Во время выполнения вычислений часто бывает необходимо сохранить промежуточные данные для их дальнейшего использования. Производительность многих компьютеров в значительной степени определяется скоростью, с которой они могут читать и писать значения в (из)памяти и её общей ёмкости. Первоначально компьютерная память использовалась только для хранения промежуточных значений, но вскоре было предложено сохранять код программы в той же самой памяти (архитектура фон Неймана, она же «принстонская»), что и данные. Это решение используется сегодня в большинстве компьютерных систем. Однако для управляющих контроллеров (микро-ЭВМ) и сигнальных процессоров более удобной оказалась схема, при которой данные и программы хранятся в различных разделах памяти (гарвардская архитектура).
Программирование
компьютер информация вычислительный машина
Способность машины к выполнению определённого изменяемого набора инструкций (программы) без необходимости физической переконфигурации является фундаментальной особенностью компьютеров. Дальнейшее развитие эта особенность получила, когда машины приобрели способность динамически управлять процессом выполнения программы. Это позволяет компьютерам самостоятельно изменять порядок выполнения инструкций программы в зависимости от состояния данных. Первую реально работающую программируемую вычислительную машину сконструировал немец Конрад Цузе в 1941 году.
Файлы и папки вашего компьютера. Виды файлов. Умное хранение файлов
При помощи вычислений компьютер способен обрабатывать информацию по определённому алгоритму. Решение любой задачи для компьютера является последовательностью вычислений.
В большинстве современных компьютеров проблема сначала описывается в понятном им виде (при этом вся информация, как правило представляется в двоичной форме — в виде единиц и нулей, хотя компьютер может быть реализован и на других основаниях, как целочисленных — например, троичный компьютер, так и нецелых), после чего действия по её обработке сводятся к применению простой алгебры логики. Поскольку практически вся математика может быть сведена к выполнению булевых операций, достаточно быстрый электронный компьютер, может быть, применим для решения большинства математических задач, а также и большинства задач по обработке информации, которые могут быть сведены к математическим.
Было обнаружено, что компьютеры могут решить не любую математическую задачу. Впервые задачи, которые не могут быть решены при помощи компьютеров, были описаны английским математиком Аланом Тьюрингом.
Источник: studwood.net
Системный блок. Урок 2
В первом уроке обучения детей компьютерной грамотности мы изучали из каких устройство состоит компьютер.
Теперь поговорим об основном элементе компьютера – системном блоке.Он состоит из множества различных устройств и компонентов
Корпус системного блока
Это коробка, чаше всего из пластика, куда устанавливаются все элементы системного блока. Корпуса могут отличаться размерами (Mini Tower, Midi Tower, Big Tower, Full Tower) и форм фактором(AT, ATX, micro ATX, mini ITX)- по сути размер материнской платы , устанавливаемой в корпус.
Материнская плата (материнка)
Плата объединяющая устройства системного блока, а также внешние устройства . На ней можно найти разъемы для подключения процессора, жесткого диска, памяти, блока питания итп а также клавиатуры, мыши, монитора …
Блок питания
Устройство снабжающее элементы компьютера электроэнергией
Процессор (проц, камень)
Это мозг компьютера. Он обрабатывает и дешифрует все данные поступающие в компьютер. Может отличаться быстродействием и количеством ядер.
Жесткий диск (хард, винчестер)
Это хранилище всей информации, всех данных созданных на компьютере. На нем также хранятся программы , которые используются для работы на компьютере. Может отличаться размером хранимой информации и скоростью чтения/записи с диска
Оперативная память
Устройство, служащее для запоминания временных данных. Каждый раз когда мы выключаем компьютер, информация, содержащаяся в оперативной памяти теряется. Может отличаться объемом и быстродействием
Видеокарта
Устройство, которое выводит данные на монитор и позволяет увидеть какое-либо изображение. Бывает встроенной в материнскую плату и внешней(дискретной). На рисунке пример дискретной видеокарты
Звуковая карта
Устройство, позволяющее прослушивать различные звуки воспроизводимые компьютером при помощи колонок, наушников или динамика. Также устройство может записывать звуки на компьютер при помощи микрофона. Бывает встроенной и внешней.
CD/DVD привод
Устройство позволяет читать и записывать данные дисков CD и DVD
Флоппи дисковод
Устройство позволяет читать и записывать данные дискет 3.5 (флоппи дискеты). Сейчас ими практически никто не пользуется, из-за малого размера (всего 1,44 Мб) и ненадежности. На смену пришли CD, DVD, USB диски.
Кардридер
Это устройство для чтения различных карт память (смарт карты, флеш карты, SD карты итп)
Устройства охлаждения (радиатор,вентилятор)
В процессе работы устройства компьютера нагреваются. И чтобы они не сломались используют вентиляторы и радиаторы для понижения их температуры. Чаще всего устройства охлаждения используют для процессоров, видеокарт, блоков питания, а также памяти.
Шлейфы и провода
Шлейфы и провода соединяют между собой устройства, например материнскую плату с жесткими диском, приводом DVD итд.
Источник: itnote-tlt.ru
Информатика 101: аппаратные средства против программных компонентов
Изучение
На чтение 6 мин Просмотров 1.4к. Опубликовано 23.04.2021
Аппаратное и программное обеспечение являются неотъемлемыми частями компьютерной системы. Компоненты оборудования — это физические части компьютера, такие как центральный процессор (ЦП), мышь, хранилище и многое другое. Программные компоненты — это набор инструкций, которые мы храним и запускаем на нашем оборудовании. Вместе они образуют компьютер.
Если вы новичок в информатике, важно разбираться в аппаратных и программных компонентах. Это основа любого путешествия по информатике.
Сегодня мы погрузимся в аппаратное и программное обеспечение и научим вас, как они связаны с памятью компьютера, процессором и многим другим.
Аппаратное обеспечение против программного обеспечения
Программное обеспечение описывает набор программ и процедур, выполняющих задачи на компьютере. Программное обеспечение — это упорядоченная последовательность инструкций, которые изменяют состояние аппаратного обеспечения компьютера. Существует три основных типа программного обеспечения:
- System software
- Programming software
- Application software
Когда вы думаете о компьютерных науках, вам, вероятно, приходит на ум программное обеспечение. Программное обеспечение — это то, что на самом деле кодируют разработчики. Затем эти программы устанавливаются на жесткий диск.
Аппаратное обеспечение — это все, что физически связано с компьютером. Например, монитор, принтер, мышь и жесткий диск — все это компоненты оборудования.
Аппаратное и программное обеспечение взаимодействуют друг с другом. Программное обеспечение «сообщает» оборудованию, какие задачи нужно выполнять, а оборудование позволяет их выполнять.
Примечание. Большинству компьютеров для работы требуется как минимум жесткий диск, дисплей, клавиатура, память, материнская плата, процессор, блок питания и видеокарта.
Программное обеспечение
Нравится статья? Прокрутите вниз, чтобы подписаться на нашу бесплатную новостную рассылку, выходящую два раза в месяц.
Компоненты оборудования
Теперь, когда мы понимаем разницу между аппаратным и программным обеспечением, давайте узнаем об аппаратных компонентах компьютерной системы. Помните: оборудование включает в себя физические части компьютера, которым управляет программное обеспечение.
Процессор
Центральный процессор (ЦП) — это физический объект, обрабатывающий информацию на компьютере. Он берет данные из основной памяти, обрабатывает их и возвращает измененные данные в основную память. Он состоит из двух подразделений:
- Блок управления (CU): контролирует поток данных из и в основную память
- Арифметико-логический блок (АЛУ): обрабатывает данные
Архитектура фон Неймана
Этот дизайн компьютерной архитектуры, созданный Джоном фон Нейманом в 1945 году, до сих пор используется в большинстве компьютеров, производимых сегодня. Архитектура фон Неймана основана на концепции компьютера с хранимой программой. Данные инструкции и программы хранятся в одной памяти.
Эта архитектура включает в себя следующие компоненты:
- Устройство управления
- Входы / Выходы
- Арифметико-логический блок (АЛУ)
- Блок памяти
- Регистры
Блоки ввода и вывода
Устройство ввода принимает входные данные из реального мира или устройства ввода и преобразует эти данные в потоки байтов. Общие устройства ввода включают клавиатуру, мышь, микрофон, камеру и USB.
Устройство вывода, с другой стороны, берет обработанные данные из хранилища ЦП и представляет их в понятном для человека виде. К распространенным устройствам вывода относятся экраны мониторов, принтеры и наушники.
Единицы хранения
После того, как данные извлечены и преобразованы, они должны быть сохранены в памяти. Единица хранения или память — это физическое пространство памяти. Он разделен на места хранения размером в байты.
Хранилище содержит миллионы байтов памяти для хранения всего, что мы хотим на нашем компьютере. Чтобы сохранить немного данных в памяти компьютера, мы используем схему, называемую защелкой, которая сохраняет предыдущий ввод, если он не сброшен. Мы можем создать схему, используя:
- S-R latch
- Gated S-R latch
- D latch
Объем памяти
В аппаратной памяти компьютера есть компоненты. Основная память или оперативная память (RAM) — это физическая память внутри компьютера. В нем хранятся данные и инструкции, к которым ЦП может получить прямой доступ. Компьютеры обычно имеют ограниченный объем оперативной памяти для хранения всех ваших данных.
Именно тогда и приходит в употребление вторичное хранилище. Вторичное хранилище увеличивает основную память и содержит данные и программы, которые не нужны немедленно.
К вторичным устройствам хранения относятся жесткие диски, компакт-диски (CD), USB-накопители и т. Д. ЦП не может получить прямой доступ к вторичным устройствам хранения.
Программные компоненты
Теперь давайте обсудим различные программные компоненты, необходимые для работающего компьютера. Помните: программное обеспечение включает в себя набор программ, процедур и подпрограмм, необходимых для работы компьютера.
Машинный язык
Компьютер может обрабатывать только двоичные данные: поток единиц и нулей. Двоичный — это язык компьютера. Инструкции для компьютера также хранятся в виде единиц и нулей, которые компьютер должен декодировать и выполнять.
язык ассемблера
Язык ассемблера — это удобочитаемый режим инструкций, который преобразует двоичный код операции в инструкцию ассемблера. ЦП не может обрабатывать или выполнять инструкции сборки, поэтому требуется кодировщик, который может преобразовывать язык ассемблера в машинный язык.
Ассемблер
Ассемблер переводит программу на ассемблере на машинный язык. Приведенный ниже фрагмент кода представляет собой программу сборки, которая печатает «Hello, world!» на экране для процессора X86.
section .data text db ‘Hello, world!’ section .text global _start _start: mov rax, 1 mov rdi, 1 mov rsi, text mov rdx, 14 syscall mov rax, 60 mov rdi, 0 syscall
Языки высокого уровня
Язык ассемблера называется языком низкого уровня, потому что он очень похож на машинный язык. Чтобы преодолеть эти недостатки, были созданы языки высокого уровня.
Эти языки называются языками программирования, и они позволяют нам создавать мощные, сложные, удобочитаемые программы без большого количества низкоуровневых инструкций. Некоторые из самых известных языков высокого уровня :
print «Hello World»
Как вы разрабатываете программное обеспечение?
Дизайн программного обеспечения — это процесс преобразования определенных требований в подходящую программу с использованием кода и языка высокого уровня. Нам необходимо правильно разработать программу и систему, которые соответствуют нашим целям.
Разработчики используют дизайн программного обеспечения, чтобы продумать все части своего кода и системы. Разработка программного обеспечения включает три уровня:
- Архитектурный дизайн: абстрактная версия программы или системы, в которой описывается, как компоненты взаимодействуют друг с другом.
- Высокоуровневый дизайн: в этой части дизайн разбивается на подсистемы и модули. Дизайн высокого уровня фокусируется на том, как система должна быть реализована.
- Детальный дизайн: в этой части рассматривается реализация. Здесь мы определяем логическую структуру каждого модуля.
Источник: bestprogrammer.ru