Архитектура компьютера и вычислительных систем

Лекция по дисциплине «Архитектура компьютера»
план-конспект занятия по информатике и икт по теме

Понятия: вычислительная техника, вычислительная система, компьютер, архитектура компьютера.

Состав вычислительной системы.

Архитектура компьютера и вычислительных систем

97. Классификация и архитектурные особенности вычислительных систем

Классификация и архитектурные особенности вычислительных систем

Система (от греческого systema — целое, составленное из частей соединение) — это совокупность элементов, взаимодействующих друг с другом, образующих определенную целостность, единство.

Вычислительная система — это совокупность одного или нескольких компьютеров или процессоров, программного обеспечения и периферийного оборудования, организованная для совместного выполнения информационно-вычислительных процессов.

Вычислительная машина, счётная машина — механизм, электромеханическое или электронное устройство, предназначенное для автоматического выполнения математических операций.

Электронная вычислительная машина (ЭВМ), компьютер — комплекс технических средств, предназначенных для автоматической обработки информации в процессе решения вычислительных и информационных задач.

Характеристика основных направлений развития вычислительных машин. Отличительные особенности вычислительных систем.

Первые компьютеры (автоматические электронные вычислительные машины с программным управлением) были созданы в конце 40-х годов XX века и представляли собой гигантские вычислительные монстры, использовавшиеся только для вычислительной обработки информации. По мере развития компьютеры существенно уменьшились в размерах, но обросли дополнительным оборудованием, необходимым для их эффективного использования. В 70-х годах компьютеры из вычислительных машин сначала превратились в вычислительные системы, а затем в информационно-вычислительные системы.

Основным направлением совершенствования ЭВМ является неуклонный рост производительности (быстродействия) и интеллектуальности вычислительных средств.

Наиболее перспективным и динамичным направлением увеличения скорости решения прикладных задач является широкое внедрение идей параллелизма в работу вычислительных систем (ВС).

Дальнейшее поступательное развитие вычислительной техники напрямую связано с переходом к параллельным вычислениям, с идеями построения многопроцессорных систем и сетей, объединяющих большое количество отдельных процессоров и ЭВМ.

Создание ВС преследует следующие основные цели: повышение производительности системы за счет ускорения процессов обработки данных, повышение надежности и достоверности вычислений, предоставление пользователям дополнительных сервисных услуг и т.д.

Отличительной особенностью ВС по отношению к ЭВМ является наличие в них нескольких вычислителей, реализующих параллельную обработку.

Основные принципы построения, закладываемые при создании ВС:

• возможность работы в разных режимах;

• модульность структуры технических и программных средств, что позволяет совершенствовать и модернизировать вычислительные системы без коренных их переделок;

• унификация и стандартизация технических и программных решений;

• иерархия в организации управления процессами;

• способность систем к адаптации, самонастройке и самоорганизации;

• обеспечение необходимым сервисом пользователей при выполнении вычислений

По назначению ВС делят на

Универсальные предназначаются для решения широкого класса задач. Проблемно-ориентированные используются для решения определенного круга задач в сравнительно узкой сфере. Специализированные ориентированы на решение узкого класса задач

По типу ВС различаются на

Вычислительная система может строиться на базе либо целых компьютеров (многомашинная ВС), либо на базе отдельных процессоров (многопроцессорная ВС).

По типу ЭВМ или процессоров различают

• однородные – строятся на базе однотипных компьютеров или процессоров.

• неоднородные системы – включает в свой состав различные типы компьютеров или процессоров.

Территориально ВС делятся на:

• сосредоточенные (все компоненты располагаются в непосредственной близости друг от друга);

• распределенные (компоненты могут располагаться на значительном расстоянии, например, вычислительные сети);

По методам управления элементами ВС различают

• со смешанным управлением.

В первом случае управление выполняет выделенный компьютер или процессор, во втором – эти компоненты равноправны и могут брать управления на себя.

В системах со смешанным управлением совмещаются процедуры централизованного и децентрализованного управления. Перераспределение функций осуществляется в ходе вычислительного процесса исходя из сложившейся ситуации.

По принципу закрепления вычислительных функций за отдельными ЭВМ (процессорами) различают системы с жестким и плавающим закреплением функций.

По режиму работы ВС различают системы, работающие в

• неоперативном временных режимах.

Оперативные системы работают в реальном масштабе времени, в них реализуется оперативный режим обмена информацией – ответы на запросы поступают незамедлительно. В неоперативных ВС допускается режим “задержанного ответа”, когда результаты выполнения запроса можно получить с некоторой задержкой (иногда даже в следующем сеансе работы системы).

Кроме этого, ВС могут быть структурно

• одноуровневыми (имеется лишь один общий уровень обработки данных);

• Многоуровневыми (иерархическими) структурами. В иерархических ВС машины или процессоры распределены по разным уровням обработки информации, некоторые машины (процессоры) могут специализироваться на выполнении определенных функций.

Структура вычислительной системы.

Структура ВС — это совокупность комплексируемых элементов и их связей. В качестве элементов ВС выступают отдельные ЭВМ и процессоры.

Упрощенная схема вычислительного процесса может быть описана следующим образом.

По указанию устройства управления (УУ) управляющая информационная (команда) считывает из запоминающего устройства, передается в УУ и расшифровывается. Она определяет, какая операция и над какими данными должна выполняться в АЛУ. Получив соответствующие указания и адреса, запоминающее устройство выдает требуемые числа в АЛУ, где они преобразуются. Результаты обработки пересылаются в ОЗУ на хранение. Окончательная результатная информация из ОЗУ с помощью устройств вывода поступает на дисплей, печатающее устройство или на машинный носитель.

Вычислительные системы имеют многоуровневую информационную организацию.

На I уровне системы располагаются ЦП, в состав которых входят АЛУ, центральные устройства управления и внутренняя память процессоров (иногда сверхоперативная память СОП). Процессоров может быть несколько. Они могут быть универсальными и специализированными и отличаться своими функциональными возможностями. На этом же уровне находятся модули ОЗУ.

Арифметико-логическое устройство — это блок ЭВМ, в котором происходит преобразование данных по командам программы: арифметические действия над числами, преобразование кодов и др.

Управляющее устройство координирует работу всех блоков компьютера.

II уровень составляют процессоры ввода-вывода (каналы ввода — вывода), которые предназначены для выполнения операций ввода – вывода и обеспечивают все двусторонние связи между ОП и процессором, с одной стороны, и множеством различных периферийных устройств – с другой. Каналы ввода – вывода позволяют осуществлять параллельную работу высокоскоростного ЦП и сравнительно медленно действующих устройств ввода – вывода с различными техническими характеристиками. Благодаря такому построению исключает «жесткое» подключение периферийных устройств к ЦП. Канал ввода–вывода представляет собой самостоятельное в логическом отношении устройство, работающее по собственной программе, хранимой в памяти машины.

На III уровне находятся интерфейс ввода – вывода (устройство сопряжения) и устройство управления внешними устройствами (УУВУ).

Связь ЦП с внешними устройствами как через селекторный, так и через мультиплексный каналы выполняется по универсальному стандартному принципу, заключающемуся в наличии определенного набора сигналов и одной и той же временной диаграммы взаимодействия для всех внешних устройств независимо от их типа. Благодаря наличию стандартного сопряжения последовательность управляющих сигналов одинакова для всех устройств, связанных с одним каналом.

IV уровень составляет периферийные устройства.

К ним относятся внешние запоминающие устройства(ВЗУ) и устройства ввода-вывода.

В современных вычислительных системах можно выделить V уровень, который составляют абонентские пункты, аппаратура передачи данных и каналы связи. Этот уровень необходим при использовании ВС в системах распределенной обработки данных, вычислительных центрах коллективного пользования, вычислительных сетях.

В описанной многоуровневой структуре реализуется классическая фон- неймановская организация ВС и предполагает последовательную обработку информации по заранее составленной программе.

Архитектура вычислительных систем. Классификация архитектур вычислительных систем.

Архитектура системы – совокупность свойств системы, существенных для пользования.

Архитектурой компьютера называется его описание на некотором общем уровне, включающее описание пользовательских возможностей программирования, системы команд, системы адресации, организации памяти и т.д. Архитектура определяет принципы действия, информационные связи и взаимное соединение основных логических узлов компьютера: процессора, оперативного ЗУ, внешних ЗУ и периферийных устройств. Общность архитектуры разных компьютеров обеспечивает их совместимость с точки зрения пользователя.

Наиболее распространены следующие архитектурные решения.

Классическая архитектура (архитектура фон Неймана) — одно арифметико-логическое устройство (АЛУ), через которое проходит поток данных, и одно устройство управления (УУ), через которое проходит поток команд — программа. Это однопроцессорный компьютер. К этому типу архитектуры относится и архитектура персонального компьютера с общей шиной. Все функциональные блоки здесь связаны между собой общей шиной, называемой также системной магистралью.

Физически магистраль представляет собой многопроводную линию с гнездами для подключения электронных схем. Совокупность проводов магистрали разделяется на отдельные группы: шину адреса, шину данных и шину управления.

Периферийные устройства (принтер и др.) подключаются к аппаратуре компьютера через специальные контроллеры — устройства управления периферийными устройствами.

Контроллер — устройство, которое связывает периферийное оборудование или каналы связи с центральным процессором, освобождая процессор от непосредственного управления функционированием данного оборудования.

Многопроцессорная архитектура. Наличие в компьютере нескольких процессоров означает, что параллельно может быть организовано много потоков данных и много потоков команд. Таким образом, параллельно могут выполняться несколько фрагментов одной задачи.

Многомашинная вычислительная система. Здесь несколько процессоров, входящих в вычислительную систему, не имеют общей оперативной памяти, а имеют каждый свою (локальную). Каждый компьютер в многомашинной системе имеет классическую архитектуру, и такая система применяется достаточно широко. Однако эффект от применения такой вычислительной системы может быть получен только при решении задач, имеющих очень специальную структуру: она должна разбиваться на столько слабо связанных подзадач, сколько компьютеров в системе.

Преимущество в быстродействии многопроцессорных и многомашинных вычислительных систем перед однопроцессорными очевидно.

Архитектура с параллельными процессорами. Здесь несколько АЛУ работают под управлением одного УУ. Это означает, что множество данных может обрабатываться по одной программе — то есть по одному потоку команд. Высокое быстродействие такой архитектуры можно получить только на задачах, в которых одинаковые вычислительные операции выполняются одновременно на различных однотипных наборах данных.

Самой ранней и наиболее известной является классификация архитектур вычислительных систем, предложенная в 1966 году М.Флинном. Классификация базируется на понятии потока, под которым понимается последовательность элементов, команд или данных, обрабатываемая процессором. На основе числа потоков команд и потоков данных Флинн выделяет четыре класса архитектур: SISD,MISD,SIMD,MIMD.

SISD (single instruction stream / single data stream) — одиночный поток команд и одиночный поток данных. К этому классу относятся, прежде всего, классические последовательные машины, или иначе, машины фон-неймановского типа, например, PDP-11 или VAX 11/780. В таких машинах есть только один поток команд, все команды обрабатываются последовательно друг за другом и каждая команда инициирует одну операцию с одним потоком данных. Не имеет значения тот факт, что для увеличения скорости обработки команд и скорости выполнения арифметических операций может применяться конвейерная обработка — как машина CDC 6600 со скалярными функциональными устройствами, так и CDC 7600 с конвейерными попадают в этот класс.

SIMD (single instruction stream / multiple data stream) — одиночный поток команд и множественный поток данных. В архитектурах подобного рода сохраняется один поток команд, включающий, в отличие от предыдущего класса, векторные команды. Это позволяет выполнять одну арифметическую операцию сразу над многими данными — элементами вектора. Способ выполнения векторных операций не оговаривается, поэтому обработка элементов вектора может производится либо процессорной матрицей, как в ILLIAC IV, либо с помощью конвейера, как, например, в машине CRAY-1.

MISD (multiple instruction stream / single data stream) — множественный поток команд и одиночный поток данных. Определение подразумевает наличие в архитектуре многих процессоров, обрабатывающих один и тот же поток данных. Однако ни Флинн, ни другие специалисты в области архитектуры компьютеров до сих пор не смогли представить убедительный пример реально существующей вычислительной системы, построенной на данном принципе. Ряд исследователей относят конвейерные машины к данному классу, однако это не нашло окончательного признания в научном сообществе. Будем считать, что пока данный класс пуст.

MIMD (multiple instruction stream / multiple data stream) — множественный поток команд и множественный поток данных. Этот класс предполагает, что в вычислительной системе есть несколько устройств обработки команд, объединенных в единый комплекс и работающих каждое со своим потоком команд и данных.

Тема 2.1. Архитектура персонального компьютера, структура вычислительных систем. Программное обеспечение вычислительной техники

Магистрально-модульный принцип построения компьютера. Внутренняя архитектура компьютера; процессор, память. Периферийные устройства: клавиатура, монитор, дисковод, мышь, принтер, сканер, модем, джойстик; мультимедийные компоненты. Программный принцип управления компьютером. Операционная система: назначение, состав, загрузка. Виды программ для компьютеров. Понятие файла, каталога (папки) и правила задания их имен. Шаблоны имен файлов. Путь к файлу. Ввод команд. Инсталляция программ. Работа с каталогами и файлами.

Тема 2.2. Операционные системы и оболочки: программная
оболочка

Основные принципы работы в Norton Commander. Функциональные и служебные клавиши. Управление панелями. Операции с каталогами и файлами. Установка конфигурации Norton Commander.

Тема 2.3. Операционные системы и оболочки: графическая
оболочка Windows

Основные элементы окна Windows. Управление окнами. Меню и запросы. Справочная система. Работа с пиктограммами программ. Переключение между программами. Обмен данными между приложениями. Операции с каталогами и файлами. Печать документов.

Тема 2.4. Прикладное программное обеспечение: файловые

Менеджеры, программы-архиваторы, утилиты

Файловые менеджеры. Программы-архиваторы. Пакеты утилит для DOS и Windows. Общий обзор. Назначение и возможности. Порядок работы.

Вопросы для самопроверки и контрольных работ

11 Принципы построения компьютера и вычислительных систем.

12 Структуру программного обеспечения персонального компьютера.

13 Операционные системы, программы-оболочки, прикладные и специальные программные средства компьютера.

14 Общая функциональная схема компьютера.

15 Назначение и основные характеристики устройств компьютера.

16 Определение файла, каталога, диска.

17 Правила задания имен каталогов, файлов и их шаблонов.

18 Команды DOS для работы с каталогами и файлами.

19 Виды программных оболочек.

20 Настройка конфигурации Norton Commander.

21 Правила обозначения каталогов и файлов.

22 Назначение функциональных и служебных клавиш.

23 Номенклатура, возможности и отличия существующих графических оболочек.

24 Возможности графической оболочки Windows.

25 Назначение элементов окна.

26 Правила работы с меню и запросами;

27 Способы переключения между программами.

28 Организацию и способы обмена данными между программами.

29 Правила создания, открытия и сохранения документов в программном приложении.

30 Методику выполнения операций редактирования документов в программном приложении.

31Прикладное программное обеспечение.

32 Назначение файловых менеджеров, программ-архиваторов, специальных программных средств (утилит);

33 Типы файловых менеджеров, программ-архиваторов и утилит, получивших наиболее широкое распространение среди пользователей;

Раздел 3. ОРГАНИЗАЦИЯ РАЗМЕЩЕНИЯ, ОБРАБОТКИ, ПОИСКА, ХРАНЕНИЯ И ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ. ЗАЩИТА ИНФОРМАЦИИ ОТ НЕСАНКЦИОНИРОВАННОГО ДОСТУПА. АНТИВИРУСНЫЕ СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ ИНФОРМАЦИИ

Компьютер – устройство для накопления, обработки и передачи информации. Обработка информации центральным процессором и организация оперативной памяти компьютера. Хранение информации и ее носители: гибкие, жесткие, компакт- диски. Организация размещения информации на дискетах и дисках: сектор, таблица размещения, область данных.

Защита информации от несанкционированного доступа. Необходимость защиты. Криптографические методы защиты. Защита информации в сетях. Электронная подпись. Контроль права доступа. Архивирование информации как средство защиты.

Защита информации от компьютерных вирусов. Компьютерные вирусы: методы распространения, профилактика заражения. Антивирусные программы.

Вопросы для самопроверки и контрольных работ

34 Способы хранения информации и типах носителей.

35 Организация размещения информации на дискетах и жестких дисках.

36 порядок обработки информации центральным процессором и организации оперативной памяти компьютера.

37 Передаче информации с помощью телекоммуникационных сетей.

38 Способы защиты информации от несанкционированного доступа.

39 Методы распространения компьютерных вирусов и профилактике заражения.

40 Современные типы носителей информации.

41 Способы защиты информации.

42 Способы профилактики компьютерных вирусов и борьбы с ними.

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

Папиллярные узоры пальцев рук — маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.

© cyberpedia.su 2017-2020 — Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!

Статьи к прочтению:

Как выполняется команда? Выполнение команды можно проследить по схеме: Общая схема компьютера Как пpавило, этот процесс разбивается на следующие этапы:…

Современную архитектуру компьютера определяют следующие принципы: — Принцип программного управления. Обеспечивает автоматизацию процесса вычислений на…

Архитектура компьютера и вычислительных систем

Тема 2.1. Архитектура персонального компьютера

2.1.1. Состав персонального компьютера

• жесткий диск (Hard Disk Drive)(рис. 2.1.1);

  Рис. 2.1.1. Накопитель на жестком магнитном диске

• дисковод гибких дисков (Floppy Disk Drive);
• дисковод лазерных дисков (Compact Disk Drive);
• системная плата (рис. 2.1.2) (Motherboard, MB) на которой расположены следующие важнейшие элементы: оперативное запоминающее устройство, постоянное запоминающее устройство, процессор и др. устройства.

К ПК могут присоединяться различные внешние устройства:
• джойстик (ручка управления) – это устройство ручного ввода графических данных. В школьных компьютерах джойстик служит также для управления подвижными объектами на экране в разного рода компьютерных играх;
• модем (рис. 2.1.3) – устройства ввода-вывода информации, используется для передачи данных компьютера по телефонному проводу;

  Рис. 2.1.3. Внешний модем

• плоттер (рис. 2.1.4)– устройство вывода графической информации: географических карт, инженерных чертежей и т.д.;

  Рис. 2.1.4. Широкоформатные плоттеры для наружной и интерьерной печати RollJet-1801

• принтер – устройство вывода информации из компьютера на бумагу;
• сканер (рис. 2.1.5)– устройство ввода графической информации в компьютер.

• устройство управления (УУ) – формирует и подает во все блоки машины в нужные моменты времени определенные сигналы управления (управляющие импульсы), обусловленные спецификой выполняемой операции и результатами предыдущих операций; формирует адреса ячеек памяти, используемых выполняемой операцией, и передает эти адреса в соответствующие блоки ЭВМ; опорную последовательность импульсов устройство управления получает от генератора тактовых импульсов;
• арифметико-логическое устройство (АЛУ) предназначено для выполнения всех арифметических и логических операций над числовой и символьной информацией (в некоторых моделях ПК для ускорения выполнения операций к АЛУ подключается дополнительный математический сопроцессор). Математический сопроцессор широко используется для ускоренного выполнения операций над двоичными числами с плавающей запятой, для вычисления некоторых трансцендентных, в том числе тригонометрических, функций;
• КЭШ-память служит для кратковременного хранения, записи и выдачи данных, непосредственно используемых в вычислениях в ближайшие такты работы машины. Регистры КЭШ — памяти недоступны для пользователя, отсюда и название КЭШ (Cache), в переводе с английского означает “тайник”. Быстрый доступ к этим данным и позволяет сократить время выполнения очередных команд программы. Малый объем кэша позволяет практически мгновенно использовать хранящуюся в нем информацию, а большой объем увеличивает вероятность нахождения в нем нужных данных. Поэтому кэш разделяют на две части: меньший по объему (обычно 8-512 Кбайт) первого уровня (Level1, L1), отдельно для команд и данных, и, значительно больший (до 4 Мбайт), второго уровня (Level2, L2). КЭШ строится на регистрах и используется для обеспечения высокого быстродействия машины, ибо основная память не всегда обеспечивает скорость записи, поиска считывания информации, необходимую для эффективной работы быстродействующего микропроцессора. Регистры – быстродействующие ячейки памяти различной длины (в отличие от ячеек ОП, имеющих стандартную длину 1 байт и более низкое быстродействие). Микропроцессоры имеют свою встроенную КЭШ-память, чем, в частности, и обуславливается их высокая производительность;
• интерфейсная система микропроцессора реализует сопряжение и связь с другими устройствами ПК; включает в себя внутренний интерфейс МП, буферные запоминающие регистры и схемы управления портами ввода-вывода и системной шиной. Интерфейс (interface) – совокупность средств сопряжения и связи устройств компьютера, обеспечивающая их эффективное взаимодействие. Порт ввода-вывода (I/O – Input/Output port) – аппаратура сопряжения, позволяющая подключить к процессору другое устройство ПК.
• Генератор тактовых импульсов генерирует последовательность электрических импульсов; частота генерируемых импульсов определяет тактовую частоту машины. Промежуток времени между соседними импульсами определяет время одного такта работы машины или просто такт работы машины. Тактовая частота указывает скорость выполнения элементарных операций внутри МП. Разные модели МП выполняют одни и те же команды (например, сложение или умножение) за разное число тактов. Частота генератора тактовых импульсов является одной из основных характеристик персонального компьютера и во многом определяет скорость его работы, ибо каждая операция в машине выполняется за определенное количество тактов. Характерные тактовые частоты микропроцессоров: 40 МГц, 66 МГц, 100 МГц, 130 МГц, 166 МГц, 200 МГц, 333 МГц, 400 МГц, 600 МГц, 800 МГц, 1000 МГц и т. д. до 3ГГц

Системная шина включает в себя:
• кодовую шину данных, содержащую провода и схемы сопряжения для параллельной передачи всех разрядов числового кода (машинного слова) операнда;
• кодовую шину адреса, включающую провода и схемы сопряжения для параллельной передачи всех разрядов кода адреса ячейки основной памяти или порта ввода-вывода внешнего устройства;
• кодовую шину инструкций, содержащую провода и схемы сопряжения для передачи инструкций (управляющих сигналов, импульсов) во все блоки машины;
• шину питания, имеющую провода и схемы сопряжения для подключения блоков ПК к системе энергопитания.

Все клавиши можно разбить на следующие группы.
1. ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ КЛАВИШИ (от F1 до F12) предназначены для различных специальных действий.
2. АЛФАВИТНО-ЦИФРОВЫЕ И ПРОБЕЛ предназначены для ввода текста и чисел.
3. КЛАВИШИ УПРАВЛЕНИЯ КУРСОРОМ — СТРЕЛКИ перемещают курсор на 1 позицию в указанном направлении.
4. ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЦИФРОВАЯ КЛАВИАТУРА служит для эффективного ввода числовой информации. При включенном индикаторе Num Lock на дополнительной цифровой клавиатуре можно получить цифры от 0 до 9 и точку (запятую), при выключенном индикаторе на дополнительной клавиатуре можно получить назначение клавиши из нижнего регистра.
5. КЛАВИШИ РЕДАКТИРОВАНИЯ, к которым можно отнести:
   • Backspace служит для удаления символа, расположенного слева от курсора.
   • Insert (Ins) переключает режимы вставки/замены символов. После включения компьютера имеет место режим вставки, т.е. если нажать алфавитно-цифровую клавишу, то нажатый символ вставится в позицию курсора, а часть текста после курсора переместится вправо, если, далее, нажать клавишу Insert, то включается режим замены, если, при этом, нажать на алфавитно-цифровую клавишу, то символ печатается в позиции курсора, удаляя расположенный там ранее символ и т.д.
   • Delete (Del) удаляет символ расположенный в позиции курсора или справа от него.
   • Home переводит курсор в начало строки, а в операционной оболочке Norton Commander в верхний левый угол панели.
   • End переводит курсор в конец строки, а в операционной оболочке Norton Commander в нижний правый угол панели.
   • Page Up (Pg UP) перемещает курсор на 1 экранную страницу вверх.
   • Page Down (Pg Dn) перемещает курсор на 1 экранную страницу вниз.
6. СПЕЦИАЛЬНЫЕ КЛАВИШИ.
   • Esc служит для отмена предыдущей команды.
   • Tab служит для табуляции (перемещение курсора на несколько позиций вправо) и для перемещения курсора с одной панели на другую в операционной оболочке Norton Commander
   • Caps Lock служит для включения или выключения режима больших букв (эта клавиша никогда не удерживается).
   • Shift — верхний регистр:
     1. Удерживая клавишу Shift можно получить специальные символы, расположенные над цифрами или вверху некоторых символьных клавиш;
     2. При включенном индикаторе Caps Lock, удерживая клавишу Shift можно получить маленькие буквы;
     3. При выключенном индикаторе Caps Lock, удерживая клавишу Shift можно получить большие буквы.
   • Пробел или Space служит для вставки пустого символа в позиции курсора.
   • Правая клавиша Ctrl (Control) служит для включения русского (латинского) алфавита в операционной системе MS – DOS (операционной оболочке Norton Commander). Если алфавит русский, то по периметру экрана имеется цветная (зеленая) рамка и можно напечатать текст русскими буквами. В латинском алфавите рамка исчезает.
   • Левые Ctrl+ Shift (Alt+ Shift) служат для переключения алфавитов в операционной системе Windows.
   • Enter служит для ввода информации в ЭВМ и переводит курсор в начало следующей строки.

Основной функцией системной шины является передача информации между процессором и остальными устройствами. Системная шина состоит из трех шин:
— шины управления;
— шины данных;
— шины адреса.
По этим шинам циркулируют управляющие сигналы, данные (числа, символы), адреса ячеек памяти и номера устройств ввода-вывода.
Работа процессора происходит под управлением программы. Арифметико-логическое устройство (АЛУ) выполняет арифметические и логические операции над данными. Промежуточные результаты сохраняются в регистрах общего назначения (РОН). КЭШ-память служит для повышения быстродействия процессора путем уменьшения времени его непроизводительного простоя. Устройство управления (УУ) отвечает за порядок выполнения команд, из которых состоит программа.
Принцип функционирования ЭВМ заключается в следующем (рис. 2.1.8).
Из процессора на шину адреса выдается адрес очередной команды. Считанная по этому адресу команда (например, из ПЗУ), поступает по шине данных в процессор, где она выполняется с помощью АЛУ. УУ процессора определяет адрес следующей команды (точнее, фактический номер очередной ячейки памяти, где находится очередная команда). После выполнения процессором текущей команды, на шину адреса выводиться адрес ячейки памяти, где храниться следующая команда и т. д.
Сигналы, передаваемые по управляющей шине, синхронизируют работу процессора, памяти, устройств ввода и вывода информации. Порядок выбора адресов из памяти (и очередности выполнения команд) определяет программа, находящаяся, чаще всего, в ОЗУ.

Рис. 2.1.8. Принципиальная схема ЭВМ

Выполнение основной программы иногда может приостанавливаться с целью выполнения какого-то другого срочного задания, например, передачи данных на принтер. Такой режим работы, когда временно приостанавливается выполнение основной программы и происходит обслуживание запроса, называется прерыванием. По завершении обслуживания прерывания, процессор возвращается к выполнению временно отложенной программы.
Запросы на прерывание могут возникать из-за сбоев аппаратуры, переполнения разрядной сетки, деления на ноль и т. п. Обслуживание прерывания осуществляется с помощью специальных программ обработки прерываний.
Очевидно, что конструкция современной ЭВМ намного сложнее рассмотренной конструкции. На структурной схеме не изображен тактовый генератор (который подключен к процессору), адаптеры, контроллеры, включенные между системной шиной и каждым устройством ввода-вывода, и другие блоки. Однако выбранный уровень детализации позволяет легче понять общий принцип работы ЭВМ.

Вычислительная система – это совокупность аппаратных и программных средств ЭВМ, взаимодействующих для решения задач обработки информации. Вычислительной системой является персональный компьютер с установленным на нем программным обеспечением.

Программное обеспечение (ПО) – это совокупность входящих в состав вычислительной системы программных средств, т. е. программ, данных и документов к ним. ПО обеспечивает эффективную работу ЭВМ и предоставляет пользователю определенные виды обслуживания. Различают системное программное обеспечение, которое является необходимым дополнением аппаратных средств, прикладное программное обеспечение, которое определяется потребностями пользователей, и инструментарий технологии программирования, обеспечивающий автоматизированную разработку и выполнение программ на данном языке.

Системное программное обеспечение – совокупность программ и программных комплексов для обеспечения работы компьютера и сетей ЭВМ.
Операционная система – это основная часть системного программного обеспечения, которая предназначена для управления выполнением пользовательских программ и управления вычислительными ресурсами ЭВМ, например. MS DOS, WINDOWS, Linux, OS/2.

Операционные системы для персональных компьютеров делятся на:
• одно- и многозадачные (в зависимости от числа параллельно выполняемых прикладных процессов);
• одно- и многопользовательские (в зависимости от числа пользователей, одновременно работающих с операционной системой);
• непереносимые и переносимые на другие типы компьютеров;
• несетевые и сетевые, обеспечивающие работу в локальной вычислительной сети ЭВМ.

1. Какие устройства образуют типовой компьютер?
2. Для чего предназначены мониторы?
3. Для чего предназначена клавиатура?
4. Что такое «мышь»?
5. Какие устройства входят в состав системного блока?
6. Дайте характеристику внешней памяти.
7. Дайте характеристику жесткого диска.
8. Для чего предназначен дисковод лазерных дисков?
9. Для чего предназначен дисковод гибких магнитных дисков?
10. Какие виды памяти образуют основную память?
11. Для чего предназначена оперативная память?
12. Каковы преимущества и недостатки оперативной памяти?
13. Для чего предназначена постоянная память?
14. Что такое процессор?
15. Какие устройства входят в состав процессора?
16. Каковы функции арифметико-логического устройства?
17. Каковы функции устройства управления?
18. Каковы функции КЭШ-памяти?
19. Что представляет собой интерфейсная система микропроцессора?
20. Для чего предназначен генератор тактовых импульсов?
21. Что такое системная шина?
22. Что такое мультимедиа?
23. Какова логическая структура магнитного диска?
24. Что такое сектор?
25. Что представляет собой кластер?
26. В чем заключается общий принцип работы ЭВМ?
27. Для чего предназначена операционная система?