Какая часть компьютера исполняет программы фактически
Компьютер— это электронно-вычислительная машина, предназначенная для передачи, хранения и обработки информации.
Любой компьютер имеет следующие главные устройства: процессор, включающий в себя устройство управления (УУ) и арифметико-логическое устройство (АЛУ); память (запоминающее устройство, ЗУ), состоящую из перенумерованных ячеек; устройство ввода; устройство вывода. Для связи основных устройств компьютера между собой используется специальная информационная магистраль, обычно называемая шиной.
Шина состоит из трех частей:
· шина адреса, на которой устанавливается адрес требуемой ячейки памяти или устройства, с которым будет происходить обмен информацией;
· шина данных, по которой собственно и будет передана необходимая информация;
· шина управления, регулирующей этот процесс (например, один из сигналов на этой шине позволяет компьютеру различать между собой адреса памяти и устройств ввода/вывода).
· обработка данных по заданной программе путем выполнения арифметических и логических операций;
· программное управление работой устройств компьютера.
Основные функциональные части компьютера
В составе процессора имеется ряд специализированных дополнительных ячеек памяти, называемых регистрами. Регистр команд выполняет функцию кратковременного хранения числа или команды; счетчик команд — регистр, содержимое которого соответствует адресу очередной выполняемой команды, служит для автоматической выборки программы из последовательных ячеек памяти; сумматор — регистр, участвующий в выполнении каждой операции.
Функции оперативной памяти:
· приём информации из процессора и других устройств;
· выдача информации по запросу в другие устройства компьютера.
При выключении компьютера, перезагрузке, случайных сбоях по питанию все содержимое оперативной памяти стирается.
Функциональное взаимодействие процессора и памяти представлено на рис. 1.
Для того чтобы произвести операцию над данными, процессор должен прочитать их из оперативной памяти и после произведения над ними определенного действия записать их обратно в память в обновленном (измененном) виде. Команды и данные идентифицируются их адресом, который, по сути, представляет собой порядковый номер ячейки памяти.
Схему устройства компьютера предложил Джон фон Нейман в 1946г, её принципы работы во многом сохранились в современных компьютерах.
Принципы Джон фон Неймана:
1. принцип программного управления (программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором друг за другом в определенной последовательности);
2. принцип однородности памяти (программы и данные хранятся в одной и той же памяти, поэтому компьютер не различает, что хранится в данной ячейке памяти — число, текст или команда. Над командами можно выполнять такие же действия, как и над данными);
3. принцип адресности (оперативная память состоит из пронумерованных ячеек и процессору в любой момент времени доступна любая ячейка).
Он также разработал концепцию запоминаемой программы. На ее основе в компьютере имеется постоянное запоминающее устройство, которое служит для хранения программ внутреннего тестирования устройств, программы настройки конфигурации (SETUP). Совокупность этих микропрограмм называется BIOS (базовая система ввода-вывода), которая реализована в виде микросхемы. Другими словами, постоянное запоминающее устройство служит для хранения программ первоначальной загрузки компьютера и тестирования его основных узлов;
Основу компьютеров образует аппаратура (Hardware), построенная, в основном, с использованием электронных и электромеханических элементов и устройств. Принцип действия компьютеров состоит в выполнении программ (SoftWare) — заранее заданных, четко определённых последовательностей арифметических, логических и других операций.
Любая компьютерная программа представляет собой последовательность отдельных команд. Команда — это описание операции, которую должен выполнить компьютер. Как правило, у команды есть свой код (условное обозначение), исходные данные (операнды) и результат.
Позиционные системы счисления
При работе с компьютерами приходится параллельно использовать несколько позиционных систем счисления, поэтому большое практическое значение имеют процедуры перевода чисел из одной системы счисления в другую.
Система называется позиционной, если значение каждой цифры (ее вес) изменяется в зависимости от ее положения (позиции) в последовательности цифр, изображающих число.
| Двоичная | Восьмиричная | Шестнадцатиричная | Десятичная |
| A | |||
| B | |||
| C | |||
| D | |||
| E | |||
| F |
Запись каждого числа, состоящего из n цифр, может быть представлено в виде суммы произведений коэффициентов на степени основания системы счисления.
Х = an-1*m n -1 +an-2*m n -2 +. +a0*m 0 +a-1*m -1 +a-2*m -2 +.
Так, в десятичной системе счисления (m=10) число 642,43 можно записать, как 642,43 =6*10 2 +4*10 1 +2*10 0 +4*10 -1 +3*10 -2 Системы счисления по основанию 2, 8 и 16 используются в машинно-ориентированных разделах программирования.
Основанием системы счисления (m) называется количество различных символов (цифр), используемых в каждом из разрядов числа для его изображения в данной системе счисления.
Существуют алгоритмы перевода чисел из одной позиционной системы счисления в другую. Арифметические действия над числами в любой позиционной системе счисления производятся по тем же правилам, что и в десятичной системе. При этом нужно только пользоваться теми таблицами сложения и умножения, которые соответствуют данному основанию m системы счисления.
Перевод десятичного числа в двоичное и т.д. немного сложнее:
В непозиционных системах счисления величина, которую обозначает цифра, не зависит от положения в числе. Арифметические действия не производятся. В большинстве таких систем в качестве символов для счёта употребляются буквы алфавита, а также дополнительные символы.
В вычислительной технике используется двоичная система исчисления, так как элементы имеют 2 состояния, их легче реализовывать, чем множество состояний. Например, триггер (это электронное устройство, обладающее способностью длительно находиться в одном из двух устойчивых состояний и чередовать их под воздействием внешних сигналов) условно принимает 2 состояния + или -, 1 или 0, Да или Нет.
