И все-таки нельзя отождествлять «ум компьютера» с умом человека. Важнейшее отличие состоит в том, что работа компьютера строго подчинена заложенной в него программе, человек же сам управляет своими действиями.
Данные — это обрабатываемая информация, представленная в памяти компьютера в специальной форме.
Программа — это описание последовательности действий, которые должен выполнить компьютер для решения поставленной задачи обработки данных.
Если информация для человека — это знания, которыми он обладает, то информация для компьютера — это данные и программы, хранящиеся в памяти. Данные — это «декларативные знания», программы — «процедурные знания» компьютера.
Принципы фон Неймана
В 1946 году американский ученый Джон фон Нейман сформулировал основные принципы устройства и работы ЭВМ. Описанный выше состав устройств ЭВМ и взаимодействие между ними называют архитектурой фон Неймана. Для неймановской архитектуры характерно наличие одного процессора, который управляет работой всех остальных устройств. С другими принципами фон Неймана вам еще предстоит познакомиться.
Оптимизация программ на компьютере. Простые правила
Коротко о главном
Компьютер — это программно управляемое устройство для выполнения любых видов работы с информацией.
В состав компьютера входят: процессор, память, устройства ввода, устройства вывода.
В памяти компьютера хранятся данные и программы. Компьютер работает по программам, созданным человеком.
Вопросы и задания
1. Какие возможности человека воспроизводит компьютер?
2. Перечислите основные устройства, входящие в состав компьютера. Какое назначение каждого из них?
3. Опишите процесс обмена информацией между устройствами компьютера.
4. Что такое компьютерная программа?
5. Чем отличаются данные от программы?
6. Подготовьте доклад о принципах, сформулированных фон Нейманом.
ЕК ЦОР: Часть 1, глава 2, § 5. ЦОР № 5, 7.
§ 6
Компьютерная память
Основные темы параграфа:
■ внутренняя и внешняя память;
■ структура внутренней памяти компьютера;
■ программа в памяти компьютера;
■ носители и устройства внешней памяти.
Внутренняя и внешняя память
Работая с информацией, человек пользуется не только своими знаниями, но и книгами, справочниками и другими внешними источниками. В главе I «Человек и информация» было отмечено, что информацию можно хранить в памяти человека и на внешних носителях. Заученную информацию человек может забыть, а записи сохраняются надежнее.
Как отключить автозапуск программ при включении компьютера
У компьютера тоже есть два вида памяти: внутренняя (оперативная) и внешняя (долговременная) память.
Внутренняя память — это электронное устройство, которое хранит информацию пока питается электроэнергией. При отключении компьютера от сети информация из оперативной памяти исчезает. Программа во время ее выполнения хранится во внутренней памяти компьютера. Сформулированное правило относится к принципам Неймана. Это правило называют принципом хранимой программы.
Внешняя память — это различные магнитные носители (ленты, диски), оптические диски, флеш-карты памяти. Сохранение информации на внешних носителях не требует постоянного электропитания.
В современных компьютерах имеется еще один вид внутренней памяти, который называется постоянным запоминающим устройством — ПЗУ. Это энергонезависимая память, информация из которой может только читаться.
На рисунке 2.2 показан состав устройств компьютера. Стрелки указывают направления информационного обмена.
Источник: cyberpedia.su
Код ASCII
При создании компьютера Джоном фон Нейманом был разработан принцип его построения с использованием программы, которую можно было бы изменять, не меняя всей схемы вычислительной машины. Такой подход к созданию и функционированию ЭВМ получил название принцип запоминаемой программы. Такая программа предполагает совместное также хранение кодов и данных.
Работа компьютера для выполнения поставленной задачи осуществляется с помощью программ, в которых записываются команды в нужной последовательности, и которые, совместно с пользователем компьютера, обеспечивают нужную последовательность действий компьютера.
Для функционирования компьютера необходимы три основных элемента: программные средства, технические средства и человек, который управляет работой компьютера, предназначенного для выполнения задач человека.
Физические принципы работы электронных устройств ЭВМ таковы, что компьютер может воспринимать только команды, состоящие из единиц и нулей, т.е. машинный код. На начальной стадии развития ЭВМ человеку было необходимо составлять программы на языке, понятном компьютеру, в машинных кодах. Каждая команда состояла из кода операций и адресов операндов, выражавшихся в виде различных сочетаний нулей и единиц.
При таком программировании необходимо хорошо знать структуру и устройство ЭВМ. Программирование занимало много времени и созданные программы работали только на тех ЭВМ, для которых они были созданы.
Для создания более простого общения между человеком и компьютером стали создавать символические языки и соответствующие им трансляторы.
Транслятор представляет собой программу, на основе которой машина преобразует вводимые в нее программы на машинный язык.
Такая система программирования обычно включает в себя:
— библиотеки стандартных программ,
— и другие сервисные средства.
