8.Структура інформаційної системи. Апаратна та програмна складова.

Інформаційною системою називають сукупність взаємопов'язаних за­собів, які здійснюють зберігання та обробку інформації.

Інформаційну систему поділяють на дві складові частини: апаратну та програмну. Розглянемо детальніше першу з них.

Апаратне забезпечення Зрозуміло, що набір апаратних компонентів визнача­тиметься конкретною системою та завданнями, які інформаційна система покликана вико­нувати.

До апаратної складової (hardware) відносять: 

• комп'ютер (системний блок):

• корпус;

• процесор;

• материнська плата;

• внутрішня пам'ять;

• зовнішня пам'ять;

• блок електричного живлення;

• відеокарти;

• звукові карти;

• порти;

• пристрої введення інформації; 

• пристрої виведення інформації;

• комунікаційне обладнання;

 Додаткові пристрої ПК. Миша, Принтер, Сканер, Модем і т. д.

Програмне забезпечення

Під програмним забезпеченням розуміється сукупність програм, виконуваних обчислювальною системою. Програмне забезпечення - невід'ємна частина комп'ютерної системи. Воно є логічним продовженням технічних засобів. Сфера застосування конкретного комп'ютера визначається створеним для нього ПЗ. Класифікація ПЗ  Програми, що працюють на комп'ютері, можна розділити на три категорії:  - Прикладні програми, які безпосередньо забезпечують виконання необхідних користувачам робіт: редагування текстів, малювання картинок,обробкаінформаційних масивів і т.д.;  - Системні програми, що виконують різні допоміжніфункції, наприклад створення копії інформації, що використовується, видачу довідкової інформації про комп'ютера, перевірку працездатності пристроїв комп'ютера і т.д.;  - Допоміжне ПЗ (інструментальні системи та інструменти) .

9. Архітектура сучасного комп’ютера

Комп'ютер - це електронний пристрій, що виконує операції введення інформації, зберігання та оброблення її за певною програмою, виведення одержаних результатів у формі, придатній для сприйняття людиною. За кожну з названих операцій відповідають спеціальні блоки комп'ютера: пристрій введення, центральний процесор, запам'ятовуючий пристрій, пристрій виведення. Всі ці блоки складаються з окремих дрібніших пристроїв. Зокрема в центральний процесор можуть входити арифметико-логічний пристрій (АЛП), внутрішній запам'ятовуючий пристрій у вигляді регістрів процесора та внутрішньої кеш-пам'яті, керуючий пристрій (КП). Пристрій введення, як правило, теж не є однією конструктивною одиницею. Оскільки види інформації, що вводиться, різноманітні, джерел може бути декілька. Це стосується і пристрою виведення.

Раніше роботою пристроїв введення-виведення керував центральний процесор, що займало в нього чимало часу. Архітектура сучасних комп'ютерів передбачає наявність каналів прямого доступу до оперативної пам'яті для обміну даними з пристроями введення-виведення без участі центрального процесора, а також передачу більшості функцій керування периферійними пристроями спеціалізованим процесорам, що розвантажує центральний процесор і підвищує його продуктивність.

10. Принципи побудови та функціонування сучасних ЕОМЕлектронна 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.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. 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.Описаний принцип побудови ЕОМ має назву архітек­тура фон Неймана — на честь американського вченого Дж. фон Неймана (1903—1957), який її запропонував.

Архітектуру ЕОМ визначають три принципи. 1. Принцип програмного керування. Забезпечує авто­матизацію процесу обчислень на ЕОМ. Згідно з цим прин­ципом, запропонованим англійським математиком Ч. Беб-біджем (1792—1871) у 1833 p., 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 Ней-маном, 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. Реальна структура ЕОМ значно складніша, ніж та, яку ми розглянули вище. У сучасних персональних комп'ю­терах (ПК) все частіше здійснюється відхід від традицій­ної архітектури фон Неймана. Хоча багато в чому тради­ційна структура ЕОМ і принципи її побудови та функціо­нування зберігаються.