Лекции по «Информатике» 2 курс (стр. 10 )

04 - умножить А1 на А2 и результат поместить в A3;

10 - закончить выполнение программ.

Безусловно, это коды не всех возможных операций, а только тех, которые нам понадобятся для составления этой программы. Кроме кодов операций, мы еще должны знать адреса ячеек ОП, в которых хранятся данные а, b, с. Пусть это будут следующие подряд ячейки, начиная с ячейки 200 (в десятичном представлении):

200 - число а;

201 - число b;

202 - число с;

203 - число х.

Понятно, что наш выбор произволен, и мы могли бы «распределить память» под переменные любым другим способом.

Для записи программы вычисления (а + b)хс применим способ записи, приведенный в таблице 8.1. Этот способ аналогичен тому, который использовали программисты в начале 50-х годов.

Правила составления этой таблицы очень просты: вы записываете номер коман­ды (№) и код операции (КОП), затем вводите адреса ячеек, в которых находятся операнды (А1 и А2), а также адрес ячейки, в которую требуется поместить результат. Если в определенных операциях некоторые адреса не используются (ввод, вывод, конец), то вместо них записывается любое число - в данном случае 000.

В описанной программе мы для наглядности использовали десятичное пред­ставление для значений №, КОП и адресов ячеек А1 - A3. Хотя в реальных ЭВМ используются, конечно, двоичные числа.

Контрольные вопросы

Что такое архитектура ЭВМ? Как вы понимаете термин «программа»? В чем отличие программы от данных? Назовите принципы построения ЭВМ, сформулированные фон Нейманом. Какие устройства входят в состав ЭВМ фон Неймана? В чем состоит принцип программного управления ЭВМ? Что такое команда и какова ее структура?

Персональный компьютер и периферийные устройства

Общие сведения о ПК

План лекции:

- история появления персональных компьютеров; - назначение и возможности ПК; - понятия аппаратного и программного обеспечения; - основные категории программного обеспечения.

История персональных компьютеров

Настоящая глава посвящена наиболее яркому достижению вычислительной техники последних десятилетий - персональному компьютеру (ПК), то есть компьютеру для индивидуального пользования. Появление ПК было подготовлено всей предшествующей историей развития ЭВМ. Вначале вычислительные машины занимали огромные залы, потребляли много энергии и создавали много шума. Затем ЭВМ стали поменьше и начали работать эффективнее, но по-прежнему тре­бовали для себя отдельных помещений. Наиболее мощные ЭВМ размещались в отдельных комплексах, которые назывались вычислительными центрами (ВЦ). В те не очень далекие времена (70-е годы) мало кто представлял себе компактную ЭВМ, которая может уместиться на рабочем столе. О такой машине инженеры и ученые могли только мечтать, а обычным людям трудно было бы объяснить, зачем вообще такая вычислительная машина нужна.

Первой ласточкой стал компьютер Kenbak-1, сконструированный Джоном Бланкенбейкером в 1971г. Внешне он напоминал скорее автомобильный радиоприемник с индикаторными лампочками и переключателями,

С 1971г. по 1974г. различными фирмами создавались разные модели ПК. Однако ввиду ограниченных возможностей этих компьютеров интерес к ним был невелик. По-настоящему пользователи и производители заинтересовались персональными компьютерами в 1975 г., когда американская фирма MITS на основе микропроцессора Intel 8080 разработала компьютер Altair. Этот персональный компьютер был значительно удобнее своих предшественников и обладал более широкими возможностями. В качестве языка программирования для этих компьютеров был принят BASIC. Этот язык к компьютерам Altair впервые применили Билл Гейтс и Пауль Аллен.

Значительно более совершенная модель персонального компьютера была разработана в 1976 г. двумя молодыми американцами Стивом Возняком и Стивом Джобсом. Свой компьютер они назвали Apple и быстро развернули его производство и продажу. Благодаря невысокой цене (примерно $500) в первый же год ими было продано около 100 компьютеров. В следующем году они выпустили модель Apple II, которая имела материнскую плату, дисплей, клавиатуру и внешне напоминала собой телевизор. Количество заказчиков на ПК стало исчисляться сотнями и тысячами.

Персональные компьютеры быстро совершенствовались. В 1976 г. для них была разработана операционная система СР/М. Эта система позволила запускать одни и те же программы на различных моделях 8-разрядных компьютеров. В 1978 г. был сконструирован гибкий магнитный диск диаметром 5.25 дюйма (1 дюйм = 2,54 см), предназначенный для хранения информации. Благодаря небольшим размерам этот диск можно было использовать в на­стольных компьютерах. Усилиями фирмы Motorola в 1979 г. был создан микропроцессор Motorola 68000, который превосходил своих конкурентов по скорости, производительности и возможностям работы с графическими программами. В 1980 г. в персональных компьютерах появился жесткий магнитный диск, разработанный фирмой Seagate Technology. Он вмещал в себя всего лишь 5 Мбайт данных.

Первые ПК были 8-разрядными (подсчитайте, какие максимальные числа они могли обрабатывать). Поэтому они больше походили на дорогую игрушку, чем на серьезную ЭВМ. Так продолжалось до тех пор, пока в отрасли индивидуальных компьютеров не появился компьютерный гигант - фирма IBM, которая специализировалась на изготовлении больших ЭВМ. В 1982г. фирма IBM выпустила очень удачную модель - 16-разрядный компьютер. Этот компьютер был построен на основе микропроцессора Intel 8088, работал с тактовой частотой 4.77 Мгц и использовал операционную систему MS-DOS*. Называлась эта модель компьютера как IBM PC или просто PC (Personal Computer-персональный компьютер).

Далее развитие ПК было очень интенсивным, фирма IBM каждый год создава­ла по новой модели. В 1983 г. появилась модель PC XT, a 1984 - более совершенный и производительный компьютер PC AT. Они быстро завоевали рынок ПК и стали своего рода стандартами, которым старались подражать фирмы-конкуренты.

Фирма IBM создавала свой персональный компьютер не «с нуля», а используя узлы других производителей (в первую очередь, микропроцессор Intel). При этом она не делала секрета из того, как узлы компьютера должны соединяться и взаимодействовать друг с другом. В результате к созданию и совершенствованию компьютера могли подключаться другие фирмы - архитектура компьютеров IBM PC оказалась «открытой». У компьютеров IBM появились многочисленные «клоны», то есть различные семейства компьютеров, похожих на IBM PC. В дальнейшем ЭВМ, поддерживающие стандарт IBM PC, стали называться просто «персональ­ными компьютерами». С течением времени ПК оправдали свое название, посколь­ку для многих людей они стали необходимой частью досуга, инструментом для бизнеса и исследований.

Кроме IBM-совместимых ПК, существует еще одно семейство персональных ЭВМ, называемых Macintosh. Эти компьютеры ведут свою родословную от уже упоминавшейся модели Apple, их производством занималась фирма Apple Computer. Архитектура компьютеров Macintosh, в отличие от IBM PC, не была открытой. По­этому, несмотря на свои более продвинутые по сравнению с IBM PC графические возможности, «Маки» не смогли завоевать такой обширный рынок. Численность «Маков» в десятки раз меньше численности IBM PC-совместимых компьютеров.

Назначение ПК

Персональные компьютеры - это не калькуляторы для арифметического счета (как думали многие люди на заре появления ПК). Они могут выполнять все те функции, которые до них выполняли прежние ЭВМ.

В персональных компьютерах могут быть реализованы все информационные процессы. Это поиск, ввод и обработка информации, хранение информации и ее передача.

Основные информационные процессы в ПК

Любая деятельность на компьютере начинается с ввода информации. Затем следует ее обработка, в процессе которой может потребоваться дополнительный ввод. В ходе работы на компьютере возможно сохранение данных на внешнем носителе. Завершается работа выводом информации.

Возможности ПК в обработке информации очень велики, только их перечень может занять не одну страницу.

Компьютер используют для составления несложных программ, для копирования и хранения информации, для работы с текстами и изображениями, для обмена сообщениями по электронной почте. Каждый пользователь ПК оборудует компьютер сообразно своим вкусам и потребностям.

Ученый с помощью компьютера может моделировать и изучать поведение физических объектов (планет, океана, элементарных частиц и т. д.), биологических систем (популяций животных, роста микроорганизмов и др.), химических процессов (реакций, взрывов и т. д.).

Инженер проводит на ПК расчеты, выполняет моделирование механических конструкций, электронных схем, различных технологических процессов; пользуется компьютером при трудоемких операциях черчения.

Художник-дизайнер создает на компьютере рисунки с помощью различного рода графических редакторов, выполняет компьютерную обработку изображений.

Музыкант готовит на компьютере аранжировку музыкальных произведений, а современный композитор сочиняет с помощью компьютера музыку.

Издатель обращается к компьютеру для создания электронных макетов книг и журналов, для подготовки будущих печатных материалов.

Бухгалтер выполняет с помощью компьютера экономические расчеты и ведет всю бухгалтерскую документацию.

Пользователь Интернета получает через свой компьютер информацию из глобальной сети, причем список вопросов, на которые можно найти ответ в Интернете, ничем не ограничен.

Пользователи почти всех возрастов могут увлеченно играть в компьютерные игры.

В общем, возможности персонального компьютера необычайно широки. Они определяются двумя основными факторами: конструкцией компьютера (аппаратным обеспечением) и программами, которые на нем установлены (программным обеспечением).

Аппаратное обеспечение ПК

ПК состоит из следующего минимального набора отдельных компонент: системного блока, монитора, клавиатуры и мыши. К компьютеру могут подключаться и другие устройства: принтер, акустические колонки, сканер и др.

Совокупность материальных компонент компьютера, в которых реализуются различные информационные процессы, называется аппаратным обеспечением, или оборудованием ПК.