Электронно-вычислительная машина (стр. 2 из 6)
Определяя назначение каждого устройства, схема не указывает способы изготовления, принципы работы устройств и методы связи между ними.
Принципы, которые определяют соединение устройств или их внутреннее устройство, называют архитектурой.
2.2 Основные устройства компьютера и их свойства
Почти все современные компьютеры сконструированы на основе шинной архитектуры. Согласно этой архитектуре различные устройства связываются между собой с помощью общего канала — шины. В некоторых случаях ее называют магистралью. К общему каналу подключаются различные устройства (процессор, оперативная память и т. д.). С шиной они часто соединены специальными устройствами-посредниками — контроллерами и адаптерами (рис. 2).
Рис.2
К одному контроллеру может присоединяться несколько устройств, работающих по известным ему стандартам. Контроллеры бывают самые разные — для подключения внешних устройств ввода-вывода, дисков и т. д.
Современные ЭВМ собираются из ультрабольших интегральных схем (УБИС). УБИС — это небольшие пластинки кремния, на которых вкраплениями других материалов созданы отдельные логические элементы. Такие элементы уложены очень плотно, что позволяет разместить на небольшой пластинке сложную схему.
Существует огромное количество микросхем для различных применений. Для решения конкретной задачи их часто выпускают целыми наборами — чипсетами (chipset).
Микросхемы собираются на платах — пластинах непроводящего материала, на которых закреплены проводники. К проводникам присоединяются микросхемы (припаиваются или вставляются в заранее припаянные разъемы).
Современные компьютеры конструируют, исходя из двух основных принципов: блочно-модульного и принципа открытой архитектуры.
Блочно-модульный принцип заключается в том, что отдельные по своим функциям устройства выполняются в виде отдельных модулей.
Принцип открытой архитектуры означает, что конструкторы ЭВМ предоставляют информацию о том, как разрабатывать устройства для нового компьютера.
Современные компьютеры собирают из отдельных частей, как конструктор, причем устройства стараются выполнять в виде отдельных модулей, а их контроллеры — в виде плат.
Некоторые основные устройства (сама шина, основные контроллеры и т. д.) собирают в одном модуле — материнской плате. Остальные устройства подключаются к материнской плате через специальные разъемы.
Если какое-то устройство выходит из строя, то весь компьютер, как правило, не ремонтируется, а заменяется только сломанный модуль. Если нужно подключить новое устройство, то можно разработать новый модуль-контроллер и встроить его в уже существующую ЭВМ.
Многие современные устройства и контроллеры — почти компьютеры. Они содержат свои процессоры, оперативную память, хранят и выполняют небольшие программы. Только это специализированные компьютеры, например, для вывода сложных изображений на экран.
3 ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
3.1 Типы программного обеспечения
Для обработки информации компьютеру требуется последовательность команд преобразования информации — программа.
Программы необходимы для функционирования ЭВМ. Без них компьютер не работает и абсолютно бесполезен.
Каждый процессор имеет свой набор команд, т. е. множество операций, которые он «умеет» выполнять. Эти операции записываются в двоичном коде и для выполнения должны находиться в оперативной памяти.
Для первых ЭВМ все программы писались в двоичном коде. Причем для решения каждой задачи такая программа составлялась и вводилась в память отдельно. После выполнения ее стирали и вводили новую.
Сейчас, когда память достаточно дешева и доступна, применяют другой подход. Программы для компьютеров не стирают после выполнения, а накапливают.
Набор программ, который разработан для компьютера, называют его программным обеспечением.
Программное обеспечение (ПО) можно разделить на классы: системное, прикладное, а также класс сред для разработки программ.
Системное программное обеспечение — программы, которые обеспечивают работу других программ. Они позволяют хранить библиотеку программ, находить нужные и запускать их на выполнение, а также распределять ресурсы между ними во время работы.
Прикладное программное обеспечение — программы, которые предназначены для решения конкретных прикладных задач: редактирования текста или графики, выполнения каких-то расчетов и т. д.
Среды для разработки программ — специальные программы, позволяющие создавать новые системные и прикладные программы.
Самая важная часть системного программного обеспечения собрана в комплексе программ, который называется операционной системой (ОС).
