История развития ВТ. Лекция 1

Цель курса

Научиться разрабатывать эффективные алгоритмы для обработки различных структур данных
Изучить основы

ЛЕКЦИЯ 1.

2 сентября 2008 года

Вопросы:

1.1.  История развития ВТ.
1.2.  Общие принципы организации и работы компьютеров.
1.3.

1.1.  История развития вычислительной техники

Читать:
\Дополнительный материал к лекциям\ Классификация компьютеров

Вопросы для самоконтроля

По каким признакам можно разделять компьютеры на классы и

1.2. Общие принципы организации и работы компьютеров

Читать:
\Дополнительный материал к лекциям\Структура

Что такое компьютер?

Компьютер (англ. computer — вычислитель) представляет собой программируемое

Основу компьютеров образует аппаратура (HardWare), построенная, в основном, с использованием электронных

Любая компьютерная программа представляет собой последовательность отдельных команд.
Команда — это

Как устроен компьютер?

Несмотря на многообразие компьютеров, их структуры основаны на

Эти устройства соединены каналами связи, по которым передается информация.
Основные устройства

Общая схема компьютера

Функции памяти:
приём информации из других устройств;
запоминание информации;
выдача информации по

Функции процессора:
обработка данных по заданной программе путем выполнения арифметических и

Та часть процессора, которая выполняет команды, называется арифметико-логическим устройством (АЛУ), а

Система связи между отдельными блоками компьютера

В составе процессора имеется ряд специализированных дополнительных ячеек памяти, называемых регистрами.

Существует несколько типов регистров, отличающихся видом выполняемых операций, например:
сумматор —

Структура и архитектура компьютера

Структура компьютера

- совокупность функциональных элементов компьютера и связей между ними. Графически

Архитектура компьютера

- логическая организация, структура и ресурсы компьютера, которые может

В основу построения подавляющего большинства компьютеров положены общие принципы, сформулированные в

Принципы фон Неймана:

Условно принципы фон Неймана можно разбить на две

1 группа

включает в себя основные положения, касающиеся устройства компьютера, который должен

арифметическо-логическое устройство (АЛУ) для выполнения арифметических и логических операций;
устройство управления (УУ)

2 группа

включает в себя положения, касающиеся организации программного управления:

1.Принцип программного управления

программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически

Если же нужно после выполнения команды перейти не к следующей, а

2. Принцип однородности памяти

Программы и данные хранятся в одной и той

Над командами можно выполнять такие же действия, как и над данными.

3. Принцип адресности

Структурно основная память состоит из перенумерованных ячеек, в каждой

Компьютеры, построенные на этих принципах, относятся к типу фон-неймановских. Но существуют

Персональный компьютер

Персональным компьютером называют универсальный микрокомпьютер, рассчитанный на одного пользователя. Персональные

Принцип открытой архитектуры

Регламентируются и стандартизируются только описание принципа действия компьютера и

Основные блоки ПЭВМ

1. Системный блок
2.  Монитор
3.  Дисководы
4.  Клавиатура
5.  Мышь
6.  Принтер

Системный блок

В системном блоке размещаются:
блок питания;
накопитель на жёстких магнитных

Системная плата

является основной в системном блоке. Она содержит компоненты, определяющие архитектуру

Центральный процессор

(CPU, от англ. Central Processing Unit) — это основной рабочий

Центральный процессор в общем случае содержит в себе:
арифметико-логическое устройство;
шины

Современные процессоры выполняются в виде микропроцессоров.
Физически микропроцессор представляет собой интегральную

Память

Современные компьютеры имеют много разнообразных запоминающих устройств, которые сильно отличаются между

Внутренняя память

В состав внутренней памяти входят оперативная память, кэш-память и специальная

Оперативная память

ОЗУ, (англ. RAM, Random Access Memory) — память с произвольным

Оперативная память используется только для временного хранения данных и программ, поэтому,

Кэш-память

Кэш (англ. cache), или сверхоперативная память — очень быстрое ЗУ небольшого

Кэш-памятью управляет специальное устройство — контроллер, который, анализируя выполняемую программу, пытается

Специальная память

К устройствам специальной памяти относятся постоянная память (ROM), перепрограммируемая постоянная

Постоянная память

(ПЗУ, англ. ROM, Read Only Memory — память только для

Перепрограммируемая постоянная память

(Flash Memory) — энергонезависимая память, допускающая многократную перезапись своего

Прежде всего в постоянную память записывают программу управления работой самого процессора.

Важнейшая микросхема постоянной или Flash-памяти — модуль BIOS. Роль BIOS двоякая:

BIOS

Basic Input/Output System — базовая система ввода-вывода — совокупность программ, предназначенных

CMOS RAM

Разновидность постоянного ЗУ — CMOS RAM.
Это память с невысоким

Видеопамять

Для хранения графической информации используется видеопамять.
Видеопамять (VRAM) — разновидность оперативного

Внешняя память

Внешняя память (ВЗУ) предназначена для длительного хранения программ и данных,

В состав внешней памяти компьютера входят:
накопители на жёстких магнитных дисках (винчестер);

Клавиатура компьютера

— устройство для ввода информации в компьютер и подачи управляющих

Видеосистема компьютера

состоит из трех компонент:
монитор (дисплей);
видеоадаптер;
программное обеспечение (драйверы

Монитор

— устройство визуального отображения информации (в виде текста, таблиц, рисунков, чертежей

Видеоадаптер посылает в монитор сигналы управления яркостью лучей и синхросигналы строчной

Подавляющее большинство мониторов сконструированы на базе электронно-лучевой трубки (ЭЛТ), и принцип

Все шире используются жидкокристаллические мониторы.
Жидкие кристаллы — это особое состояние

Принтер

— печатающее устройство. Осуществляет вывод из компьютера закодированной информации в виде

Матричные принтеры

используют комбинации маленьких иголок, которые бьют по красящей ленте, благодаря

Лазерные принтеры

работают примерно так же, как ксероксы. Компьютер формирует в

Струйные принтеры

генерируют символы в виде последовательности чернильных точек. Печатающая головка принтера

Каждый принтер обязательно имеет свой драйвер — программу, которая способна переводить

Манипуляторы

(мышь, джойстик и др.) — это специальные устройства, которые используются для

Мышь

имеет вид небольшой коробки, полностью умещающейся на ладони. Мышь связана с

Джойстик

— обычно это стержень-ручка, отклонение которой от вертикального положения приводит к

Трекбол

— небольшая коробка с шариком, встроенным в верхнюю часть корпуса. Пользователь

Дигитайзер

—устройство для преобразования готовых изображений (чертежей, карт) в цифровую форму. Представляет

Дополнительные устройства

1. Плоттер (графопостроитель)
2.  Сканер
3.  Модем
4.  Факс-модем
5. Колонки, микрофон
6. Шлем виртуальной реальности, перчатка
7. TV-тюнер

1.4. Программное обеспечение (ПО)

Под программным обеспечением (Software) понимается совокупность программ, выполняемых

Классификация ПО

прикладные программы
непосредственно обеспечивают решение задач в пределах данной проблемной области

системные программы
служат для управления ресурсами компьютера — центральным процессором, памятью,

Cреди десятков тысяч системных программ особое место занимают операционные системы, которые

Важными классами системных программ являются программы вспомогательного назначения — утилиты (лат.

∙программы контроля, тестирования и диагностики, которые используются для проверки правильности функционирования

∙программы-драйверы, которые расширяют возможности операционной системы по управлению устройствами ввода-вывода, оперативной

∙программы-упаковщики (архиваторы), которые позволяют записывать информацию на дисках более плотно, а

∙программы оптимизации и контроля качества дискового пространства ;
программы восстановления информации,

программы для управления памятью, обеспечивающие более гибкое использование оперативной памяти;
программы

Инструментальные программные системы
облегчают процесс создания новых программ для компьютера:
средства визуального программирования,