Аппаратное  и программное  обеспечение компьютера.Параметры, определяющие производительность ПК.

Компьютер – программируемое электронное устройство, способное обрабатывать данные и производить вычисления, а также выполнять другие задачи обработки символьной информации. Основу компьютеров образует аппаратура (hardware), построенная в основном с использованием электронных и электромеханических элементов и устройств. Принцип действия компьютеров состоит в выполнении программ (software).

     Персональный  компьютер (PC) – компьютер универсального назначения, рассчитанный на одного пользователя и управляемый одним человеком.   
 

Для лучшего  понимания лекции необходимо знать  несколько новых понятий и  определений.  

     Интерфейс – это способ организации диалога между программой и пользователем.

     Простейшими элементами интерфейса являются:

     - курсор;

     - меню выбора;

     - экранные кнопки;

     - пиктограммы (иконки);

     - окна;

     - «горячие клавиши».

     Курсор – метка на экране компьютера, перемещаемая при помощи мыши или стрелок клавиатуры. Курсор играет роль электронной указки и может иметь разную форму.

     Меню  выбора – список объектов, задающий различные действия программы.

     Пользуясь стрелками клавиатуры или мышью, пользователь может отметить курсором нужный объект. Программа начинает работать в соответствии со сделанным  выбором после дополнительного  нажатия на клавишу ENTER (клавишу выполнения) или сразу в момент выбора.

     Экранные  кнопки – кнопки, нарисованные на экране компьютера. При работе с мышью экранные кнопки дополняют (или заменяют) клавиши на клавиатуре. Для того, чтобы «нажать» экранную кнопку, нужно установить на нее курсор мыши и коротко нажать (щелкнуть – click) левую кнопку мыши.

     Пиктограмма (иконка) – условное обозначение объекта. Широко используется как в информатике, так и в повседневной жизни. Общеизвестный пример – дорожные знаки.

     Окна – часть экрана, в котором работает программа.

Объём хранения данных необходимо измерять в своих особых единицах (вспомните, для массы существуют единицы  измерения – килограммы, для длины  – метры и т.д.). Для измерения  количества информации служит единица  измерения, называемая БАЙТ (BYTE).  Байт – это основная единица объёма информации. 1 байт информации содержит один символ текста. Один байт состоит из восьми разрядов (цифр) двоичной системы счисления и может состоять из 2⁸ = 256 возможных комбинаций. Один байт передаётся по восьми проводникам, в каждом из которых может быть напряжение или отсутствовать напряжение, т.е. «1» или «0». По десяти проводникам можно передавать 2¹⁰ возможных комбинаций значений. 2¹⁰=1024. А это приблизительно равно 1000. Поэтому были введены единицы измерения информации, в которых стандартные приставки КИЛО, МЕГА, ГИГА лишь приближённо равны обычному своему значению.

1 килобайт = 1 кБ = 1 К = 2¹⁰ байт = 1024 байт

1 Мегабайт = 1 МБ = 1 М = 2²⁰ байт = 1024 К = 1048576 байт

1 Гигабайт = 1 ГБ = 1 Г = 2³⁰ байт = 1024 М =1048576 К = 1073741824 байт.

     Конструктивно компьютер состоит из следующих  блоков – системный блок (внутри которого расположена основная часть электронных плат, дисководы, память), устройство вывода (монитор, принтер), устройство ввода (клавиатура, мышь, сканер).

Компьютеры  классифицируются по нескольким признакам.

Классификация по назначению – большие ЭВМ, мини-ЭВМ, микро-ЭВМ, персональные компьютеры (массовые, деловые, портативные, развлекательные  и рабочие станции).

Персональные  компьютеры (ПК) – предназначен для  обслуживания одного человека. Особо  широко популярность персональные компьютеры получили в связи с развитием  Интернета. До последнего времени ПК подразделяли на бытовые и профессиональные. Сейчас эти грани стираются.

К аппаратному  обеспечению вычислительных систем относятся устройства и приборы, т.е. из чего состоит компьютерная система. Современные компьютеры и вычислительные комплексы имеют блочно-модульную  конструкцию, т.е. компьютерная система  может быть собрана из отдельных  готовых блоков и узлов. По способу  расположения отдельных узлов различают  внешние и внутренние устройства. Внешние устройства ещё иногда называют периферийными устройствами.

Внешними  устройствами являются большинство  устройств ввода-вывода данных.

     Несмотря  на многообразие и сложность современных  компьютеров, все они имеют в  своем составе:

-          устройства для ввода информации (клавиатура, мышь, дисковод);

-          устройства для вывода информации (дисплей, принтер, дисковод);

-          устройства для хранения информации (память, диск);

-          устройства для обработки информации (один или несколько процессоров).    
 

     Любой компьютер состоит из следующих  основных устройств: процессор, память (внутренняя и внешняя) и устройства ввода и вывода информации.

     Процессор является главным устройством компьютера, в котором происходит обработка всех видов информации. Другой важной функцией процессора является обеспечение согласованного действия всех узлов, входящих в состав компьютера. Соответственно наиболее важными частями процессора являются арифметико-логическое устройство (АЛУ) и устройство управления (УУ).

     Каждый  процессор способен выполнять вполне определенный набор универсальных  инструкций, называемых чаще всего  машинными командами. Работа компьютера состоит в выполнении последовательности таких команд, подготовленных в виде программы. Процессор способен организовывать считывание очередной команды, ее анализ и выполнение, а также при необходимости принять данные или отправить результаты их обработки на требуемое устройство. Выбрать, какую инструкцию выполнять следующей, также должен сам процессор, причем результат этого выбора часто зависит от обрабатываемой в данный момент информации.

     Хотя  внутри процессора всегда имеются специальные  ячейки (регистры) для оперативного хранения обрабатываемых данных и некоторой служебной информации, в нем сознательно не предусмотрено место для хранения программы. Для этой важной цели в компьютере служит другое устройство – память. Память подразделяется на внешнюю и внутреннюю. Под внутренней памятью принято понимать быстродействующую электронную память, расположенную на системной плате. Внутренняя память подразделяется на оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) и постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) (по-английски соответственно RAM и ROM).

     ОЗУ хранит данные и программы для решаемых в текущий момент задач. При выключении питания компьютера содержимое ОЗУ полностью теряется.

     В ПЗУ хранятся данные, необходимые для первоначальной загрузки компьютера в момент включения питания.

     Внешняя память реализуется в виде жестких несъемных дисков (винчестер), дисководы, CD-ROM, стример и т.д.

     Для связи основных устройств компьютера между собой используется специальная  информационная магистраль, обычно называемая инженерами шиной. Шина состоит из трех частей:

·         шина адреса, на которой устанавливается адрес требуемой ячейки памяти или устройства, с которым будет происходить обмен информацией;

·         шина данных, по которой собственно и будет передана необходимая информация;

·         шина управления, регулирующая этот процесс (например, один из сигналов на этой шине позволяет различать между собой адреса памяти и устройств ввода/вывода).

     Процессор, ПЗУ находятся на системной плате (иногда называемой материнской). На материнской плате находятся разъемы, называемые слотами, в которые вставляются платы ОЗУ и расширения, такие как плата видеовыхода (видеоадаптер или видеокарта), звуковая карта. С помощью этих адаптеров подключаются соответствующее оборудование.

     Технические характеристики компьютера определяют такие параметры, как модель процессора, разрядность процессорных шин, объем оперативной и дисковой памяти, видеопамяти, тактовая частота процессора (в МГц).

Но аппаратная часть без программ – это «мёртвое»  железо. Чтобы его оживить, необходимо дать ему указания – что он должен выполнить. Это выполняет вторая необходимая часть компьютерной системы – программное обеспечение.

     Программа (приложение) – запись алгоритма на языке исполнителя, команды процессору, записанные в файл на диске. Имя файла с программой, как правило, имеет расширение .exe или .com.

Программы – это упорядоченные последовательности команд. Конечная цель любой компьютерной программы – управление аппаратными  средствами.

Программное и аппаратное обеспечение в компьютере работают в неразрывной связи  и в непрерывном взаимодействии. Состав программного обеспечения вычислительной системы называют программной конфигурацией.

  Программное обеспечение подразделяется на базовое, системное, служебное и прикладное.

Базовое ПО (программное обеспечение) отвечает за взаимодействие с базовыми аппаратными  средствами, т.е. с основными узлами компьютера.

Системное ПО служит для управления ресурсами  компьютера и прикладными программами.

Служебные программы или утилиты служат для сервисного обслуживания компьютера и его настройки.

     Прикладная программа - программа, нацеленная на решение какой-либо задачи (класса задач) в пределах данной проблемной области – с такими программами обычно работает пользователь.

Программное обеспечение компьютеров и структура программного обеспечения ПК.

К программному обеспечению (ПО) относится также  вся область деятельности по проектированию и разработке ПО:

• технология проектирования программ (например, нисходящее проектирование, структурное и объектно-ориентированное проектирование и др.);
• методы тестирования программ
• методы доказательства правильности программ;
• анализ качества работы программ;
• документирование программ;
• разработка и использование программных средств, облегчающих процесс проектирования программного обеспечения, и многое другое.

Программное обеспечение — неотъемлемая часть компьютерной системы. Оно является логическим продолжением технических средств. Сфера применения конкректного компьютера определяется созданным для него ПО.