая. Указательный палец у правши располагается на левой кнопке, потому что она является основной. Если с мышью работает левша, функции правой и левой кнопок можно поменять.

Образом мыши на экране является указатель мыши. Обычно он имеет форму стрелки, хотя иногда его форма может быть и другой. На рисунке 9 приведены примеры форм указателя мыши.

Рис. 9

Если, например, указатель имеет форму маленьких песочных часов, это означает, что компьютер занят выполнением какой-то операции.

Если указатель мыши принимает вид перечёркнутого круга, это означает, что выполняемая операция в этом случае невозможна. Подумайте, не встречался ли вам подобный знак в другой ситуации.

Движение указателя по экрану соответствует движению мыши по коврику. Чтобы «нажать» нарисованную кнопку, следует навести на неё указатель, а потом щёлкнуть левой кнопкой мыши — быстро её нажать и отпустить. В момент щелчка в компьютер передаётся информация.

Для того чтобы успешно управлять экранными объектами, нужно уметь выполнять следующие действия с мышью:

  • перемещение указателя мыши;
  • щелчок левой кнопкой мыши;
  • щелчок правой кнопкой мыши;
  • двойной щелчок (два быстрых последовательных щелчка);
  • перетаскивание объекта с помощью мыши (перемещение мыши при нажатой левой кнопке).

Если в дальнейшем не будет сказано, какой кнопкой надо выполнить щелчок, речь будет идти о левой кнопке. Если надо использовать правую кнопку, то будем указывать это особо.

Приёмы работы с мышью наглядно демонстрируются в анимации «Основные манипуляции мышью», размещённой в Единой коллекции цифровых образовательных ресурсов (sc.edu.ru).

О том, какими были первые компьютерные мыши, как они работают, рассказано в материалах электронного приложения к учебнику.

Главное меню. Запуск программ

Очень удобно управлять компьютером, выбирая нужную команду из заранее заготовленных вариантов — меню. Вам, конечно, знакомо это слово. Меню (перечень всех блюд) ежедневно вывешивается в школьной столовой. Программа телепередач, театральная афиша, оглавление книги — всё это разновидности меню.

Компьютерные меню состоят из команд, которые можно выбирать.

Щелчком на кнопке Пуск (меню Пуск) пользователь даёт команду компьютеру открыть главное меню. На рисунке 10 представлен вид главного меню в ОС Windows 7.

Рис. 10

Для выбора пункта меню следует подвести к этому пункту указатель мыши и щёлкнуть левой кнопкой.

Важный пункт главного меню — Все программы. Щёлкнув на нём мышью, можно увидеть названия программ, установленных на вашем компьютере. Обратите внимание на группу программ Стандартные. Там находятся простейший текстовый редактор Блокнот, графический редактор Paint, текстовый редактор WordPad.

Сравните вид главного меню на рисунке и главного меню на компьютере, к которому вы имеете доступ в школе или дома. Найдите общее и укажите различия.

Чтобы запустить программу, необходимо щёлкнуть на её названии — на рабочем столе откроется окно программы (рис. 11).

Рис. 11

Что можно выбрать в компьютерном меню

Различают (по способу перехода к ним) раскрывающиеся и контекстные меню.

Чтобы открыть раскрывающееся меню, щёлкают на его названии в строке меню. Контекстное (всплывающее) меню какого-либо объекта вызывается щелчком правой кнопкой мыши на этом объекте.

Любое меню содержит список команд, которые можно дать компьютеру. Выбор команды производится щелчком кнопкой мыши. Пункт меню, изображённый серым цветом, недоступен. Если на нём щёлкнуть, ничего не произойдёт.

Рядом с некоторыми пунктами меню имеются дополнительные символы.

Чёрный треугольник-стрелка означает, что данный пункт открывает вход в следующее меню.

Многоточие после пункта означает, что перед выполнением команды у пользователя будет запрошена дополнительная информация.

Флажок («галочка»), стоящий перед пунктом меню, означает, что этот пункт уже выбран (включён). Щелчок на нём позволяет его отключить.

Некоторые пункты меню кроме названия команды содержат обозначения клавиатурных комбинаций. Это означает, что данный пункт можно вызвать не только мышью, но и одновременным нажатием указанных клавиш клавиатуры.

При выборе пункта меню, в котором за именем команды следует многоточие, открывается диалоговое окно (рис. 12). Оно позволяет передать компьютеру более подробную информацию о сделанном выборе с помощью элементов управления: полей ввода, списков и раскрывающихся списков, переключателей, флажков, вкладок, кнопок и др.

