в чем состоит суть принципа программного управления
ГДЗ по информатике 10 класс учебник Босова параграф 7
1. Перечислите основные фундаментальные идеи, лежащие в основе построения компьютеров.
2. Какие устройства принято выделять в компьютерах классической архитектуры? Сравните их с устройством машины Беббиджа.
Классическая архитектура компьютеров первых поколений предполагала осуществление взаимодействия всех устройств через процессор и наличие неизменного набора внешних устройств.
3. Чем обусловлен выбор двоичного кодирования для представления информации в компьютере?
В компьютере для представления информации используется двоичное кодирование, так как удалось создать надежно работающие технические устройства, которые могут со стопроцентной надежностью сохранять и распознавать не более двух различных состояний (цифр):
Все виды информации в компьютере кодируются на машинном языке, в виде логических последовательностей нулей и единиц.
Информация в компьютере представлена в двоичном коде, алфавит которого состоит из двух цифр (0 и 1).
Цифры двоичного кода можно рассматривать как два равновероятных состояния (события). При записи двоичной цифры реализуется выбор одного из двух возможных состояний (одной из двух цифр) и, следовательно, она несет количество информации, равное 1 биту.
Даже сама единица измерения количества информации бит (bit) получила свое название от английского словосочетания Binary digiT (двоичная цифра).
Каждая цифра машинного двоичного кода несет количество информации, равное одному биту.
4. Как вы понимаете утверждение «Одно и то же значение ячейки памяти в зависимости от способа обращения к нему может использоваться и как данные, и как команда»?
В ячейки памяти может храниться как данные, так и команда.
5. В чём состоит суть принципа адресности памяти?
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.
6. Почему в современных компьютерах используются устройства памяти нескольких уровней, различающиеся по времени доступа, сложности, объёму и стоимости?
На данный момент самыми быстрыми считаются SSD накопители формата M.2, естественно и стоят они дороже. Обычно накопители SSD используются для операционной системы, в то время как менее быстрые и дорогие HDD диски используются для хранения файлов и тд.
7. В чём состоит суть принципа программного управления?
Все вычисления, предписанные алгоритмом решения задачи, должны быть представлены в виде программы, состоящей из последовательности управляющих слов-команд;
8. Подготовьте сообщение о Джоне фон Неймане и его вкладе в развитие компьютерной техники.
9. Для чего предназначена магистраль (шина)? Из каких частей она состоит?
Магистраль – устройство, которое осуществляет взаимосвязь и обмен информацией между всеми устройствами компьютера.
Магистраль включает в себя три многоразрядные шины, представляющие собой многопроводные линии:
10. Что такое магистрально-модульная архитектура? В чём её главное достоинство?
Архитектура, которая легко расширяется за счёт подключения к шине новых устройств, часто называется магистрально-модульной архитектурой.
В этом ее и преимущество.
11. В чём заключается принцип открытой архитектуры?
Принципы программного управления. Краткие пояснения принципов
Используемый в современных компьютерах принцип программного управления был предложен в 1945 году Дж. фон Нейманом. Этот принцип включает следующие положения.
Информация кодируется в двоичной форме и разделяется на единицы информации, называемые словами.
Разнотипные слова информации различаются по способу использования, но не способами кодирования.
Слова информации размещаются в ячейках памяти машины и идентифицируются номерами ячеек, называемыми адресами слов.
Алгоритм представляется в форме последовательности управляющих слов, называется командами. Алгоритм, представленный в терминах машинных команд, называется программой.
Выполнение вычислений, предписанных алгоритмом, сводится к последовательному выполнению команд в порядке, однозначно определяемом алгоритмом.
Использование в ЭВМ двоичных кодов обусловлено спецификой электронных схем, применяемых для передачи, хранения и преобразования информации.
Согласно второму положению, все слова в ЭВМ выглядят совершенно одинаково и сами по себе неразличимы. Только порядок использования слов в программе вносит в них различия.
Третье положение фиксирует специфику хранения и идентификации (обозначения) информации, порождаемую свойствами машинной памяти.
Согласно пятому положению, память неймановской машины сугубо линейна. Это выражается в том, что процесс вычислений, выполняемых ЭВМ по заданной программе, начинается с команды, заданной пусковым адресом программы. За ней выполняется следующая в памяти команда.
