Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Технические средства обработки информации

Для приготовления потребуется:

100г льна

Морская соль по вкусу

Свежая зелень, помидоры, огруцы, болгарский перец.

Перемалываем в кофемолке лён, добавляем воды и мелко порезанные свежую зелень, помидоры, огруцы, болгарский перец. Есть не раньше чем через 1 час. Это время нужно для того чтобы лён приобрел максимальные вкусовые свойства.

Лекция № 2

Технические средства обработки информации

Основные вопросы лекции:

1. Технические средства информатики.

2. Понятие о принципах работы ЭВМ.

3. Инструментальные программные системы.

Технические средства информатики

ЭВМ — основное техническое средство обработки информации, классифицируемое по ряду признаков: по назначению, принципу действия, поколениям и др.

По назначению ЭВМ можно разделить на три группы:

· универсальные (общего назначения) — предназначены для решения самых разных инженерно-технических задач: экономических, математических, информационных и других задач, отличающихся сложностью алгоритмов и большим объемом обрабатываемых данных;

· проблемно-ориентированные — предназначены для решение круга задач, связанных с технологическими объектами, регистрацией, накоплением и обработкой небольших объемов данных;

· специализированные — для решения узкого круга задач.

По принципу действия:

· аналоговые вычислительные машины (АВМ) — вычислительные машины непрерывного действия, работают с информацией, представленной в непрерывной форме, т.е. виде непрерывного ряда значений какой-либо физической величины (чаще всего электрического напряжения); в этом случае величина напряжения является аналогом значения некоторой измеряемой переменной. Например, ввод числа 19.42 при масштабе 0.1 эквивалентен подаче на вход напряжения в 1.942 В;

· цифровые вычислительные машины (ЦВМ) — вычислительные машины дискретного действия, работают с информацией, представленной в цифровой форме — в виде нескольких различных напряжений, эквивалентных числу единиц в представляемом значении переменной;

· гибридные вычислительные машины (ГВМ) — вычислительные машины комбинированного действия, работают с информацией, представленной и в цифровой, и в аналоговой форме.

По поколениям можно выделить следующие группы:

1 поколение. ЭВМ отличались большими габаритами и потреблением энергии, малым быстродействием, низкой надежностью, программированием в кодах.

2 поколение. Использовали транзисторы и алгоритмические языки для программирования.

3-е поколение. Особенностью ЭВМ считается применение в их конструкции интегральных схем, а в управлении работой компьютера — операционных систем. Появились возможности мультипрограммирования, управления памятью, устройствами ввода-вывода.

4-е поколение. Основные черты этого поколения ЭВМ — наличие запоминающих устройств, запуск ЭВМ с помощью системы самозагрузки из ПЗУ, разнообразие архитектур, мощные ОС, объединение ЭВМ в сети.

5-е поколение. ЭВМ со многими десятками параллельно работающих процессоров, позволяющих строить эффективные системы обработки знаний.

6-е поколение. Оптоэлектронные ЭВМ с массовым параллелизмом и нейронной структурой — с сетью из большого числа (десятки тысяч) несложных микропроцессоров, моделирующих структуру нейронных биологических систем.

Понятие о принципах работы ЭВМ

В основу архитектуры современных персональных компьютеров положен магистрально-модульный принцип. Модульный принцип позволяет потребителю самому комплектовать нужную ему конфигурацию компьютера и производить при необходимости ее модернизацию. Модульная организация компьютера опирается на магистральный (шинный) принцип обмена информацией между устройствами.

Магистраль включает в себя три многоразрядные шины:

· шину данных,

· шину адреса

· и шину управления.

Шины представляют собой многопроводные линии.

Шина данных. По шине данные передаются между различными устройствами. Данные по этой шине могут передаваться от устройства к устройству в любом направлении. Разрядность шины данных определяется разрядностью процессора.

Шина адреса. Выбор устройства или ячейки памяти, куда пересылаются или откуда считываются данные по шине данных, производит процессор. Каждое устройство или ячейка оперативной памяти имеет свой адрес. Адрес передается по адресной шине, причем сигналы по ней передаются в одном направлении от процессора к оперативной памяти и устройствам (однонаправленная шина). Разрядность шины адреса определяет адресное пространство процессора, т.е. количество ячеек оперативной памяти, которые могут иметь уникальные адреса.

Шина управления. По шине управления передаются сиг­налы, определяющие характер обмена информацией по ма­гистрали. Сигналы управления определяют какую операцию считывание или запись информации из памяти нужно производить, синхронизируют обмен информацией между устройствами и т.д.