Цифра двоичной системы 0 или 1 называется битом. Восемь битов называют байтом. Компьютер хранит данные в памяти именно так. Для обозначения какого- нибудь символа (цифры, буквы, запятой, точки. ) в компьютере используется определенное количество бит. Компьютер "распознает" 256 (от 0 до 255) различных символов по их коду. Этого достаточно, чтобы вместить все цифры (0 - 9), буквы латинского алфавита (a - z, A - Z), русского (а - я, А - Я), а также другие символы. Для представления символа с максимально возможным кодом (255) нужно 8 бит. Таким образом, один любой символ - это 1 байт. Так, русские буквы в двоичной форме представления данных имеют следующий вид: А - 11000001, И - 1100101), Я - 11011101.
Почему же тогда на экране мы видим текст, а не "единички-нолики"? Дело в том, что всю работу по выводу самого символа на экран (а не битов) выполняет видеокарта (видеоадаптер), которая находится в компьютере.
Стандартную таблицу символов, применяемых в компьютере, называют кодовой страницей или таблицей ASCII-кодов. Каждый символ таблицы ASCII-кодов имеет свое значение и двоичную запись. Например, пробел, то есть пустое место между символами в строке, записывается в двоичном коде как 00100000, а в таблице ASCII ему соответствует значение 032.
Полный набор таких символов включает весь алфавит из больших и маленьких букв, все десять привычных нам арабских цифр от 0 до 9, знаки препинания и математические символы, а также символы псевдографики — растры, прямоугольники, одинарные и двойные рамки, стрелки. В таблице ASCII-кодов есть еще некоторые специальные символы, управляющие работой принтера и других программ и устройств компьютерной системы, которых нет на клавиатуре. В последние годы получил широкое распространение Юникод (англ. Unicode) как альтернатива традиционным кодовым страницам. Этот стандарт кодирования символов позволяет представить знаки практически всех письменных языков, включая китайские иероглифы. В качестве окончательной величины кодового пространства Юникода было выбрано 1112064 символов.
Машинный язык и язык ассемблера
Реальная программа, которую выполняет компьютер, это последовательность единиц и нулей, связанных с памятью компьютера. Эту строку бит принято называть машинным языком. Машинный язык понимает процессор. Он извлекает команды машинного языка из памяти точно определенным способом. Затем компьютер выполняет команду, обозначенную данной конфигурацией бит.
Для облегчения написания программ был разработан язык ассемблера.
Язык ассемблера - это машинно-зависимый язык низкого уровня, в котором короткие мнемонические имена соответствуют отдельным машинным командам. Используется для представления в удобочитаемой форме программ, записанных в машинном коде. Компьютер читает программы на языке ассемблера и переводит их в машинный язык, в ту форму, которая понятна процессору. Этот процесс, называемый "ассемблированием" программы, фактически является переводом с одного языка на другой. Операцию перевода с языка ассемблера на машинный язык выполняет программа, называемая ассемблером. Язык ассемблера машинно-зависимый. Это связано с тем, что команды языка ассемблера почти один к одному переводятся в команды машинного языка, т.е. каждая команда языка ассемблера обычно преобразуется точно в одну команду машинного языка.
Поскольку машинные языки разных компьютеров различны, то различаются и языки ассемблера.
Язык ассемблера позволяет программисту пользоваться текстовыми мнемоническими (то есть легко запоминаемыми человеком) кодами, по своему усмотрению присваивать символические имена регистрам компьютера и памяти, а также задавать удобные для себя способы адресации. Кроме того, он позволяет использовать различные системы счисления (например, шестнадцатеричную) для представления числовых констант, использовать в программе комментарии и др. Программы, написанные на языке ассемблера, требуют значительно меньшего объема памяти и времени выполнения. Знание программистом языка ассемблера и машинного кода дает ему понимание архитектуры машины. Языки высокого уровня были разработаны для того, чтобы освободить программиста от учета технических особенностей конкретных компьютеров, их архитектуры. В противоположность этому, язык ассемблера разработан с целью учесть конкретную специфику процессора. Исходная программа (часто называют исходным кодом) - это написанная программистом текст компьютерной программы на каком-либо языке программирования. Объектная программа - результат перевода исходной программы в эквивалентную программу.
Процесс перевода исходного кода в объектный код выполняет программа, называемая транслятором. Трансляция программы — преобразование программы, представленной на одном из языков программирования, в программу на другом языке, равносильную первой.
Транслятор, который преобразует программы в машинный язык, принимаемый и исполняемый непосредственно процессором, называется компилятором.
Развитие и будущее компьютеров
Развитие ЭВМ делится на несколько периодов. Поколения ЭВМ каждого периода отличаются друг от друга элементной базой и математическим обеспечением. Представим развитие компьютеров в виде следующей таблицы
Однако ЭВМ пятого поколения — это ЭВМ будущего. Предполагается, что их элементной базой будут служить не СБИС, а созданные на их базе устройства с
элементами искусственного интеллекта. Для увеличения памяти и быстродействия будут использоваться достижения оптоэлектроники и биопроцессоры.
Тактовые частоты современных персональных компьютеров (ПК) превышают 3 ГГц, объемы ОЗУ свыше 4 Гбайт. Емкость накопителей на жестких дисках измеряется уже в террабайтах. Вычислительные мощности ПК просто колоссальны (хотя и остаются еще недостаточными для решения многих прикладных задач).
Чтобы определить, сколько байтов содержится в одном террабайте, следует рассмотреть следующую таблицу.
· Один Килобайт равен 2 10 Байт = 1024 Байт. (Обозначается как "Кб")
· Один Мегабайт равен 2 20 Байт = 1024 Килобайт = 1 048 576 Байт. (Обозначается "Мб").
