Введение в компьютерные системы

Введение в компьютерные системы

Выполнил: Жусипбеков Д.Д.

План:

• История вычислительной техники.
• Аппаратное обеспечение ПК.

• Функциональная схема ПК. Центральный процессор. Внутренняя память. Устройства ввода и вывода информации. Магистрально-модульный принцип построения компьютера. Характеристики ПК.
• Функциональная схема ПК.
• Центральный процессор.
• Внутренняя память.
• Устройства ввода и вывода информации.
• Магистрально-модульный принцип построения компьютера.
• Характеристики ПК.
• Программное обеспечение ПК.
• Файловая система.
• Операционная система. Назначение ОС. Виды ОС. Рабочий стол и панель задач. Окна. Меню. Файловая система Windows.
• Назначение ОС. Виды ОС.
• Рабочий стол и панель задач.
• Окна.
• Меню.
• Файловая система Windows.

Литература:

• http://informaks.narod.ru/system_pro.htm#История ВТ

История вычислительной техники.

• Первые  электронные вычислительные машины (ЭВМ)  появились в 1946 году в США и в 1950 году в СССР (МЭСМ – Малая Электронная Счётная Машина). Они были созданы на основе  электронных ламп и реле . Каждый из этих компьютеров занимал несколько комнат, потреблял огромное количество электроэнергии, обслуживался множеством сотрудников. При этом быстродействие такой машины составляло всего 5000 операций в секунду. Но даже такие ЭВМ были, для своего времени, большим шагом вперёд в области обработки информации.  Компьютеры на базе электронных ламп считают первым поколением ЭВМ.
• Второе поколение  ЭВМ было создано на основе  полупроводниковых элементов . Компьютеры второго поколения имели меньшие габариты и большее быстродействие.
• Через некоторое время, несколько полупроводниковых элементов научились объединять в одном корпусе –  микросхеме (чипе) . На основе микросхем было создано  третье поколение компьютеров.  По своим габаритам и внешнему виду они уже напоминали современные.
• Четвёртое поколение  компьютеров основано на использовании  микропроцессоров и других микросхем, объединяющих в одном корпусе сотни тысяч и даже миллионы элементов . Такие микросхемы называют  БИС  (Большие Интегральные Схемы). В процессе развития компьютеров четвёртого поколения появились первые  персональные компьютеры . Постепенно компьютер превратился из «вычислителя» в  универсальную машину для работы с информацией .  Современный компьютер служит одновременно средством обмена, хранения и обработки информации .

Аппаратное обеспечение ПК.

• Функциональная схема ПК.

Ранее отмечалось, что ПК способен обмениваться информацией, хранить её и обрабатывать. Устройства ПК можно разделить на устройства для обмена информацией, устройства для хранения информации и устройства для её обработки. Кроме этого необходимо организовать передачу данных внутри компьютерной системы и согласование работы устройств друг с другом. Рассмотрим функциональную схему ПК: 

Центральный процессор

• Основным устройством обработки информации в ПК является центральный процессор  (кроме него в состав ПК могут входить различные сопроцессоры, а сам ЦП может быть многоядерным, т.е. может состоять из нескольких процессоров, объединенных в одном корпусе). Современные процессоры представляют собой большие интегральные схемы (БИС). БИС является «большой» не по размеру, а по количеству элементов (десятки миллионов).

Внутренняя память

• Для хранения информации в компьютере служит память . Память можно разделить на  внутреннюю  и  внешнюю . Внутренняя память современных ПК –  БИС.
• Часть внутренней памяти хранит информацию постоянно. Для этого служат микросхемы  ПЗУ (Постоянное Запоминающее Устройство) . В ПЗУ хранится информация, необходимая для загрузки компьютера. Если есть необходимость изменять эти данные, то используются микросхемы ППЗУ (Перепрограммируемое Постоянное Запоминающее Устройство).  Часто пользователь ПК даже не знает о существовании этих видов внутренней памяти; никогда не зажимал клавишу Del перед загрузкой  операционной системы  и не заходил в настройки  BIOS  (Basic Input Output System - Базовой системы ввода-вывода).
•   Следующая часть внутренней памяти – микросхемы  ОЗУ (Оперативное Запоминающее Устройство) .  ОЗУ устроено так, что может хранить информацию, только когда компьютер включен .  После выключения  всё содержимое ОЗУ стирается.  Именно с этой частью внутренней памяти пользователи знакомы лучше всего, так как в неё при каждом сеансе работы с ПК помещаются обрабатываемые данные и обрабатывающие их программы.