В основу построения подавляющего большинства компьюте­ров положены следующие общие принципы, сформулированные в 1945 г. американским ученым Джоном фон Нейманом.

1. Принцип программного управления. Программа состоит из набора команд, выполняющихся процессором автоматически в определенной последовательности. Выборка программы из памяти осуществляется с помощью счетчика команд. Этот регистр процессора последовательно увеличивает хранимый в нем адрес очередной команды на длину команды. А так как команды программы расположены в памяти друг за другом, то тем самым организуется выборка цепочки команд из последовательно расположенных ячеек памяти. Если же нужно после выполнения команды перейти не к следующей, а к какой-то другой, используются команды условного или безусловного перехода, которые заносят в счетчик команд номер ячейки памяти, содержащей следующую команду. Выборка команд из памяти прекращается после достижения и выполнения команды «стоп». Таким образом, процессор исполняет программу автоматически, без вмешательства человека.

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. На этом принципе основаны методы трансляции — перевода текста программы с языка программирования высокого уровня на язык конкретной машины.

3. Принцип адресности. Структурно основная память состоит из перенумерованных ячеек. Процессору в произвольный момент времени доступна любая ячейка. Отсюда следует возможность давать имена областям памяти так, чтобы к запомненным в них значениям можно было впоследствии обращаться или менять их в процессе выполнения программ с использованием присвоенных имен.

Компьютеры, построенные на перечисленных принципах, относятся к типу фон-неймановских. Но существуют компьютеры, принципиально отличающиеся от фон-неймановских. Для них, например, может не выполняться принцип программного управления, т. е. они могут работать без счетчика команд, указывающего текущую выполняемую команду программы. Для обращения к какой-либо переменной, хранящейся в памяти, этим компьютерам необязательно давать ей имя. Такие компьютеры называются не фон-неймановскими.

Инструментальные программные системы

В настоящее время активно развивается направление, связанное с технологией создания программных продуктов. Это направление часто называют программотехникой - технологией разработки, отладки и внедрения программного обеспечения.

Инструментарийтехнологии программирования - совокупность программ и программных комплексов, обеспечивающих технологию разработки, отладки и внедрения, создаваемых программных продуктов.

В рамках этого направления сформировались следующие группы программных продуктов:

1. Средства для создания приложений - совокупность языков и систем программирования, а также различные программные комплексы для отладки и поддержки создаваемых программ, включающие:

· локальные средства, обеспечивающие выполнение отдельных работ по созданию программ и включают языки и системы программирования, а также инструментальную среду пользователя;

· интегрированные среды разработчиков программ, обеспечивающие выполнение комплекса взаимосвязанных работ по созданию программ;

2. СASE-технология (Computer-Aided System Engineering) - программный комплекс, автоматизирующий весь технологический процесс анализа, проектирования, разработки и сопровождения сложных программных систем.

Средства CASE-технологий делятся на две группы:

· встроенные в систему реализации - все решения по проектированию и реализации привязаны к выбранной системе управления базами данных (СУБД);

· независимые от системы реализации - все решения по проектированию ориентированы на унификацию начальных этапов жизненного цикла и средств их документирования, обеспечивают большую гибкость в выборе средств реализации.

Основное достоинство CASE-технологии - поддержка коллективной работы над проектом за счет возможности работы в локальной сети разработчиков, экспорта/импорта любых фрагментов проекта, организационного управления проектом.

На сегодняшний день для разработки прикладных программ существуют следующие технологические стандарты Microsoft:

1. OLE (Object Linking and Embedding) - позволяющий создавать приложения, включающие в свой состав объекты, полученные из других приложений. При этом объект имеет две составляющие: внешнее представление объекта и способ редактирования объекта. Любой объект может либо внедряться, либо связываться с приложением.

Технология OLE обеспечивает:

· редактирование «чужого» объекта внутри приложения;

· экономию трудовых затрат на разработку программ за счет ссылок на существующие внешние объекты;

· информационную интеграцию приложений.

2. ODBC (Open DataBase Connectivity) - создание единого интерфейса доступа к различным базам данных на различных платформах.

Программа выступает в качестве клиента, а база данных - в качестве сервера, доступ реализуется с помощью драйвера. Разработчики новых СУБД обеспечивают создание соответствующих их форматам драйверов.

3. MAPI (Messaging Application Program Interface) - обеспечение независимости приложений от систем связи в режиме телекоммуникаций, который также работает по принципу драйвера.