· Один Гигабайт равен 2 30 Байт = 1024 Мегабайт = 1 048 576 Килобайт = очень много Байт..
(1024*1 048 576 на калькуляторе) (Обозначается "Мб").
· Один Терабайт равен 2 40 Байт = 1024 Гигабайт = 1 048 576 Мегабайт = . (Обозначается "Тб")
Компьютер для домашнего пользователя стал выполнять сразу три важных функции: коммуникативную (выход в интернет/локальную сеть), развивающую (обучение, выполнение профессиональной работы) и развлекательную (прослушивание музыки, просмотр кинофильмов, видеоигры).
К технологиям, способным экспоненциально увеличивать обрабатывающую мощность компьютеров, следует отнести молекулярные или атомные технологии; ДНК и другие биологические материалы; трехмерные технологии; технологии, основанные на фотонах вместо электронов, и, наконец, квантовые технологии, в которых используются элементарные частицы. Если на каком-нибудь из этих направлений удастся добиться успеха, то компьютеры могут стать вездесущими. А если таких успешных направлений будет несколько, то они распределятся по разным нишам. Например, квантовые компьютеры будут специализироваться на шифровании и поиске в крупных массивах данных, молекулярные - на управлении производственными процессами и микромашинах,
Вопросы для самопроверки
1. Каковы основные функции процессора и оперативно-запоминающего устройства
компьютера?
2. Каковы принципы работы компьютера?
3. Что понимается под командой и программой?
4. Чем отличается позиционная от непозиционной системы счисления?
5. Какие символы используются для записи чисел в двоичной системе счисления, восьмеричной, шестнадцатеричной?
6. Преобразуйте следующие десятичные числа в двоичные (восьмеричные,
шестнадцатеричные): 0, 1, 18, 25, 128.
7. Дешифруйте следующие двоичные числа, преобразовав их в десятичные: 0010, 1011, 11101, 0111, 0101.
8. Дешифруйте следующие восьмиричные числа, преобразовав их в десятичные: 777, 375, 111, 1015.
9. Дешифруйте следующие шестнадцатиричные числа, преобразовав их в десятичные: 15, A6, 1F5, 63.
10. Какая разница между машинным языком и языком ассемблера?
11. Каково назначение транслятора?
12. Что можно сказать о будущем развитии персональных компьютеров?
1. Левин А.Ш. Энциклопедия пользователя персонального компьютера.- М.:Питер, 2010. - 908 с.
2. Колисниченко Д. Самоучитель работы на компьютере. - М.:АСТ, 2010. - 414 с.
Цель урока: обобщить знания учащихся об устройства компьютера; познакомить с основными понятиями темы: программное обеспечение, его структура, прикладные программы и их назначение.
Задачи урока:
Образовательная : в результате урока учащиеся должны знать: что такое программное обеспечение, что в него входит; какие программы относятся к прикладному программному обеспечению, учащиеся должны научиться применять знания по теме урока при работе на компьютере.
Развивающая: развитие универсальных учебных навыков, таких как: информационно-коммуникационные навыки, навык самоконтроля; развитие у учащихся стремления к активной познавательной деятельности, умение работать самостоятельно и решать поставленные учебные проблемы, задачи. Развитие интеллектуальных способностей учащихся, логического мышления, творческого воображения.
Воспитательная : расширение познавательных интересов учащихся, воспитание трудолюбия, усидчивости, культуры умственного труда, интереса к изучаемому предмету, стремления к достижению значимого для себя результата; совершенствование навыков толерантности взаимоотношений.
Оборудование: компьютер, проектор, мультимедийная презентация, раздаточный материал.
Актуализация знаний игра «Умники и умницы»
Изучение нового материала с опорой на знания учащихся.
Работа с опорным конспектом.
Закрепление нового материала игра «Умники и умницы»
Создание проекта «Весна в природе»
Организационный момент
Звучит музыка Вивальди “Времена года”
Учитель . Здравствуйте. Мы начинаем урок со звуков музыки Антонио Вивальди “Времена года.”
Учитель . Звуки музыки вовлекают нас в новую тему. Скажите, благодаря какой программе мы можем слушать музыку на компьютере?
Учитель . Слушая музыку Вивальди “Времена года”, вы смотрели фото и видео весенней природы. Благодаря какой программе мы можем создать рисунок в компьютере? Учитель . Какие программы вы еще знаете?
Учитель . Вы, наверное, догадались, о чем мы будем говорить сегодня на уроке?
Тема урока: Программное обеспечение компьютера.
Учитель . Изучать новую тему мы будем по следующему плану. Посмотрите на доску. (план на доске)
Проверка домашнего задания.
1.Обобщение знаний о внешних и внутренних устройствах компьютера
1) Выполнить задание, расставив внутренние и внешние устройства компьютера в заданной схеме (тренажер «Устройство персонального компьютера»).
2) Учащиеся делятся на группы по два человека и отгадывают кроссворд «Внешние устройства компьютера».
По вертикали:
1.Устройство ввода графической, текстовой и числовой информации.
2.Универсальное устройство, предназначенное для получения, хранения, передачи и обработки информации.
3.Устройство, предназначенное для ввода звуковой информации.
По горизонтали:
Устройство вывода информации для просмотра.
Грызун на компьютерном столе столе.
Содержит от 104 клавиш.
Устройство вывода информации на бумагу.
Устройство вывода звуковой информации.
2) Обобщение знаний о внутренних устройствах компьютера
На экране появляются вопросы с вариантами ответа. Обсуждаются верные ответы и ошибки.
