Перші спроби Створення інструментів для обробки інф-ції пов’язані з прагненням спростити і прискорити виконання дій над числами.

Інформація і повідомлення. Поняття інформації. Властивості інформації. Поняття шуму. Способи подання повідомлень. Види повідомлень. Неперервні і дискретні повідомлення. Оцінювання і вимірювання інформації.

Поняття інф-ції є інтуїтивним та невизначеним, яке можна пояснити синонімами дані, повідом Інформація – це відомості про навколишній світ і процеси, що відбуваються у ньому. Інф-цію передають за допомогою повідом, а повідом за допомогою послідовності сигналів. Повідомлення – це різні форми подання будь – якої інформації. Тобто це інформація, виражена за доп. літер, чисел, матем символів. За допомогою одного і того ж повідом можна передати різну інф-цію і за допомогою різних повідом можна передати одну і ту ж саму ін форм-цію. Повідомлення подають певною мовою. Повідомлення може мати вигляд певної послідовності знаків, жестів, живописного, музичного твору, звукозапису, відеозапису і кінофільму. Способи подання повідом.: усно, письмово, за допомогою звуку, графіків, комбінованим методом.

Інформація може перетворюватись в шум і навпаки. Якщо повідомлення не несе корисної інформації, то воно несе шум.

Повідомлення зберігаються на носіях. Носій – це фізичне середовище, в якому зберігається повідомлення. Є дві групи носіїв: довгоіснуючі(книги, папіруси, газети, дискети) і недовгоіснуючі(звукова хвиля, радіохвилі).

Види інформації: текстова (яка міститься в друкованій літературі), звукова (усне мовлення, музика), графічна(картини, схеми), чисельна (набори числових даних), керуюча (вказівки, команди). Властивості інф.: вірогідність (воно не суперечить дійсності, правильно її пояснює і підтверджується нею) об’єктивність, повнота інф.(якщо його достатньо для виведення прав. висновків і прийняття прав. рішень), адекватність, доступність, актуальність. Не можна говорити про вимірювання інф., а можна лише говорити про місце на носії, що займає певне повідомлення. Одиниці обсягу запам’ятовуючих пристроїв прийнято називати словами біт байт, Кб, Мб, Гб, Тб тощо і за їх допомогою порівнювати, який обсяг в запам’ятовуючих пристроях займають повідом.

Мінімальною одиницею виміру обсягу повідомлення є 1bit.За допомогою одного bit можна закодувати 1 символ. В одному і тому самому за обсягом запам пристрої можуть зберігатися різні за типом повідомлення.

Щоб повідомлення можна було обробити за доп. електронної апаратури, його перетворюють в електричний сигнал. Сигнали бувають неперервними (аналоговими) або дискретними (імпульсивними). Аналоговий сигнал – це сигнал, що неперервно змінюється за амплітудою і в часі (електричний сигнал від мікрофона, напруга живлення в електромережі, сигнал, підведений до звукових колонок, звукозапис, радіо). Дискретні – описуються функціями, що у певний момент часу змінюються стрибкоподібно, тобто це сигнали, що мають обмежені часові межі (напр., обчисл процеси у компютерах). Майже всі сигнали, що обробляються комп’ютером є дискретними. Напр, при натисканні клавіш на клавіатурі формуюються дискретні сигнали, які надходять у комп’ютер. Сигнали, якими комп обмінюється з ін. пристроями (принтер, сканер), також є дискретними. Музика, яку ми слухаємо, передається за доп аналогових сигналів, але якщо її записати нотами – то за доп дискр. Сигналів, оск всі ноти можна пронумерувати за доп дискретної множини чисел. Непер повідом – це повід, що склад з непер сигналів, а дискретні – це повід, що склад з окремих значень.

 

 

Інформаційні процеси. Поняття про інформаційні процеси. Носії повідомлень. Форми та засоби передавання повідомлень. Опрацювання повідомлень. Кодування повідомлень. Кодування повідомлень у двійковому алфавіті. Універсальність двійкового кодування. Інформаційна діяльність людини. Інформаційні ресурси. Захист даних.

Діяльність людини тісно пов з інф процесами. Приклади:записув. дом завд у зошит, прослуховування радіопередачі, пошук телепрограми у газеті, робота за комп.

Інформаційні процеси – це обмін повідом між людьми живою та не живою природою тощо: пошук (поцес відшукання в пошуковому масиві таких записів, що відповідають ознакам, зазначеним в інформаційному запиті за доп різних способів, різними шляхами і з різних джерел. С-ми, за доп яких зд-ся пошук інф-ції, наз. інформ.-пошуковими), збирання(занесення інформації у відповідні бази даних. Якщо необх виконати автоматиз збір, викор. АСУ), зберігання (для того, що інф. стала на дбанням багатьох людей, збер її різними способами), опрацювання (поняття вхідної і вих. Інформ.), використання, передавання(точне чи наближене відтворення інф., отриманої в іншому місці за доп. прожектори, сигнальні лампи, листи, повідомлення голосом, радіо. Поняття джерела інф, носія і одержувача), захист інформації (забезпеч. неможливості доступу до інф-ції сторонніх осіб; незумисного або недозволеного використ., зміни чи руйнування інф-ції. Захист інф слід здійснювати у кількох напрямках:1)Захист від випадк чинників, неправ. дій користувача, виходу з ладу апаратури),2) захист від злочинних дій, що пол. У розкритті конфеденц. Інфи, несанкц. доступі до інформ. Ці завд викон служби безпеки, які забезп цілісність та надійність даних, засекречування даних, контроль доступу і захист від збоїв апаратури. Шляхи і методи приховування таємних повідомлень відомі вже давно і до того ж давня сфера людської діяльності стінографія відродилася саме для вирішення проблем захисту інформації.

Поряд з нею використовуються й інші методи захисту: кодування і криптографії. Мета криптографії полягає у тому щоб заблокувати доступ до таємної інформації шляхом шифрування змісту таємних повідомлень. Мета ж стінографії - приховати сам факт існування таємного повідомлення. При об’єднані цих двох методів, ймовірність захисту інформації була б набагато збільшена. Але це покищо у переспективі. Існують такі методи захисту інформації:

Метод спеціального форматування текстових данних

Метод використання відомого переміщення слів, абзаців(основан на зміні положення строк і розташування слів)

Метод вибору певних позиційних літер (початкові літери кожної строки утворюють повідомлення)

Метод приховування в невикористаних місцях жорстких дисків (записування інф. В нульовій дорожці)

Метод використування імітуючих функцій (необхідно переосмислити текст, в якому генерується повідомлення)

Метод знищення заголовка, який індифікує файл(метод кодування текста із знищеним заголовком, який відомий опоненту)

Метод використання надлишку цифрових фото, звуку, відео. (заповнення додатковою інф. молодші ряди цифрових відліків, що мають мало корисної інф).

Кодування – спосіб зберігання і передавання повідомлень, форма подання їх на носієві.

Кодування – це відображення дискретного повідомлення у вигляді певних сполучень символів(дискретне пов. – має скінченну кількість сигналів. Пр.:читання книги або іншого тексту).Сукупність правил, за якими виконується кодування, наз кодом. Завдяки кодуванню комп може обробляти різну інфу: числову, текстову, граф, звукову, відео. Всім цим видам інфи після кодування надається вигляд послідовності електор імпульсів, у якій наявність імпульсу позначаються одиницею, а його відсутність – нулем. Кожне пов. містить певну кількість інф. Двійкове код-ня - код-ня за доп двійкової с-ми зчислення: чисел 0 і 1. Метод перетворення чисел з однієї с-ми в іншу – ділення на основу, напр..Для пов., що складається з двійкових чисел, кількість інф. дорівнює кількості бітів у цьому повідомленні. Припустимо, що дискретне повідомлення являє собою послідовність 01001010001000111010. У ній є 20 двійкових розрядів і відповідно кількість інформації у повідомленні дорівнює 20 бітам. Тобто кількість інформації в двійкому коді дорівнює загальній кількості символів 0 і 1. Для подання та оправ повідом у комп використ двійкові коди, що подаються за допомог лише двох символів 0 і 1, оскільки пристрої комп побудовані на елементах, що мають два стійкі стани (які познач через 0 і 1).це дозвол технічно реалізовувати збереження і опрацювання повідом за допомогою комп. Наприклад, коли користувач вводить з клавіатури десяткові числа, вони відразу перетворюються в двійкові числа (це процес кодування).

Біт – найменша довжина двійкового коду (один двійковий розряд) Байт – це послідовність з 8 бітів. Загальна к-ть різних комбінат двійкових розрядів у байті дорівн 2⁸=256. для кодування різних символів та для їх зберігання в запам’ятовуючих пристроях комп найчастіше використовують американський стандартний код для обміну інф-цією – ASCII, який являє собою стандартну таблицю кодування знаків.

Над цими числами комп. виконує необхідні арифметичні операції. Отриманий результат може бути винесений на екран монітора або принтер. Щоб користувач зміг зрозуміти виведену інф., числа мають бути знову подані в десятковій системі(процес декодування). Зазначимо, що максимальне число, яке може опрацювати комп, визначається розрядністю процесора(32- та 64-розрядні). Отже, переваги двйкового кодуванян полягають в тому, що використовуємо тільки два знаки (0 і 1).

Інформ діяльність людини – всі дії, що людин виконує з інформацією. Далі див інформац процеси зверху, які людина виконує. Інформац ресурси – ресурси, з яких людина здобуває різну інфу: книжки, довідкові видання, Інтернет.

Носій — фізичне середовище, в якому зберігаються повідомлення. Прикладами носіїв для тривалого зберігання повідомлень можуть бути: камінь, дерев'яна чи металева поверхня, папір, фото- і кіноплівка, магнітна, аудіо та відеоплівка, магнітні та оптичні диски тощо. Носії інф-ції:

- довготривалі (для зберігання) – рукописні, друковані, машинні, спеціальні.

- Недовготривалі (для передавання) хвилі різної природи, речовина в різному стані.

Особливе значення має подання повідомлень на довгоіснуючих носіях. Таке подання називають письмом: листи і газети, магнітні плівки і диски, світловідбиваючі поверхні (лазерні диски), електронні схеми та інші пристрої. Прикладами повідом на недовгоіснуюч носіях є повідом, що передаються телефоном, жестами. Носії інформації можна розрізняти не тільки за матеріалом, із якого вони виготовлені, а й за способом їх виготовлення (наприклад, рукописні, машинописні), за специфікою призначення (мікрофотокопії, креслення, книги для сліпих, надруковані шрифтом Брайля).

 

 

Засоби обчислювальної техніки та історія їх розвитку. Історія розвитку обчислювальної техніки. Характеристика різних поколінь комп’ютерної техніки. Класифікація комп’ютерної техніки. Основні характеристики персонального комп’ютера.

Системи. Поняття про системи. Матеріальні, абстрактні та змішані системи. Наочне подання складу і структури систем. Поняття про системний аналіз. Систематизація та класифікація. Знакові системи. Мови як знакові системи. Природні та формальні мови. Алгоритмічні мови та мови програмування як приклади формальних мов.

Система - в философском смысле - объективное единство закономерно связанных между собой элементов, предметов, явлений, а также знаний о природе и обществе. Система - по П.К.Анохину - комплекс избирательно вовлеченных элементов, взаимосодействующих достижению заданного полезного результата, который принимается основным системообразующим фактором.

Нас оточує безліч різноманітних об’єктів. Для того щоб ми могли спілкуватися й розуміти один одного, необхідно дати їм назви, тобто визначити за допомогою певних понять. Часто одне й те саме поняття використовують для різних за своєю природою об’єктів і тоді необхідно чітко з’ясувати, про що конкретно йдеться. До понять, які є досить широковживаними, можна віднести і слово “ система ”.

Системи:

Абстрактні системи можуть бути ідеальні відображення реальних систем (До реальних належать ті, що реально існують у природі, техніці або суспільстві. Наприклад, реальними є Сонячна система, прокатний стан, Україна як держава) та процесів (карти місцевості, технічні креслення тощо), а також інші ідеальні конструкції (системи рівнянь, алгоритми та інші).

Матеріальні: 1. Штучні – Знаряддя Механізми Машини Автомати Роботи

2. Природні – Живі Неживі Екологічні Соціальні

Змішані – Ергономічні Біотехнічні Організаційні Автоматизовані

Штучні (формалізовані) мови — це особливі системи знаків і символів, які створюються людьми з певною метою: для скорочення запису текстів, здійснення математичних та логічних операцій із знаками, уникнення багатозначності (полісемії) природної мови.

До штучних або формалізованих мов належать різноманітні системи знаків-сигналів (наприклад, знаки дорожнього руху), кодових систем (наприклад, азбука Морзе), мова формул або наукова мова, яка створюється в різних науках вченими (формули у математиці, логіці, фізиці, хімії та ін.), мова програмування (Алгол, Фортран, Кобол та ін.) Основна особливість штучних мов — їх допоміжна роль у відношенні до природних мов, вузькофункціональний характер використання, більша умовність виразу.

Алгоритмі́чна мо́ва – формальна мова, призначена для записування алгоритмів

Під алгоритмічною мовою розуміють набір символів, систему правил складання з цих символів конструкцій для запису алгоритмів, а також систему правил, які дозволяють однозначно розуміти зміст цих конструкцій. Алгоритмічну мову, яка застосовується для запису програм і даних у процесі розв`язування задач на ЕОМ, називають мовою програмування. Зараз існує більше 2000 алгоритмічних мов програмування, серед яких нараховується близько 120 мов, що одержали значне поширення.

Мо́ва програмува́ння — формальна мова представлення програм для системи програмування. (Фортран, Кобол, Алгол, Pascal, Java, C, C++, C#, Objective C, Smalltalk, Delphi

 

 

5,12Інформаційна (комп’ютерна) система. Поняття інформаційної (комп’ютерної) системи. Апаратна та інформаційна складові інформаційної системи. Функціональна схема та принципи роботи комп’ютера. Структурна схема ПК.

Інформаційною систкмою називають суеупність взаємозалежних засобів (пристроїв, технологій, персоналу), що зберігають й опрацьовують інформацію. Сучасні інформаційні системи для збереження й опрацювання інформації обов’язково використовують комп’ютерну техніку, тому їх називають також інформаційно – обчислювальними системами.До ІС всі дані надходять від джерела інф-ції. Ці дані надсилаються на зберігаються чи зазнають певної обробки в с-мі і потім передаються споживачеві.Якщо між користувачем і ІС існує зворотний зв'язок, то с-ма наз замкненою.Розглянемо основні апаратні компоненти ІС:

- набір комп.;

- пристрої введення інф.;

- пристрої виведення інф.;

- зовнішні (знімні) накопичувачі;

- комунікаційне обладнання;

- блоки електричного живлення.

Комп’ютери. В ІС залежно від її призначення можуть використовуватись ПК і промислові комп. різної потужності та конфігурації.Компонентами комп. є мікропроцесор, ОПЗ, системна шина й інші електронні схеми, що розміщуються в корпусі системного блока комп. Центральним вузлом у комп. є мікропроцесор, що виконує дві основні функції: очислення відповідно до програми і управління комп.

Периферійні пристрої. Пристрої введення і виведення, зовнішні накопичувачі, комунікаційне обладнання, блоки живлення – усе це називається периферійними пристроями (ПП).Ці пристрої підключаються до комп., що є центральними складовими ІС.

Пристрої введення інф. Найбільш універсальним пристроєм введення інф. є клавіатура. Сюди належать також маніпулятори типу миша, трекболи і джойстики. Точне введення малюнків і креслень можна виконувати за допомогою дигитайзерів. Для оптичного зчитування зображень і перетворення на цифровий код використовуються сканери. Для введення звукової інф. використовується мікрофон, що підключається до входу звукової плати.

Пристрої виведення інф. Основним таким пристроєм є монітор. Зображення, яке з’являється на екрані монітора, визначається відеосигналом, що надходить у монітор від спеціального пристрою – відеоадаптера. Найпоширенішими пристроями для виведення інф. на папір є принтери.

Накопичувачі. Для збереження інф. служать різного роду накопичувачі на дисках, що відносять до зовнішньої пам’яті ПП.

Комунікаційне обладнання (мережний адаптер, модем).

12. Необхідною складовою ІС є програмне забезпечення ( ПЗ). Воно слугує інформац забезпеченням. комп системи. ПЗ поділяється на такі категорії:

Системні програми. - признач для управління пристроями компа та обчисл процесами. Містять у собі ОС та системи текстових та діагностичних програм, що забезпечують технічне функціонування комп., управління взаємодією різних програм і пристроїв, розподіл ресурсів між програмами користувачів, діагностику несправностей тощо. Особливе місце тут посідають: ОС (MS – DOS, Windows, Unix), драйвери, програми – оболонки, утиліти.

Інструментальна система являю собою комплекс прграмних засобів, призначених для створення нових програм. Обов. містить мову програмування (бейсик, фортран, ада, си ++) і середовище для розробки додатків.

Прикладні програми. До них належать програми різноманітного призначення: опрацювання тексту, видавничі системи (Page Maker), електронні таблиці, СУБД, математичні пакети, системи оптичного розпізнавання, програми – перекладачі, графічні пакети, програми для Web – дизайну, системи підготовки мультимедійних публікацій, антивірусні програми, програми – архіватори.

Основні хар-ки ПК. Принципи роботи комп’ютера: принцип програмного управління, принцип адресності. Принцип адресності полягає в тому, що дані та програми знаходяться на окремих полях простору для зберігання кодів повідомлень (комірках, регістрах) в ОЗП. Кожне поле має свою адресу – місце його знаходження в загальному просторі для зберігання кодів повідомлень (внутрішньої пам’яті). При опрацюванні інф-ції процесор вибирає дані та програми з пам’яті за конкретними адресами їх знаходження. Ці адреси пересилаються до процесора через спеціальну шину адрес, а дані спрямовуються до запам’ятовуючого пристрою або до процесора через шину даних. Управляючі сигнали надходять від процесора до периферійних пристроїв та запам’ятовуючих пристроїв через шину управління.

Принцип програмного управління роботою комп полягає в тому, що всі арифметико-логічні та управляючі операції в комп здійсн за програмами, які зберігаються в ОЗП.

Магістрально – модульний принцип будови комп. полягає в тому, що їз окремими апатними складовими є модулі, обмін інф. між якими здійснюється через систему магістраль.

Обмін даними між окремими пристроями здійснюється з допомогою ліній зв’язку, які називаються шинами. Шина – це сукупність паралельних ліній, по яких на основі спеціальних алгоритмів передається інф. від одного модуля комп. до іншого за допомогою електричних сигналів. Для передачі адрес, даних та керуючих сигналів використовуються окремі шини. Усі шини в сукупності утворюють системну магістраль.

 

 

 

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.

 

 

Архітектура комп’ютера. Поняття архітектури комп’ютера. Класична архітектура комп’ютера і принципи фон Неймана. Удосконалення і розвиток внутрішньої структури комп’ютера. Основний цикл роботи комп’ютера. Система команд комп’ютера і способи звернення до даних.

Архітектура ЕОМ – це опис сукупності пристроїв та блоків ЕОМ і зв’язки між ними. Поняття архітектури тісно пов’язане з принципами роботи ЕОМ. Принципи фон Неймана у конструюванні обчисл машин:

- Принци програмного керування – програма має бути розміщена у памяті ЕОМ та послідовно виконуватися за доп простих однотипних дій. Тобто програма має поянювати машині послідовність і характер дій, що виконуються. Програма міститься у памяті ЕОМ, що відрізняє ці машини від дофоннемовських.

- Принцип адресності – кожній комірці памяті відповідає номер, який наз. адресою комірки. На рівні логіки оперативну пам'ять подано у вигляді набору комірок (ОП). У найпростішому випадку ОП складається з N комірок з послідовними номерами від 0 до N-1.Номер комірки є її адресою, за якою можна звернутися до комірки в процесі запису-зчитування. Число, що зберіг-ся в комірці є її вмістом або значенням.

Компоненти обч машини за фон Нейманом:

1. Оперативна пам'ять ОП склад-ся з пронумерованих комірок, у кожну з яких може бути записане одне двійкове число.

2. Арифметично-логічний пристрій – може виконувати певний набір команд, що відповідають арифметичним та логічним операціям. Результат викон команди зберігається в АЛП до надходження наступної команди.

3. Пристрій управління ПУ – забезп читання та запис інфи до комірок памяті, формує сигнали для керування роботою АЛП та зовн пристроїв.

4. Зовнішні пристрої ЗП – пр. введення та виведення інфи: клава, монітор, принтер.

У ході еволюції обч машин АЛП та ПУ були об’єднані в одну схему мікропроцесора, а архітектура компа значно ускладнилася. Однак осн принципи конструювання ЕОМ фон Неймана залиш-ся в силі.

Робота ЕОМ фон Неймана моделює роботу суч компів. Користувач за доп зовн пристроїв вводить програму, яка записується машиною до ОП. Програма має вигляд послідовного списку команд (інструкція для пристрою керування ЕОМ)

Конструкція ЕОМ фон Н

Виконання програми починається з того, що пристрій керування зчитує пам'ять комірки, у якій міститься перша команда програми, та організовує її виконання. Команда надходить до АЛП, у якому виконується певна операція. Після виконання однієї команди ПУ починає виконання команди з наступної комірки памяті. Порядок комірок ОП, з яких відб-ся зчитування, визнач-ся за доп команд ПУ. Тобто ПУ виконує програми автоматично, без втручання людини – в цьому і полягає принцип прогр керування.

Команда - это описание элементарной операции, которую должен выполнить компьютер.

В общем случае, команда содержит следующую информацию:

-код выполняемой операции;

-указания по определению операндов (или их адресов);

-указания по размещению получаемого результата.

Центральный процессор понимает определенную систему команд, т. е. те коды, которые предписывают ему выполнение определенных операций. Любая программа представляется в виде последовательности таких кодов. В период работы программы центральный процессор в каждый момент времени выполняет одну из ее команд, причем делает это с очень высокой скоростью.

Также операц система предоставляет пользователю определенный набор команд и соответствующих им ответных реакций компьютера, с помощью которых можно управлять вычислительной машиной

Ввод. Клавиатура - самое распространенное устройство для взаимодействия с компьютером. Программное обеспечение, управляющее машиной, интерпретирует определенные комбинации вводимых символов или как команды, которые надо выполнить, или как данные, подлежащие обработке. Простые программы можно ввести непосредственно с клавиатуры, однако более сложные и большие программы обычно загружаются в оперативную память компьютера с помощью специального внешнего устройства (например, для ввода), которое передает в машину хранимую на диске информацию.

Обработка. В блоке центрального процессора устройство управления следит за порядком выполнения операций, а арифметико-логическое устройство выполняет арифметические и логические операции. Активная программа помещается в оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) компьютера, благодаря чему центральный процессор может выбирать команды последовательно, одну за другой. Программы, которые всегда хранятся в постоянном запоминающем устройстве (ПЗУ), обеспечивают начальную активизацию компьютера и поддерживают взаимодействие процессора с устройствами ввода-вывода.

Вывод. Видеотерминал обеспечивает отображение графических результатов вычислений. Обычно компьютер выводит на экран информацию, поступающую с клавиатуры, а также свои ответы. Принтер служит для вывода информации на бумагу, Информация может также выводиться в виде искусственной речи или электрических импульсов

 

 

Архітектура мікропроцесорів. Історія розвитку мікропроцесорів. Внутрішня організація мікропроцесора. Робота мікропроцесора з пам’яттю. Методи адресації. Формати даних. Опрацювання переривань. Робота мікропроцесора із зовнішніми пристроями. Приклад системи команд мікропроцесора.

Центральний процесор — це основний робітник компонентів комп'ютера, що виконує арифметичні й логічні операції, задані програмою, управляє обчислювальним процесом і координує роботу всіх пристроїв комп'ютера.

Центральний процесор містить у собі:

- арифметико-логічний пристрій;

- шини даних і шини адреси;

- регістри;

- лічильники команд;

- кеш - дуже швидка пам'ять малого обсягу (від 8 до 512 Кбайт);

- математичний співпроцесор чисел із плаваючою крапкою.

Сучасні процесори виконуються у вигляді мікропроцесорів. Фізично мікропроцесор являє собою інтегральну схему - тонку пластинку кристалічного кремнію прямокутної форми площею всього кілька квадратних міліметрів, на якій розміщені схеми, що реалізують всі функції процесора. Кристал-пластинка міститься в пластмасовому або керамічному плоскому корпусі і з'єднується золотими проводками з металевими штирьками, щоб його можна було приєднати до системної плати комп'ютера.

Перший мікропроцесор був випущений в 1971 р. фірмою Intel (США) - МП 4004.Також у цей час випускається кілька сотень різних мікропроцесорів, але найбільш популярними і розповсюдженими є мікропроцесори фірми Intel і AMD. Процесор є модулем, призначенням якого є виконання розміщеної в пам’яті комп’ютера програми та управління іншими компонентами системи. Схема процесора здатна виконувати обмежену кількість відповідним чином закодованих команд, що в сукупності становлять його операційний ресурс. Операційний ресурс сучасних процесорів становить 100 – 400 команд і містить команди обміну даними, команди арифметичних операцій, команди порозрядних логічних операцій, команди зсувів та ін.

Найрозповсюдженішими моделями мікропроцесорів, які застосовуються в персональних комп’ютерах (ПК) є мікропроцесори, ряду х86 фірми Intel Corporation та сумісні з ними моделі інших фірм (насамперед, фірми Advanced Micro Devices – AMD). Основною ознакою їх класифікації є розрядність внутрішньої шини даних

Розрядність Intel Corporation Сумісні функціональні аналоги

8-розрядні 8080, Z80 КР580ВМ80 (СРСР)

16-розрядні 8086/8088, 80286 КР1810ВМ86 (СРСР)

32-розрядні 80386, 486, 586, P5 (Pentium), P6 (Pentium II/III/IV, Celeron) Am386, Am486, Am5x86 (5k86), AMD K5, K6, K6-II, K6-II (фірма AMD)

64-розрядні P7 (Itanium) – Merced, McKinley

Характеристики процесора:

-тактова частота – кількість елементарних операцій в секунду;

-розрядність регістрів – кількість Bit, що одночасно можуть опрацьовуватись в середині процесора.

- ємність кеш-памяті.

Мікропроцесор виконує дві основні функції. По-перше, він здійснює обчис­лення згідно з програмою, яка зберігається в оперативній пам'яті. По-друге, забезпечує загальне керування комп'ютером та обчислювальними процесами.

Отже ,функції мікропроцесора:

- вибірка команд з ОЗП;

- декодування команд (тобто визначення призначення команди, способа її виконання та адре операндів);

- виконання операцій, закодованих в командах;

- управління пересиланням інформації між своїми внутрішніми регістрами, ОП та зовнішніми пристроями;

- обробка сигналів від зовнішніх пристроїв;

- управління різними пристроями, що входять до складу комп’ютера.

Алгоритм роботи процесора.

Запишемо у вигляді схеми.

 

 

 

 

ПУ – пристрої управління; АЛП – арифметико-логічний пристрій;Частота,розрядність,КЕШ-память,регістри.Ф-ї обробка інформаціїї.

Постійна пам’ять.

Одразу ж після включення мікропроцесор звертається до оперативної пам’яті, інтерпритуючи її вміст, як машинні коди команд програми, тобто розпочинає виконання програми. Однак на даний момент жодної програми в оперативній пам’яті немає, оскільки при відключенні живлення її вміст втрачається, тобто має місце проблема завантаження програми до оперативної пам’яті. Цей процес, в свою чергу, також має здійснюватися програмно, тобто необхідна програма, яка б постійно зберігалася в пам’яті і виконувала роботу по завантаженню (ініціалізації) комп’ютера.

Для зберігання такої програми та іншої, важливої для комп’ютерної системи інформації використовується постійна пам’ять (ROM – Read-Only Memory). На відміну від оперативної, вміст постійної пам’яті не втрачається при вимкненні живлення комп’ютера, тобто інформація в ROM зберігається завжди. Така властивість постійної пам’яті отримала назву енергонезалежності. В свою чергу, постійна пам’ять дозволяє лише читання інформації і не дозволяє запис; початковий запис до ROM здійснюється на заводі виробником комп’ютера.

Мікропроцесор побудовано таким чином, що перше звернення до пам’яті він здійснює за адресою, яка фактично є адресою комірки постійної пам’яті, і таким чином розпочинає виконання записаної до неї програми. Цю програму прийнято називати програмою початкового завантаження або програмою ініціалізації комп’ютера.

Пристрої вводу-виводу.

Пристрої вводу-виводу (контролери, адаптери) забезпечують підключення та обмін інформацією з комп’ютером великої кількості різноманітних периферійних пристроїв. З одного боку, пристрої вводу – виводу підключені до системної магістралі, подібно до процесора та оперативної пам’яті і взаємодіють з останніми за інтерфейсом магістралі, з іншого – мають набір з’єднувачів для підключення відповідних периферійних пристроїв.

Подібно до комірок пам’яті, кожен пристрій має свій номер в системі (адресу), за якою він ідентифікується мікропроцесором або іншим пристроєм. Адресні простори оперативної пам’яті та пристроїв вводу – виводу є незалежними, тобто комірка пам’яті та подібний пристрій можуть мати однакову адресу в системі.

Стандартно в комп’ютері передбачена наявність таких пристроїв вводу-виводу:

Контролер клавіатури – забезпечує підключення клавіатури до комп’ютера та обробку її сигналів. У випадку натиснення клавіші контролер клавіатури генерує двійкове число, яке фактично скен- кодом клавіші або ASCII-кодом введеного символу.

Контролер прямого доступу до пам’яті (Direct Memory Access – DMA) – реалізує можливість перенесення великих масивів інформації між оперативною пам’яттю та будь-яким пристроєм без участі центрального процесора.

Контролер переривань – організує чергу запитів на обслуговування від різних пристроїв і генерує для мікропроцесора адрес (векторів) програм обробки переривань.

Контролери гнучкого та жорсткого дисків – забезпечують обмін даними та керування роботою жорстких та дисководів гнучких дисків, пристроїв CD-ROM, магніто-оптичних накопичувачів та ін.

Відеоадаптер – забезпечує необхідне перетворення інформації, попередньо розміщеної в його пам’яті, для відображення її в зручному вигляді на екрані монітора. Використовує архітектуру memory map, тобто пам’ять відеоадаптера знаходиться в межах адресного простору оперативної пам’яті комп’ютера. Використовуюється для підключення монітора.

Звуковий адаптер – реалізує можливість запису, обробки та відтворення аудіо-інформації. Використовується для підключення акустичних систем, мікрофонів, побутових аудіо-приладів.

Для підключення пристроїв вводу-виводу до системної магістралі на основній (материнській) платі комп’ютера є спеціальні з’єднувачі (слоти). В сучасних комп’ютерах більшість таких пристроїв є вбудованими (інтегрованими) в материнську плату і потреби в їх встановленні немає.

Структура вн памяті ПК.

Внутрішня пам'ять — це електронні схеми. Внутрішня пам'ять дискретна — це означає, що вона складається з певних «часток» — комірок. Комірка пам'яті називається біт. Один біт — це двійковий розряд пам'яті. Він зберігає двійковий код (0 або 1). Отже, пам'ять комп'ютера — це впорядкована послідовність двійкових розрядів (біт). Ця послідовність поділяється на групи по 8 розрядів; кожна така група утворює байт пам'яті.

байт - основний структурний елемент пам'яті комп'ютера, що зберігає вісім двійкових розрядів, або бітів, інформації. Два сусідніх байти пам'яті комп'ютера створюють 16-бітове напівслово, чотири байти - машинне слово, вісім байтів - подвійне машинне слово.

Довжина комірки пам'яті запам'ятовуючого пристрою сучасного комп'ютера здебільшого дорівнює довжині машинного слова або кратна їй

Ємність пам'яті зручно вимірювати у більших одиницях, а саме:

1 Кбайт = 2¹⁰байт = 1024 байт;

1 Мбайт = 2¹⁰ Кбайт = 1024 Кбайт;

1 Гбайт = 2¹⁰ Мбайт = 1024 Мбайт;

1 Тбайт = 2¹⁰ Гбайт = 1024 Гбайт;

1 Пбайт = 2¹⁰ Тбайт = 1024 Тбайт,

тобто в кілобайтах, мегабайтах, гігабайтах, терабайтах та петабайтах.

Машинное слово — машиннозависимая и платформозависимая величина, измеряемая в битах или байтах (тритах или трайтах), равная разрядности регистров процессора и/или разрядности шины данных (обычно некоторая степень двойки).

Внутрішня пам'ять складається з оперативного запам'ятовуючого при­строю (ОЗП), або оперативної пам'яті (ОП), і постійного запам'ятовуючого пристрою (ПЗП).

ОЗП — швидка напівпровідникова енергозалежна пам'ять. В ОЗП збе­рігаються програма, що виконується в даний момент, і дані, з якими вона безпосередньо працює. ОЗП — це пам'ять, яку використовують як для читання, так і для запису інформації. У разі відключення електроживлення інформація в ОЗП зникає (енергозалежність).

ПЗП — швидка, енергонезалежна пам'ять. ПЗП — це пам'ять, призна­чена тільки для читання. Інформація заноситься в неї один раз (зазвичай у заводських умовах) і зберігається постійно (за ввімкненого й вимкнено­го комп'ютера). У ПЗП зберігається інформація, наявність якої постійно необхідна в комп'ютері.