Операционная система выполняет следующие функции:
• обеспечивает запуск программ;
• распределяет ресурсы компьютера между программами во время работы;
• предоставляет другим программам возможности работы с различными устройствами;
• предоставляет средства организации интерфейса пользователя.
В состав современных операционных систем, как правило, входят несколько подсистем, основные из которых здесь перечислены:
• подсистема управления процессами;
• файловая подсистема;
• драйверы — специальные программы, стандартизирующие работу с аппаратурой;
• функции для организации взаимодействия программ с пользователем;
• служба безопасности — разграничения прав доступа.
Самые распространенные в настоящее время операционные системы — системы Windows фирмы Microsoft.
Большинство компьютерных программ взаимодействуют с пользователем.
Интерфейс — способ взаимодействия пользователя с компьютером, т. е. правила, по которым отдаются команды и показываются результаты их выполнения.
В настоящее время чаще всего используется оконно-графический интерфейс, когда работа организуется с помощью окон, изображенных на экране.
Самая важная для пользователя часть операционной системы — работа с внешней памятью, т. е. с хранилищем программ и данных.
Самой крупной логической единицей внешней памяти в системе Windows является том. Как правило, его по традиции называют диском. На больших носителях может быть не один, а несколько томов — логических дисков, т. е. том не всегда является физическим устройством. В операционных системах Windows каждый том обозначается большой буквой латинского алфавита.
Внутри тома информация организована в файловую систему.
Файловая система — способ организации хранения информации на носителях внешней памяти. Обеспечением работы с ней в операционной системе занимаются специальные компоненты.
Файл — область внешней памяти, обозначенная именем. Правила именования и выделения областей зависят от конкретной операционной системы.
В системе Windows имя файла состоит из двух частей, разделенных точкой: само имя файла и его расширение. Например, в имени файла name.txt само имя — это name, а буквы txt обозначают, что файл является текстовым. Имена файлам рекомендуется давать, учитывая их содержимое, так чтобы по названию можно было понять, какую информацию содержит файл.
В операционных системах Windows в имени файла может быть до 250 символов. Это могут быть символы русского и латинского алфавитов, цифры и некоторые знаки препинания. В именах файлов нельзя использовать символы «/», «\», «*», «,», «:», «?», «"», «<», «>», «½» они используются для записи команд.
Файлы различаются между собой не только именами, но и содержимым. В зависимости от типа содержимого файлам дают различные расширения. Некоторые распространенные расширения перечислены ниже.
| Расширение | Содержимое |
| ЕХЕ | Программа, выполняемая операционной системой |
| Расширение | Содержимое |
| СОМ | Программа в старом формате |
| SYS | Часть операционной системы |
| DLL | Библиотека функций для разных программ |
| ВАТ | Команды для операционной системы |
| DOC | Документ |
| ТХТ | Текстовый файл |
| BMP GIF JPG | Изображения |
Одно и тоже содержимое может быть записано в файлы с различным расширением, и файлы при этом будут отличаться форматом файла.
Формат файла — правила хранения информации в файле.
Вообще, многие расширения — это сокращенные названия форматов.
Жестких правил на названия расширений нет, и каждый разработчик может придумать свой формат файла и расширение для него. Тем не менее рекомендуется придерживаться общепринятых стандартов и не давать файлам своего собственного формата названия с известным расширением.
Каталогом называют специальный файл, в котором операционная система хранит информацию о других файлах (в частности, о других каталогах). На каждом устройстве есть так называемый корневой каталог — основной каталог диска.
Для большей понятности каталоги в операционной системе Windows называют папками.
Чтобы точно указать местонахождение файла используется путь файла.
Путь к файлу — указание точного местоположения файла. В нем слева направо последовательно указываются том (диск), на котором находится файл, и все папки, которые нужно раскрыть, чтобы добраться до файла. После тома ставится двоеточие, потом косая черта. Папки разделяют косой чертой. Например, C:\Windows\Mon документы.
Полное имя файла включает в себя путь к файлу и само имя файла.
Например, C:\Windows\Moи документы\ workl.doc — полное имя файла workl.doc, лежащего в папке «Мои документы» на диске С.