ПЗУ

ОЗУ

В ПК обычно есть несколько видов ОЗУ:

• ОЗУ общего назначения  ( для временного хранения программ и данных );
• Видео ОЗУ  (используется для хранения данных о изображении, которое пользователь видит на экране дисплея);
• КЭШ – память  (быстродействующее ОЗУ; размещается обычно в самом процессоре. Служит для ускорения работы системы).

Внешняя память.

• Внешняя память  ПК – различные  носители информации  ( магнитные, оптические диски и др.).
• Для использования в ПК, информация с носителя должна быть перенесена в оперативную память (ОЗУ), а для долговременного хранения информация из ОЗУ записывается на носитель .  Для чтения и записи дисков используют специальные устройства – дисководы.
• В последнее время всё больше распространяется так называемая  флэш-память.  Она представляет собой микросхемы ППЗУ. Модуль флэш-памяти подключается к компьютеру с помощью разъёмного соединения. Во флэш-памяти нет движущихся механических частей, поэтому они обеспечивают высокую надёжность хранения данных при использовании в мобильных устройствах (портативных компьютерах, цифровых видеокамерах и фотоаппаратах и т.п.).

Устройства ввода и вывода информации.

Устройства ввода информации

Устройства вывода информации

• Клавиатура (Ввод текстовой информации)
• Мышь, трекбол (Ввод графической информации и работа с графическим интерфейсом программ)
• Сканер (Преобразование графической информации в компьютерную форму представления)
• Цифровые   фотоаппараты и видеокамеры (Ввод графической информации)
• Микрофон (Ввод звуковой информации)

• Дисплей (монитор) (Отображение текстовой и графической информации на экране)
• Принтер (Вывод на бумагу текстовой и графической информации)
• Плоттер (Вывод на бумагу широкоформатных изображений)
• Акустические колонки (Вывод звуковой информации)

Магистрально-модульный принцип построения компьютера.

• В основу большинства настольных ПК положен магистрально-модульный принцип построения. Основу такого компьютера составляет  системная (материнская) плата .
• На ней размещаются  системная магистраль и имеются разъёмные соединения для установки процессора, внутренней памяти и контроллеров внешних устройств (слоты) . Это дает пользователю возможность самому  комплектовать компьютер, при необходимости модернизировать или ремонтировать путём замены модулей . 
• Системная плата вместе с подключенными к ней модулями размещается в  системном блоке . В нём же находятся дисководы и блок питания. С тыльной стороны системного блока находятся разъёмные соединения для подключения электрического питания, внешних устройств и сети.

Характеристики ПК.

• Важнейшей характеристикой ПК является  быстродействие процессора , так как от него зависит скорость обработки данных компьютером.
• Не менее важна для работы компьютера  оперативная память (ОЗУ) . Модули памяти характеризуются  быстродействием (максимальной скоростью записи или считывания информации) и  информационной ёмкостью . В один компьютер можно установить несколько модулей ОЗУ.
• Необходимым компонентом компьютерной системы является  внешняя память . Носители информации могут быть различны по принципу записи и считывания данных и информационной ёмкости. Наличие устройств для записи и считывания различных носителей является важной характеристикой компьютера.
• Наличие клавиатуры и дисплея необходимы для работы пользователя с ПК, но во многих случаях не обойтись без дополнительных внешних устройств . Их наличие или возможность их подключения – ещё одна важная характеристика компьютерной системы.
• Всё, что сказано выше о характеристиках компьютера имеет отношение к аппаратной части компьютерной системы, но не менее важным показателем качества компьютера является его  программное обеспечение .

Программное обеспечение ПК.

Совокупность программ, которые установлены на компьютере (или те программы, которые можно на него установить), называют его программным обеспечением (ПО). Выделяют три вида ПО:

• Системное ПО  необходимо для правильного функционирования компьютерной системы, обеспечения связи с пользователем и периферийным оборудованием, обслуживания компьютера, тестирования и диагностики неисправностей и т.д. Основой системного ПО является  операционная система . К системным программам относят  драйверы  (программы для подключения внешних устройств),  утилиты  (программы для обслуживания),  антивирусные программы ,  файрволы  (защита от вирусов, вредоносных программ, фильтрация информации) и т.д. Прикладное ПО  (приложения) дает возможность пользователю работать с информацией различных видов. Каждый пользователь нуждается в приложениях общего назначения (текстовые и графические редакторы, электронные таблицы, системы управления базами данных, коммуникационные программы и др.). Для использования в различных видах профессиональной деятельности могут быть использованы приложения специального назначения (бухгалтерские программы, системы автоматизированного проектирования и др.). Системы программирования  - инструменты для программистов. Они представляют собой набор программ, с помощью которых можно создать другие программы. Каждая система программирования базируется на одном из языков программирования.
• Системное ПО  необходимо для правильного функционирования компьютерной системы, обеспечения связи с пользователем и периферийным оборудованием, обслуживания компьютера, тестирования и диагностики неисправностей и т.д. Основой системного ПО является  операционная система . К системным программам относят  драйверы  (программы для подключения внешних устройств),  утилиты  (программы для обслуживания),  антивирусные программы ,  файрволы  (защита от вирусов, вредоносных программ, фильтрация информации) и т.д.
• Прикладное ПО  (приложения) дает возможность пользователю работать с информацией различных видов. Каждый пользователь нуждается в приложениях общего назначения (текстовые и графические редакторы, электронные таблицы, системы управления базами данных, коммуникационные программы и др.). Для использования в различных видах профессиональной деятельности могут быть использованы приложения специального назначения (бухгалтерские программы, системы автоматизированного проектирования и др.).
• Системы программирования  - инструменты для программистов. Они представляют собой набор программ, с помощью которых можно создать другие программы. Каждая система программирования базируется на одном из языков программирования.

Файловая система.

• Программы и данные, которые пользователь помещает в свой компьютер, хранятся на внешних носителях информации в виде файлов.
•   Файл – информация, имеющая собственное имя и хранящаяся во внешней памяти.
• Практически во всех операционных системах имя файла состоит из двух частей, разделённых точкой. Первую часть ( собственно имя ) дает файлу пользователь, а вторую часть ( расширение ) задает программа при его создании (или пользователь выбирает возможные варианты расширений - форматов). Расширение файла указывает на тип (формат) файла.
•   Одноуровневая файловая система  – простая последовательность файлов. Для отыскания файла в такой структуре достаточно знать имя диска и имя файла. Например, если файл Проба .doc находится на диске в дисководе «А», то его «полный адрес» выглядит так: А: \ Проба .doc

Файловая система.

• Многоуровневая (иерархическая) файловая система  – древовидный способ организации файлов на диске. Кроме самих файлов в такой структуре присутствуют  папки (каталоги) . Каждая папка (каталог) может содержать файлы и  вложенные папки .
• Такая структура подразумевает использование нескольких параметров, определяющих местоположение файла. Первая координата - имя носителя. Второй координатой, определяющей адрес файла, является последовательность имен папок (каталогов), начиная с самого верхнего уровня (верхний уровень называют  корневым каталогом  диска) и заканчивая той папкой (каталогом), в которой непосредственно находится файл. Третья «координата» - имя файла. Последовательно записанные имя диска, последовательность имен папок  и имя файла называют  путем к файлу.  Например:   D: \ Documents \ Юмор \ Анекдот.doc

Назначение ОС. Виды ОС.