Вопрос №1. Как называют внутреннее устройство компьютера?
c. Архитектура (правильный ответ)
Выполнить задание, расставить внутренние устройства компьютера в заданной схеме (тренажер «Архитектура компьютера»).
Вопрос №2. Какое устройство не является внутренним устройством компьютера?
a. Материнская плата
c. Системный блок (правильный ответ)
Вопрос №3. Как называется внутренняя память компьютера?
c. Оперативная (правильный ответ)
Вопрос №4. На … расположены магистрали (шины), к которым подключаются все внутренние устройства компьютера. О каком устройстве идет речь?
b. Оперативная память
c. Материнская плата (правильный ответ)
d. Системный блок
Рассказать о компонентах материнской платы.
Вопрос №5. Какое устройство называют «мозг» компьютера?
b. Процессор (правильный ответ)
c. Материнская плата
Вопрос №6. Жесткий диск является…
a. Внешней памятью компьютера (правильный ответ)
b.Внутренней памятью компьютера
Как, по-другому, называют жесткий диск? (Винчестер)
Изучение нового материала.
Учитель . Ребята, а как вы думаете, в каких сферах деятельности человеку нужен компьютер?
Учитель . А какую работу вы выполняете на компьютере дома?
Учитель . Как вы думаете, могли бы вы работать на компьютере без программ? Учитель. Без программ любой компьютер – просто «железо». Для того, чтобы работать на компьютере необходимы не только устройства, но и программы. Программ много, каждая имеет свое назначение. Совокупность программ, хранящихся в долговременной памяти компьютера, составляют программное обеспечение (ПО)
Учитель . А как правильно говорить обеспечение. Для того, чтобы ответить на этот вопрос я попросила ученика найти это слово в словаре
Ученик . Я посмотрел в словаре. Оказывается, что правильно ставить ударение на третий слог слова “обеспечения”.
Учитель . На компьютере есть множество программ. Все программы можно разделить на три группы.
Общая схема состава программного обеспечения компьютера приведе на на рис. 4.4.
Прикладное программное обеспечение
Прикладные программы дают возможность пользователю непосредственно решать свои информационные задачи
Прикладное программное обеспечение делится на две части. К первой части относятся те программы, которые полезны большинству пользователей независимо от их профессиональных интересов. Они называются прикладными программами общего назначения. В таблице 4.1 приведе ны основные виды прикладных программ.
В последнее время за списком перечисленных видов программ закрепилось название «офисные программы». Этот список постепенно расширяет ся: появляются программы-органайзеры, несложные программы верстки макетов печатных изданий и пр.
Вторую часть прикладных программ составляют специализированные программы (профессионально ориентированные). Математики, инженеры нуждаются в программах выполняющих математические расчеты; профессиональные издатели книг в специальных
программах — издательских системах; бухгалтерам и экономистам тре буются свои программы. Фактически для любой профессии, связанной с обработкой информации, уже создано свое специализированное ПО.
К классу специализированных программ следует отнести также обуча ющие программы, с которыми, возможно, вы имели дело на уроках или дома.
Работоспособность компьютера обеспечивают программы, составляющие системное программное обеспечение (слайд ) .
Системное программное обеспечение (System Software) — это совокупность программных средств, предназначенных для поддержания функционирования компьютера и управления устройствами вычислительной системы.
Главным компонентом СПО является операционная система. (ОС)
Операционная система (ОС) — системный комплекс взаимосвязанных программ, который служит посредником при организации диалога пользователя с компьютером, управляет распределением и использованием компьютерных ресурсов, руководит работой всех аппаратных средств компьютера. От ОС зависит и качество работы ПК, и удобство работы пользователя. Поэтому не случайно по функциональным возможностям ее сравнивают с нервной системой человека.
К настоящему времени созданы сотни ОС, наиболее известные из которых :
- MS-DOS (аббревиатура сочетания Disk Operating System – дисковая операционная система) с интерфейсом командной строки, т.е. все команды пользователю приходилось набирать вручную, в командной строке (год появления 1981).
- UNIX – целое семейство ОС, предназначенных для “больших” промышленных компьютеров, (первые UNIX-системы появились уже в начале 60-х годов). Ирония судьбы: в конце 70-х гг. в разработке одной из них – Xenix – принимала участие и никому не известная тогда фирма Microsoft.
- Linux – свободно распространяемая (т.е. абсолютно бесплатная) операционная система с открытым текстом. Была создана студентом Линусом Торвальдсом в качестве дипломного проекта в 1991 году и официально выпущенная в 1994 г.,
- Windows (Windows 95, Windows 98, Windows 2000, Windows XP, Windows Vista, Windows 7).
Важная функция ОС — поддержка пользовательского интерфейса, В настоящее время общепринятым стал графический интерфейс, поддер живаемый системами меню.
Взаимодействие пользовате ля с ОС происходит по схеме:
ОС находится в состоянии ожидания команды пользователя;
пользователь отдает команду в какой-либо форме (чаще всего — че рез меню);
ОС исполняет команду или сообщает о невозможности выполнения;
ОС возвращается в состояние ожидания следующей команды по льзователя; и т. д.
Когда мы за пускаем ОС Windows , перед нами на экране дис плея возникает Рабочий стол (рис. 4.5), на котором расположено не сколько графических объектов — символических изображений тех про грамм, с которыми пользователь работает наиболее часто. Кроме того, в нижней части экрана находится панель задач, содержащая ряд кнопок для запуска программ
Меню — один из основных элементов графического интерфейса.