Принципы хранения информации в программе и выполнения обработки данных. Специфику хранения и идентификации (обозначения) информации, порождаемую свойствами машинной памяти. Машинная память – совокупность ячеек, каждая из которых служит местом для хранения слова информации, и наиболее подходящий синоним этого термина – ‘склад информации’. Ячейка памяти выделяется для хранения значения величины, в частности, константы или команды. Чтобы записать слово в память, необходимо указать адрес ячейки, отведенной для хранения соответствующей величины. Чтобы выбрать слово из памяти (прочитать его), следует опять же указать адрес ячейки памяти. Таким образом, адрес ячейки становится машинным идентификатором (именем) величины и команды. Для обозначения величин и команд в ЭВМ нет никаких других средств, кроме адресов, присваиваемых величинам и командам в процессе составления программы вычислений. Кроме того, отметим, что выборка (чтение) слова из памяти не разрушает информацию, хранимую в ячейке. Это позволяет любое слово, записанное однажды, читать какое угодно число раз, т.е. из памяти выбираются не слова, а копии слов. Дополнительно к сказанному следует заметить, что адрес ячейки может быть представлен в ЭВМ как и любое другое слово информации, что используется в операциях индексирования и базирования.
Согласно пятому положению, память неймановской машины сугубо линейна. Это выражается в том, что процесс вычислений, выполняемых ЭВМ по заданной программе, начинается с команды, заданной пусковым адресом программы. За ней выполняется следующая в памяти команда. Последовательность нарушается только в том случае, если выполняется команда условного или безусловного перехода, в которой непосредственно указывается адрес следующей команды. Процесс вычислений продолжается до тех пор, пока не будет выполнена команда, предписывающая прекращение вычислений.
Вопрос 1. программный принцип управления компьютером
Компьютер является универсальным инструментом для решения разнообразных задач по преобразованию информации, но его универсальность определяется не столько аппаратным обеспечением, сколько установленными программными средствами, другими словами, все «знания» компьютера сосредоточены в программах, которые представляют собой точную и подробную последовательность инструкций, представленных на понятном для компьютера языке, по обработке информации. Меняя программы на компьютере можно превратить его в рабочее место дизайнера, бухгалтера или конструктора, статистика или агронома, использовать его для прослушивания музыки, просмотра кинофильмов и других развлечений.
Джоном фон Нейманом в 1945 г. были описаны основные принципы построения компьютеров, которые до сих пор являются стандартом практически для всех компьютеров. Одним из них является программное управление.
В основе принципа программного управления лежит представление алгоритма решения любой задачи в виде программы вычислений.
Алгоритм[2][1] – точное предписание, определяющее процесс преобразования исходных данных в конечный результат. При решении задачи применим общий алгоритм: 1) получить исходные данные; 2) найти решение; 3) сообщить ответ.
Программа(для компьютера)[3][2] – это упорядоченная последовательность команд, подлежащая обработке. Программа описывает операции, которые нужно выполнить процессору компьютера для решения поставленной задачи.
Команда – это инструкция машине на выполнение элементарной операции. Набор операций, которые может выполнять компьютер, и правил их записи образуют машинный язык.
Структура команды в общем случае имеет вид:
| КОПКод операции | А1Адрес1-го операнда | А2Адрес2-го операнда | А3Адрес помещениярезультата | А4Адрес следующей команды |
Исторически сложилась тенденция к увеличению количества команд в машинном языке. Разработчики считали, что чем больше в нем команд, тем шире возможности по обработке данных. В настоящее время совершается переход на RISC-процессоры, основной характеристикой которых является сокращение набора команд и упрощение их структуры.
Суть принципа программного управления заключается в следующем:
Обычно программы хранятся во внешней памяти ПЭВМ и для выполнения передаются в оперативную память. Некоторые программы постоянно размещаются в памяти (ядро операционной системы, архиватор Zip Magic, монитор антивирусной программы Касперский АнтиВирус и др.) и называются резидентными, а другие – загружаются только на время выполнения, а затем удаляются из памяти, и называются транзитными.
Часть машинных программ, обеспечивающих автоматическое управление вычислениями и используемых наиболее часто, может размещаться в постоянном запоминающем устройстве – реализовываться аппаратно. Программы, записанные в ПЗУ, составляют базовую систему ввода/вывода (BIOS), которая является промежуточным звеном между программным обеспечением компьютера и его электронными компонентами. Ее компоненты обеспечивают выполнение всех операций ввода/вывода в соответствии со специфическими особенностями работы каждого из периферийных устройств данного компьютера (драйверы стандартных устройств), тестируют работу памяти и устройств компьютера при включении электропитания (тест), а также выполняют загрузку операционной системы.