• Итак, компьютерная система состоит из большого количества устройств, а также компьютерных программ и данных, которые хранятся во внешней памяти в виде файлов. Все компоненты системы должны правильно взаимодействовать друг с другом и с пользователем. Взаимодействие между компонентами компьютерной системы называют  интерфейсом .
• Современные ОС поддерживают диалог с человеком посредством  графического интерфейса пользователя . В современных ОС часто присутствуют  файловые менеджеры  (Windows Commander, Far и др.), которые по своему внешнему виду и интерфейсу пользователя повторяют программу-оболочку неграфической ОС. Сейчас в России и в мире  наибольшее распространение получили ОС семейства  Microsoft Windows . ОС этого семейства отличаются удобным графическим интерфейсом и большим количеством разнообразных приложений. В то же время, эти ОС имеют невысокую надёжность работы: склонны к "зависанию", периодическому возникновению ошибок, для них же написано большинство  вирусов . 

  Рабочий стол и панель задач.

• После загрузки ОС Windows, на экране появляется  -  Рабочий стол и панель задач.
• Большая часть экрана –  Рабочий стол . На нём можно увидеть  значки  (они обозначают различные объекты) и  ярлыки  (они служат для быстрого доступа к объектам, находящимся не на рабочем столе).  Ярлыки внешне отличаются от значков наличием маленькой стрелочки в нижнем левом углу . В зависимости от версии ОС набор этих значков может быть различным . Остальные значки и ярлыки размещает на рабочем столе пользователь.
• В нижней части располагается  Панель задач , на которой находятся  кнопка Пуск ,  кнопки выполняемых задач ,  индикаторы  и  часы . Кнопка Пуск открывает  Главное меню , дающее доступ к основным ресурсам системы.
• Windows – многозадачная система , то есть параллельно могут выполняться несколько задач. Каждое запущенное приложение или открытая папка обозначается кнопкой в панели задач. Индикаторы показывают текущий режим работы системы.

Окна.

• “ Windows” в переводе означает «окна». Окна - важнейший элемент ОС. Существуют  окна приложений  и  окна документов . Окно приложения показывает запущенное приложение . Внутри окна приложения можно открывать окна документов (документами в Windows называют файлы; на рисунке это окно выделено красным цветом). Если открыто несколько окон, то одно из них активное (Вы в нём работаете), а остальные - пассивные (зона заголовка не выделена цветом). Чтобы сделать окно активным достаточно щелкнуть в любой его части  левой кнопкой мыши. Размеры окон, их положение на рабочем столе и порядок показа открытых окон можно регулировать. В верхней правой части окна находятся кнопки  Свернуть ,  Развернуть/Восстановить  и  Закрыть .

Меню.

• Меню представляет собой перечень объектов, из которых пользователь может сделать выбор и тем самым активизировать тот или иной объект  (например, выполнить команду).   Каждый объект в Windows связан со своим меню, которое вызывается щелчком правой кнопки мыши и позволяет выполнять с этим объектом допустимые операции. Такие меню называют контекстными .  Щёлкните правой кнопкой мыши по любому объекту - появится его контекстное меню.  В окнах приложений также содержатся меню команд, которые пользователь может применять, работая с приложением.  Объекты меню могут быть представлены в текстовом или графическом виде. В последнем случае меню представляет собой кнопки, изображенные на экране дисплея и снабженные рисунками, поясняющими их назначение - пиктограммами.   Окно приложения изображенное выше, снабжено как текстовым, так и графическим меню.

Файловая система Windows.

• В Windows принята многоуровневая (иерархическая) система хранения файлов. Вершиной иерархии является Рабочий стол. Далее располагаются системные папки Мой компьютер, Сетевое окружение, Корзина (в Windows XP и Windows Vista все эти объекты кроме Корзины находятся в Пуске). Пользователь может частично изменять иерархию системы и помещать наиболее часто используемые объекты (или их ярлыки) на рабочий стол.
• Для удобства пользователя каждому типу файлов поставлена в соответствие пиктограмма по внешнему виду которой можно догадаться о содержимом файла и понять с помощью какой программы его можно открыть.

Спасибо за внимание