Для перевода алфавита и необходимых символов в компьютере используется код ASC11, который понимает ЭВМ. Все использованные способы представления текстовых данных сводятся к нумерации символов алфавита и хранение полученных целых числе наравне с обычными числами. Способ нумерации называется кодировкой, а числа – кодами символов. Для большинства кодировок языков, использующих алфавитную письменность достаточно 127 символов. Самая распространенная система кодирования латиницы – ASCII – использует 7 бит на символ. Другие алфавиты кодируются более сложным образом: символы алфавита получают коды в диапазоне от 128 до 255, а коды от 0 до 127 соответствуют кодам ASCII (рис.3.6)
 |
Рис. 3.4. Система кодирования ASCII (0-120 и (128-255).
Таблица 5.6. Система кодирования латиницы – ASCII
Символы с кодами от 0 до 127 построены по стандарту Американского стандартного кода обмена информацией. Вторая половина таблицы (коды 128-255) в нашей стране содержит русские буквы (кириллицу) и символы псевдографики.
Для того, чтобы определить по этим таблицам код того или иного символа, нужно сложить номер строки с номером столбца, в которых он расположен. Так код цифры 5 равен 05+048=053.
Источник: studopedia.su
14. Принцип запоминаемой программы. Программа как последовательность действий компьютера.
Для реализации принципа микропрограммируемости необходимо наличие в компьютере постоянной памяти, в ячейках которой будут постоянно храниться коды, соответствующие различным комбинациям управляющих сигналов. Каждая такая комбинация позволяет выполнить элементарную операцию, то есть подключить определенные электрические цепи и схемы.
Один набор элементарных операций обеспечит подключение одних электрических цепей и схем и выполнение определенной функции. Изменив в этом же наборе порядок следования элементарных операций, получим другую последовательность подключения электронныхсхем и выполнение уже другой функции и другого действия компьютера. Расширив этот же набор элементарных операций за счет включения других элементарных операций или увеличения количества уже используемых, получим третий вариант технической реализации и иное действие компьютера, и т.д.
Для того, чтобы выполнить элементарную операцию, необходимо задать управляющий сигнал. Как же было сказано, он храниться в ячейке постоянной памяти, имеющей совершенно определенный, конкретный адрес. Значит, достаточно задать определенную последовательность адресов, чтобы был сформирован набор управляющих сигналов для выполнения элементарных операций. Задает эту последовательность адресов микропрограмма, также хранящаяся в постоянной памяти.
Команда выполняет все действия в зависимости от того, какой код операции находится в этой команде. При реализации принципа микропрограммируемости каждой команде, а точнее коду операции, соответствует своя микропрограмма. Эта микропрограмма, состоящая из адресов ячеек, где хранятся управляющие сигналы, вызывает их на выполнение и обеспечивает подключение необходимых электрических цепей и схем.
Компью́терная програ́мма — последовательность инструкций, предназначенная для исполнения устройством управления вычислительной машины. Программа — один из компонентов программного обеспечения. В зависимости от контекста, рассматриваемый термин может относиться также и к исходным текстам программы. Компьютерные программы, как объект интеллектуальной собственности, относится к категории нематериальных активов.
15. Основные функциональные части компьютера. Взаимодействие процессора и памяти при выполнении программ.
В соответствии с принципами функционирования универсальной вычислительной машины, предложенными Фон
Нейманом, основные функциональные части компьютеров следующие: устройство ввода и вывода, устройство хранения
информации, устройство обработки информации и управляющее устройство.
Взаимодействие между ними можно упрощенно изобразить в виде схемы:
На схеме двойные стрелки соответствуют движению данных (информация в ЭВМ называется данными). Человек
вводит данные в компьютер через устройства ввода–вывода, эти данные могут храниться в устройствах хранения
информации и обрабатываться в устройствах обработки информации. Полученные результаты также могут запоминаться в устройствах хранения информации и выдаваться человеку с помощью устройств ввода-вывода. Управляющие устройства
управляют всем этим процессом, что изображено на схеме одинарными стрелками.
Так, в общих чертах, работают все ЭВМ, начиная с простейших калькуляторов и кончая суперкомпьютерами.
Основные функциональные части компьютера:
-корпус с блоком питания -мышь
-системная плата -дисковод СД-ДВД ром
-процессор -дисковод гибких дисков
-оперативная память -звуковая карта
-монитор -сетевая карта
Взаимодействие процессора и памяти при выполнении программ.
Взаимодействие процессора и памяти при выполнении команд и программ существует в том, что когда выполняется команда и программа, в процессоре память начинает прибавляться. Памяти бывают разных видов. Процессор — это такая штука, которая самая главная, и без процессора компьютер не может работать.
Когда, например, мы работаем в какой-нибудь программе или команде, мы эту программу сохраняем в памяти, если бы не было памяти, то наши программы не сохранялись. Память находится внутри процессора, и при выполнении команд и программ память играет очень большую роль. Процессор отличается от памяти тем, что в процессоре есть много других приборов, а память отличается тем, что она находится внутри процессора и она отдельная, но входит к этим же приборам.
Источник: studfile.net