Операционная система — большая и очень сложная программа. Ее объем может быть настолько велик, что она целиком не уместится в оператив ной памяти. В ОС выделяется некоторая часть, которая является основой всей системы и называется ядром. В состав ядра входят наиболее часто ис пользуемые модули, например средства распределения оперативной па мяти и процессора, система прерываний и др. Программы, входящие в со став ядра, при загрузке ОС помещаются в оперативную память, где они по стоянно находятся и используются при работе компьютера. Такие программы называются резидентными программами. Остальная часть ОС хранится на жестком диске и автоматически загружается в оперативную память по мере необходимости, а затем удаляется из нее.
Следующий вид системного программного обеспечения составляет группа особых программ, называемых драйверами
Драйверы — это программы, обеспечивающие взаимодействие прикладных программ операционной системы с внешними устройствами. Именно драйверы отвечают за обработку информации, поступающей от таких устройств, как мышь, клавиатура, принтер и др.
Следующий вид системного программного обеспечения составляет большая группа программ, которые называют утилитами или сервисными программами.
Утилиты или сервисное программное обеспечение (от лат. utilitas - польза) – программы, которые либо расширяют и дополняют соответствующие возможности операционной системы, либо решают самостоятельные задачи (форматирование дисков, восстановление ошибочно удаленных файлов, дефрагментацию файлов на диске и т.п.).
Часть утилит входит в состав операционной системы, а другая часть функционирует независимо от неё, т.е. автономно. Утилиты могут распространятся как по одиночке, так и в составе больших и мощных утилитных комплексов, например, Norton Utilities.
Утилиты в зависимости от их функционального назначения, условно можно разделить на программы-архиваторы, антивирусные программы и программы обслуживания дисков и операционной системы
Архиваторы (программы-упаковщики) позволяют за счет применения специальных методов сжатия уплотнять информацию, освобождая место на носителях
Следующая группа – антивирусные программы
Антивирусные программы предназначены для предотвращения заражения компьютера компьютерными вирусами и ликвидации последствий заражения, если оно произошло. Какие антивирусные программы вам известны? Какие установлены на ваших домашних компьютерах?
И последняя большая группа программ-утилит – это программы обслуживания дисков и операционной системы
Программы обслуживания дисков отвечают за системную обработку дисковой информации. К таким программам относят:
- Программы оптимизации и контроля качества дискового пространства,
- Программы восстановления информации, форматирования, защиты данных,
- Программы для управления памятью, которые обеспечивают более гибкое использование оперативной памяти,
- Программы для записи CD-ROM, CD-RW, DVD-RW и т.д.
- Программы контроля, тестирования и диагностики, которые используются для проверки правильности функционирования устройств компьютера и обнаружения неисправностей в процессе эксплуатации, указывают причину и место неисправности, и другие программы и д.р.
Системы программирования — инструмент для работы профессиональ ных программистов. Каждая такая система ориентирована на определен ный язык программирования: Паскаль, Бейсик, Фортран, Си, Ассемблер и др. Системы программирования позволяют создавать тексты программ, отлаживать и исполнять программы. Все перечисленные выше виды ПО со здаются программистами с помощью систем программирования.
IV .Физкультминутка
V .Закрепление изученного материала.
Вопросы и задания
Дайте определение программного обеспечения.
Приведите классификацию программного обеспечения современных компью теров.
В чем принципиальное отличие прикладного программного обеспечения общего назначения от иных видов прикладного программного обеспечения?
Что включает в себя системное ПО?
Что такое ядро ОС?
Какие программы управляют работой внешних устройств?
Что такое система программирования?
Учитель. Посмотрите на слайд и скажите, пиктограммы каких программ здесь изображены?
Учитель . У вас на столах лежат листочки с данными пиктограммами ( Приложение 2 ). Работая в группе попробуйте распределить эти программы на три группы. (Ответ: в первую группу - Word, музыкальный проигрыватель, , программа для создания презентаций, во вторую группу - Линукс, Windows, архиватор, в третью группу - Basic, Pascal )
Учитель . Итак, мы с вами вместе определили, что программы можно разделить на 3 группы. Первая группа – прикладные программы, вторая группа – операционные системы (системное ПО), третья группа – системы программирования.
Учитель . Выполним задание в парах ( Приложение 3 ).
Возьмите на столе опорные конспекты. Найдите схему “Структура программного обеспечения персонального компьютера”. Заполните схему дома используя учебник и опорный конспект.
Учитель . Сегодня на уроке мы с вами познакомились с программным обеспечением компьютера. На практике будем работать с прикладной программой Windows Movie Maker . Для чего необходима эта программа.(создание проекта на тему «Наступление весны». На фоне музыки появляются фото с весенними пейзажами)
Учитель . Сегодня все на уроке работали хорошо. Оценки . Закончить урок мне бы хотелось тоже с музыки Вивальди.
Именно эти составные компоненты, которые находятся внутри блока, в совокупности принято называть системным блоком. Остальные же устройства, такие как монитор, периферийные устройства, мышь, являются внешними компонентами или устройствами. Причем каждый из компонентов выполняет свою определенную функцию, например, монитор предназначен для вывода информации на дисплей, клавиатура – для ввода информации, принтер – для вывода на бумажный носитель информации, изображаемой на дисплее компьютера.
Считаю, что каждый пользователь желает сам разбираться в своей компьютерной технике, а именно самостоятельно производить профилактическую работу своего компьютера, иметь представление о строении компьютера, а также оперативно находить и исправлять неисправности, которые вызвали сбой в работе. Ведь умение разбираться в самом компьютере начинается именно с самой покупки компьютера, поскольку пользователь должен определиться с функциональным назначением своего компьютера. При покупке компьютера нужно четко определиться, для чего он Вам нужен?
Подбор компьютера напрямую зависит от выбора конфигурации составных частей. Можно купить первый попавшийся компьютер, «напичканный» высокими требованиями по конфигурации, который не будет соответствовать вашей выполняемой работы за ним, при этом Вы, конечно, заплатите высокую цену за него. Зачем, спрашивается? Ведь проще всего иметь хоть малейшее представление о компьютере, достаточно изучив его составные части, требования, а также подбор элементов системы на отсутствие возникновения конфликтов в компьютере.
Ну ладно, пора перейти к изучению этих самых составных частей компьютера. Ну а если Вас интересует история создания компьютера, тогда Вам сюда.
Системный блок – является центральной частью компьютера, в который входит блок питания и компоненты, обеспечивающие функционирования компьютера.
1. Блок питания – обеспечивает электрическое питание всех компонентов системного блока. Стоит отметить, что на момент написания данного урока выпускают блоки питания мощностью 450, 550 и 750 Вт. К примеру, блоки питания мощностью 1500 Вт целесообразно применять в серверах. Покупая блок питания, прежде всего, необходимо учитывать требования, которые предъявляются видеокарте. Если блок питания подходит под параметры видеокарты, то тогда распределение мощности происходит равномерно и для других элементов системы.
2. Материнская плата — считается «основой» компьютера, поскольку именно материнская плата осуществляет объединение и функционирование всех составных частей компьютера. Также материнскую плату называют еще – системная плата или основная плата. Такая согласованная работа обеспечивается благодаря – чипсету, который в основном состоит из двух микросхем, которые называются северным и южным мостом. Итак, предлагаю рассмотреть эти две микросхемы.
Северный мост – называется системный контроллер, который содержит в себе элементы логики для обеспечения взаимосвязи и функционирования основных компонентов компьютера (видеокарта, модули памяти).
Южный мост – называется периферийный контроллер, служащий своеобразным устройством ввода-вывода для подключения дополнительных составных компонентов. К примеру, клавиатура обеспечивается соединением с системой через южный мост. Поэтому когда вы выбираете для себя компьютер, желательно узнать, на какой основе чипсета была изготовлена материнская плата. В настоящее время чипсеты производятся такими крупными фирмами: Nvidia, ATI/AMD, Intel, SiS. То есть чипсет на материнской плате должен быть изготовлен более известной фирмой. На рисунке представлен вид материнской платы.
Габаритные размеры материнских плат бывают разными. Существует такое понятие как форм-фактор платы, который определяет не только размеры основной платы, но и конфигурацию расположения элементов, разъемов на плате. На основе форм-фактора основной платы осуществляют подбор корпуса системного блока.
Как видите, плата содержит различные виды разъемов и слотов для подключения, например, внешних, дополнительных устройств (начинаю с флешки и заканчивая принтером, сканером). Кроме того, на плате присутствуют контакты для подключения различных кнопок, такие как питание, перезагрузка, микрофон, отображение индикаторов.
Еще следует отметить присутствие на материнской плате микросхемы ПЗУ или, как ее еще называют, базовая система ввода-вывода BIOS (Basic Input Output System). BIOS считается фундаментом управления и взаимодействия всех элементов системного блока. Другим словами процесс запуска компьютера и обеспечение взаимодействия с внешними устройствами происходит за счет определенных настроек, которые заранее заложены в самой системе.
Например, в BIOS мы можем установить запрет чтения и распознавания флешек, оптических дисков, а также полностью изменить порядок загрузки операционной системы. Причем сам BIOS может запускаться даже при отсутствии в системном блоке жесткого диска. Также существует такое понятие как «обнуление BIOS», что это значит? Отвечаю Вам, что обнуление BIOS представляет собой возврат системы к первоначальным настройкам. Для обнуления достаточно извлечь батарейку из материнской платы на 10-15 минут. На плате эта батарейка одна, думаю Вы найдете ее, не ошибетесь.
3. Процессор – является главной частью компьютера, можно сказать, что является «мозгом» компьютера, которое выполняет вычисления и обработку информации. Процессор характеризуется двумя параметрами:
1. Разрядность – количество информации, обрабатываемые процессором за один прием.
2. Быстродействие – частота, с которой происходит данная обработка. В настоящее время для увеличения данных параметров широко используют два, три, четыре процессора. К примеру, в двухядерном процессоре находятся два процессора, которые располагаются на одном кристалле.
4. Видеокарта – служит своеобразным звеном для связи монитора с материнской платой. Основным назначением видеокарты в компьютере является обработка графической информации. Еще видеокарту называют графическим редактором. В настоящее время производителями видеокарт являются американская компания Nvidia (также известны как GeForce ) и канадская ATI Technologies. Видеокарты компании ATI Technologies еще называют Radeon. Далее рассмотрим основные части графического адаптера:
1. Графический процессор – процессор, основной задачей которого является обеспечение выполнение всевозможных расчетов с целью отображение заданной графической информации на дисплее.
2. Видеоконтроллер – обеспечивает формирование и передачу данных из видеопамяти на цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП).
3. Видеопамять – служит кеш-памятью, где временно хранятся изображения, выводимые на дисплей.
4. Цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) – основная задача является преобразование цифровых сигналов видеокарты в аналоговый.
5. Видео — (постоянное запоминающее устройство) – представляет собой микросхему, которая хранит в себе определенные правила и алгоритмы для обеспечения работы и взаимодействия с другими элементами платы.
6. Радиаторы – это система охлаждения, осуществляющая отвод тепла от видеопроцессора, видеопамяти, чтобы обеспечить заданный режим температуры на элементах видеокарты.
