Похожие презентации:
Устройство ПК. Состав и назначение основных устройств. Программное обеспечение
1.
СОВРЕМЕННЫЕОФИСНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
38.03.05 БИЗНЕСИНФОРМАТИКА
2.
Устройство ПК. Состав иназначение основных устройств.
Программное обеспечение
Буриев Абдукодир
Тожибаевич
3.
План• Структурная схема ЭВМ. Схема Неймана.
• Классификация ЭВМ. Устройство современных
ПК и функции основных блоков ПК.
• Внешние устройства ПК.
• Структура программного обеспечения ПК.
• Операционные системы, их назначение и
состав. Исторические этапы развития
операционных систем.
• Утилиты операционной системы. OLE и DDЕ
технологии. Прикладное программное
обеспечение. Программы, приложения.
3
4.
Технические и программные средства ПКПК
Пользователь
4
5.
Технические и программные средстваПК.
Основные понятия:
• Архитектура компьютера;
• Hardware, Software и Brainware;
• Программа и системное программное обеспечение;
• Операционная система, утилиты и драйверы;
• Инструментальное и прикладное программное
обеспечение;
• Интегрированные пакеты или пакеты прикладных
программ;
• Классификация компьютерных технических средств;
5
6.
Обычно для обозначения основных компонентпрограммно-аппаратных компьютерных средств
используют следующие термины:
• Software – совокупность программ, используемых в
компьютере или программные средства,
представляющие заранее заданные, чётко
определённые последовательности
арифметических, логических и других операций.
• Hardware – технические устройства компьютера
(“железо”) или аппаратные средства, созданные, в
основном, с использованием электронных и
электромеханических элементов и устройств.
• Brainware – знания и умения, необходимые
пользователям для грамотной работы на
компьютере (компьютерная культура и
грамотность).
6
7.
Структурная схема ЭВМ.Схема Неймана.
• Основы учения об архитектуре вычислительных
машин заложил фон Нейман в 1944 году, когда
подключился к созданию первого в мире лампового
компьютера ЭНИАК. В процессе работы
над ЭНИАКом в Институте Мура в Пенсильванском
Университете во время многочисленных дискуссий
фон Неймана с его коллегами Джоном Уильямом
Мокли, Джоном Эккертом, Германом Голдстайном и
Артуром Бёрксом, возникла идея более
совершенной машины под названием EDVAC.
Исследовательская работа над EDVAC продолжалась
параллельно с конструированием ЭНИАКа.
7
8.
• ЭНИАК (Электронный числовой интегратори вычислитель — англ. ENIAC, сокр.
от Electronic Numerical Integrator and
Computer) — первый электронный
цифровой вычислитель общего назначения,
который можно было
перепрограммировать для решения
широкого спектра задач.
8
9.
910.
1011.
1112.
• По плану, первым компьютером,построенным по архитектуре фон
Неймана, должен был
стать EDVAC (Electronic Discrete
Variable Automatic Computer) — одна
из первых электронных
вычислительных машин. В отличие
от своего предшественника ЭНИАКа,
это был компьютер на двоичной, а
не десятичной основе. Как и ЭНИАК,
EDVAC был разработан в Институте
Мура Пенсильванского
Университета для Лаборатории
баллистических исследований
Армии США
12
13.
Первыми компьютерами, в которых былиреализованы основные особенности архитектуры фон
Неймана, были:
• прототип — Манчестерская малая
экспериментальная машина — Манчестерский
университет, Великобритания, 21 июня 1948 года;
• EDSAC — Кембриджский университет,
Великобритания, 6 мая 1949 года;
• Манчестерский Марк I — Манчестерский
университет, Великобритания, 1949 год;
• BINAC — США, апрель или август 1949 года;
• CSIR Mk 1 — Австралия, ноябрь 1949 года;
• EDVAC — США, август 1949 года — фактически
запущен в 1952 году;
• CSIRAC — Австралия, ноябрь 1949 года;
• SEAC — США, 9 мая 1950 года;
13
14.
• ORDVAC — США, ноябрь 1951 года;• IAS-машина — США, 10 июня 1952 года;
• MANIAC I — США, март 1952 года;
• AVIDAC — США, 28 января 1953 года;
• ORACLE — США, конец 1953 года;
• WEIZAC — Израиль, 1955 год;
• SILLIAC — Австралия, 4 июля 1956 года.
В СССР первой полностью электронной
вычислительной машиной, близкой к принципам
фон Неймана, стала МЭСМ,
построенная Лебедевым (на базе
Киевского Института электротехники АН УССР),
прошедшая государственные приёмочные
испытания в декабре 1951 года.
14
15.
1516.
• Машина фон Неймана состоит иззапоминающего устройства (памяти) - ЗУ,
арифметико-логического устройства - АЛУ,
устройства управления – УУ, а также устройств
ввода и вывода.
• Программы и данные вводятся в память из
устройства ввода через арифметикологическое устройство. Все команды
программы записываются в соседние ячейки
памяти, а данные для обработки могут
содержаться в произвольных ячейках. У любой
программы последняя команда должна быть
командой завершения работы.
16
17.
• Команда состоит из указания, какуюоперацию следует выполнить (из
возможных операций на данном «железе»)
и адресов ячеек памяти, где хранятся
данные, над которыми следует выполнить
указанную операцию, а также адреса
ячейки, куда следует записать результат
(если его требуется сохранить в ЗУ).
• Арифметико-логическое устройство
выполняет указанные командами операции
над указанными данными.
17
18.
• Фон Нейман не только выдвинулосновополагающие принципы логического
устройства ЭВМ, но и предложил ее структуру,
которая воспроизводилась в течение первых
двух поколений ЭВМ. Основными блоками по
Нейману являются устройство управления (УУ)
и арифметико-логическое устройство (АЛУ)
(обычно объединяемые в центральный
процессор), память, внешняя память,
устройства ввода и вывода.
• Схема устройства такой ЭВМ
представлена на рис. 1.
18
19.
• Рис. 1. Архитектура ЭВМ, построенной напринципах фон Неймана. Сплошные линии со
стрелками указывают направление потоков
информации, пунктирные – управляющих сигналов
от процессора к остальными узлам ЭВМ
19
20.
• Следует отметить, что внешняя памятьотличается от устройств ввода и вывода
тем, что данные в нее заносятся в виде,
удобном компьютеру, но недоступном для
непосредственного восприятия человеком.
Так, накопитель на магнитных дисках
относится к внешней памяти, а клавиатура –
устройство ввода, дисплей и печать –
устройства вывода.
20
21.
КЛАССИФИКАЦИЯ ЭВМ• По принципу действия вычислительные
машины делятся на три больших класса :
аналоговые (АВМ), цифровые (ЦВМ) и
гибридные (ГВМ).
21
22.
• Критерием деления вычислительных машинна эти три класса является форма
представления информации, с которой они
работают
а- аналоговая; б- цифровая импульсная.
22
23.
• Цифровые вычислительные машины (ЦВМ) вычислительные машины дискретногодействия, работают с информацией,
представленной в дискретной, а точнее, в
цифровой форме.
• Аналоговые вычислительные машины
(АВМ) - вычислительные машины
непрерывного действия, работают с
информацией, представленной в
непрерывной (аналоговой) форме, т.е. в виде
непрерывного ряда значений какой-либо
физической величины (чаще всего
электрического напряжения)
23
24.
• Гибридные вычислительныемашины (ГВМ) - вычислительные машины
комбинированного действия, работают с
информацией, представленной и в
цифровой, и в аналоговой форме;
• Они совмещают в себе достоинства АВМ и
ЦВМ. ГВМ целесообразно использовать для
решения задач управления сложными
быстродействующими техническими
комплексами.
24
25.
Классификация ЭВМ по этапамсоздания
По этапам создания и используемой элементной
базе ЭВМ условно делятся на поколения:
• 1-е поколение, 50-е гг.: ЭВМ на электронных
вакуумных лампах;
• 2-е поколение, 60-е гг.: ЭВМ на дискретных
полупроводниковых приборах (транзисторах);
• 3-е поколение, 70-е гг.: ЭВМ на
полупроводниковых интегральных схемах с
малой и средней степенью интеграции (сотни тысячи транзисторов в одном корпусе);
25
26.
• 4-е поколение, 80-е гг.: ЭВМ на больших исверхбольших интегральных схемах микропроцессорах (десятки тысяч - миллионы
транзисторов в одном кристалле);
• 5-е поколение, 90-е гг.: ЭВМ с многими десятками
параллельно работающих микропроцессоров,
позволяющих строить эффективные системы
обработки знаний; ЭВМ на сверхсложных
микропроцессорах с параллельно-векторной
структурой, одновременно выполняющих десятки
последовательных команд программы;
• 6-е и последующие поколения: оптоэлектронные
ЭВМ с массовым параллелизмом и нейронной
структурой - с распределенной сетью большого
числа (десятки тысяч) несложных
микропроцессоров, моделирующих архитектуру
нейронных биологических систем.
26
27.
• Каждое следующее поколение ЭВМ имеет посравнению с предшествующим существенно
лучшие характеристики.
• Так, производительность ЭВМ и емкость всех
запоминающих устройств увеличиваются, как
правило, больше чем на порядок.
• Примечание. Интегральная схема электронная схема специального назначения,
выполненная в виде единого
полупроводникового кристалла,
объединяющего большое число диодов и
транзисторов.
27
28.
Классификация ЭВМ поназначению
• По назначению ЭВМ можно разделить на
три группы: универсальные (общего
назначения),проблемно-ориентированные
и специализированные
28
29.
• Универсальные ЭВМ предназначены длярешения самых различных инженернотехнических задач: экономических,
математических, информационных и других
задач, отличающихся сложностью
алгоритмов и большим объемом
обрабатываемых данных. Они широко
используются в вычислительных центрах
коллективного пользования и в других
мощных вычислительных комплексах.
29
30.
Характерными чертами универсальных ЭВМявляются:
• высокая производительность;
• разнообразие форм обрабатываемых данных:
двоичных, десятичных, символьных, при
большом диапазоне их изменения и высокой
точности их представления;
• обширная номенклатура выполняемых
операций, как арифметических, логических,
так и специальных;
• большая емкость оперативной памяти;
• развитая организация системы ввода-вывода
информации, обеспечивающая подключение
разнообразных видов внешних устройств.
30
31.
• Проблемно-ориентированные ЭВМ служатдля решения более узкого круга задач,
связанных, как правило, с управлением
технологическими объектами; регистрацией,
накоплением и обработкой относительно
небольших объемов данных; выполнением
расчетов по относительно несложным
алгоритмам; они обладают ограниченными по
сравнению с универсальными ЭВМ
аппаратными и программными ресурсами.
• К проблемно-ориентированным ЭВМ можно
отнести, в частности, всевозможные
управляющие вычислительные комплексы.
31
32.
• Специализированные ЭВМ используются длярешения узкого круга задач или реализации строго
определенной группы функций. Такая узкая
ориентация ЭВМ позволяет четко специализировать
их структуру, существенно снизить их сложность и
стоимость при сохранении высокой
производительности и надежности их работы.
• К специализированным ЭВМ можно отнести,
например, программируемые микропроцессоры
специального назначения; адаптеры и
контроллеры, выполняющие логические функции
управления отдельными несложными
техническими устройствами, агрегатами и
процессами; устройства согласования и сопряжения
работы узлов вычислительных систем.
32
33.
Классификация ЭВМ по размерам ифункциональным возможностям
• По размерам и функциональным
возможностям ЭВМ можно разделить на
сверхбольшие (супер ЭВМ), большие,
малые, сверхмалые (микро ЭВМ).
33
34.
Функциональные возможности ЭВМ обусловливаютважнейшие технико-эксплуатационные
характеристики:
• быстродействие, измеряемое усредненным
количеством операций, выполняемых машиной за
единицу времени;
• разрядность и формы представления чисел, с
которыми оперирует ЭВМ;
• номенклатура, емкость и быстродействие всех
запоминающих устройств;
• номенклатура и технико-экономические
характеристики внешних устройств хранения,
обмена и ввода-вывода информации;
• типы и пропускная способность устройств связи и
сопряжения узлов ЭВМ между собой
(внутримашинного интерфейса);
34
35.
• способность ЭВМ одновременно работать снесколькими пользователями и выполнять
одновременно несколько программ
(многопрограммность);
• типы и технико-эксплуатационные характеристики
операционных систем, используемых в машине;
• наличие и функциональные возможности
программного обеспечения;
• способность выполнять программы, написанные для
других типов ЭВМ (программная совместимость с
другими типами ЭВМ);
• система и структура машинных команд;
• возможность подключения к каналам связи и к
вычислительной сети;
• эксплуатационная надежность ЭВМ;
• коэффициент полезного использования ЭВМ во
времени, определяемый соотношением времени
полезной работы и времени профилактики.
35
36.
Устройство современных ПК ифункции основных блоков.
Внешние устройства.
К базовой конфигурации относятся устройства,
без которых не может работать современный
ПК:
• системный блок;
• клавиатура, которая обеспечивает ввод
информации в компьютер;
• манипулятор мышь, облегчающий ввод
информации в компьютер;
• монитор, предназначенный для изображения
текстовой и графической информации.
36
37.
Внешние устройства подключаются ккомпьютеру через специальные разъемы-порты
ввода-вывода. Порты ввода-вывода бывают
следующих типов:
• параллельные (обозначаемые LPT1 — LPT4) —
обычно используются для подключения
принтеров;
• последовательные (обозначаемые СОМ1 —
COM4) — обычно к ним подключаются мышь,
модем и другие устройства.
• USB - (англ. Universal Serial Bus —
«универсальная последовательная шина») —
последовательный интерфейс для
подключения периферийных устройств
к вычислительной технике.
37
38.
К устройствам ввода информации относятся:• клавиатура — устройство для ручного ввода в
компьютер числовой, текстовой и
управляющей информации;
• графические планшеты (дигитайзеры) — для
ручного ввода графической информации,
изображений путем перемещения по
планшету специального указателя (пера); при
перемещении пера автоматически
выполняется считывание координат его
местоположения и ввод этих координат в
компьютер;
38
39.
• сканеры (читающие автоматы) — дляавтоматического считывания с бумажных носителей
и ввода в компьютер машинописных текстов,
графиков, рисунков, чертежей;
• устройства указания (графические манипуляторы)
— для ввода графической информации на экран
монитора путем управления движением курсора по
экрану с последующим кодированием координат
курсора и вводом их в компьютер (джойстик, мышь,
трекбол, световое перо);
• сенсорные экраны — для ввода отдельных
элементов изображения, программ или команд с
полиэкрана дисплея в компьютер).
39
40.
К устройствам вывода информацииотносятся:
• графопостроители (плоттеры) — для
вывода графической информации на
бумажный носитель;
• принтеры — печатающие устройства для
вывода информации на бумажный
носитель.
40
41.
Основные виды принтеров:• матричные — изображение формируется из точек,
печать которых осуществляются тонкими иглами, Более
совершенные матричные принтеры имеют 18 и 24 иглы;
• струйные — в печатающей головке имеются тонкие
трубочки — сопла, через которые на бумагу
выбрасываются мельчайшие капельки чернил. Матрица
печатающей головки обычно содержит от 12 до 64
сопел.
• лазерные — применяется электрографический способ
формирования изображений. Лазер служит для
создания сверхтонкого светового луча, вычерчивающего
на поверхности предварительно заряженного
светочувствительного барабана контуры невидимого
точечного электронного изображения.
В настоящее время широко используются цветные
лазерные принтеры.
41
42.
• Средства связи ителекоммуникации используются для
подключения компьютера к каналам связи,
другим компьютерам и компьютерным
сетям. К этой группе прежде всего
относятся сетевые адаптеры. В качестве
сетевого адаптера чаще всего используются
модемы (модулятор-демодулятор).
• Многие из названных выше устройств
относятся к условно выделенной группе —
средствам мультимедиа.
42
43.
• Средства мультимедиа — это комплекс аппаратных ипрограммных средств, позволяющих человеку общаться
компьютером, используя самые разные естественные
для себя среды: звук, видео, графику, тексты, анимацию
и др. К средствам мультимедиа относятся:
• устройства речевого ввода и вывода информации;
• микрофоны и видеокамеры, акустические и
видеовоспроизводящие системы с усилителями,
звуковыми колонками, большими видеоэкранами;
• звуковые и видеоплаты, платы видеозахвата,
снимающие изображение с видеомагнитофона или
видеокамеры и вводящие его в компьютер;
• сканеры;
• вешние запоминающие устройства большой емкости на
оптических дисках, часто используемые для записи
звуковой и видеоинформации.
43
44.
Структура программногообеспечения ПК
• Программное обеспечение по
выполняемым функциям делится на
системное и прикладное.
• Системным ПО называется совокупность
программ, необходимых для выполнения
персональным компьютером стандартного
минимального набора функций, без
которого ПК будет недееспособным.
44
45.
• Наряду с системным программнымобеспечением, существует пакет
прикладного программного обеспечения,
которое в целом не влияет на работу ПК и
никак не сказывается на способности ПК
выполнять основные функции. Данный
пакет состоит из отдельных программ,
каждая из которых предназначена для
решения определенной поставленной
задачи или нескольких задач.
45
46.
4647.
Системное ПО• Это программы общего пользования не
связаны с конкретным применением ПК и
выполняют традиционные функции:
планирование и управление задачами,
управления вводом-выводом и т.д.
47
48.
4849.
Назначение операционной системы• Операционные системы разные, но их
назначение и функции одинаковые.
Операционная система является базовой и
необходимой составляющей программного
обеспечения компьютера, без нее компьютер
не может работать в принципе.
• Операционная система обеспечивает
совместное функционирование всех
устройств компьютера и предоставляет
пользователю доступ к его ресурсам.
49
50.
Состав операционной системы• Современные операционные системы имеют
сложную структуру, каждый элемент которой
выполняет определенные функции по управлению
компьютером.
• 1. Управление файловой системой. Процесс
работы компьютера сводится к обмену файлами
между устройствами. В операционной системе
имеются программные модули, управляющие
файловой системой.
• 2. Командный процессор. Специальная программа,
которая запрашивает у пользователя команды и
выполняет их.
50
51.
• 3. Драйверы устройств. Специальные программы,которые обеспечивают управление работой устройств и
согласование информационного обмена с другими
устройствами, а также позволяют производить
настройку некоторых параметров устройств.
Технология «Plug ad Play» (подключай и играй)
позволяет автоматизировать подключение к
компьютеру новых устройств и обеспечивает их
конфигурирование.
• 4. Графический интерфейс. Используется для
упрощения работы пользователя.
• 5. Сервисные программы или утилиты. Программы,
позволяющие обслуживать диски (проверять, сжимать,
дефрагментировать и т.д.), выполнять операции с
файлами (архивировать и т.д.), работать в
компьютерных сетях и т.д.
• 6. Справочная система. Позволяет оперативно
получить информацию как о функционировании
операционной системы в целом, так и о работе ее
отдельных модулей.
51
52.
Этапы развития OC• 1 этап (40е года) – диспетчеры файлов: Процессор был
связан с оперативной памятью и вводом/выводом.
Напрямую ввод/вывод с оперативной памятью не
взаимодействовали. Программы-диспетчеры появились
для автоматизации загрузки и линковки данных,
которые писались под конкретную машину. Когда
осознали, что многие части кода повторяются, решили
отвести специально место в оперативной памяти для
библиотек, отсюда возникли задачи:
• автоматизировать линковку (связь приложений с
ячейками памяти),
• оптимизировать взаимодействия с устройствами
ввода/вывода.
• прерывание - специальный сигнал, который
останавливает центральный процесс и заставляет
переключиться с одной задачи на другую.
52
53.
• 2 этап (60-70е года) – мультипрограммныеОС: В это время появляется сам термин
ОС. Операционная система - базовое
системное программное обеспечение,
управляющее работой компьютера и
являющееся интерфейсом между
аппаратурой, прикладным программным
обеспечением и пользователем.
53
54.
• 3 этап – сетевые и распределенныеОС: удаленный ввод/вывод данных,
появляется распределенный ввод/вывод и
хранение.
• 4 этап – открытые ОС
(мобильные): Появление Unix (1969) Томсон, Кенргин, Рич (создатели языка Си) за основу взяли систему Балтикс,
написанную на языке Би.
• 5 Этап – персональные OC
54
55.
Утилиты операционной системы.OLE и DDЕ технологии
Основные подсистемы ОС:
• Подсистема управления процессами. Процесс - структура
данных в памяти. Планировщик (набор алгоритмов
подпрограмм для планирования) и механизм PCB (Process
Control Block)
• Подсистема управления файлами
• Подсистема управления устройствами (драйвера, механизм
PlaginPlay)
• Подсистема защиты и администрирования
данных (разделение прав по ролям (администратор, обычный
пользователь и тд), обеспечение логического входа)
• Подсистема пользовательского интерфейса (командой
интерпретатор, графический пользовательских интерфейс)
55
56.
Технология DDE• Для обмена данными между
приложениями может использоваться
технология DDE (Dynamic Data Exchange –
динамический обмен данными). Суть
технологии состоит в том, что вставляемый
через буфер обмена объект сохраняет свою
связь с оригиналом и при внесении в него
изменений может автоматически
обновляться.
56
57.
Технология DDEПри этом :
• 1) с одним оригиналом можно связать любое
число документов;
• 2) возможно связывание по цепочке, когда
источником является не оригинал, а ранее
связанный объект;
• 3) установленная связь сохраняется и после
закрытия приложений, т.е. внесенные в
оригинал изменения автоматически вносятся
во все документы, связанные с ним.
57
58.
Технология OLE• Технология связывания и внедрения объектов
(Object Linking and Embedding) имеет больше
функциональных возможностей, причем, если
приложение поддерживает OLE, то оно само
выполняет обмен данными по этой технологии.
• Операции связывания (Linking) и внедрения
(Embedding), реализованные в рамках OLE, внешне
напоминают технологию DDE и обмен данными
через буфер обмена. При работе по технологии OLE
выполняется та же последовательность действий.
58
59.
Технология OLE• Документ со встроенными OLE-объектами выглядит
аналогично документу с фрагментами,
вставленными через буфер обмена. Однако в этом
случае при двойном щелчке мыши в поле объекта
он активизируется и запускается приложение, в
котором создавался этот объект, и в него
передается объект для редактирования или
выполнения других операций. После окончания
работы с объектом программа-источник
закрывается, а измененный объект автоматически
передается обратно в документ приложенияклиента.
59
60.
При связывании:• отсутствует необходимость создания второй копии
объекта, что позволяет сократить требуемый объем
дискового пространства;
• внесение изменений в связанный объект обеспечивает
дублирование этих изменений во всех документах, с
которыми объект был связан;
• запоминается путь к оригиналу, поэтому при переносе
на другую машину необходимо переписать все файлы,
содержащие объекты, включенные в данный документ.
При внедрении:
• изменения вставленного объекта, не отражаются в
оригинале;
• вся информация хранится в одном файле и никаких
проблем при переносе на другой компьютер не
возникает.
60
61.
• В рамках OLE реализован метод drag-anddrop (перетащить и бросить), которыйобеспечивает наглядность процесса обмена
данными, и его можно применять вместо
операции копирования через буфер обмена
даже при межоконном перемещении
объектов и их частей.
61
62.
Пример 1• При подготовке текста в текстовом
процессоре нередко возникает
необходимость размещения между
блоками текста иллюстративного
материала. Для этой цели графический
файл рисунка или его фрагмент могут
быть использованы как объект для
связывания или встраивания в текстовый
документ.
62
63.
Пример 2• В табличном процессоре открывают файл,
содержанием которого является рабочая книга с
таблицами. Фрагмент рабочей книги (таблица
или ее фрагмент) выделяется и копируется в
буфер обмена. Предполагается вставка этого
фрагмента в текстовый документ в качестве
таблицы. При последующей команде Специальная
вставка\Связать (эта команда обычно входит в
меню Редактировать или Правка) фрагмент
визуально отображается в документе
текстового процессора, при этом создается
ссылка на файл-источник. При двойном щелчке
мыши на связанном объекте выполняется
переключение на приложение, обрабатывающее
файл-источник.
63
64.
Пример 3• В графическом редакторе открывают файлдокумент (рисунок), фрагмент которого
выделяется и копируется в буфер обмена.
При последующем внедрении фрагмента (как
объекта графического редактора) в
документ текстового процессора
командой Вставить или Специальная
вставка\Вставить можно двойным
щелчком мыши на объекте выполнить
активизацию по месту, то есть вызвать
графический редактор с загруженным в него
фрагментом для последующего
редактирования. Связь с файлом,
содержанием которого является рисунокоригинал, отсутствует.
64
65.
Вопросы к самостоятельной работе• Устройство ПК. Состав и назначение
основных устройств.
• Внешние устройства ПК.
• Программное обеспечение ПК
(операционные системы и прикладное
программное обеспечение).
• Операционная система MS Windows.
65