Поле ввода. В поле ввода пользователь заносит требуемую информацию с помощью клавиатуры. Чтобы начать ввод, надо щёлкнуть в поле кнопкой мыши и после того, как в поле появится курсор в виде вертикальной черты, начать набор. По окончании набора надо нажать клавишу Enter,

Список. Это перечень значений, из которых следует выбрать одно нужное. Элемент списка выбирается щелчком на нём. Длинный список имеет полосу прокрутки.

Рис. 12

Раскрывающийся список. Такой список открывается щелчком на раскрывающей кнопке.

Переключатель. Он устанавливается или снимается щелчком мышью. При его включении в центре кружка появляется чёрная точка. Включение другого переключателя выключает первый.

Флажок. Он устанавливается или снимается щелчком мышью. Установленный флажок отмечен «галочкой».

Вкладки. Иногда элементов управления бывает так много, что они не помещаются в диалоговом окне. Такие диалоговые окна делят на разделы, называемые вкладками. Каждую вкладку можно рассматривать как отдельную страницу диалогового окна.

Командные кнопки. Все диалоговые окна содержат кнопки. Часто на кнопках написаны команды, например Сохранить или Открыть. Чтобы воспользоваться командной кнопкой, на ней необходимо щёлкнуть.

Наиболее часто встречаются командные кнопки ОК и Отмена. Закончив настройку элементов управления диалогового окна, можно щелчком на кнопке ОК дать компьютеру команду ввести в действие сделанные изменения. Для закрытия диалогового окна без внесения выполненных изменений служит командная кнопка Отмена.

Более прочно усвоить назначение основных элементов управления поможет вам просмотр анимации «Элементы интерфейса», размещённой в Единой коллекции цифровых образовательных ресурсов (sc.edu.ru).

Самое главное

Программное обеспечение — это совокупность всех программ компьютера.

Прикладные программы (приложения) — это программы, с помощью которых на компьютере выполняются конкретные задания: ввод текста, рисование, вычисления и другие.

Рабочий стол — это изображение на экране монитора готового к работе компьютера.

На рабочем столе размещаются небольшие картинки — значки, обеспечивающие быстрый доступ к объектам — различным устройствам и программам компьютера, а также текстам, рисункам и другим документам.

Работающая программа занимает на рабочем столе прямоугольную область, которая называется окном. Основными элементами окна являются: строка заголовка, сворачивающая, разворачивающая и закрывающая кнопки, строка меню, рабочая область, полосы прокрутки, рамка окна.

Взаимодействие пользователя с программами и устройствами компьютера может осуществляться с помощью мыши. Образом мыши на экране является указатель мыши.

Управлять компьютером можно, выбирая нужную команду из заранее заготовленных вариантов — меню.

При выборе пункта меню, в котором за именем команды следует многоточие, открывается диалоговое окно. Оно позволяет передать компьютеру более подробную информацию о сделанном выборе с помощью следующих элементов управления: полей ввода, списков и раскрывающихся списков, переключателей, флажков, вкладок, кнопок.

Вопросы и задания

  1. Что вы понимаете под программным обеспечением компьютера?
  2. Для чего нужна операционная система? Как называются операционные системы, установленные на компьютерах в классе или у вас дома?
  3. Какие программы называют прикладными?
  4. Опишите рабочий стол компьютера. Перечислите его основные элементы.
  5. С помощью чего обеспечивается быстрый доступ к различным устройствам и программам компьютера?
  6. Какие значки чаще всего присутствуют на рабочем столе? Для чего они предназначены?
  7. Какие графические элементы управления вам известны?
  8. Для чего нужна мышь?
  9. Что является образом мыши на экране?
  10. От чего зависит форма указателя мыши?
  11. Каким образом осуществляется управление компьютером с помощью мыши?
  12. Как называется прямоугольная область на рабочем столе, занимаемая работающей программой?
  13. Перечислите основные элементы окна программы.
  14. Windows — название одного из семейств наиболее распространённых операционных систем. Узнайте, как переводится это слово на русский язык. Какие ассоциации у вас возникли?
  15. Как осуществляется управление компьютером с помощью меню?
  16. Как выглядят недоступные в текущий момент пункты меню?
  17. Как выглядят пункты меню, выбор которых приводит к появлению диалоговых окон?
  18. Для чего нужны диалоговые окна?
  19. Перечислите основные элементы управления, имеющиеся в диалоговых окнах.
  20. Как узнать, какое действие можно выполнить с компьютерным объектом?
  21. Придумайте и изобразите своё диалоговое окно, подобное изображённому в учебнике окну «Мой новый компьютер». Постарайтесь использовать не менее четырёх элементов управления.

Компьютерный практикум

Работа 2 «Вспоминаем приёмы управления компьютером»

tepka.ru

Компьютер для тех,кому за 50.

Как выделить один или несколько значков на Рабочем экране.

Прежде, чем что-то сделать с объектом, его надо выделить.

Объектами могут быть не только значки Рабочего стола, но и фрагменты текста редактора Word, ячейки, столбцы, строки таблиц и т. п.

Для того чтобы выделить один значок, щелкните на нем мышкой (левой кнопкой, как договорились!). Значок меняет цвет, т.е. становится выделенным! При стандартной настройке Рабочего стола это синий цвет. Для того чтобы отменить (снять) выделение, щелкните на свободном месте Рабочего стола (и снова левой кнопкой!).

Если значки расположены как бы прямоугольником,то их можно выделить следующим образом: Щелкнуть на значке, который находится в любом углу прямоугольника, например, в верхнем левом. Зажать клавишу Shift на клавиатуре.

Не отпуская этой клавиши, щелкнуть на значке, который расположен в противоположном (в данном случае нижнем правом) углу этого мысленного прямоугольника.

Для того чтобы выделить несколько значков, расположенных не подряд (врозь): Зажмите клавишу Ctrl и не отпускайте палец с кнопки, пока не завершите выделение всех значков. Клавиши Ctrl расположены симметрично в нижнем правом и левом углах клавиатуры. Клавиши Shift и Alt – тоже парные. Щелкните на первом значке, затем на втором и так далее. Старайтесь не смещать (!!) мышь при щелчках, иначе на столе появятся копии значков-ярлычков. А если это все-таки произошло, удалите копии ярлычков.  

Как “вскрыть” значок

Как вы уже знаете, каждый значок обозначает либо часто используемую программу, либо папку с документами, либо документ-файл. (Чтобы все необходимое было под рукой)

Как, например, открыть Корзину, чтобы увидеть ее содержимое?

  • Установите курсор мыши на значке Корзины.
  • Дважды щелкните левой кнопкой (интервал между щелчками короткий) Старайтесь не смещать (!) мышь при двойном щелчке. Если это все-таки произошло, снова повторите двойной щелчок на значке Корзины (цвет значка при этом не имеет значения).

В результате двойного щелчка открывается окно программы “Корзина”. Корзина может либо оказаться пустой, либо там находятся удаленные объекты.

Закройте окно Корзины, щелкнув на кнопке с крестиком в верхнем правом уголке окна.

Любой объект можно открыть, дважды щелкнув левой кнопкой на его значке, будь то значок папки, файла или программы.

Как переместить значок.

На обычном столе мы перекладываем предметы с места на место руками, а на компьютере – с помощью мыши.

Для того чтобы переместить значок на другое место:

  • Установите курсор мыши на значке.
  • Зажмите левую кнопку мыши и, не убирая пальца с кнопки (удерживая ее зажатой), перемещайте курсор мыши на новое место Рабочего стола. При этом значок тоже начнет передвигаться в указанном направлении. Если при выполнении этого шага случайно появится окно, закройте его, щелкнув в верхнем правом уголке окна на кнопке с изображением крестика. Начните снова с первого пункта.
  • Отпустите левую кнопку.
  • Снимите выделение со значка, щелкнув (все той же левой кнопкой!) на свободном месте Рабочего стола.

Попробуйте, например, перетащить значок Корзинки в нижний правый угол экрана. Не волнуйтесь: от того, как расположены значки, ровным счетом ничего не меняется. 

Как удалить значок с Рабочего стола.

С помощью правила Правой кнопки мыши. Просто “выкинуть” в мусорную корзину.

  • Щелкните правой кнопкой мыши (не дергая мышь!) на значке удаляемого значка, чтобы получить ответ на вопрос “Как удалить?”.
  • Перемещайте курсор мыши по контекстному меню сверху вниз, не ленитесь читать вслух названия команд, не пропуская ни одной строчки! И где-то ближе к концу списка обнаружите команду Удалить.
  • Выполните эту команду, щелкнув левой кнопкой по строке с ее названием.
  • Подтвердите удаление, щелкнув на кнопке ОК появившегося диалога.

Значка как будто и не бывало! Не волнуйтесь, он еще “жив” и находится в Корзине, а значит, его можно оттуда “вынуть” 

Вопросы для самоконтроля.

  • Как называется процесс, который происходит после включения компьютера?
  • Под управлением какой программы работает любой компьютер?
  • Чем является программа Windows?
  • Какую кнопку на клавиатуре называют “спасательной”?
  • Как называется весь экран Windows?
  • Как правильно держать мышь?
  • Что можно сделать с помощью левой кнопки мыши?
  • Как еще называются значки на Рабочем столе?
  • Сколько может быть значков на Рабочем столе?
  • Как выделить один значок?
  • Как снять выделение?
  • Как выделить несколько значков, если они составляют как бы прямоугольник?
  • Как выделить несколько значков, если они расположены не подряд (врозь)?
  • Как перетащить значок на новое место?
  • На какой вопрос “отвечает” правая кнопка мыши?
  • Где надо щелкать правой кнопкой мыши?
  • Сформулируйте Первое правило – правило Правой кнопки мыши.
  • Почему нельзя смещать мышь при щелчке правой кнопкой? Что делать, если это все-таки произошло?
  • Что такое контекстное меню? Как следует читать список команд этого меню?
  • Что значит выполнить команду?
  • Можно ли удалить значок с Рабочего стола с помощью правой кнопки мыши?
  • Куда попадает удаленный объект?
  • Что такое Корзина? 

Понравился наш сайт? Присоединяйтесь или подпишитесь (на почту будут приходить уведомления о новых темах) на наш канал в МирТесен!

komu-za-50.mirtesen.ru

Тема 2.3: Компьютер как исполнитель команд. Программный принцип работы компьютера. Примеры компьютерных моделей различных процессов

Алгоритм –последовательность действий, описывающая процесс преобразования объекта из начального состояния в конечное, записанная с помощью понятных исполнителю команд.

Исполнителем алгоритма может быть человек или автоматическое устройство – компьютеры, роботы, станки, спутники, сложная бытовая техника и даже детские игрушки. Каждый алгоритм создается в расчете на вполне конкретного исполнителя.

Компьютер, как исполнитель, любую работу выполняет по программе. Программы пишут люди, а компьютер формально их выполняет.

Разработчики систем искусственного интеллекта пытаются научить машину, подобно человеку, самостоятельно строить программу своих действий, исходя из условия задачи.

Ставится цель превращения компьютера из формального исполнителя в интеллектуального исполнителя.

Работа обоих исполнителей состоит из четырёх блоков, но формальный исполнитель работает по уже готовой программе, а интеллектуальный – сам составляет программу и получает результат.

Информация для компьютера - данные, представленные в форме, приемлемой для её передачи и обработки на компьютере.

Для работы с данными компьютеру необходимы инструкции (команды, правила действия). Команды формируются в перечень команд.

Алгоритм – это последовательность действий (команд) для достижения цели.

В XIX веке английским математиком и инженером Чарльзом Бэббиджем был разработан проект вычислительной машины, которая предназначалась для автоматического проведения длинных цепочек вычислений. Главной особенностью конструкции этой машины является программный принцип работы.

Чарльза Беббиджа считают изобретателем компьютера – он впервые соединил механический арифмометр с идеей программного управления.

По своему назначению компьютер – это универсальный прибор для работы с информацией.

В основу работы компьютеров положен программный принцип управления. Любой компьютер представляет собой автоматическое устройство, работающее по заложенным в него программам.

Первая вычислительная машина, способная хранить программу в своей памяти, разрабатывалась в 1943—1948 гг. в США под руководством Джона Мочли и Преснера Экерта.

В 1945 г. к работе был привлечен знаменитый математик Джон фон Нейман, который сформулировал общие принципы функционирования универсальных вычислительных устройств.

Первый компьютер, в котором были полностью реализованы эти принципы, был построен в 1949 г. английским исследователем Морисом Уилксом. Изменяется элементная база, компьютеры становятся все более и более мощными, но до сих пор большинство из них соответствуют тем принципам, которые изложил в своем докладе в 1945 г. Джон фон Нейман.

Согласно фон Нейману, ЭВМ состоит из следующих основных блоков:

- арифметико-логическое устройство, выполняющее арифметические и логические операции;

- устройство управления, которое организует процесс выполнения программ;

- запоминающее устройство, или память, для хранения программ и данных;

- внешние устройства для ввода-вывода информации.

В современных компьютерах это:

- память (запоминающее устройство — ЗУ), состоящая из перенумерованных ячеек;

- процессор, включающий в себя устройство управления (УУ) и арифметико-логическое устройство (АЛУ);

- устройство ввода;

- устройство вывода.

Эти устройства соединены между собой каналами связи, по которым передается информация.

Функции памяти: - прием информации из других устройств; - запоминание информации; - выдача информации по запросу в другие устройства машины. Функции процессора: - обработка данных по заданной программе путем выполнения арифметических и логических операций; - программное управление работой устройств компьютера.

Одна часть процессора, которая выполняет команды, называется арифметико-логическим устройством, а другая его часть, выполняющая функции управления устройствами, — устройством управления. Обычно эти устройства выделяются чисто условно, конструктивно они не разделены.

В составе процессора имеется ряд специализированных дополнительных ячеек памяти, называемых регистрами. Регистр выполняет функцию кратковременного хранения числа или команды. Основным элементом регистра является электронная схема, называемая триггером.

Регистр представляет собой совокупность триггеров, связанных друг с другом определенным образом общей системой управления.

Существует несколько типов регистров, отличающихся видом выполняемых операций. Некоторые важные регистры имеют свои названия, например:

- сумматор — регистр АЛУ, участвующий в выполнении каждой операции;

- счетчик команд — регистр УУ, содержимое которого соответствует адресу очередной выполняемой команды. Он служит для автоматической выборки программы из последовательных ячеек памяти;

- регистр команд — регистр УУ для хранения кода команды на период времени, необходимый для ее выполнения. Часть его разрядов используется для хранения кода операции, остальные — для хранения кодов адресов операндов.

Компьютер является универсальным исполнителем по обработке информации. Значит, для него, как для любого исполнителя, существует определённая система команд (СКИ). Такая система команд для компьютера называется языком машинных команд (ЯМК)

Программа для компьютера – это алгоритм, разработанный на ЯМК. Или, Программа управления компьютером – это последовательность команд ЯМК, где каждая команда – директива для процессора на выполнение определённого действия.

Рассмотрим этапы выполнения программы.

Согласно принципам Джона фон Неймана, программа во время её исполнения и данные, которые она обрабатывает, находятся в оперативной памяти (принцип хранимой в памяти программы). Процессор исполняет программу начиная с первой команды и заканчивая последней.

- Какое основное свойство оперативной памяти? (энергозависимость, работает с данными, активными в текущий момент времени)

Какие есть особенности в восприятии информации человеком и компьютером? (человек воспринимает информацию с помощью органов чувств, в виде знаков и сигналов, а компьютер воспринимает информацию в виде цифр (0 и 1).)

- Как сделать так, чтобы программа, написанная человеком была понятна компьютеру? (нужен способ перевода)

Для компьютера вся информация должна быть представлена в двоичных кодах, т.е. необходим способ перевода. Такой способ перевода называется трансляцией, а выполняет это транслятор.

Вывод: Устройством, которое обрабатывает информацию в компьютере, является процессор, следовательно, алгоритм должен использовать систему команд процессора, или другими словами записан на машинном языке, представляющем собой последовательности нулей и единиц

Сначала программисты, работавшие на компьютерах первого поколения (50-е – 60-е г.г.), составляли программы на ЯМК (в двоичных кодах), но это довольно сложная работа, поэтому для облегчения программирования были созданы языки программирования высокого уровня (ЯПВУ) - это искусственно созданные языки с несколькими десятками слов (операторов) и строгими правилами синтаксиса. Составление программ на ЯПВУ намного проще. Примеры ЯПВУ: Фортран, Паскаль, Бейсик, Си и др.

Для того чтобы процессор мог выполнить программу, написанную на языке программирования, она и данные с которыми она работает должны быть загружены в оперативную память. Программа написана и загружена в оперативную память и для того чтобы процессор ее выполнил в оперативной памяти, должна быть еще и программа переводчик (транслятор), который переводит программу с языка высокого уровня на язык машинных команд

Таким образом, цепочка событий от составления программы на ЯПВУ до получения результатов решения задачи выглядит так

Человек всегда должен понимать ограниченность возможность компьютера как исполнителя, необходимость предусмотреть все тонкости команд, поручаемых компьютеру. Человек разрабатывает алгоритм, записывает его на ЯПВУ и анализирует результаты выполнения программы.

Компьютер является формальным исполнителем программ.

Итак, компьютер не может обойтись без программы и исходных данных, подготовить их может только человек.

Поэтому можно говорить, что решение задач компьютером - это формальное исполнение алгоритма (программы), а компьютер является формальным исполнителем.

Компьютер может быть использован для решения самых разнообразных задач, поэтому, исходя из условия задачи, человек решает, каким программным средством пользоваться. Если в состав ПО входят программы, подходящие для решения задач человека, то удобнее ими воспользоваться (текстовый редактор, электронные таблицы, базы данных, презентации).

В случае, если нельзя воспользоваться готовым программным обеспечением, приходится прибегать к программированию (операционные системы, доработка ОС, трансляторы, драйверы, архиваторы, антивирусы).

studopedia.su


Смотрите также