4.Призначення, структура і класифікація технічних засобів інформаційних систем. Особливості структури, конструкції персональних комп'ютерів. Вибір конфігурації персональних комп'ютерів.

Електронна обчислювальна машина (ЕОМ) — це пристрій, що виконує операції введення інформації, об­роблення її за певною програмою, виведення одержаних результатів у формі, придатній для сприймання люди­ною.

За кожну з названих операцій відповідають спеціаль­ні блоки ЕОМ — пристрій введення, центральний проце­сор (ЦП), пристрій виведення. Всі вони складаються з окре­мих дрібніших пристроїв. Зокрема, до ЦП можуть входи­ти арифметико-логічний пристрій (АЛП), оперативний запам'ятовуючий пристрій (ОЗП) у вигляді регістрів і вну­трішньої кеш-пам'яті, керуючий пристрій (КП).

Пристрій введення, як правило, теж не є однією конс­труктивною одиницею. Оскільки вводиться різноманітна інформація, джерел може бути кілька. Це стосується і при­строю виведення.

-5-

Арифметико-логічний пристрій — блок ЕОМ, де відбу­вається перетворення даних за командами програми — арифметичні дії над числами, перетворення кодів, порів­няння слів та ін.

Оперативний запам'ятовуючий пристрій («пам'­ять») — блок ЕОМ, призначений для розміщення про­грам, а також тимчасового зберігання деяких вхідних да­них і проміжних результатів. ОЗП здатний записувати (зчитувати) елементи програм і даних на довільне місце пам'яті (з довільного місця пам'яті), має високу швид­кість. «Записати на довільне місце» означає звернутися до заданої адреси (до конкретної ділянки пам'яті) без перегляду попередніх.

Запам'ятовуючі пристрої бувають трьох видів:

• двоспрямовані, які допускають зчитування і запису­вання даних; до них належить ОЗП;

• напівпостійні, які призначені для зберігання інфор­мації, що рідко поновлюється (наприклад, відомос­тей про конфігурацію ЕОМ);

• постійні (ПЗП), що дають змогу тільки зчитувати ін­формацію.

Керуючий пристрій координує роботу всіх агрегатів. У певній послідовності він вибирає з ОЗП команду за коман­дою. Кожна команда декодується; при потребі з указаних у ній комірок ОЗП передаються в АЛП (або навпаки) еле­менти даних; АЛП настроюється на виконання дії, вказа­ної командою (в цій дії можуть брати участь також при­строї введення-виведення); дається команда на виконан­ня цієї дії. Процес буде продовжуватися доти, доки не виникне одна з таких ситуацій:

• вичерпано вхідні дані;

• з одного з вхідних пристроїв надійшла команда на припинення роботи;

• вимкнено живлення ЕОМ.

Якість ЕОМ характеризується багатьма показниками. Це набір інструкцій (команд), які ЕОМ здатна розуміти і виконувати; швидкість роботи (швидкодія) ЦП; кількість пристроїв введення-виведення (периферійних пристроїв), які можна приєднати до неї одночасно; кількість елект­роенергії, що споживається, та ін. Головним показником є швидкодія.

Швидкодія — кількість операцій, яку центральний процесор здат­ний виконати за одиницю часу.

На практиці користувача більше цікавить продуктив­ність ЕОМ — показник ефективної швидкодії, тобто здат­ності не просто швидко функціонувати, а й розв'язувати поставлені задачі.

Прагнення розробників і користувачів постійно підви­щувати продуктивність ЕОМ

-6-

спричиняє принципове і конс­труктивне вдосконалення елементної бази, тобто створен­ня

нових, швидших, надійніших і зручніших у роботі про­цесорів, запам'ятовуючих пристроїв,

принтерів і т. д. Проте швидкість роботи елементів неможливо збільшувати без­межно (існують сучасні технологічні обмеження та обме­ження, зумовлені фізичними законами). Тому розробники ЕОМ вирішують цю проблему, вдосконалюючи схемні рі­шення, тобто архітектуру ЕОМ.

Архітектуру ЕОМ визначають три принципи.

1. Принцип програмного керування. Забезпечує авто­матизацію процесу обчислень на ЕОМ. Згідно з цим прин­ципом, запропонованим англійським математиком Ч. Беббіджем (1792—1871) у 1833 р., для розв'язання кожної задачі складається програма, що визначає послідовність дій ЕОМ. Ефективність програмного керування є високою то ді, коли задача розв'язується за тією самою програмою багато разів (хоч і з різними початковими даними). Якщо задачу розв'язують лише один раз, ефективність програм­ного керування низька.

2. Принцип програми, що зберігається в пам'яті ЕОМ. Згідно з цим принципом, сформульованим Дж. фон Ней­маном, команди програми і дані подаються у вигляді чи­сел й обробляються так само, як і числа. Це прискорює процес їх виконання.

3. Універсальність алгоритмів при розв'язанні задач на ЕОМ. Набір операцій, які виконує універсальна ЕОМ, є достатнім для записування будь-якого алгоритму, що реа­лізує чисельні методи розв'язання математичних задач. У теорії алгоритмів доводиться, що універсальність щодо об­числювальних алгоритмів є універсальністю щодо цифро­вої інформації загалом. Отже, ЕОМ, що реалізує чисельні методи обчислень, є універсальним перетворювачем інфор­мації.

На підставі цих принципів можна стверджувати, що сучасна ЕОМ — це технічний пристрій, який після введен­ня в пам'ять початкових даних у вигляді цифрових кодів і програми їх оброблення, вираженої також цифровими кодами, здатний автоматично виконати обчислювальний алгоритм, заданий програмою обчислень, і видати готові результати розв'язання задачі.

5.Класифікація програмного забезпечення. Еволюція розвитку програмного забезпечення та інструментальних засобів програмування, їх порівняльна характеристика. Призначення та функції операційних системи. Історія розвитку операційних систем.

В основу роботи комп'ютерів покладено програмний принцип, який полягає в тому, що комп'ютер виконує дії за заздалегідь заданою програмою.

-7-

Цей принцип забезпе­чує універсальність використання комп'ютера: у певний момент розв'язується задача відповідно до вибраної про­грами. Після її завершення у пам'ять завантажується ін­ша програма, що розв'язує іншу задачу, і т. д.

Комп'ютерна програма — запис алгоритму розв'язання задачі у вигляді послідовності команд або операторів мовою, яку розуміє комп'ютер.

Для нормального розв'язання задач на комп'ютері потрібно, щоб програма була налагодженою, не потребува­ла доробок і мала відповідну документацію. Стосовно ро­боти на комп'ютері часто використовують термін «про­грамний засіб».

Програмний засіб — програма або сукупність програм на носії да­них із програмною документацією, розроблених відповідно до стан­дартів та інших нормативних документів і придатних для викорис­тання за своїм призначенням.

Програмне забезпечення — сукупність програм, процедур і пра­вил, а також документація, що стосуються функціонування системи оброблення даних.

Програмне забезпечення ПК поділяють на такі основ­ні класи:

• операційна система (ОС) та сервісні програми;

• інструментальні мови і системи програмування;

• прикладні системи.

Операційна система і сервісні програми

Операційна система і сервісні програми є основними еле­ментами програмного забезпечення будь-якого комп'ютера.

Операційна система — сукупність програмних засобів, що забез­печують керування апаратними ресурсами обчислювальної систе­ми і взаємодію програмних процесів з апаратурою, іншими проце­сами та користувачем.

Операційна система виконує такі функції: керуван­ня пам'яттю, введенням-виведенням, файловою системою, взаємодією процесів; диспетчеризація процесів; захист інформації; облік використання ресурсів; оброблення командної мови; фіксація різних подій, що виникають у процесі роботи, наприклад помилок, і відповідне реагу­вання на них.

Ядро ОС доповнюється набором сервісних програм. За їх допомогою виконують початкову розмітку магнітних дисків, установлюють параметри зовнішніх пристроїв, про­вадять тестування та оптимізацію роботи з ними, архіва­цію файлів, боротьбу з вірусами, стикування комп'ютерів у мережі та ін.

Операційна система і сервісні програми потрібні для роботи кожного комп'ютера. Вони, як правило, постача­ються разом із ним незалежно від сфери застосування.

У наш час найбільшого поширення набули такі ОС: Windows, Linux, OS/2 тощо.