Статьи к прочтению:
Принцип программного управления. Принцип фон Неймана
Похожие статьи:
В ЭВМ вся последовательность команд на вычисление предварительно записывается в память вычислительной машины и выполняется последовательно автоматически….
Имя: Ислам Фамилия: Мехдиев Группа: 803 Курс: I Факультет: Мировая Экономика Предмет: Экономическая информатика Название Темы: Программное управление и…
Основным принципом построения всех современных ЭВМ является программное
виде программы вычислений.
.Принцип программного управления может быть осуществлен различными
способами. Стандартом для построения практически всех ЭВМ стал способ,
Суть его заключается в следующем.
Все вычисления, предписанные алгоритмом решения задачи, должны быть представлены
в виде программы, состоящей из последовательности управляющих слов-команд.
Каждая команда содержит указания на конкретную выполняемую операцию, место
нахождения (адреса) операндов и ряд служебных признаков. Операнды —
переменные, значения которых участвуют в операциях преобразования данных.
Список (массив) всех переменных (входных данных, промежуточных значений и
результатов вычислений) является еще одним неотъемлемым элементом любой
Для доступа к программам, командам и операндам используются их адреса. В
хранения объектов. Информация ( командная и данные: числовая, текстовая,
графическая и т.п.) кодируется двоичными цифрами 0 и 1. Поэтому различные
идентификация их возможна лишь при выполнении программы, согласно ее логике,
Каждый тип информации имеет форматы — структурные единицы информации,
закодированные двоичными цифрами 0 и 1. Обычно все форматы данных,
Последовательность битов в формате, имеющая определенный смысл, называется
полем. Например, в каждой команде программы различают поле кода операций,
поле адресов операндов. Применительно к числовой информации выделяют знаковые
разряды, поле значащих разрядов чисел, старшие и младшие разряды.
Последовательность, состоящая из определенного принятого для данной ЭВМ числа
байтов, называется словом. Для больших ЭВМ размер слова составляет
четыре байта, для ПЭВМ — два байта. В качестве структурных элементов
информации различают также полуслово, двойное слово и др.
В любой ЭВМ имеются устройства ввода информации (УВв), с помощью которых
пользователи вводят в ЭВМ программы решаемых задач и данные к ним. Введенная
информация полностью или частично сначала запоминается в оперативном
запоминающем устройстве (ОЗУ), а затем переносится во внешнее запоминающее
преобразуется в специальный программный объект — файл.
При использовании файла в вычислительном процессе его содержимое переносится
в ОЗУ. Затем программная информация команда за командой считывается в
устройство управления (УУ).
Устройство управления предназначается для автоматического выполнения
Вызываемые из ОЗУ команды дешифрируются устройством управления:
— определяются код операции, которую необходимо выполнить следующей, и адреса
операндов, принимающих участие в данной операции.
В зависимости от количества используемых в команде операндов различаются
одно-, двух-, трехадресные и безадресные команды. В одноадресных командах
указывается, где находится один из двух обрабатываемых операндов. Второй
операнд должен быть помещен заранее в арифметическое устройство (для этого в
систему команд вводятся специальные команды пересылки данных между
Двухадресные команды содержат указания о двух операндах, размещаемых в
памяти (или в регистрах и памяти). После выполнения команды в один из этих
адресов засылается результат, а находившийся там операнд теряется.
В трехадресных командах обычно два адреса указывают, где находятся исходные
операнды, а третий — куда необходимо поместить результат.
В безадресных командах обычно обрабатывается один операнд, который до и после
операции находится на одном из регистров арифметико-логического устройства
операций (очистить экран, заблокировать клавиатуру, снять Блокировку и др.).
Все команды программы выполняются последовательно, команда за командой, в том
порядке, как они записаны в памяти ЭВМ (естественный порядок следования
команд). Этот порядок характерен для линейных программ, т.е. программ, не
содержащих разветвлений. Для организации ветвлений используются команды,
нарушающие естественный порядок следования команд. Отдельные признаки
использует для изменения порядка выполнения команд программы.
Принцип программного управления. Принцип фон Неймана
Урок-лекция «Программный принцип управления компьютером. Операционная система: назначение, состав, загрузка. Виды программ для компьютеров»
Онлайн-конференция
«Современная профориентация педагогов
и родителей, перспективы рынка труда
и особенности личности подростка»
Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику
Описание презентации по отдельным слайдам:
Лекция №2. Программный принцип управления компьютером. Операционная система: назначение, состав, загрузка. Виды программ для компьютеров. Лукьянова Е.П., преподаватель ОГАПОУ «Белгородский строительный колледж»
Системное и прикладное программное обеспечение. Программный принцип управления компьютером Классификация программного обеспечения ПК Операционные системы Виды операционных систем План лекции:
Джоном фон Нейманом в 1945 г. были описаны основные принципы построения компьютеров, которые до сих пор являются стандартом практически для всех компьютеров. Одним из них является программное управление. В основе принципа программного управления лежит представление алгоритма решения любой задачи в виде программы вычислений. Алгоритм – точное предписание, определяющее процесс преобразования исходных данных в конечный результат. Системное и прикладное программное обеспечение. Программный принцип управления компьютером
Алгоритм для решения любой задачи: Принять информацию. Выделить исходные данные. Найти решение. Получить ответ. Сообщить ответ. Компьютерная программа – это упорядоченная последовательность команд, подлежащая обработке и описывающая операции, которые нужно выполнить процессору компьютера для решения поставленной задачи. Системное и прикладное программное обеспечение. Программный принцип управления компьютером
Команда – это инструкция машине на выполнение элементарной операции. Набор операций, которые может выполнять компьютер, и правил их записи образуют машинный язык. Исторически сложилась тенденция к увеличению количества команд в машинном языке. Разработчики считали, что чем больше в нем команд, тем шире возможности по обработке данных. В настоящее время совершается переход на RISC-процессоры, основной характеристикой которых является сокращение набора команд и упрощение их структуры. Системное и прикладное программное обеспечение. Программный принцип управления компьютером
Суть принципа программного управления заключается в следующем: все вычисления, предписанные алгоритмом решения задачи, должны быть представлены в виде программы, состоящей из последовательности управляющих слов-команд; каждая команда содержит указания на конкретную выполняемую операцию, место нахождения (адрес) операндов и ряд служебных признаков. Операнды – это переменные, значения которых участвуют в операциях преобразования данных. Список всех переменных (входных и данных, промежуточных значений и результатов вычислений) является неотъемлемым элементом любой программы; Системное и прикладное программное обеспечение. Программный принцип управления компьютером
Суть принципа программного управления заключается в следующем: для доступа к программам, командам и операндам используются их адреса, в качестве которых выступают номера ячеек памяти компьютера, предназначенных для хранения объектов; команды программы расположены в памяти друг за другом, что позволяет микропроцессору организовывать выборку цепочки команд из последовательно расположенных ячеек памяти и выполнять команду за командой. для перехода к выполнению не следующей по порядку команды, а к какой-то другой, используются команды условного или безусловного переходов. Выборка команд из памяти прекращается после достижения и выполнения команды «стоп». Таким образом, процессор исполняет программу автоматически, без вмешательства человека. Системное и прикладное программное обеспечение. Программный принцип управления компьютером
Обычно программы хранятся во внешней памяти ПЭВМ и для выполнения передаются в оперативную память. Некоторые программы постоянно размещаются в памяти (ядро операционной системы, архиватор ZipMagic, монитор антивирусной программы Касперский АнтиВирус и др.) и называются резидентными, а другие – загружаются только на время выполнения, а затем удаляются из памяти, и называются транзитными. Системное и прикладное программное обеспечение. Программный принцип управления компьютером
Часть машинных программ, обеспечивающих автоматическое управление вычислениями и используемых наиболее часто, может размещаться в постоянном запоминающем устройстве – реализовываться аппаратно. Программы, записанные в ПЗУ, составляют базовую систему ввода/вывода (BIOS), которая является промежуточным звеном между программным обеспечением компьютера и его электронными компонентами. Ее компоненты обеспечивают выполнение всех операций ввода/вывода в соответствии со специфическими особенностями работы каждого из периферийных устройств данного компьютера (драйверы стандартных устройств), тестируют работу памяти и устройств компьютера при включении электропитания (тест), а также выполняют загрузку операционной системы. Системное и прикладное программное обеспечение. Программный принцип управления компьютером
Программное обеспечение (англ. software) – это совокупность программ, обеспечивающих функционирование компьютеров и решение с их помощью задач предметных областей. Программное обеспечение (ПО) представляет собой неотъемлемую часть компьютерной системы, является логическим продолжением технических средств и определяет сферу применения компьютера. Классификация программного обеспечения ПК
Классификация программного обеспечения ПК
Классификация программного обеспечения ПК Системное программное обеспечение – это программы, управляющие работой компьютера и выполняющие различные вспомогательные функции, например, управление ресурсами компьютера, создание копий информации, проверка работоспособности устройств компьютера, выдача справочной информации о компьютере и др. Они предназначены для всех категорий пользователей, используются для эффективной работы компьютера и пользователя, а также эффективного выполнения прикладных программ
Центральное место среди системных программ занимают операционные системы (англ. operating systems). Операционная система (ОС) – это комплекс программ, предназначенных для управления загрузкой, запуском и выполнением других пользовательских программ, а также для планирования и управления вычислительными ресурсами ЭВМ, т.е. управления работой ПЭВМ с момента включения до момента выключения питания. Она загружается автоматически при включении компьютера, ведет диалог с пользователем, осуществляет управление компьютером, его ресурсами (оперативной памятью, дисковым пространством и т.д.), запускает другие программы на выполнение и обеспечивает пользователю и программам удобный способ общения – интерфейс – с устройствами компьютера. Классификация программного обеспечения ПК
Другими словами, операционная система обеспечивает функционирование и взаимосвязь всех компонентов компьютера, а также предоставляет пользователю доступ к его аппаратным возможностям. ОС определяет производительность системы, степень защиты данных, выбор программ, с которыми можно работать на компьютере, требования к аппаратным средствам. Примерами ОС являются MS DOS, OS/2, Unix, Windows (версии). Сервисные системы расширяют возможности ОС по обслуживанию системы, обеспечивают удобство работы пользователя. К этой категории относят системы технического обслуживания, программные оболочки и среды ОС, а также служебные программы. Классификация программного обеспечения ПК
Прикладное программное обеспечение (ППО) предназначено для решения задач пользователя. В его состав входят прикладные программы пользователей и пакеты прикладных программ(ППП) различного назначения. Прикладная программа пользователя – это любая программа, способствующая решению какой-либо задачи в пределах данной проблемной области. Прикладные программы могут использоваться либо автономно, либо в составе программных комплексов или пакетов. Пакеты прикладных программ (ППП) – это специальным образом организованные программные комплексы, рассчитанные на общее применение в определенной проблемной области и дополненные соответствующей технической документацией. Классификация программного обеспечения ПК
К инструментальному программному обеспечению относят: системы программирования – для разработки новых программ, например, Паскаль, Бейсик. Обычно они включают: редактор текстов, обеспечивающий создание и редактирование программ на исходном языке программирования (исходных программ), транслятор, а также библиотеки подпрограмм; инструментальные среды для разработки приложений, например, C++, Delphi, VisualBasic, Java, которые включают средства визуального программирования; системы моделирования, например, система имитационного моделирования MatLab, системы моделирования бизнес-процессов BpWin и баз данных ErWin и другие. Классификация программного обеспечения ПК
Транслятор (англ. translator – переводчик) – это программа-переводчик, которая преобразует программу с языка высокого уровня в программу, состоящую из машинных команд. Трансляторы реализуются в виде компиляторов или интерпретаторов, которые существенно различаются по принципам работы. Компилятор (англ. compiler– составитель, собиратель) читает всю программу целиком, делает ее перевод и создает законченный вариант программы на машинном языке, который затем и выполняется. После компилирования получается исполняемая программа, при выполнении которой не нужна ни исходная программа, ни компилятор. Интерпретатор (англ. interpreter – истолкователь, устный переводчик) переводит и выполняет программу строка за строкой. Программа, обрабатываемая интерпретатором, должна заново переводиться на машинный язык при каждом очередном ее запуске. Откомпилированные программы работают быстрее, но интерпретируемые проще исправлять и изменять. Классификация программного обеспечения ПК
Операционная система является связующим звеном, с одной стороны, между аппаратурой компьютера и выполняемыми программами, с другой стороны, между аппаратурой компьютера и пользователем. Операционную систему можно назвать программным продолжением устройства управления компьютера. Образуя прослойку между пользователем и аппаратурой, она скрывает от него сложные и ненужные подробности функционирования компьютера и освобождает от трудоемкой работы по организации вычислительного процесса. Операционные системы