Принцип действия компьютера реферат

Обновлено: 04.07.2024

Компьютеры, несмотря на широкую популярность этого термина, все еще остаются для многих людей «черными ящиками», синонимом чего-то сложного и непонятного. Сфера применения ПК охватывает практически все виды деятельности, где человек имеет дело с переработкой информации - числовой, текстовой и графической, и эта сфера непрерывно развивается как вширь - появляются новые задачи, так и вглубь - усложняются и уточняются старые.

Содержание работы

1. Введение………………………………………………………………………… 3
2. Основные блоки ПК и их назначение. Программное управление ПК…………………………………………………………………………………… 4-7
3. Классификация программного обеспечения: Операционные системы, среды, оболочки; инструментальные системы; прикладные программы, интегрированные пакеты, сетевое обеспечение. Назначение и возможности основных компонентов программного обеспечения ПК………………………………………………

Содержимое работы - 1 файл

1 Принципы работы ПК-1.doc

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ РАСТИТЕЛЬНЫХ ПОЛИМЕРОВ

РЕФЕРАТ

По дисциплине «Информатика»

На тему: «Персональный компьютер»

Выполнил: студент I курса .

СОДЕРЖАНИЕ

Стр.
1. Введение………………………………………………………… ………………	3
2. Основные блоки ПК и их назначение. Программное управление ПК………………………………………………………………………… …………	4-7
3. Классификация программного обеспечения: Операционные системы, среды, оболочки; инструментальные системы; прикладные программы, интегрированные пакеты, сетевое обеспечение. Назначение и возможности основных компонентов программного обеспечения ПК………………………………………………

Введение

Наверно, ни одна промышленная технология не развивается столь быстрыми темпами, как технология производства вычислительной техники-всего лишь за четыре десятилетия ее пройден огромный путь от ламповых «монстров» до компьютеров пятого поколения. Такое стремительное развитие вычислительной техники обусловлено объективными потребностями человеческого общества, достигшего определенного научно-технического уровня. Создание персонального компьютера можно отнести к одному из самых значительных изобретений 20 века. Современные ЭВМ бывают самыми разными: от больших, занимающих целый зал, до маленьких, помещающихся на столе, в портфеле и даже в кармане. Сегодня самым массовым видом ЭВМ являются персональные компьютеры.

Вот далеко не полный список использования компьютера: подготовка текстовых документов, графических изображений, электронная почта, обучение, подготовка к изданию рекламных листков, журналов, газет и книг, организация бухгалтерского учета и учета материальных ценностей, подготовка рекламных роликов и демонстрационных программ, математические расчеты, создание и исполнение музыкальных произведений, игры и развлечения.

В нашу эпоху компьютер занимает определенное место в жизни человека. Кто-то использует компьютер для игр, кто-то для обучения, некоторые любят пообщаться в Internet. Но все эти компьютеры имеют общую структуры и принципы функционирования, а соответственно, и историю развития.

При создании машины, известной как «персональный компьютер», было использовано большое число открытий и изобретений, которые внесли важное значение в развитие компьютерной техники.

Но для нормальной работы необходимо чётко и ясно представлять, из чего компьютер состоит.

Основные блоки ПК и их назначение

Что же представляет собой ЭВМ – это чудесное устройство, созданное человеком и способное решать многие задачи в помощь человеку, а иногда и вместо него, много быстрее и точнее, чем способен это сделать человек – творец этого чуда? Здесь мы ограничимся сведениями о том, из каких основных блоках состоит ЭВМ, об их назначениях и последовательности действий. Основные функции определяют назначение ЭВМ: обработка и хранение информации, обмен информацией с внешними объектами. Дополнительные функции повышают эффективность выполнения основных функций: обеспечивают эффективные режимы ее работы, диалог с пользователем, высокую надежность и др. Названные функции ЭВМ реализуются с помощью ее компонентов: аппаратных и программных средств.

Рассмотрим состав и назначение основных блоков ПК.

Структура персонального компьютера

Именно системный блок является в компьютере «главным». Он организует работу, обрабатывает информацию, производит расчеты, обеспечивает связь человека и ЭВМ. В нем располагаются основные узлы компьютера:

Электронные схемы, управляющие работой компьютера (микропроцессор, оперативная память, контроллеры устройств и т. д.)
Блок питания, который преобразует электропитание сети в постоянный ток низкого напряжения, подаваемый на электронные схемы компьютера;
Накопители (или дисководы) для гибких магнитных дисков, используемые для чтения и записи на гибкие магнитные диски (дискеты);
Накопитель на жестком магнитном диске, предназначенный для чтения и записи на несъемный жесткий магнитный диск(винчестер);
Другие устройства;

Клавиатуры, позволяющей вводить символы в компьютер;

Клавиатура служит для ввода информации в компьютер и подачи управляющих сигналов. Она содержит стандартный набор алфавитно-цифровых клавиш и некоторые дополнительные клавиши - управляющие и функциональные, клавиши управления курсором, а также малую цифровую клавиатуру. Клавиатура имеет встроенный буфер -- промежуточную память малого размера, куда помещаются введённые символы. В случае переполнения буфера нажатие клавиши будет сопровождаться звуковым сигналом -- это означает, что символ не введён (отвергнут).

