1. Кс як об'єкт дослiдження.
Знати: поняття КС, характеристики КС як об'єкта дослiдження, стратегiя керування в КС, задачi Teopiї КС.
ЭВМ – комплекс аппаратуры, обеспечивающей реализацию команд над информацией, который является достаточным для выполнения некоторого класса алгоритма.
Компьютерная система - система, состоящая из одной или нескольких ЭВМ и набора программ, обеспечивающих выполнение возложенных на систему функций.
Компьютерная система характеризуется:
Множеством данных, которые поступают в систему и множеством данных, которые формируются на выходе.
Функциями системы, которые задают правила отображения множества входных на множество выходных данных.
Структурой системы, которая определяет вход и выход системы, перечень устройств и связи между ними, перечень алгоритмов и порядок их взаимодействия между собой и аппаратурой системы.
Программное обеспечение включает в себя прикладные и управляющие программы. Для выполнения таких программ используется специальный набор устройств, который поочередно распределяется между программами. Поэтому чтобы предусмотреть механизм управления порядком выполнения программ, используется набор управляющих программ. Управляющие программы обеспечивают необходимый порядок взаимодействия прикладных программ между собой и с оборудованием КС.
Порядок распределения вычислительных процессов в пространстве и времени определяется стратегией управления вычислительными процессами в КС. Стратегия управления задает алгоритм планирования работ в системе, который реализуют управляющие программы. Таким образом, внутреннюю организацию КС можно рассматривать как совокупность трех основных компонентов: прикладных программ, управляющих программ и оборудования.
При создании КС необходимо определить ее структуру и номенклатуру алгоритмов, которые наилучшим образом отвечают назначению системы.
Задачей теории КС является разработка методов синтеза оптимальных структур ЭВМ и стратегий управления вычислительными процессами вплоть до приборов.
2. Принцип дiї кс.
Знати: структурна схема КС, складовi КС, їх призначення, принцип фон Неймана.
ЭВМ содержит следующие общие составляющие:
арифметико-логическое устройство, память, управляющее устройство, устройство ввода данных в машину, устройство вывода результатов расчетов и терминал управления.
Арифметико-логическое устройство (АЛУ) делает арифметические и логические преобразования над машинными словами, поступающие к нему, то есть кодами определенной длины, представляющие собой числа или другой вид информации.
Запоминающее устройство - это блок ЭВМ, предназначенный для временного (оперативная память) и продолжительного (постоянная память) хранения программ, входных и результирующих данных, а также промежуточных результатов. Информация в оперативной памяти сохраняется временно лишь при включенном питании, но оперативная память имеет большее быстродействие. В постоянной памяти данные могут сохраняться даже при отключенном компьютере, но скорость обмена данными между постоянной памятью и центральным процессором, в подавляющем большинстве случаев, значительно меньше.
Управляющее устройство (УУ) автоматически без участия человека управляет вычислительным процессом, посылая всем другим устройствам сигналы, которые приказывают выполнить те или иные действия, в частности, включает АЛУ на выполнение некоторой операции.
Большинство современных КС работают по принципам, которые сформулированы Джоном фон Нейманом, и поэтому относятся к типу фон-неймановского. К этим принципам относятся:
Принцип программного управления. Программа состоит из набора команд, которые выполняются автоматически процессором одна за другой в установленном порядке. После выполнения некоторой команды счетчик команд (ЛК) увеличивает адрес следующей команды. Есть команды (безусловного и условного переходов), которые могут изменять адрес команды в ЛК.
Принцип однородности памяти. Программы и данные хранятся в той же памяти. Процессор не различает, что именно хранится в ячейке памяти, поэтому над командами можно выполнять те же действия, что и над данными. Поэтому программа при выполнении может изменять сам себя
Принцип адресности. Основная память состоит из пронумерованных ячеек и процессору в произвольный момент времени доступна любая ячейка памяти. Поэтому области памяти можно именовать и обращаться к ним за этим именем.
На основании этих принципов можно утверждать, что современный компьютер - техническое устройство, которое после ввода в память начальных данных в виде цифровых кодов и программы их обработки, выраженной тоже цифровыми кодами, способно автоматически осуществить вычислительный процесс, заданный программой, и выдать готовые результаты решения задачи в форме, пригодной для восприятия человеком.