Міністерство освіти і науки України

нАЦІОНАЛЬНИЙ ТРАНСПОРТНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Кафедра електроніки та обчислювальної техніки

Лясковський Віктор Петрович

Курс лекцій

“Комп’ютерна техніка та програмування”

Київ 2013

розділ I.

Комплекс технічних засобів комп'ютерних систем (КТЗ)

(функціональна структура ,призначення та їх класифікація)

Інформаційна система — взаємозв'язана сукупність за­собів, методів і персоналу, яка призначена для вирішення конкретного завдання.(Розробка автоматизованих комплексів: Абітурієнт, Деканат, Бухгалтерський облік, розклад занять, медична діагностика, управління автомобільним рухом, створення бази даних і т. інш.)

Засоби це те на що направлена наша діяльність. У випадку інформаційної системи до засобів відносяться програмно-технічний комплекс. Програмні та апаратні засоби – це два основних компоненти комп’ютерних засобів.

Методи, які використовуються в ІС це – аналітичні, статистичні, прогнозні.

Персонал – користувачі комп’ютерних засобів (економісти, бухгалтери, юристи, науковці, студенти, викладачі, менеджери і багато інших.

Сучасне розуміння інформаційної системи (ІС) пе­редбачає використання комп'ютера, як основного технічного засобу оброблення інформації. Комп'ютери, оснащені спеціалізованими програмними засобами, є технічною базою та інструментом ІС.

Основні етапи технологічного процесу іс:

1. Зародження даних — формування первинних повідо­млень, що фіксують результати певних операцій, власти­вості об'єктів і суб'єктів управління, параметри процесів, зміст нормативних та юридичних актів тощо.

2. Накопичення і систематизація даних —- організація такого їх розміщення, яке забезпечувало б швидкий по­шук і відбір необхідних відомостей, методичне оновлення даних, захист їх від спотворень, втрати, деформування цілісності та інш.

3. Обробка інформаційних даних — процеси, внаслідок яких на підставі раніше накопичених даних формуються нові види даних: узагальнюючі, аналітичні, рекомендаційні, про­гнозні. Похідні дані також можуть зазнавати подальшого оброблення, даючи відомості глибшої узагальненості та інш.

4. Відображення даних — подання їх у формі, при­датній для сприйняття людиною. Передусім — це виве­дення на друк, тобто виготовлення документів, зручних для сприйняття людиною. Широко використовують побу­дову графічних ілюстративних матеріалів (графіків, діа­грам) і формування звукових сигналів.

Повідомлення, що формуються на першому етапі, мо­жуть бути звичайним паперовим документом, повідомлен­ням «у машинному вигляді» або тим й іншим одночасно. В сучасних ІС повідомлення масового характеру здебільшого мають «машинний вигляд». Апаратура, що використо­вується при цьому, має збірну назву «засоби збирання да­них», або «засоби реєстрації первинної інформації».

1.2. Логічна архітектура комп’ютера.

Загальна структура комп’ютера (обчислювач – українською мовою) носить назву архітектури фон Неймана — американського вченого Дж. фон Неймана (1943—1945рр.), який вперше описав логічну архітектуру комп’ютера.

Архітектуру ЕОМ визначають такі принципи:

1. Принцип програмного керування. Забезпечує автома­тизацію процесу обчислень на ЕОМ. Згідно з цим прин­ципом, запропонованим англійським математиком Ч. Беббіджем ще у 1833 р., для розв'язання кож­ної задачі складається програма, що визначає послідовність дій ЕОМ.

Програма - це певна послідовність команд, яка управляє роботою комп’ютера.

Ефективність програмного керування є високою тоді, коли задача розв'язується за тією самою програмою багато разів (хоч і за різних початкових да­них). Якщо задача виконується один раз, то ефективність принципу буде низькою.

2. Принцип програми, що зберігається в пам'яті ЕОМ. Згідно з цим принципом, сформульованим Дж. фон Нейманом, команди програми подаються, як і дані, у вигляді двійкових чисел (0.1) й обробляються так само, як і числа. Це прискорює процес їх виконання.

3. Принцип алгоритмізації при розв'язанні задач на еом.

Алгоритм — це система формальних правил, які чітко й однозначно визначають процес виконання заданої роботи.

Набір операцій, що виконуються універсальною ЕОМ, є достатнім для запису будь-якого алгоритму, що реалізує чисельні методи розв'язання математичної задачі. В теорії алгоритмів - універсальність відносно об­числювальних алгоритмів є універсальністю відносно ци­фрової інформації взагалі. Отже, ЕОМ, що реалізує чи­сельні методи обчислень, є універсальним перетворюва­чем інформації.

На підставі цих принципів можна стверджувати, що сучасна ЕОМ — це програмно-технічний пристрій, який після вве­дення в пам'ять початкових даних у вигляді цифрових кодів і по заданій програмі, яка представлена цифро­вими кодами, здатний автоматично здійснити обчислю­вальний алгоритм обчислень і видава­ти готові результати розв'язання задач.

Виходячи із принципів фон Неймана, для того, щоб комп’ютер був ефективним і універсальним засобом обробки інформації, він має обов’язково включати такі основні структурні елементи:

• Пристрої уведення – виведення інформації.

• Керуючий пристрій

• Арифметико-логічний пристрій;

• Пристрої пам’яті;

Реальна структура ЕОМ значно складніша, ніж роз­глянута вище. У сучасних персональних комп'ютерах (ПК) все частіше здійснюється відхід від традиційної архітектури фон Неймана. Однак багато в чому структура ЕОМ і принципи її побудови та функціонування зберіга­ються.

Логічну архітектуру комп’ютерного засобу (ЕОМ) можна представити як на рис. 1.2. (суцільні лінії – керуючі зв’язки, переривисті – інформаційні).

Арифметико-логічний пристрій

Пристрої

пам’яті

Керуючий

пристрій

Пристрої уведення - виведення

Пристрої пам’яті

Рис. 1.1. Логічна архітектура електронно - обчислювальної машини.

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

Пристрій уведення – виведення, як правило, теж не є однією кон­структивною одиницею. Оскільки види інформації, що вводиться, різноманітні, джерел може бути кілька. Це сто­сується і пристрою виведення.