5. Модули ОЗУ (оперативно запоминающие устройства) — представляют собой платы с размещенными на них микросхемы. Основная задача оперативной памяти является временное хранение данных для процессора. Другими словами ОЗУ осуществляют обработку команд процессора. Модули ОЗУ можно расположить на плате в зависимости от конфигурации материнской платы.
Скорость оперативной памяти представляется частотой ее шины. Существуют следующие виды ОЗУ: SDRAM, DDR2, DDR3.
Устанавливаются модули ОЗУ в специальные разъемы в материнской плате, которые называются слотами.
Кроме того следует отметить, что основной характеристикой ОЗУ является скорость обработки и объем. Объем оперативной памяти при покупке компьютера должен соответствовать в зависимости от назначения данного компьютера, а также от установленной операционной системы. Если же на компьютере будет недостаточно оперативной памяти, то при запуске ресурсоемких приложений быстродействие компьютера значительно снизится, поскольку компьютер из-за нехватки памяти обратится в файл подкачки .
6. Винчестер (Жесткий диск) - это устройство, в котором хранятся все наши данные. По сравнению с оперативной памятью, данные на жестком диске хранятся постоянно, даже после перезагрузки или выключения компьютера. По конструкции винчестер представляет собой небольшую плату, на которой расположены микросхемы, а также одну или несколько пластин, которые вращаются с высокой скоростью и движок, обеспечивающий вращения пластин. Жесткий диск отличается высокой надежностью, долговечностью и не высокой стоимостью.
Также еще существует еще один вид запоминающего устройства – это SSD (твердотельный накопитель), отличается от винчестера тем, что в нем отсутствуют движущиеся части. Данный тип устройства имеет низкое потребление энергии, небольшие габариты по сравнению с винчестерами, а также отсутствие шума. Но стоимость таких устройств хранение информации во многом превышает стоимости жестких дисков, да и выходят из строя гораздо чаще.
Перечислим основные характеристики запоминающих устройств:
1. Объем хранения данных – данный параметр определяет количество информации, которое может помещаться на диск.
2. Скорость вращения шпинделя – представляет собой количество оборотов, совершаемое пластиной за одну минуту. Характеристика определяет такие параметры как надежность, производительность. Следует отметить, что в стационарных компьютерах скорость вращения шпинделя составляет до 15 000 об/мин. Если Вы покупаете ноутбук, то рекомендую Вам обращать внимание на скорость вращения шпинделя (чем меньше тем лучше), чтобы обеспечить себе работу за компьютером без шума и вибрации.
3. Взаимосвязь с основной платой – предполагает собой способ подключение к основной плате. Первые жесткие диски соединялись при помощи интерфейса PATA. В настоящее же время все большей популярностью является SATA интерфейс.
7. Сетевая карта – предназначена для объединения нескольких компьютеров между собой с помощью кабелей (витая пара) с целью обмена данными.
8. Оптический привод (CD-ROM, DVD-RW) назначение привода является считывание и запись данных в зависимости от конфигурации самого привода. Информация записывается на компакт диск в виде дорожек, которые имеют углубления (называемые питами) и промежутки (называемые лендами). Считывание данных осуществляется за счет лазера.
Также следует отметить, что существует так называемый оптический носитель Blue ray Disc (что в переводе означает – синий луч). Отличается от предыдущих носителей тем, что запись и чтение осуществляется за счет синего лазера, а также возможностью увеличения объема записанной информации.
9. Другие устройства – здесь можно перечислить такие устройства, которые предназначены для выполнения дополнительных задач (вебкамера, TV- тюнер, микрофон и др.)
На этом данный урок я завершаю, надеюсь информация в этом уроке для Вас была полезной и Вы узнали из каких компонентов состоит Ваш компьютер! До встречи в следующем уроке!
Итак, на сегодня это собственно все, о чем я хотел вам рассказать в сегодняшнем выпуске. Мне остается надеяться, что вы нашли интересную и полезную для себя информацию в этой статье. Ну а я в свою очередь, жду ваши вопросы, пожелания или предложения относительно данной статьи.
В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам
Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобрев в каталоге.
Получите невероятные возможности
Конспект урока "Компьютер как исполнитель"
На прошлых уроках мы с вами узнали очень много нового и интересного. Надеюсь, вы не забыли, что алгоритм – это описание подробного плана последовательности действий, который необходимо выполнить, чтобы решить задачу.
Также вы помните свойства, которыми должен обладать алгоритм?
А какие формы записи алгоритмов существуют?
На прошлом занятии мы с вами говорили об исполнителе алгоритма. Так?
Давайте вспомним, кто же это такой? Или что это такое?
Исполнитель алгоритма – это объект, который выполняет команды (шаги, инструкции) по определённым правилам и в нужном порядке.
Давайте разберёмся, какими свойствами должен обладать объект, чтобы его можно было назвать исполнителем.
Первое свойство. Исполнитель работает только в определённой обстановке, или среде, то есть это такое «место обитания», в котором исполнитель может выполнить алгоритм. В какой-то другой, не его, среде исполнитель может сломаться, например, от перегрузки, или от высокой температуры, при большой влажности и так далее.
Второе свойство. Каждый исполнитель выполняет команды (действия, инструкции) только из заданного списка, то есть из системы команд исполнителя. Каждая команда имеет свои условия применимости – это состояние среды, в которой может быть выполнена команда.
Третье свойство. Исполнитель может отказаться выполнить действие, если даётся инструкция, которая не входит в системы команд исполнителя. Также возникает отказ исполнителя, если для выполнения команды используется неправильная среда.
Исполнителем может быть человек, машина, животное, управляемая игрушка. А ещё компьютер. Вот о нём мы сегодня и поговорим.
Исполнитель-компьютер ничего не знает о цели алгоритма. Он не задаёт вопросов: Зачем? Почему? Кому это надо?
Вы помните, что компьютер выполняет алгоритм, написанный человеком на одном из языков программирования.
И такой алгоритм называется программой.
Когда человек написал программу, её обязательно необходимо ввести в память компьютера, а затем запустить на исполнение. После таких действий программа автоматически выполняется компьютером.
Поэтому и говорят, что компьютер – это исполнитель алгоритмов. Он все работы выполняет по программе. И только ту последовательность команд, что задана в его системе команд и написана на специальном языке программирования.
Так как компьютер не отказывается выполнять команды, которые ему заданы, то его называют формальным исполнителем алгоритмов.
Так-так-так, давайте разберёмся, что такое формальный исполнитель.
Существуют два типа исполнителей: формальные и, как вы, наверное, догадались, неформальные.
Формальный исполнитель – это исполнитель, который выполняет одну и ту же команду всегда одинаково.
Неформальный исполнитель – это исполнитель, который может выполнять команду по-разному.
Рассмотрим такой пример: вы слушаете песню, которая проигрывается в вашем телефоне определённым певцом. Телефон воспроизводит его исполнение всегда одинаково. Получается, что телефон – это формальный исполнитель.
Но вряд ли тот же самый певец, которого мы слушаем с помощью телефона, в реальности исполняет эту же песню на концертах всегда одинаково. Вполне возможно, что он забудет слова, или его голос будет немного хриплым, после болезни, или же во время песни, он скажет какие-то слова – всё это вносит в исполнение что-то новое. Певец в данном случае является неформальным исполнителем.
Можно сказать, что неформальным исполнителем обычно бывает человек, а формальным – технические устройства, например, компьютер, телефон.
Но не забываем, что человек вполне может быть и формальным исполнителем. В отличие от технических средств, человек понимает, что он делает, зачем и почему. Он всегда может отказаться выполнить какое-то действие. Отказ от выполнения команды может быть по моральным соображениям, например, обидеть слабого, или если выполнение действия опасно для жизни человека, например, прыгнуть с большой высоты.
Вы помните, что компьютер – это универсальный исполнитель. Он может обрабатывать такие данные, как текстовые, числовые, графические, звуковые.
В компьютере может быть мно-о-о-го разнообразных программ. Поэтому воспользоваться компьютером могут люди любого возраста: школьники, студенты, бабушки и дедушки. И конечно, компьютер применяется в разных сферах деятельности. Сейчас компьютеры помогают в работе врачам, учителям, писателям.
Есть в компьютере программы, которые управляют самим компьютером. Такие программы называются системными. Эти программы не только управляют компьютером, они выполняют и другие функции, например, создают копии информации, проверяют, может ли работать устройство, входящее в компьютер, выдают справочную информацию о компьютере и многие другие. Системные программы используются для эффективной работы компьютера и пользователя, а также для результативного выполнения прикладных программ.
Прикладные программы – это программы, предназначенные для решения задач пользователя. Они помогают создавать и изменять информационные объекты, например, тексты в программе Microsoft Word, рисунки в простой программе Paint, или, например, в программе Adobe Photoshop, которую используют профессиональные художники, и другое. Есть разные виды программ, но изучать их мы будет в другое время.
Ребята, а вы знаете, что слово «компьютер» возникло давным-давно ещё в латинском языке, только, конечно, произносилось оно немного иначе. И переводилось как «вычислять». Позже в английском языке появилось слово «to compute», а уже от него – такое знакомое нам «computer».
Раньше компьютерами называли людей. Да-да, это были люди, которые производили арифметические, то есть математические вычисления. Со временем людей заменили вычислительные машины, и уже машины стали называться компьютерами. Однако, как мы знаем, современные компьютеры выполняют не только арифметические вычисления, но и многие другие команды.
Ну что же, сегодня было очень много интересной и познавательной информации. Давайте проверим, как вы усвоили полученную информацию.
Вот список терминов:
Исполнитель алгоритмов, формальный исполнитель, неформальный исполнитель, системные программы, прикладные программы.
Давайте найдём для каждого определения его значение.
Давайте проверим, правильно ли вы выполнили задание, а заодно и повторим, что мы сегодня изучили на уроке.
Исполнитель алгоритмов – это объект, который выполняет команды (шаги, инструкции) по определённым правилам и в нужном порядке.
Формальный исполнитель – это исполнитель, который выполняет одну и ту же команду всегда одинаково.
Неформальный исполнитель – это исполнитель, который может выполнять команду по-разному.
Системные программы – это программы, которые управляют самим компьютером.
Прикладные программы – это программы, предназначенные для решения задач пользователя.
А теперь поиграем.
В этих предложениях некоторые слова сбежали и собрались в одном месте. Помогите словам найти свои места в предложениях.
Давайте, проверим насколько правильно вы расставили слова, и ещё раз повторим информацию, с которой вы сегодня познакомились.
Исполнитель работает только в определённой обстановке, или среде, то есть это такое «место обитания», в котором исполнитель может выполнить алгоритм.
Когда человек написал программу, её обязательно необходимо ввести в память компьютера, а затем запустить на исполнение.
Телефон – это формальный исполнитель.
Человек обычно бывает неформальным исполнителем.
Отказ от выполнения команды может быть по моральным соображениям.
Компьютер выполняет алгоритм, написанный человеком на одном из языков программирования.
Каждый исполнитель выполняет команды только из заданного списка, то есть из системы команд исполнителя.
Вот и подошла к концу наша встреча. Но расстаёмся мы, я надеюсь, ненадолго. До свидания, ребята. До новых встреч.
Читайте также: