В чем суть программного принципа работы компьютера?

3 ответов на вопрос “В чем суть программного принципа работы компьютера?”

  1. Anann Ответить

    Практическая
    работа
    № 4
    Тема:
    Программный
    принцип работы компьютера. Примеры
    компьютерных моделей различных процессов.
    Цель
    работы    :
    изучить программный принцип работы
    компьютера, рассмотреть примеры моделей
    различных процессов.
    Сведения
    из теории:
    Главной
    особенностью работы ЭВМ является
    программный
    принцип
    работы. Принцип
    программы, хранимой в памяти компьютера,
    считается важнейшей идеей современной
    компьютерной архитектуры. Суть идеи
    заключается в том, что
    1)
    программа вычислений вводится в память
    ЭВМ и хранится в ней наравне с исходными
    числами;
    2)
    команды, составляющие программу,
    представлены в числовом коде по форме
    ничем не отличающемся от чисел.
    В
    основу работы компьютеров положен
    программный принцип управления, состоящий
    в том, что компьютер выполняет действия
    по заранее заданной программе. Этот
    принцип обеспечивает универсальность
    использования компьютера: в определенный
    момент времени решается задача
    соответственно выбранной программе.
    После ее завершения в память загружается
    другая программа и т.д.
    Программа
    – это запись алгоритма решения задачи
    в виде последовательности команд или
    операторов языком, который понимает
    компьютер. Конечной целью любой
    компьютерной программы является
    управление аппаратными средствами.
    Для
    нормального решения задач на компьютере
    нужно, чтобы программа была отлажена,
    не требовала доработок и имела
    соответствующую документацию. Поэтому,
    относительно работы на компьютере часто
    используют термин программное обеспечение
    (software), под которым понимают совокупность
    программ, процедур и правил, а также
    документации, касающихся функционирования
    системы обработки данных.
    Программное
    и аппаратное обеспечение в компьютере
    работают в неразрывной связи и
    взаимодействии. Состав программного
    обеспечения вычислительной системы
    называется программной
    конфигурацией    .
    Информация,
    представленная в цифровой форме и
    обрабатываемая на компьютере,
    называется данными.
    Уровни
    программной конфигурации компьютера:
    Прикладные
    программы
    Служебные
    программы
    Системные
    программы
    BIOS
    На
    самом нижнем уровне находятся программы
    базовой системы ввода-вывода (BIOS).
    Их код записан в одной из микросхем
    компьютера. В
    момент включения компьютера эти программы
    выполняют проверку оборудования и
    обеспечивают простейшее взаимодействие
    с клавиатурой и монитором     —
    клавиатура способна реагировать на
    нажатие некоторых клавиш, а на мониторе
    отображается информация о ходе запуска
    компьютера. Взаимодействие с человеком
    у программ этого уровня крайне ограниченно
    и возможно только в первые секунды после
    запуска компьютера.
    Системные
    программы предназначены для работы со
    всеми устройствами компьютера.     Они
    принадлежат к промежуточному уровню.
    Одни системные программы управляют
    работой устройств и используют программы
    нижнего уровня, а другие отвечают на
    запросы программ более высоких уровней.
    Те системные программы, которые
    непосредственно управляют устройствами,
    еще называют драйверами
    устройств. Люди работают с программами
    этого уровня только в тех сравнительно
    редких случаях, когда требуется настроить
    оборудование.
    Служебные
    программы
    — это следующий уровень, программы
    которого предназначены
    для обслуживания компьютера, проверки
    его устройств, а также для настройки
    устройств и программ    .
    Одни программы общаются с программами
    нижних уровней, другие передают данные
    программам верхнего уровня по их запросу.
    Степень взаимодействия с человеком
    определяется необходимостью. Например,
    мастера по наладке и настройке оборудования
    активно работают со служебными
    программами. Обычные пользователи
    используют их сравнительно редко.
    Уровень
    прикладных программ — самый верхний.
    Здесь находятся программы,
    обслуживающие человека и удовлетворяющие
    его потребности    .
    С их помощью выполняется набор и
    редактирование текстов, создание
    чертежей и иллюстраций, коммуникация
    между людьми, воспроизведение музыки
    и видео, а также многое другое. Сверху
    программы прикладного уровня общаются
    с человеком, а снизу — с программами
    нижележащих уровней. Прямого доступа
    к устройствам программы прикладного
    уровня, как правило, не имеют.
    Компьютерные
    модели
    Модель
    – это некий новый упрощенный объект,
    который отражает существенные особенности
    реального объекта, процесса или
    явления.Анализ
    модели и наблюдение за ней позволяют
    познать суть реально существующего,
    более сложного объекта, процесса,
    явления, называемого прототипом или
    оригиналом.
    Моделирование
    – это процесс построения моделей для
    исследования и изучения объектов,
    процессов, явлений.
    Моделировать можно:
    1.
    Объекты
    Примеры
    моделей
    объектов:
    копии
    архитектурных сооружений;
    копии
    художественные произведения;
    наглядные
    пособия;
    модель
    атома водорода или солнечной системы;
    глобус;
    модель,
    демонстрирующая одежду;
    и
    т.д.
    2.
    Явления
    Примеры
    моделей явлений:
    модели
    физических явлений: грозового разряда,
    магнитных и электрических сил…;
    геофизические
    модели: модель селевого потока, модель
    землетрясения, модель оползней…
    3.
    Процессы
    Примеры
    моделей процессов:
    модель
    развития вселенной;
    модели
    экономических процессов;
    модели
    экологических процессов…
    4.
    Поведение
    При
    выполнении человеком какого-либо
    действия ему обычно предшествует
    возникновение в его сознании модели
    будущего поведения. Собирается ли он
    строить дом или решать задачу, переходит
    улицу или отправляется в поход – он
    непременно сначала представляет себе
    все это в уме. Это главное отличие
    человека мыслящего от всех других живых
    существ на земле. Один и тот же объект
    в разных ситуациях, в разных науках
    может описываться различными моделями.
    Например, рассмотрим объект “человек”
    с точки зрения различных наук:
    в
    механике человек – это материальная
    точка;
    в
    химии – это объект, состоящий из
    различных химических веществ;
    в
    биологии – это система, стремящаяся к
    самосохранению;
    и
    т.д.
    ЗАДАНИЯ
    Задание
    №1.     Дать
    определение программы.
    Запишите:
    в чём заключается суть программного
    принципа работы компьютера.
    Задание
    №2.
    Выписать определение модели, моделирования.
    Выписать примеры моделей процессов.
    Задание
    №3.     В
    таблицу внесите существующие модели
    для указанных объектов:
    Объект

    Человек
    Земля
    Автомобиль
    Стол
    Модели
    Задание
    №4.
    Сделайте вывод о проделанной работе,
    подготовьте ответы на контрольные
    вопросы.
    Контрольные
    вопросы
    В
    чем заключается программный принцип
    работы ПК?
    Какие
    виды ПО вы знаете?
    Что
    такое программа?
    Какую
    информацию в ПК называют данными?
    Что
    называют программной конфигурацией?
    Что
    такое BIOS,
    каково его назначение?
    Перечислите
    функции системных программ. Какие
    системные программы вы знаете?
    Перечислите
    функции служебных программ
    Расскажите
    о назначении прикладных программ
    Какие
    прикладные программы вы знаете
    Определение
    модели
    Определение
    моделирования
    Приведите
    примеры моделирования объектов
    Приведите
    примеры моделирования явлений
    Приведите
    примеры моделирования процессов
    Приведите
    примеры моделирования поведения
    объектов

  2. Lira Mira Ответить

    В зависимости от более или менее широкой направленности на решение задач принято говорить о специализации ЭВМ. Существуют:
    универсальные;
    специализированные.
    Первые предназначены для широкого спектра задач, вычислительные системы можно комплектовать по собственному желанию, подбирая оптимальные структурные элементы. Компьютер, полученный в результате, будет эффективен для рабочих процессов, редактирования текста или музыкальных файлов и так далее. Специализированные – это машины, созданные в расчете на определённую направленность работы. К таким принадлежат бортовые компьютеры, устанавливаемые в воздушных суднах, автомобилях. Исследуя такую машину, неопытный пользователь вряд ли сможет сразу разобраться, какое устройство предназначено для обработки информации! Многие из них отличаются обилием экранов, счетчиков, датчиков, огоньков – глаза просто разбегаются. Поэтому для применения на практике такого прибора сперва придется пройти специализированный курс освоения.

    Данные: хранить и обрабатывать

    Программный принцип работы компьютера заключается в исполнении заданных программ, что в результате продуцирует полезную информацию, применяемую пользователем для решения стоящих перед ним задач. Фактически ЭВМ – исполнитель заданного человеком набора шаблонных команд, называемых алгоритмом. Идеи конструирования основаны на булевой алгебре. Фактически в машину загружают в понятном для ЭВМ формате набор предписаний, позволяющих последовательно выполнить ограниченное количество действий, по итогам чего будет получен нужный человеку результат. Алгоритм характеризуется наименованием, начальной точкой, конечной.
    Представление о том, в чем суть программного принципа работы компьютера, можно получить, если проанализировать основные характеристики алгоритма:
    дискретность (набор команд формируется заданными действиями, для которых декларирован порядок);
    детерминированность (каждое действие строго определено, не может иметь более одного смысла);
    конечность (действия по отдельности, алгоритм в целом обязательно имеют путь завершения);
    результативность (отсутствие ошибок, доказуемое получением результата за конечное количество итераций);
    массовость (применимость к большому числу однотипных задач, отличных разбросом исходных параметров).

    Три принципа Неймана

    Эти постулаты были воплощены в реальность в 1946-м, когда удалось построить первую ЭВМ в истории человечества. Принципы Неймана:
    программное управление;
    однородность памяти;
    адресность.

    А если поподробнее?

    Управленческий принцип предполагает наличие командного набора, последовательно исполняемого процессором в автоматическом режиме.
    Однородность памяти предполагает накопление сведений в одном типе памяти, что позволяет исключить необходимость определения характера данных в заданной ячейке. И программы, и данные сохраняются вместе, что позволяет применять к ним одинаковые последовательности действий. Пользователь, умело пользуясь такой особенностью, получает широкие возможности. Скажем, запустив программу, можно работать над ней, выбирая правила получения частей.

    Адресность гласит, что компьютерная память структурирована, сформирована ячейками, у каждой из них есть свой уникальный номер. Процессор в любой момент времени может потребовать информацию из произвольной ячейки, упорядоченная структура обеспечит максимально быстрый доступ к нужным сведениям. Разные области памяти могут быть поименованы по-разному, программы, записанные в них, просто ищутся, а накопление информации о структурированности позволяет упростить процедуру обращения. Кроме того, используя присвоенные имена, проще менять записанные сведения, исполняя выбранный программный набор действий.

    Данные и программное представление

    Любая информация может обрабатываться современными ЭВМ: графики, картинки, текст, звук. Обусловлено это возможностью конвертирования в такой формат, который понятен для аппаратного уровня. Процессор получает инструкцию, на основании которой производит операции. Решение задачи сопровождается последовательностью мероприятий, нередко включающей в себя неисчислимо много операций. Ее именуют программой.
    ПО, которым располагает современный пользователь, появилось не одномоментно. Несколько десятилетий у передовых умов нашего мира ушло на разработку основных принципов построения программ, отладку оптимальных операций, позволяющих быстро и эффективно получать результат с минимальной загруженностью аппаратного обеспечения. ПО современного компьютера – совокупность таких программ.

    ПО: особенности

    Ни один обычный современный пользователь не сможет работать, если ЭВМ не оснащена системным ПО. Главный компонент этого комплекса – операционная система, признанная базовой составляющей ПО. Этот элемент необходим, его отсутствие делает невозможным работу компьютера в понимании обычного человека. Помимо ОС категория системного ПО включает в себя разнообразные обслуживающие проекты, сервисные программы. Некоторые из них занимаются дисками, другие сжимают данные, противостоят атакам вредоносных программ и так далее.
    Чтобы можно было с применением ЭВМ решать поставленные перед пользователем задачи, необходимо располагать программным ПО. Такие проекты помогают формировать графическую информацию, рисунки, звуки, тексты, позволяют совершать операции с числовыми данными. Категория прикладного ПО подразделяется на:
    приложения;
    системы для программирования.

