- •Общие сведения об эвм.
- •Структура и принципы построения эвм
- •Структура и признаки построения малых эвм.
- •Представление информации в систему счисления.
- •Позиционная система счисления
- •Выбор систем счисления.
- •Перевод целых чисел из одной сс в другую.
- •Перевод дробных чисел из одной сс в другую.
- •Формы представления чисел в эвм.
- •Представление числа в форме с фиксированной точкой.
- •Представление чисел в форме с плавающей точкой.
- •Составляющие пк.
- •Контроллеры и шины эвм.
- •Материнская плата.
- •Программное обеспечение пк.
- •Системные программы.
- •Программы – оболочки.
- •Вспомогательные программы.
- •Программы офисного назначения.
- •Редактор документов.
- •Табличные процессоры.
- •Алгоритм и их свойства.
- •Изображение алгоритма в виде блок-схемы.
- •Понятие об алгоритмическом языке.
- •Понятие о подходе к разработке алгоритма.
- •Основные проблемы, связанные с программированием диалоговых систем.
- •Степень защищенности данных и роль конечного пользователя в ис.
- •Факторы, влияющие на поведение пользователя в ис.
- •Основные требования к современным ис.
- •Эффективность программ
- •Профили и анализ программ
- •Оптимизирующие компиляторы
- •Метод структурного программирования (мсп).
- •Этап планирования.
- •Функции, которые выполняет модуль.
- •2) Операционный подход
- •Планирование тестов.
- •Структурное программирование.
- •У аправляющие структуры.
- •Пошаговая детализация.
- •Сегментирование.
- •Методы тестирования и отладки программ.
- •Проблема живучести программы
- •Методы тестирования
- •Этапы современного тестирования
- •Тестирование программ математических вычислений.
- •Этапы испытания программных систем.
- •Рекомендации по организации этапов тестирования.
- •Компаратор файлов.
- •Этапы решения задач с применением эвм.
- •Математическая постановка задач.
- •Выбор и разработка метода решения.
- •Разработка алгоритма.
- •Написание программ и ввод в эвм.
- •Отладка программ.
- •Программный модуль. Этапы обработки программы на эвм.
- •Постфиксная форма.
- •Загрузчики.
- •Редактор связи.
- •Отладчики.
- •Языки программирования.
- •Fortran
- •Язык fort (с точки зрения обычного программирования)
Общие сведения об эвм.
Электронно-цифровая вычислит машина– техническая система, предназнач для выполнения вычислений на основе алгоритмов.
Алгоритм– точное предписание, к-ое задает в целом вычислит процесс, начинающийся с произвольно допустимых для данного алгоритма исходных данных, и направленный на получение полностью опред-ого этими исходными данными.
Важнейшими свойствами алгоритма явл-ся:
дискретность информации, с к-ой оперирует алгоритм
конечность и элементарность набора операций при выполнении алгоритма.
детерминированность вычислит процессов.
Основные характеристики ЭВМ:
производительность – кол-во действий (набор вычислит и логических операций, выполняемых машиной в единицу времени)
память – функциональная часть ЭВМ, предназнач для приема, хранения и выдачи данных
емкость памяти – наиб кол-во данных, выраженных в единицу информации, к-ая одновременно может храниться в памяти.
По назначению, конструктивным особенностям и структурному построению совр ЭВМ подразд. на:
ЭВМ общего назначения
проблемно-ориентированное ЭВМ
специализированное ЭВМ
Структура и принципы построения эвм
Структура ЭВМ представл собой абстрактную модель, к-ая устанавливает состав, порядок и принципы взаимодействия основных функц-ых частей ЭВМ без учета их реализации. В ЭВМ перерабатывается информация, представляемая в виде совокупности цифр в позиционной СС. Наиболее распр явл-ся двоичная СС. При таком способе кодирования количество цифр в разряде ограничивается двумя и вес любого разряда больше веса соседнего младшего разряда в 2 раза. Наличие в ЭВМ памяти позволяет развернуть вычислит процесс во времени. Любую вычислит задачу, к-ую необходимо решить на ЭВМ первоначально необходимо представить в виде послед-сти опред команд, включающих различные операции. Перечень команд, вып-ых машиной, наз-сясистемой команд машины.
Характерными особенностями ЭВМ является:
высокая точность вычислений
высокое быстродействие
универсальность.
Разрядная сетка– количество разрядов, исп-ых в ЭВМ для представления чисел.
Для сверхвысокой точности решения в совр ЭВМ используют удвоенную точность.
Сила быстродействия совр машин достигает сотен миллиардов и миллионов операций в секунду.
Универсальность применения ЭВМ заключ в том, что на одной и той же машине можно решать различн задачи пользователя, при этом аппаратная часть не меняется, меняется лишь программная часть.
Все совр ЭВМ содержат 5 осн компонентов (функц-ых устр-в):
арифметическо-логич устр-во (АЛУ)
устр-во управления (УУ)
запомнинающее устр-во (ЗУ)
устр-во ввода/вывода
Рис 1 – Структурная схема ЭВМ
АЛУ и УУ составляют совместно процессор.
Процессор– основная часть ЭВМ, непосредственно осуществляющая процесс обработки данных и управляющие работы ЭВМ.
АЛ часть– функц-ая часть процессора, выполняемая арифметич и логич действия над данными и предназнач-ая для вып-ия арифметич и логич операций над кодами чисел и команд.
В АЛУ входят:сумматор, ряд регистров, логич схемы и элементы управления.
ЗУ– предназнач для хранения введенной инф-ции программы вычислений и промежуточных рез-тов вычислений. Инф-ия, содержащаяся в памяти ЗУ и необходимая для решения конкр задачи по мере необходимости выводится из ЗУ и передается АЛУ. После выполнения необх преобразований в АЛУ, она вновь заносится в память и исп-ся по назначению.
ЗУ любого ПК подразделяется на:
Оперативное (ОЗУ)
Сверхоперативное (СОЗУ)
Постоянное (ПЗУ)
Внешнее (ВЗУ)
УУ– выполняет ф-ции управления для обеспеч взаимодействия составных частей ЭВМ. УУ предназначено для приема интерпретации кода команды, а также для выработки последовательности всех управляющих сигналов для выполнения операций, задаваемых командой. Кроме этого УУ анализирует ход решения задачи и обеспечивает в ходе анализа автоматич обработку цифр информации в ЭВМ. С точки зрения аппаратной части УУ сод-т задающий генератор, к-рый вырабатывает последовательные импульсы тактовой частоты, синхронизирующий работу машины.
УВВ– предназначено для ручного ввода хранения и автоматич записи в память машины исх данных решаемой задачи, а также программа вычислений.
УВЫВ– предназн для автоматич приема результатов вычислений, хранения и выдачи результатов решений в виде, удобном для дальнейшего использования.
С точки зрения работы ЭВМ и ее использования, различают след режимы:
Однопрограммный режим– режим работы ЭВМ, при котором выполняется не более одной программы польз-ля.
Мультипрограммирование– режим обработки данных, при котором ресурсы цифр-ой вычисл системы одновр исп-ся более чем в одной программе обработки данных. В этом режиме работы процессора организуется в такой форме, чтобы не было простоев в работе.
Режим разделения времени– мультипрограммирование, при котором ресурсы ЭВМ представляются каждому процессу, т.е. программному блоку из группы процессов обработки данных, находящиеся в вычислит системе на интервалы времени, длительность и очередность представления которых опред-ся управляющей программой или ОС.
Режим реального времени– такой режим обработки данных, при к-ом обеспеч-ся отношение ЭВМ с внешними по отношению к ней процессами в темпе соизмеримым со скоростью протекания этих процессов.
Рисунок
ЭВМ состоит из: ОЗУ наN-автономных секций, устро-ва обработки инфор-ции – процессора, селекторных (ск) и мультиплексного (мк) каналов, каналов ввода-вывода, местных устр-в управления (МУ), соединенных с внешними устр-ми (ВУ) и другой периферийной техникой.
Чтобы была обеспечена возможность параллельной работы процессора и внешних устройств, последние должны иметь технич средства для автономного функц-ия и связи с ОЗУ. С этой целью вводятся унифиц-ые каналы вв/вывода.
Внешние устр-ва (ВУ)связываются с этими каналами через собств местные устр-ва управления (МУУ). Это дает возможность распараллелить работу процессора.
Селекторный каналсвязывает процессор и операт память с быстродействующими ВУ.
Мультиплексный каналможет одновременно обслуживать неск-ко медленно действующих устр-в.
Система прерывания- исп-ся для своевременного включения необх устр-в. Оно принимает сигналы, отмечающие моменты окончания операции устройства ЭВМ, прекращает вып-ние текущей программы и передает управление программе, обеспечивая работу другого устройства.
Для защиты программы от внешнего воздействия мультипрограммное ЭВМ оснащается средствами защиты памяти, позволяющими каждой программе обращаться только к собств участку памяти. Т.о. исключается возм-сть искажения ииф-ции.
Супервизор– распред-т ресурсы ЭВМ и постоянно хранится в его памяти.