3) архитектурой. Понятие архитектуры микропроцессора включает в себя систему команд и способы адресации, возможность совмещения выполнения команд во времени, наличие дополнительных устройств в составе микропроцессора, принципы и режимы его работы. Выделяют понятия микроархитектуры и макроархитектуры.

Микроархитектура микропроцессора - это аппаратная организация и логическая структура микропроцессора, регистры, управляющие схемы, арифметико-логические устройства, запоминающие устройства и связывающие их информационные магистрали.

Макроархитектура - это система команд, типы обрабатываемых данных, режимы адресации и принципы работы микропроцессора.

В общем случае под архитектурой ЭВМ понимается абстрактное представление машины в терминах основных функциональных модулей, языка ЭВМ, структуры данных.

Структура типового микропроцессора. Архитектура типичной небольшой вычислительной системы на основе микроЭВМ содержит все 5 основных блоков цифровой машины: устройство ввода информации, управляющее устройство (УУ), арифметико-логическое устройство (АЛУ) (входящие в состав микропроцессора), запоминающие устройства (ЗУ) и устройство вывода информации.

Микропроцессор координирует работу всех устройств цифровой системы с помощью шины управления (ШУ). Помимо ШУ имеется 16-разрядная адресная шина (ША), которая служит для выбора определенной ячейки памяти, порта ввода или порта вывода. По 8-разрядной информационной шине или шине данных (ШД) осуществляется двунаправленная пересылка данных к микропроцессору и от микропроцессора. Важно отметить, что МП может посылать информацию в память микроЭВМ или к одному из портов вывода, а также получать информацию из памяти или от одного из портов ввода.

Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) в микроЭВМ содержит некоторую программу (на практике программу инициализации ЭВМ). Программы могут быть загружены в запоминающее устройство с произвольной выборкой (ЗУПВ) и из внешнего запоминающего устройства (ВЗУ). Это программы пользователя.

Подчеркнем еще раз, что именно микропроцессор является ядром системы и осуществляет управление всеми операциями. Его работа представляет последовательную реализацию микропроцедур выборки-дешифрации-исполнения. Однако фактическая последовательность операций в МПС определяется командами, записанными в памяти программ.

Таким образом, в МПС микропроцессор выполняет следующие функции:

- выборку команд программы из основной памяти;

- дешифрацию команд;

- выполнение арифметических, логических и других операций, закодированных в командах;

- управление пересылкой информации между регистрами и основной памятью, между устройствами ввода/вывода;

- отработку сигналов от устройств ввода/вывода, в том числе реализацию прерываний с этих устройств;

- управление и координацию работы основных узлов МП.

1.1.2. Основные характеристики персональных компьютеров

Процессор. Процессор аппаратно реализуется на большой интегральной схеме (БИС), и представляет собой маленькую плоскую полупроводниковую пластину размером примерно 20х20 мм, заключенную в плоский корпус с рядами металлических штырьков (контактов). БИС является "большой" по количеству элементов. Использование современных высоких технологий позволяет разместить на БИС процессора огромное количество (42 миллиона в процессоре Pentium 4) функциональных элементов (переключателей), размеры которых составляют всего около 0,13 микрон (1 микрон = 10^-6 метра).

Важнейшей характеристикой, определяющей быстродействие процессора, является тактовая частота, то есть количество тактов в секунду. Такт - это промежуток времени между началами подачи двух последовательных импульсов специальной микросхемой - генератором тактовой частоты, синхронизирующим работу узлов компьютера. На выполнение процессором каждой базовой операции (например, сложения) отводится определенное количество тактов. Ясно, что чем больше тактовая частота, тем больше операций в секунду выполняет процессор. Тактовая частота измеряется в мегагерцах (МГц) и гигагерцах (ГГц). 1 МГц = миллион тактов в секунду. За 20 с небольшим лет тактовая частота процессора увеличилась почти в 500 раз, от 5 МГц (процессор 8086, 1978 год) до 2,4 ГГц (процессор Pentium 4, 2002 год). Другой характеристикой процессора, влияющей на его производительность, является разрядность процессора. Разрядность процессора определяется количеством двоичных разрядов, которые могут передаваться или обрабатываться процессором одновременно. Часто уточняют разрядность процессора и пишут 64/36, что означает, что процессор имеет 64-разрядную шину данных и 36-разрядную шину адреса.

В первом отечественном школьном компьютере "Агат" (1985 год) был установлен процессор, имевший разрядность 8/16, соответственно одновременно он обрабатывал 8 битов, а его адресное пространство составляло 64 килобайта. Современный процессор Pentium 4 имеет разрядность 64/36, то есть одновременно процессор обрабатывает 64 бита, а адресное пространство составляет 68 719 476 736 байтов - 64 гигабайта.

Оперативная память. Оперативная память, предназначенная для хранения информации, изготавливается в виде модулей памяти. Модули памяти представляют собой пластины с рядами контактов, на которых размещаются БИС памяти. Модули памяти могут различаться между собой по размеру и количеству контактов (DIMM, RIMM, DDR), быстродействию, информационной емкости и так далее.

Важнейшей характеристикой модулей оперативной памяти является быстродействие, которое зависит от максимально возможной частоты операций записи или считывания информации из ячеек памяти. Современные модули памяти обеспечивают частоту до 800 МГц, а их информационная емкость может достигать 512 Мбайт.

В персональных компьютерах объем адресуемой памяти и величина фактически установленной оперативной памяти практически всегда различаются. Хотя объем адресуемой памяти может достигать 64 Гбайт, величина фактически установленной оперативной памяти может быть значительно меньше, например, "всего" 64 Мбайт.

1.1.3. Тенденции развития персональных компьютеров

Современный персональный компьютер может быть реализован в настольном (desktop), портативном (notebook) или карманном (handheld) варианте.

Системный блок. Все основные компоненты настольного компьютера находятся внутри системного блока: системная плата с процессором и оперативной памятью, накопители на жестких и гибких дисках, CD-ROM и др. Кроме этого, в системном блоке находится блок питания.

Системная плата.    Основным аппаратным компонентом компьютера является системная плата. На системной плате реализована магистраль обмена информацией, имеются разъемы для установки процессора и оперативной памяти, а также слоты для установки контроллеров внешних устройств. Частота процессора, системной шины и шин периферийных устройств. Быстродействие компьютера (процессора, оперативной памяти и контроллеров периферийных устройств) может существенно различаться. Для согласования быстродействия на системной плате устанавливаются специальные микросхемы (чипсеты), включающие в себя контроллер оперативной памяти (так называемый северный мост) и контроллер периферийных устройств (южный мост).

Северный мост обеспечивает обмен информацией между процессором и оперативной памятью по системной шине. В процессоре используется внутреннее умножение частоты, поэтому частота процессора в несколько раз больше, чем частота системной шины. В современных компьютерах частота процессора может превышать частоту системной шины в 10 раз (например, частота процессора 1 ГГц, а частота шины - 100 МГц).

К северному мосту подключается шина PCI (Peripherial Component Interconnect bus - шина взаимодействия периферийных устройств), которая обеспечивает обмен информацией с контроллерами периферийных устройств. Частота контроллеров меньше частоты системной шины, например, если частота системной шины составляет 100 МГц, то частота шины PCI обычно в три раза меньше - 33 МГц. Контроллеры периферийных устройств (звуковая плата, сетевая плата, SCSI-контроллер, внутренний модем) устанавливаются в слоты расширения системной платы.

По мере увеличения разрешающей способности монитора и глубины цвета требования к быстродействию шины, связывающей видеоплату с процессором и оперативной памятью, возрастают. В настоящее время для подключения видеоплаты обычно используется специальная шина AGP (Accelerated Graphic Port - ускоренный графический порт), соединенная с северным мостом и имеющая частоту, в несколько раз большую, чем шина PCI. Южный мост обеспечивает обмен информацией между северным мостом и портами для подключения периферийного оборудования.

1.1.4. Производители персональных компьютеров

1.2. Программное обеспечение информационных систем

1.2.1. Классификация программного обеспечения

Без программ (совокупности, команд, которые должен выполнять процессор) компьютер - не более чем простое переплетение бесполезных электронных схем.

Программное обеспечение (softwаrе) на данный момент составляет сотни тысяч программ, которые предназначены для обработки самой разнообразной информация с самыми различными целями. В зависимости от того, какие задачи выполняет то или иное программное обеспечение можно разделять все программное обеспечение на несколько групп: Базовое программное обеспечение. Трансляторы. Языки программирования. Инструментальные средства. Прикладное программное обеспечение.

К Базовому программному обеспечению относят операционные системы и оболочки операционных систем.

Операционной системой называют совокупность программ, которая координирует работу компьютера и управляет размещением программ и данных в оперативной памяти компьютера, интерпретирует команды, управляет периферийными устройствами, распределяет аппаратные ресурсы. Операционная система (ОС) - "режиссер" компьютерного действа.

Оболочки операционных систем обеспечивают удобный интерфейс (способ общения) для пользователя, программиста и компьютера.

Операционных систем и оболочек операционных систем довольно много, они различаются интерфейсом, набором возможностей, способами защиты от вирусов (программ, которые портят другие программы), способами управления ресурсами памяти, периферийными устройствами. Различия ОС обоснованы обычно свойствами и назначением самих ЭВМ, спецификой их использования. Можно назвать наиболее распространенные операционные системы, это: MS DOS, UNIX, Windows 95 и далее, WindowsNT и др.

Оболочки операционных систем дают возможность вводить команды операционных систем в более удобном для человека виде, с помощью выбора команд в предложенном оболочкой меню. Из наиболее распространенных оболочек можно назвать оболочки Norton Commander, DOS Shell, Windows2, 3.0, 3.11 и др.

К трансляторам относят программы, которые преобразуют команды программ, написанных на языках высокого уровня, таких как Qbasic, Pascal, С, Prolog, Ada и других, в команды записанные в машинных кодах, использующих двоичный алфавит. Эти программы можно назвать программами-переводчиками с языков программирования высокого уровня на машинный язык.

Трансляторы бывают двух видов: интерпретаторы и компиляторы. Оба вида трансляторов выполняют одну и туже операцию, но делают это по-разному.

Интерпретаторы, преобразуя команду, записанную на каком либо языке программирования, в команду на машинном языке, сразу же дают указание машине выполнить ее, не записывая перевод. Так происходят с каждой командой программы. Программа будет выполнена машиной только с наличием интерпретатора, который от строки к строке переводит команды и сразу же их выполняет. Поэтому, когда встанет необходимость опять выполнить данную программу, то сделать это можно будет только имея интерпретатор языка программирования на котором она записана, что не всегда удобно.

Компилятор же не выполняет команды, а просто переводит всю программу на машинный язык и записывает свой перевод в специальную, так называемую, исполнимую программу, программу, записанную в двоичном коде, которую ЭВМ поймет уже без переводчика. Интерпретатор удобно использовать на этапе написания и отладки программы, так как интерпретатор позволяет отслеживать ошибки, допущенные программистом при написании программы, а компилятор используется для преобразования уже готовой, отлаженной, выверенной программы. Компилированная программа будет выполняться быстрее, так как не нужно машине перед выполнением команды осуществлять перевод, а так же, если учесть, что языков программирования на данный момент очень много, как и программистов, причем программисты выбирают для создания программ самые разные языки программирования согласуясь со своими вкусами, возможностями и назначением программы, то можно представить как неудобно было бы пользоваться программами, требующими присутствия интерпретаторов. Каждый пользователь должен был бы иметь большой набор интерпретаторов различных языков.

Языки программирования, вернее редакторы текстов программ для языков программирования, это программы, которые позволяют записывать алгоритмы решения каких-либо задач на том или ином языке программирования. Эти редакторы позволяют не просто записывать текст программы, но обычно имеют встроенный интерпретатор этого языка, систему отслеживания ошибок, возможность формирования библиотеки подпрограмм, возможность формирования собственных пользовательских функций, причем языки программирования позволяют записывать алгоритмы на языках приближенных к обычному человеческому языку, Непосредственно из них можно запускать программы на компиляцию. Кроме того можно работать с блоками текста программ", осуществлять их перенос из одного места программы в другое, копировать программу или ее части в указанное место другой программы, осуществлять контекстный поиск и замену подстрок.

Инструментальные средства, которые называют еще утилитами (от англ. utility - полезность, удобство), включают в себя набор небольших вспомогательных специализированных обслуживающих программ, каждая из которых выполняет какую-либо одну рутинную, но необходимую операцию. В отличие от остальных программ, утилиты могут выполнять, как уже сказано, не много, а только одну операцию по обслуживанию какого либо из устройств компьютера. Например, утилита печати текстов, утилиты восстановления удаленных файлов (программ и текстов хранящихся на внешних носителях информации) или их архивации (сжатия), утилиты ремонта, обслуживания дисков и так далее.

Программы, которые называют еще информационными и вычислительными системами, предназначенные для обработки больших массивов информации различного рода и для расчета больших массивов чисел и которые могут быть "приложены", применены к любому виду человеческой деятельности, составляют группу прикладных программ.

Прикладные программы предназначены для обработки самой разнообразной информации: текстовой, числовой, звуковой, графической. Существуют программы, например, для построения астрологических карт, ведения инвентарной ведомости вин в ресторане, оказания помощи в постановке диагноза заболевания, построения экономических графиков, обучения иностранному языку, обучения программированию, программы для организации досуга и множество других.

Вопреки внешним различиям все программы должны выполнять некоторые общие основополагающие функции. Такие как:

·        хранить информацию в ОЗУ;

·        помнить, где она находится;

·        извлекать ее определенным образом;

·        записывать информацию на внешние носители;

·        предъявлять ее для непосредственного восприятия и др.

Среди наиболее важных функций прикладных программ можно выделить: обработку текстов; проведение вычислений; организация информации; управление вводом-выводом. Обычно различные функции настолько тесно переплетаются друг с другом, что трудно сказать, где кончается одна и начинается другая. Хотя большинство функций в той или иной степени используется в любой программе, одна из них всегда преобладает. Так, например, вычисления - основа программ обработки финансовых ведомостей, управление вводом-выводом - основа графических и звуковых программ.

Среди прикладных программ, по преобладанию некоторых функций, выделяют:

·        текстовые редакторы,

·        графические редакторы,

·        электронные таблицы,

·        системы управления базами данных,

·        музыкальные редакторы,

·        интегрированные пакеты прикладных программ.

Текстовые редакторы предназначены для набора, редактирования, запоминания, воспроизведения и распечатки текстов. Такие редакторы называют еще системами обработки текстовой информации. Такие широко распространенные персональные компьютеры как IBM PC, Apple-2 задумывались как конторские машины для обработки текстов. И сейчас большая часть машинного времени используется для обработки именно текстовой информации, для подготовки разнообразных документов: писем, статей, служебных документов (справок, договоров, приказов), отчетов, рекламных материалов и тому подобное.

Программ для обработки текстов существует множество: от программ для подготовки текстов простой структуры до программ для полной подготовки к типографскому изданию книг, журналов. Редакторы текстов документов ориентированы на работу с текстами, имеющими структуру документов, то есть состоящими из разделов, страниц, абзацев, предложений, слов.

Современные текстовые редакторы предоставляют достаточно много возможностей для обработки текстов, это:

·        возможность использовать шрифты различного начертания;

·        возможность работы с пропорциональными шрифтами;

·        задание произвольных межстрочных промежутков;

·        автоматический перенос слова на новую строку и форматирование текста по заданным параметрам полей;

·        автонумерация страниц;

·        обработка и нумерация сносок;

·        задание колонтитулов;

·        выравнивание краев абзаца;

·        набор текста в несколько столбцов, что необходимо для верстки газетных страниц;

·        создание таблиц;

·        проверка правописания и подбор синонимов;

·        построение оглавлений и еще множество функций.

Среди текстовых редакторов выделяют группу, предназначенную для создания сложных документов высокого качества (рекламных буклетов, журналов, книг). Эти редакторы получили название издательских систем. Печать документов, подготовленных с помощью издательских систем производится с помощью лазерного принтера или специальных фотонаборных аппаратов. Все издательские системы построены по принципу WYSWYG (What you see w whet you get - что ты видишь, то ты и получишь). Издательские системы имеют больший набор возможностей по сравнению с обычными текстовыми редакторами. Наиболее распространенные текстовые редакторы в России: Lexicon, Multi Edit, WinWord. Издательские системы: Page Maker, Venture Publisher.

Графические редакторы позволяют создавать, редактировать и получать графические изображения в виде жестких копий (на бумаге) и в виде текстов программ, которые можно затем встраивать в другие программы или хранить для дальнейшего редактирования. Графические редакторы позволяют создавать не только статичные, но также движущиеся на экране объекты, создавать анимационные картинки. Графические редакторы имеют такие возможности, как использование различных цветовых оттенков в графическом изображения, использование графических примитивов (окружности, ломанные линии, прямоугольники, многоугольники, закрашенные фигуры) для построения рисунков, использование различных инструментов: кистей разнообразной формы, ластика, аэрографа, микроскопа или лупы для прорисовки каких либо тонких деталей изображения, имеется также возможность работать с выделенными частями рисунка: удалять, копировать, переносить, встраивать готовые изображения из библиотеки графических образов и так далее. Существуют графические редакторы как для создания двумерных, так и для создания трехмерных изображений. Примером графических редакторов наиболее распространенных в России можно назвать: Autodesk Animator, Corel Drаw, Paintbrash, PictureMaker, TruеSpacе и др.

Электронные таблицы выполняют роль очень удобного калькулятора, способного с большой скоростью и гибкостью манипулировать числами и формулами, причем все данные и результаты расчетов можно просмотреть на экране. Электронные таблицы построены по. образу и подобию финансовых ведомостей, с которыми обычно работают бухгалтеры: она состоит из строк и столбцов, образующих сотни и даже тысячи клеток. Стоит только в какую- либо из клеток ввести наименования, числа и формулы, как практически мгновенно компьютер вычислит и покажет полученный результат. Электронные таблицы могут выполнить различные функции, которые обеспечивают очень удобный интерфейс пользователю. Это, например, следующие возможности:

·        работа с выделенными блоками, их копирование, перенос, удаление;

·        возможность копировать одинаковые формулы с автоматической адаптацией коэффициентов в формулах ж текущему столбцу и строке;

·        возможность сохранять результаты на внешних носителях информации в текстовом виде и в табличном формате с последующей возможностью редактировать таблицу;

·        возможность распечатать результаты вычислений на бумаге;

·        сортировать и выбирать данные по введенным параметрам;

·        табличные процессоры имеют возможность строить различного рода графики по результатам вычисления, которые также можно сохранить на бумаге и внешних носителях.

Примером электронных таблиц широко использующихся в настоящий момент в России являются таблицы Lotus 1-2-3, SuperCalk, Excel.

Системы управления базами данных (СУБД) позволяют вводить, накапливать, редактировать, сортировать, выбирать по запросу, удалять различные данные. СУБД позволяют также выполнять некоторые вычисления и создавать отчеты. Наиболее мощные СУБД имеют встроенный язык программирования, позволяющих создавать исполнимые программы дня обработки введенных данных. СУБД много, это, например, такие системы как FoxPro, dBASE, Paradox, Clipper, Clarioп, Access и другие.

Музыкальные редакторы предназначены для редактирования, создания, сохранения и исполнения различных звуковых комбинаций, музыкальных произведении.

Интегрированные пакеты - программы, сочетающие в себе возможность работать с различными видами информации. Он объединяет в себе возможности текстового редактора, электронной таблицы, базы данных, программы деловой графики. Известностью пользуются такие пакеты, как, например, FrameWork, Works. Основной принции построения всех программных средств основан на выборе из меню. Как правило фирменные программные средства содержат многоуровневое выпадающее меню. То есть в программе имеется основное меню, любой из разделов которого может иметь подменю, в котором находится либо команда, либо функция (установка чего либо). Чтобы выполнить одну из команд на любом уровне меню необходимо просто переместить курсор (светящийся прямоугольник на экране) к этой команде, нажать на клавишу ввода команды в память машины или, при необходимости, дать ответ или подтверждение на запрос.

1.2.2. Прикладное программное обеспечение и тенденции его развития

Компьютер без программ – неодушевленная железка. Программы – это и инструменты, и развлечения, и способ познания. Но программы не возникают в компьютере сами по себе – их необходимо где-то взять и установить. Перфокарты, ферритовые кольца, бобины с лентой, магнитные барабаны… – история носителей программ и история вычислительной техники неразделимы.

О новинках, представленных на компакт-дисках. Сейчас рынок CD-ROM в России составляет до нескольких тысяч наименований. И еженедельно появляется от пятидесяти до ста новых названий.

О проблемах. Так же как и на любом рынке, компакт-диски представлены разработками очень разного уровня и качества. И одним из главных назначений нашего издания является освещение проблем, с которыми сталкиваются как разработчики, так и конечные потребители.

О наиболее интересных и перспективных мультимедийных разработках, содержание которых посвящено классической литературе, русской и зарубежной, литературоведению, библиографии, а также музыке, изобразительному искусству, истории, философии, культурологии и т.д. Электронные книги должны сыграть важнейшую роль в удовлетворении информационного спроса, в обеспечении максимально широкого распространения того, что по праву именуется сокровищами мировой культуры. Возможности электронных книг по многим показателям значительно превосходят возможности традиционных книг.

Об играх. Современные технологии подарили человечеству яркий и красочный мир фантазий. И его недопустимо обойти вниманием. Люди играют в игры, играли и будут играть. Современные компьютерные игры как губка впитывают в себя самые последние достижения человечества и, в общем случае, определяют тот вектор развития, который во многом уже сейчас формирует наше будущее. А с другой стороны, игры, преломляя, отражают наше настоящее, нашу жизнь с ее проблемами, радостями, желаниями и разочарованиями.

1.2.3. Программы подготовки первичных документов

1С: Бухгалтерия-Проф для Windows. Программные продукты 1С:Бухгалтерия предназначена для организации синтетического и аналитического учета ,подготовки отчетности и первичных документов. Они полностью могут быть настроены на любые изменения законодательства и формы учета. Официальные пользователи имеют право на бесплатные услуги линий консультации. В поставочный комплект включены формы отчетности для налоговых органов, типовые проводки и документы.