Монитора (или дисплея) – для изображения текстовой и графической информации;

Монитор -- устройство визуального отображения информации (в виде текста, таблиц, рисунков, чертежей и др.). Подавляющее большинство мониторов сконструированы на базе электронно-лучевой трубки (ЭЛТ), и принцип их работы аналогичен принципу работы телевизора. Мониторы бывают алфавитно-цифровые и графические, монохромные и цветного изображения. Современные компьютеры комплектуются, как правило, цветными графическими мониторами.

Дополнительные устройства

К системному блоку компьютера IBM PC можно подключать различные устройства ввода – вывода информации, расширяя тем самым его функциональные возможности.

Многие устройства располагаются вне системного блока компьютера и подсоединяются к нему через специальные гнезда ( разъемы), находящиеся обычно на задней стенке блока. Такие устройства обычно называются внешними. Кроме монитора и клавиатуры, такими устройствами являются:

Принтер – для вывода на печать текстовой и графической информации;
Мышь – устройство, облегчающее ввод информации на компьютер;
Джойстик – манипулятор в виде укрепленной на шарнире ручки с кнопкой, употребляется в основном для компьютерных игр;
А также др. устройства.

Внутренние устройства

Некоторые устройства могут вставляться внутрь системного блока компьютера (поэтому они часто называются внутренними ), например:

модем или факс – модем – для обмена информации с другими компьютерами через телефонную сеть (факс-модем может также получать и принимать факсы);
дисковод для компакт – дисков, он обеспечивает возможность чтения данных с компьютерных компакт-дисков на магнитной ленте;
стример – для хранения данных на магнитной ленте;
звуковая карта - для воспроизведения и записи звуков (музыки, голоса и т.д.)

Контроллеры и устройства

Для управления работой устройств в IBM PC – совместимых компьютерах используются электронные схемы – контролеры. Различные устройства используют разные способы подключения к контроллерам:

некоторые устройства (дисковод для дискет, клавиатура и т.д.) подключаются к имеющимся в составе компьютера стандартным контроллерам;
некоторые устройства (звуковые карты, многие факс-модемы и т.д. ) выполнены как электронные платы, то есть смонтированы на одной плате со своим контроллером;
остальные устройства используют следующий способ подключения: в системный блок компьютера вставляется электронная плата (контроллер), управляющая работой устройства, а само устройство подсоединяется к этой плате кабелем.

Логическое устройство компьютера

Системная или материнская плата – это основная электронная плата в компьютере. На ней обычно располагается:

Самым главным элементом в компьютере, его «мозгом», является микропроцессор – небольшая (в несколько сантиметров) электронная схема, выполняющая все вычисления и обработку информации. Микропроцессор умеет производить сотни различных операций и делает это со скоростью в несколько десятков или даже сотен миллионов операций в секунду. В качестве его компонент можно выделить два основных блока:

АЛУ – арифметико-логическое устройство, предназначенное для выполнения процесса вычислений;
ЦУУ – центральное устройство управления – устройство, обеспечивающее управление всеми процессами в компьютере.
Сопроцессор

В тех случаях, когда на компьютере приходится выполнять много математических вычислений (например, в инженерных расчетах), к основному микропроцессору добавляют математический сопроцессор. Он помогает основному микропроцессору выполнять математические операции над вещественными числами.

Самой важной характеристикой процессора является его быстродействие (производительность, тактовая частота) — количество операций, выполняемых в секунду. Посредством выработки и передачи другим его компонентам управляющих импульсов, поступающих от кварцевого тактового генератора, который при включении ПК начинает вибрировать с постоянной частотой (100 МГц, 200-400 МГц и выше). Эти колебания и задают темп работы всей системной платы;

Программный принцип работы компьютера

По своему назначению компьютер - это универсальный прибор для работы с информацией. По принципам своего устройства компьютер - это модель человека, работающего с информацией.

Персональный компьютер (ПК) — это компьютер, предназначенный для обслуживания одного рабочего места. По своим характеристикам он может отличаться от больших ЭВМ, но функционально способен выполнять аналогичные операции. По способу эксплуатации различают настольные (desktop), портативные (laptop и notebook) и карманные (palmtop) модели ПК.

Аппаратное обеспечение. Поскольку компьютер предоставляет все три класса информационных методов для работы с данными (аппаратные, программные и естественные), принято говорить о компьютерной системе как о состоящей из аппаратных и программных средств, работающих совместно. Узлы, составляющие аппаратные средства компьютера, называют аппаратным обеспечением. Они выполняют всю физическую работу с данными: регистрацию, хранение, транспортировку и преобразование как по форме, так и по содержанию, а также представляют их в виде, удобном для взаимодействия с естественными информационными методами человека.

Устройство компьютера. Любой компьютер (даже самый большой)состоит из четырех частей:

устройства ввода информации
устройства обработки информации
устройства хранения
устройства вывода информации.

Схема устройства компьютера впервые была предложена в 1946 году американским ученым Джоном фон Нейманом. Дж. фон Нейман сформулировал основные принципы работы ЭВМ, которые во многом сохранились и в современных компьютерах.

Основу компьютеров образует аппаратура, построенная, в основном, с использованием электронных и электромеханических элементов и устройств.

Принцип действия компьютеров состоит в выполнении программ — заранее заданных, четко определённых последовательностей арифметических, логических и других операций

Программа – это указание на последовательность действий (команд), которую должен выполнить компьютер, чтобы решить поставленную задачу обработки информации.

Команда — это описание элементарной операции, которую должен выполнить компьютер.

Этот принцип обеспечивает универсальность использования компьютера.

Та часть процессора, которая выполняет команды, называется арифметико-логическим устройством (АЛУ), а другая его часть, выполняющая функции управления устройствами, называется устройством управления (УУ).

Центральный процессор — это основной рабочий компонент компьютера, который выполняет арифметические и логические операции, заданные программой, управляет вычислительным процессом и координирует работу всех устройств компьютера.

Функции процессора:

обработка данных по заданной программе путем выполнения арифметических и логических операций;
программное управление работой устройств компьютера.

Функции памяти:

приём информации из других устройств;
запоминание информации;
выдача информации по запросу в другие устройства машины.

Принципы фон-Неймана:

1. Принцип программного управления. Программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определённой последовательности.

2. Принцип адресности. Основная память состоит из перенумерованных ячеек; процессору времени доступна любая ячейка.

3. Принцип однородности памяти. Программы и данные хранятся в одной и той же памяти. Поэтому компьютер не различает, что хранится в данной ячейке памяти — число, текст или команда. Над командами можно выполнять такие же действия, как и над данными.

Таким образом, компьютер представляет собой совокупность устройств и программ, управляющих работой этих устройств.

Принцип работы компьютера:

· С помощью внешнего устройства в память компьютера вводится программа.

· Устройство управления считывает содержимое ячейки памяти, где находится первая инструкция (команда) программы и организует ее выполнение. Команда может задавать:

выполнение логических или арифметических операций;
чтение из памяти данных для выполнения арифметических или логических операций;
запись результатов в память;
ввод данных из внешнего устройства в память;
вывод данных из памяти на внешнее устройство.

Устройство управления начинает выполнение команды из ячейки памяти, которая находится непосредственно за только что выполненной командой. Однако этот порядок может быть изменен с помощью команд передачи управления (перехода). Эти команды указывают устройству управления, что ему необходимо продолжить выполнение программы, начиная с команды, содержащейся в иной ячейки памяти.

Результаты выполнения программы выводятся на внешнее устройство компьютера.

Компьютер переходит в режим ожидания сигнала от внешнего устройства.

Системное ПО.

Главной частью системного программного обеспечения является операционная система.

Операционная система является базовой и необходимой составляющей программного обеспечения компьютера, без нее компьютер не может работать в принципе.

К системному ПО кроме ОС следует отнести и множество программ обслуживающего, сервисного характера. Например, это программы обслуживания дисков (копирование, форматирование), сжатия файлов на дисках (архиваторы) борьбы с компьютерными вирусами и многое другое.

Прикладное программное обеспечение

Для выполнения на компьютере конкретных работ (создания текстов и рисунков, обработки числовых данных и т. д.) требуется прикладное программное обеспечение.

Прикладное программное обеспечение можно разделить на две группы программ: системы программирования и приложения.

Системы программирования являются для программистов-профессионалов инструментами разработки программ на различных языках программирования (Basic, Pascal, С и др.). В настоящее время появились системы визуального программирования (Visual Basic, Borland Delphi и др.), которые позволяют даже начинающему пользователю компьютера создавать несложные программы.

Приложения предоставляют пользователю возможность обрабатывать текстовую, графическую, числовую, аудио- и видеоинформацию, а также работать в компьютерных сетях, не владея программированием.

Практически каждый пользователь компьютера нуждается в приложениях общего назначения, к числу которых относятся: текстовые и графические редакторы, электронные таблицы, системы управления базами данных, а также приложения для создания мультимедиа-презентаций.

В связи со стремительным развитием глобальных и локальных компьютерных сетей все большее значение приобретают различные коммуникационные программы.

Из-за широкого распространения компьютерных вирусов можно отнести к отдельной группе антивирусные программы.

Для профессиональных целей квалифицированными пользователями компьютера используются приложения специального назначения. К ним относятся системы компьютерной графики, системы автоматизированного проектирования (САПР), бухгалтерские программы, компьютерные словари и системы автоматического перевода и др.

Все большее число пользователей применяет обучающие программы для самообразования или в учебном процессе. Прежде всего, это программы обучения иностранным языкам, программы-репетиторы и тесты по различным предметам

Большую пользу приносят различные мультимедиа-приложения (энциклопедии, справочники и т. д.) на лазерных дисках, содержащие огромный объем информации и средства быстрого ее поиска.

Читайте также: