2. Основные факторы, влияющие на принципы построения эвм

Основные факторы, влияющие на принципы построения ЭВМ ЭВМ—это искусственная (инженерная) система, предназначенная для вы- полнения вычислений на основе алгоритмов. Принципы построения ЭВМ определяются: 1. Назначением ЭВМ. 2. Элементной базой – набором элементов, который может быть использо- ван для создания ЭВМ. Назначение ЭВМ – выполнение вычислений на основе алгоритмов, и поэто- му свойства алгоритмов предопределяют принципы построения ЭВМ – органи- зацию ЭВМ. К числу важнейших свойств алгоритмов, наиболее существенно влияющих на организацию ЭВМ, относятся: 1. Дискретность информации, с которой оперируют алгоритмы. 2. Конечность и элементарность набора операций, выполняемых при реали- зации алгоритмов. 3. Детерминированность вычислительных процессов, порождаемых алго- ритмами. Перечисленные свойства алгоритмов обусловливают необходимость: 1. Представления информации в дискретной (числовой, символьной) форме. 2. Реализации в ЭВМ ограниченного числа достаточно простых операций. 3. Использования алгоритмов как источника управления процессом вычис- лений. Характеризуя назначение ЭВМ, указывают не только класс алгоритмов (за- дач), выполнение которых является функцией ЭВМ, но и требования к произ- водительности и надежности ЭВМ. 2 2 Производительность определяется числом задач, решаемых ЭВМ в едини- цу времени, и для достижения требуемой производительности ЭВМ приходится наделять специальными функциями, обеспечивающими, например, параллель- ную обработку нескольких задач. Таким образом, существенное влияние на ор- ганизацию ЭВМ оказывают не только свойства алгоритмов, но и требования к производительности – времени выполнения алгоритмов. То же самое можно сказать и о влиянии надежности на функциональную организацию ЭВМ. Влияние элементной базы на принципы построения ЭВМ сводится, в ос- новном, к следующему. Оказывается, что конструкция ЭВМ предельно упро- щается и ЭВМ работает наиболее надежно (устойчиво), если сигналы, цирку- лирующие в электронных схемах ЭВМ, используются для представления толь- ко двух значений – 0 и 1. Таким образом, свойства электронных элементов за- ставляют представлять информацию, с которой оперирует ЭВМ, исключитель- но в двоично-кодированной форме – в виде последовательностей из нулей и единиц. Столь же существенное влияние на принципы построения ЭВМ оказы- вает специфика средств, используемых для организации машинной памяти, а также для ввода в ЭВМ и вывода информации

3.Принцип программного управления. Неймановский принцип программного управления.

Принцип программного управления Современные ЭВМ строятся на одном принципе – принципе программного управления. В основе этого принципа лежит представление алгоритма в форме операторной схемы, которая задает правило вычислений как композицию опе- раторов (операций над информацией) двух типов: операторов, обеспечивающих преобразование информации, и операторов, анализирующих информацию с це- лью определения порядка выполнения операторов. Принцип программного управления может быть реализован в ЭВМ многими способами. Один из спосо- бов реализации программного управления был предложен в 1945 г. Джоном фон Нейманом, и с тех пор неймановский принцип программного управления 3 3 используется в качестве основного принципа построения всех современных ЭВМ. Неймановский принцип программного управления. Этот принцип состо- ит в следующем. 1. Информация кодируется в двоичной форме и разделяет на единицы (эле- менты) информации, называемые словами. 2. Разнотипные слова информации различаются по способу использова- ния, но не способами кодирования. 3. Слова информации размещаются в ячейках памяти машины и идентифи- цируются номерами ячеек, называемыми адресами слов. 4. Алгоритм представляется в форме последовательности управляющих слов, которые определяют наименование операции слова информации, участ- вующие в операции, и называются командами. Алгоритм, представленный в терминах машинных команд, называется программой. 5. Выполнение вычислений, предписанных алгоритмом, сводится к последо- вательному выполнению команд в порядке, однозначно определяемом про- граммой. Прокомментируем происхождение и содержание перечисленных пунк- тов принципа программного управления. Использование в ЭВМ двоичных кодов продиктовано, как уже отмечалось, спецификой электронных схем, применяемых для передачи, хранения и преоб- разования информации. Совокупное нулей и единиц (битов информации), ис- пользуемые для представления отдельных чисел, команд и т. п., рассматрива- ются как самостоятельные информационные объекты и называются словами. Слово обрабатывается в ЭВМ как одно целое – как машинный элемент инфор- мации. 4 4 Во втором пункте утверждается, что нет необходимости в средствах, поз- воляющих различать разнотипные слова информации. Поэтому все слова, представляющие числа, команды и прочие объекты, выглядят в ЭВМ совер- шенно одинаково и сами по себе неразличимы. Только порядок использова- ния слов в программе вносит различия в слова. Благодаря такому «однообра- зию» слов оказывается возможным использовать одни и те же операции для об- работки слов различной природы, например для обработки и чисел, и команд. Так что команды программы становятся в такой же степени доступными для отработки, как и числа, а это приводит к интересным возможностям. Третий пункт принципа программного управления фиксирует специфику хранения и идентификации (обозначения) информации, порождаемую свой- ствами машинной памяти. Дело в том, что ныне машинная память не имеет ни- чего общего с памятью, существующей в живой природе. Машинная память – совокупность ячеек, каждая из которых служит местом для хранения слова ин- формации, и наиболее подходящий синоним термина «машинная память» – «склад информации». Ячейка памяти выделяется для хранения значения вели- чины, в частности константы или команды. Чтобы записать слово в память, необходимо указать адрес ячейки, отведенной для хранения соответствующей величины. Чтобы выбрать слово из памяти (прочитать его), следует опять же указать адрес ячейки памяти. Таким образом, адрес ячейки, в которой хранится величина или команда, становится машинным идентификатором (именем) величины и команды. Для обозначения величин и команд в ЭВМ нет никаких средств, кроме адресов, присваиваемых величинам и командам в процессе со- ставления программы вычислений. Дополнительно отметим, что выборка (чте- ние) слова из памяти не разрушает информацию, хранимую в ячейке. Это поз- воляет любое слово, записанное однажды, читать какое угодно число раз, т.е. из памяти выбираются не слова, а копии слов. 5 5 Принцип программного управления работой ЭВМ предполагает, что алгоритм представляется в ЭВМ в виде упорядоченной последовательности команд сле- дующего вида: bb……b KO Здесь b —двоичная переменная, принимающая значение 0 или 1, так что ко- манда – это последовательность нулей и единиц. Определенное число первых разрядов команды характеризует код операции (КО). Код —это любое обозна- чение, отличное от общепринятого. Последующие наборы двоичных перемен- ных bb ... b определяют адреса A1 ..., AK операндов (аргументов и результатов), участвующих в операции, заданной кодом КО. Чтобы изобразить, из каких частей состоит команда, обычно пользуются сле- дующей формой: Здесь прямоугольник обозначает слово информации, части которого, име- ющие определенный смысл, принято называть полями. Так КО, A1, A2,…,AK – поля команды, представляющие соответственно код операции и адреса операн- дов, участвующих в операции. Сверху указаны номера разрядов полей: поле КО состоит из l двоичных разрядов, каждое поле A1, A2,…,AK содержит m двоич- ных разрядов. Известно, что с помощью К двоичных разрядов можно закодиро- вать 2k различных значений или объектов. С учетом этого команда (1.1) позво- ляет инициировать одну из 2l операций и каждый адрес может принимать до 2m различных значений, обеспечивая ссылку на любую из 2m величин или команд. Форма (1.1) характеризует структуру, или иначе формат команды. Требуемый порядок вычислений предопределяется алгоритмом и описывается последова- тельностью команд, образующих программу вычислений. 6 6 Процесс вычислений, выполняемых ЭВМ по заданной про грамме, состоит в последовательном выполнении команд. Первой выполняется команда, заданная пусковым адресом программы Обычно это адрес первой команды программы. Адрес следующей команды однозначно определяется в процессе выполнения текущей команды и может быть либо адресом следующей по порядку команды, либо адресом любой другой команды. Процесс вычислений продолжается до тех пор, пока не будет выполнена команда, предписывающая прекращение вы- числений. Важно видеть, что вычисления, производимые машиной, определяются программой. Именно программа «настраивает» ЭВМ на получение требуемых результатов. Замена программы приводи к изменению функций, реализуемых ЭВМ. Следовательно, многообразие программ, которые могут быть выполне- ны ЭВМ, определяет класс функций, который способна реализовать ЭВМ.

4 Пакет офисных программ Microsoft Office – классификация и область применения. Основные действия для редактирования текста: шрифт, абзац, нумерация, создание и редактирование таблиц, создание оглавлений. Альтернативное офисное программное обеспечение.

Основные приложения Microsoft Office:

• Word — текстовый процессор, предназначен для создания и редактирования текстовых документов;

• Excel — табличный процессор, предназначен для обработки табличный данных и выполнения сложных вычислений;

• Access — система управления базами данных, предназначена для организации работы с большими объемами данных;

• Power Point — система подготовки электронных презентаций, предназначена для подготовки и проведения презентаций;

• Outlook — менеджер персональной информации, предназначен для обеспечения унифицированного доступа к корпоративной информации;

• FrontPage — система редактирования Web-узлов, предназначена для создания и обновления Web-узлов;

• Photo Draw — графический редактор, предназначенный для создания и редактирования рисунков и деловой графики;

• Publisher — настольная издательская система, предназначена для создания профессионально оформленных публикаций;

• Small Business Tools — специализированный инструментарий, предназначенный для работы с информацией и осуществления бизнес-анализа;

• Internet Explorer.— Web-обозреватель для сети Интернет, предназначен для поиска данных разного типа.

Кроме основных приложений Microsoft Office содержит также множество вспомогательных программ, используемых для создания и включения в, базовые документы различных объектов в виде диаграмм, рисунков, формул и т. д. К ним относятся:

• MS Graph — предназначен для создания различных графиков и диаграмм на основе числовых рядов и таблиц;

• MS Equation Editor — предназначен для создания и редактирования научных формул;

• MS Office Art — графический редактор, предназначен для создания рисунков, геометрических фигур, блок-схем и т. д.;

• MS Word Art — предназначен для создания и красочного оформления заголовков и других элементов текста;

• MS Photo Editor — предназначен для обработки и преобразования тоновых рисунков, фотографий, объектов, считанных сканером;

• MS Clip Gallery — предназначен для включения в документ имеющихся рисунков, пиктографических изображений, звуковых объектов;

• MS Organization Chart — предназначен для построения иерархических структурных схем и блок-схем.

5 Графические редакторы – классификация и область применения. Редактор Microsoft Visio: основные команды для работы с графическими примитивами: изменение цвета, вида. Группировка объектов, команды intersect, subtract, union.

Графические редакторы подразделяются на растровые, векторные и ре­дакторы трехмерной графики.

Растровые редакторы широко применяются для обработки изображений, их ретуши, создания фотоэффектов и художественных композиций. В об­ширном классе программ для обработки растровой графики особое место занимает пакет Photoshop компании Adobe.

Векторные редакторы удобны для создания изображений, однако практически не используются для обработки готовых рисунков. Они нашли широкое применение в рекламном бизнесе, в полиграфии для оформления обложек и всюду, где стиль художественной работы близок к чертежному. К программным средствам создания и обработки векторной графики отно­сятся графические редакторы Adobe Illustrator, CorelDraw,

Редакторы трехмерной графики имеют две характерные особенности: во-первых, они позволяют гибко управлять взаимодействием свойств по­верхности изображаемых объектов со свойствами источников освещения, во-вторых, позволяют создавать трехмерную анимацию (поэтому их нередко называют ЗD-аниматорами). Основную долю рынка программных средств об­работки трехмерной графики занимают пакеты 3D Studio Max, Softimage-3D, программа Maya.

Действие 1. Выбор и открытие шаблона.

1. Запустите Visio.

2. Выберите категорию Блок-схемы.

3. Выберите пункт Простая блок-схема, а затем нажмите кнопку Создать.

Каждый шаблон содержит фигуры для разных типов чертежей, объединенные в коллекции, которые называются наборами элементов. Эти наборы отображаются в окне Фигуры рядом со страницей документа. Например, набор элементов, который открывается при выборе шаблона Простая блок-схема, называется Фигуры простой блок-схемы.

Действие 2. Перетаскивание и соединение фигур

Чтобы создать схему, перетащите фигуры из набора элементов на пустую страницу и соедините их друг с другом. Существует несколько способов соединения фигур, но в данном случае мы воспользуемся автосоединением. Например, с помощью всего нескольких щелчков мыши можно соединить фигуры "Начало" или "Завершение" в блок-схеме с новой фигурой "Процесс".

1. Перетащите на страницу фигуру Начало/конец из набора элементов Фигуры простой блок-схемы и отпустите кнопку мыши.

2. Наведите указатель мыши на фигуру, чтобы появились синие стрелки автосоединения.

3. Переместите указатель мыши на синюю стрелку, указывающую на место, куда необходимо поместить вторую фигуру.

Появится мини-панель инструментов с несколькими первыми фигурами из набора элементов.

4. Щелкните квадратную фигуру Процесс.

На схему будет добавлена фигура Процесс, которая будет автоматически соединена с фигурой Начало/конец.

Если необходимая фигура отсутствует на мини-панели инструментов, перетащите ее из окна Фигурына синюю стрелку. Новая фигура будет соединена с первой фигурой так же, как и при выборе фигуры на мини-панели.

Используйте стрелки автосоединения также для того, чтобы соединить две фигуры, которые уже имеются в чертеже. Перетащите стрелку автосоединения от одной фигуры к другой и отпустите. Таким образом вы соедините одну фигуру с другой.

Действие 3. Добавление текста в фигуры.

1. Щелкните фигуру и начните вводить текст. Для добавления текста к фигуре не нужно дважды щелкать ее; текст добавляется к выбранной фигуре в процессе ввода.

2. По завершении ввода текста щелкните в пустом месте страницы документа или нажмите клавишу ESC.

Вы можете добавить текст практически к любому объекту, даже к соединительной линии, просто выделив объект и начав вводить текст.