Работа компьютера

Для начала работы компьютера необходимо в оперативную память загрузить программу и исходные данные. Далее работой компьютера управляет программа. Исполнение программы осуществляется с помощью следующей последовательности шагов.

1. Выбирается очередная команда программы и пересылается из оперативной памяти в центральный процессор.

2. Выбранная команда расшифровывается. Если команда не входит в систему команд компьютера, то компьютер прекращает выполнение программы (ситуация АВОСТ). Иначе переходим к третьему шагу.

3. Из оперативной памяти в процессор пересылаются операнды - данные, которые должны быть обработаны выполняемой командой.

4. Команда исполняется процессором. Если команду с выбранными данными выполнить не удалось, то возникает АВОСТ. Иначе переходим к пятому шагу.

5. Результат выполнения команды пересылается в оперативную память.

6. Повторяется последовательность шагов, начиная с шага 1.

Программа аварийно завершается АВОСТом. Нормальное завершение программы осуществляется при исполнении команды СТОП.

Поскольку программа хранится в оперативной памяти, как и данные, она может быть модифицирована во время исполнения. Принцип хранимой в памяти компьютера программы впервые предложил американский ученый Джон фон Нейман. Он же предложил основные принципы построения универсальной вычислительной машины (архитектура фон Неймана).

Проанализировав последовательность шагов исполнения одной команды, можно заметить, что процессор трижды обращался к оперативной памяти (чтение команды, чтение операндов, запись результата). Отсюда ясно, что самым узким местом в компьютере является связь между процессором и оперативной памятью.

В современных компьютерах наряду с архитектурой фон Неймана используется магистральная архитектура. В ней все устройства компьютера подключаются к единой унифицированной линии связи - магистрали. Посылая по магистрали электрические сигналы, любой блок компьютера может передавать информацию любому другому блоку или другому компьютеру по линии связи. Такая унификация правил и средств соединения устройств позволяет включать в состав компьютера различные новые устройства и заменять их при необходимости.

Упражнения.

1. Что такое компьютер? Чем разные компьютеры отличаются друг от друга?

2. Как назывался первый компьютер? В какие годы он был создан?

3. Что такое оперативная и внешняя память? Какая память на Ваш взгляд важнее? Почему?

4. Экран дисплея имеет разрешение 1024 х 512 точек, где каждая точка может иметь 128 цветов. Сколько всего мегобайт нужно для запоминания 5 экранов в ОЗУ (в видеопамяти)?

5. В чем сходство и различие человека и компьютера, как исполнителей алгоритмов? Приведите не менее трех сходств и различий.

6. В чем сходство и различие процессора и оперативной памяти. Приведите не менее трех сходств и различий.

7. Перечислите основные компоненты персонального компьютера и дополнительные устройства.

8. Какими дискетами пользуются сейчас при работе на компьютере? Чем они отличаются друг от друга?

9. Какие типы принтеров Вы знаете?

10. В каких режимах работает монитор? Чем различные мониторы отличаются друг от друга?

11. Каждой точке экрана поставлены в соответствие два байта. Сколько цветов может отображать такой цветной монитор? А если каждой точке соответствует 8 битов?

12. Какое максимальное положительное целое число можно представить в компьютере, если на каждое число отведено два байта?

13. Придумайте способ записи отрицательных целых чисел в одном байте. Какой диапазон отрицательных и положительных чисел может хранить один байт?

14. Вся ли информация исчезает из оперативной памяти после выключения компьютера?

15. Вы сидите в вагоне поезда на месте № 13. По аналогии с оперативной памятью определите, что здесь является ячейкой, что - адресом, а что - содержимым ячейки?