    Прикладное ПО

    Системы программирования необходимы профессионалам, работающим в сфере создания новых продуктов для ЭВМ. Разработано несколько языков программирования, наиболее широко распространено в настоящее время семейство для объектно-ориентированного программирования. Большой популярностью пользуются визуальные среды. Даже начинающий при применении таких продуктов может освоить базовые операции кодирования и составить собственный работоспособный продукт.
    Приложения – это несколько иной тип прикладного ПО. Через него происходит обработка текстовых массивов, графической и звуковой информации, чисел и видео. Можно применять специализированные программы для сетевой работы. Использование продуктов не требует наличия навыков программирования. Общие приложения, позволяющие решать классические задачи, требуются практически любому пользователю. К числу таковых относят редакторы текста, графики, таблицы, системы, позволяющие централизованно управлять накапливающими данные базами. Не стоит упускать из вида и продукты, посредством которых можно создавать презентации. Компьютерные сети, активно развивающиеся в последнее время, существенно повысили важность программ для обеспечения коммуникации пользователей.

    Какие еще бывают приложения?

    Некоторые предлагают в отдельную группу выделять антивирусные программы, значимость которых из года в год растет из-за повышения распространённости вредоносного ПО. Заслуживают внимания профессиональные программные среды, применяемые квалицированными пользователями. Такие используются для создания анимации, графики, помогают разрабатывать проекты, производить сложные бухгалтерские расчеты, переводить тексты. Исключительно ценны для многих современных пользователей электронные словари.
    Важная категория ПО – обучающие приложения, позволяющие повысить свой уровень в выбранной специализации без привлечения третьих лиц. Наиболее актуально это применительно к иностранным языкам. Спросом пользуют тесты, репетиторы, запрограммированные в электронном формате.

    ОС: функциональность

    ОС работает в тесном взаимодействии с аппаратурой ЭВМ, управляет техникой, передает команды пользователя в понятном для машины формате. Функциональность ОС:
    обмен данных между устройствами;
    хранение данных, обеспечение их доступности;
    организованность исполнения рабочих процессов;
    отчет об ошибках, адекватная реакция на аварию;
    контроль за работой оборудования;
    доступ к системным средствам;
    обеспечение взаимного диалога машины и пользователя.

  3. Felhagrinn Ответить

    В основе организации вычислительного процесса на ЭВМ лежит принцип программного управления. Программа – это указание на последовательность действий (команд), которую должен выполнить компьютер, чтобы решить поставленную задачу обработки информации.
    Программный принцип работы компьютера, состоит в том, что компьютер выполняет действия по заранее заданной программе. Информация, обрабатываемая на компьютере, называется данными. Во время выполнения программы она находится во внутренней памяти.
    Под архитектурой ЭВМ понимают наиболее общие принципы построения вычислительных систем, реализующие программное управление работой и взаимодействие основных функциональных узлов.
    К архитектуре относят:
    • структуру памяти ЭВМ;
    • способы доступа к памяти и внешним устройствам;
    • возможности изменения конфигурации компьютера;
    • систему команд;
    • форматы данных;
    • организацию интерфейса.
    Классические принципы построения архитектуры ЭВМ были предложены в работе Дж. фон Неймана, Г. Голдстейга и А. Беркса в 1946 г. и известны как «принципы фон Неймана».
    Принципы фон-Неймана:
    1. Принцип программного управления. Программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определённой последовательности.
    2. Принцип адресности. Основная память состоит из перенумерованных ячеек; процессору времени доступна любая ячейка.
    3. 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.

    Рис.Архитектура ЭВМ, построенной на принципах фон Неймана. Сплошные линии со стрелками указывают направление потоков информации, пунктирные-управляющих сигналов от процессора к остальными узлам ЭВМ
    Компьютер представляет собой совокупность устройств и программ, управляющих работой этих устройств.
    Аппаратное обеспечение – система взаимосвязанных технических устройств, выполняющих ввод, хранение, обработку и вывод информации.
    Программное обеспечение – совокупность программ, хранящихся на компьютере.
    В ходе эволюции ЭВМ, с созданием микропроцессоров, с появлением интеллектуальных контроллеров совершен переход к шинной архитектуре ЭВМ. Процессор перестал быть центром конструкции, стало возможным реализовывать прямые связи между устройствами.
    Важную роль стали играть средства сетеобразования. Радикально увеличилась номенклатура и возможности периферийных устройств накопления, ввода и вывода информации.

Добавить ответ

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *