В чем вы видите диалектический характер связи между аппаратными и программными средствами

«Диалектика развития аппаратного и программного обеспечения.»

«Управление общеобразовательной организацией:
новые направления и современные подходы»

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Класс: 10 «а» Дата ____________

Тема: Диалектика развития аппаратного и программного обеспечения.

Цели: понимать основные характеристики компьютера; знать назначение основного и дополнительного оборудования; распознавать различные виды программного обеспечения; понимать основные принципы настройки оборудования и программного обеспечения.

Теоретический материал урока

Компьютер является всесторонним электронным устройством, состоящим из набора аппаратных и программных компонентов. Эти компоненты взаимодействуют друг с другом, образуя единое целое — компьютерную систему. В основе функционирования компьютера лежит взаимодействие всех его элементов. Каждый отдельный элемент не обладает теми свойствами, которые имеет вся система компьютера. Если какой-либо элемент отсутствует, это приводит к нарушению целостности системы, и компьютер перестает функционировать как система.

Вычислительные машины в деловой сфере имеют другую функциональность по сравнению с использованием их в повседневной жизни, что объясняет появление данного термина для компьютеров, применяемых отдельными пользователями.

В истории вычислительной техники выделяют пять поколений, которые отличаются архитектурой, используемыми элементами и способами применения компьютеров.

Первое поколение (1940-1955 годы) характеризовалось простой архитектурой, использованием электронных ламп и программированием на машинных кодах для научных вычислений.

Второе поколение, начиная с 1955 года, применяло транзисторы и магнитные сердечники в запоминающих устройствах, а также перфокарты и перфоленты; в этот период появились первые языки программирования.

Третье поколение (с начала 1960 года) использовало разнообразные элементы, основные функции процессоров увеличились, а также были применены сопроцессоры и внешние запоминающие устройства, появились мультипрограммирование и системы разделения времени.

В четвертом поколении (с начала 1970-х годов) были внедрены микросхемы большой интеграции, память измерялась мегабайтами, сети компьютеров стали широко использоваться, а также появились интегрированные базы данных.

Все компьютеры имеют определенные основные принципы:

• двоичное кодирование (информация, обрабатываемая в компьютерной памяти, представлена в двоичной системе счисления);

• программное управление (программа состоит из команд, которые выполняются процессором автоматически последовательно);

• адресация памяти (каждая ячейка памяти имеет свой номер, что позволяет процессору обратиться к нужной ячейке в любой момент времени).

Программой называют последовательность команд или данные, которые предназначены для управления системой обработки данных и реализации определенного алгоритма. Выполнение программы в памяти компьютера является реализацией поставленной задачи.

В литературе можно встретить несколько классификаций программного обеспечения, но, как правило, оно делится на системное, прикладное и системы программирования.

Системное ПО предназначено для управления аппаратными средствами, обеспечивает взаимодействие с пользователем и поддерживает работоспособность системы.

Прикладное ПО использует функциональность системного ПО и предназначено для работы пользователей и создания документов.

Необходимость в новом термине вызвана доступностью новых возможностей, таких как взаимодействие между приложениями и обмен данными.

Когда рассматривается файловая система, важно понимать понятие «кластер».

Для выполнения практического задания:

— Проанализируйте содержимое диска D:, определите тип программного обеспечения каждого файла и заполните таблицу.

Имя файла (программы) | Тип ПО | Место расположения (папка) | Путь

— В последних версиях операционной системы Windows нельзя определить расширение файла традиционным способом. Как можно определить расширение файла? (Предлагаю следующий алгоритм: выбираем файл, нажимаем правую кнопку мыши, выбираем «Свойства» из контекстного меню, в открывшемся окне нажимаем «Изменить» и вверху нового окна можем прочитать имя и расширение файла).

V. Подведение итогов урока

1. Компьютер — это устройство обработки информации, состоящее из аппаратных и программных компонентов.

2. Архитектура компьютера основана на принципах Дж. фон Неймана.

3. Управление аппаратными средствами осуществляется программным обеспечением, которое представляет собой набор программ для обработки и передачи данных.

Найдите семь отличий между различными типами программного обеспечения и попробуйте определить, к какому типу ПО они относятся, используя классификацию типов программного обеспечения, представленную на уроке.

Источник

Подведение итогов

Историческая эволюция вычислительной техники была схожа с развитием других технических устройств, таких как механические устройства. Однако современный компьютер является устройством с электронным механизмом действия, предназначенным для автоматизации операций с данными. Гибкость автоматизации достигается за счет применения заранее заготовленных программ, которые могут быть легко заменены. Универсальность компьютеров обеспечивается благодаря их способности использовать универсальное двоичное кодирование для представления любых типов данных.

Компьютерная система функционирует благодаря взаимодействию аппаратного и программного обеспечения. Аппаратное обеспечение взаимодействует между собой посредством механических и электрических соединений. Логическое взаимодействие обеспечивается программами, известными как драйверы устройств.

Работа программ в компьютерной системе имеет иерархическую структуру. Программы на низшем (базовом) уровне занимаются взаимодействием с базовым аппаратным обеспечением и согласованием его работы. Базовые программы играют ключевую роль при первоначальном запуске компьютера.

Программы на системном уровне основываются на базовых программных модулях и обеспечивают взаимодействие пользователя с оборудованием, а также совместную работу дополнительного оборудования с базовым. Они также предоставляют возможность установки и выполнения программ более высокого уровня.

Служебные программы выполняют техническое обслуживание компьютерной системы, контроль и конфигурацию it. Они полагаются на базовые и системные программы в своей работе.

Программы прикладного уровня используются пользователем для выполнения реальных задач с помощью компьютера. Эти программы зависят от программ более низкого уровня. Сумма всех программ, установленных на компьютере, называется его программной конфигурацией. Совокупность оборудования, подключенного к компьютеру, называется его аппаратной конфигурацией. Несмотря на то, что компьютеры могут быть схожи в своей архитектуре и функциональном назначении, очень сложно найти два компьютера с одинаковыми аппаратными и программными конфигурациями. Каждое рабочее место настраивается с учетом специфических практических задач, которые требуют решения.

Все математические операции с двоичным кодом выполняются специальным устройством — центральным процессором. В персональных компьютерах это особая микросхема.

Пр

11. Что означает термин «совместимость сверху вниз»?

Диалектика развития программного обеспечения

Лекция №9

Персональный компьютер является многофункциональным инструментом для обработки информации. Он способен выполнять широкий спектр операций с данными. Для этого необходимо составить программу — точную последовательность инструкций, на понятном компьютеру языке, которая определит, как обрабатывать информацию.

Какова функция и назначение компьютерных программ?

Основная цель каждой компьютерной программы — управлять компьютерным оборудованием. Путем изменения программ можно превратить компьютер в рабочий инструмент для дизайнера, ученого, бухгалтера, конструктора, писателя, агронома, и т.д. В настоящее время компьютеры стали частью повседневной жизни, подобно телевизору, холодильнику или стиральной машине. Благодаря непрерывному развитию компьютерной техники, ее стоимость снижается, а производительность растет. В результате, для решения новых задач в различных областях применения персональных компьютеров постоянно требуется разнообразное программное обеспечение. Развитие вычислительной мощности персональных компьютеров и периферийных устройств, а также средств связи предоставляет разработчикам программ все больше возможностей для удовлетворения запросов пользователей. Это включает в себя графические интерфейсы, возможности отправки документов и данных через Интернет, использование компьютера как хранилища информации с помощью новых накопителей большой емкости и малым временем доступа к данным, а также другие сервисные функции. Программы могут использовать различные устройства для ввода и вывода данных, подобно тому, как человеческий мозг использует органы чувств для приема и передачи информации. Компьютер не обладает знаниями в какой-либо области применения, все необходимые знания содержатся в программах, выполняемых на нем. Поэтому выражение «компьютер выполнил» часто означает, что была выполнена программа, позволяющая совершить соответствующее действие. Программное и аппаратное обеспечение компьютера работают в тесной взаимосвязи и непрерывном взаимодействии. Между ними существует диалектическая связь.

Взаимосвязь между программами играет важную роль. Многие программы работают на базе программ более низкого уровня. Программное обеспечение состоит из нескольких уровней, которые могут быть представлены в виде пирамиды (см. рисунок 7). Каждый уровень полагается на программное обеспечение предыдущего уровня, повышая таким образом функциональность всей вычислительной системы. Например, система с базовым программным обеспечением может быть неспособной выполнять некоторые функции, но все же предоставляет возможность установки системного программного обеспечения.

Итак, сколько уровней программного обеспечения существует?

Существует четыре уровня программного обеспечения. Самым низким является базовое программное обеспечение, которое отвечает за взаимодействие с аппаратными средствами. Оно включает базовые программные средства, которые находятся в постоянных запоминающих устройствах (ПЗУ). Данные и программы записываются в микросхемы ПЗУ во время производства и не могут быть изменены в процессе эксплуатации.

Однако, при необходимости изменения базовых программных средств во время эксплуатации, микросхемы ПЗУ можно заменить на перепрограммируемые постоянные запоминающие устройства (ППЗУ). Изменение содержимого ПЗУ может быть выполнено в составе вычислительной системы (это называется флэш-технологией) или на специальных устройствах, таких как программаторы.

Следующий уровень — системный уровень. Программы этого уровня обеспечивают взаимодействие программ компьютерной системы с программным обеспечением базового уровня и с аппаратным обеспечением. Они выполняют «посреднические» функции.

Производительность всей вычислительной системы в целом в основном зависит от программного обеспечения на этом уровне. При подключении нового оборудования, такого как принтер или сканер, к вычислительной системе, на системном уровне должна быть установлена программа, обеспечивающая взаимодействие с этим оборудованием.

Драйверы — что это?

Драйвер — это программа, которая «переводит» команды на язык, понятный подключенному устройству, и управляет им.

Драйверы устройств входят в состав программного обеспечения системного уровня.

Программное обеспечение административного уровня взаимодействует с программами базового уровня и программами системного уровня. Основная цель этого программного обеспечения — автоматизация процессов по настройке, настройке и проверке компьютерной системы. Часто программное обеспечение административного уровня используется для расширения или улучшения функциональности системных программ.

Какие утилиты вы знаете?

Существует прямая связь между системным программным обеспечением и прикладным программным обеспечением. Прикладное программное обеспечение зависит от системного программного обеспечения. Широта функциональных возможностей компьютера, доступность прикладного программного обеспечения и универсальность вычислительной системы непосредственно зависят от типа операционной системы, используемой программного обеспечения и того, как они обеспечивают взаимодействие между человеком, программой и оборудованием.

В среднем каждые полтора года основные технические параметры аппаратных средств удваиваются, поколения программного обеспечения меняются каждые два-три года, а базы стандартов, интерфейсов и протоколов меняются каждые пять-семь лет.

Мы ценим ваше мнение! Был ли этот материал полезным? Да Нет

Источник

Практическая часть лабораторной работы 1

Лабораторная работа 1.

Тема: Состав вычислительной системы

Практическая часть лабораторной работы 1

1.2.1. Ответьте на вопросы:

1. В чем заключается диалектический характер связи между программным и аппаратным обеспечением? Ответ: в обеспечении производительности и эффективности

3. Какие программные средства используются в видеомагнитофоне, программируемой стиральной машине и СВЧ-печи? Ответ: встроенные без системные, предназначены для выполнения определенных задач

4. Какие преимущества и недостатки существуют при выполнении офисных работ, например, с использованием копировально-множительных устройств и программного обеспечения? Ответ: преимущество — удобство, а недостаток — возможная зависимость от параметров компьютера и настроек операционной системы

5. Какие категории программного обеспечения могут быть использ

24. Какую функцию выполняет пользовательская программа для взаимодействия с операционной системой? Что это действие предназначено для выполнения. Ответ: управление файлами и каталогами

25. Какие аппаратные действия вызываются в вычислительных системах для обнаружения исключительных ситуаций? Ответ: возникающие окна

27. Что такое кэш-память? Ответ: хранение различных данных, которые нужно вставить в определенное место

28. Как осуществляется защита программы от других программ и перемещение ее в памяти? Ответ: с помощью базовых и предельных регистров

29. Как реализуется механизм защиты и перемещения программы в памяти? Ответ: если счетчик команд меньше предельного регистра, то к нему добавляется значение базового регистра. Базовый регистр по адресу программы позволяет обращаться к любой части памяти.

30. Что такое «виртуальный адрес»? Ответ: адрес программы

31. Что такое «диспетчер памяти»? Ответ: устройство, которое проверяет и преобразует данные

32. Какая часть вычислительной системы управляет работой диспетчера памяти? Ответ: операционная система

33. Какова причина низкой скорости работы жесткого диска? Ответ: скорость вращения

34. Как осуществляется доступ к данным, записанным на магнитную ленту? Ответ: путем перемещения в устройство для чтения ленты

35. Как реализуется механизм чтения информации с диска? Ответ: открытие с помощью проводника

36. Какой компонент операционной системы обеспечивает взаимодействие с устройствами ввода-вывода? Ответ: контроллер

37. Что необходимо для управления устройствами ввода-вывода? Ответ: контроллер

39. Опишите способы реализации механизмов ввода-вывода данных. Ответ:

40. Что такое «вектор прерываний»? Ответ: часть памяти, которая используется устройствами ввода-вывода в качестве индекса

42. Что делает контроллер прямого доступа к памяти? Ответ: постоянно работает с устройствами

45. Чем отличается шина IDE от шины USB? Ответ: созданы для разных устройств внутри компьютера

46. Чем отличается шина SCSI от шины IEEE 1394? Ответ: более низкая скорость передачи данных

Источник

Аппаратные средства компьютерной техники

Исходя из произведения в вычислительной науке, объединение компонентов системы принято называть конфигурацией. В рамках исследования аппаратных и программных средств вычислительной техники, их следует рассматривать по отдельности. Следовательно, уделите отдельное внимание аппаратной конфигурации вычислительных систем и их программной конфигурации.

Прикрепленные файлы: 1 файл

Вариант 4.doc

Когда речь идет о записи звука или видео, вместо термина «просмотр» используется термин «воспроизведение документов».

Средства диагностики предназначены для автоматизации процессов проверки программного и аппаратного обеспечения. Они выполняют необходимые проверки и предоставляют информацию в удобном и понятном виде. Они используются не только для устранения неполадок, но и для оптимизации работы компьютерной системы.

Средства контроля (мониторинга), иногда их называют мониторами, позволяют следить за процессами, происходящими в компьютерной системе. Есть два подхода: наблюдение в режиме реального времени или контроль с записью результатов в специальном протокольном файле. Первый подход используется для отслеживания путей оптимизации работы системы и повышения ее эффективности. Второй подход используется в случаях, когда мониторинг выполняется автоматически и/или удаленно. В таком случае результаты мониторинга могут быть переданы в службу технической поддержки для выявления причин конфликтов в работе программного и аппаратного обеспечения.

Средства мониторинга, работающие в режиме реального времени, особенно полезны для практического изучения работы с компьютером, так как они позволяют наглядно отображать процессы, которые обычно скрыты от пользователя.

Программы установки (мониторы установки) контролируют процесс установки программного обеспечения. Это необходимо, так как разные категории программного обеспечения могут быть связаны друг с другом. Вертикальные связи между уровнями являются необходимым условием работы компьютеров. Горизонтальные связи внутри уровней характерны для компьютеров, которые работают с операционными системами, поддерживающими принцип совместного использования одних и тех же ресурсов разными программами. В обоих случаях при установке или удалении программного обеспечения могут возникать проблемы с работой других программ.

Мониторы установки следят за состоянием и изменением окружения программного обеспечения, отслеживают и записывают создание новых связей и помогают восстановить связи, которые были потеряны при удалении ранее установленных программ.

Простые средства управления установкой и удалением программ обычно входят в состав операционной системы и размещаются на системном уровне программного обеспечения, но они редко достаточны. Поэтому в вычислительных системах, требующих высокой надежности, используются дополнительные служебные программы.

Коммуникационные средства стали очень важными с появлением электронной связи и компьютерных сетей. Они позволяют установить соединение с удаленными компьютерами, передавать сообщения по электронной почте, проводить телеконференции и отправлять факсимильные сообщения в компьютерных сетях.

Существуют также средства обеспечения компьютерной безопасности. Они включают в себя программы для пассивной защиты данных от повреждений и программы для активной защиты от несанкционированного доступа, просмотра и изменения данных.

Средства пассивной защиты включают программы для резервного копирования, которые иногда также работают как архиваторы. Для активной защиты используется антивирусное программное обеспечение. Для защиты данных от несанкционированного доступа, просмотра и изменения применяются специальные системы, основанные на криптографии.

В дополнение к аппаратному и программному обеспечению вычислительных систем, в некоторых случаях также имеет смысл рассматривать информационное обеспечение. Оно включает в себя программы и предварительно подготовленные данные, необходимые для работы этих программ.

Для примера можно рассмотреть систему автоматической проверки орфографии в редактируемом тексте. Она сравнивает лексические единицы исходного текста с предварительно заготовленным списком слов. Для работы этой системы необходимо иметь специальные наборы словарей, которые можно подключить извне. Это пример информационного обеспечения вычислительных систем.

В специализированных компьютерных системах, таких как бортовые компьютеры автомобилей, судов, ракет, самолетов, космических летательных аппаратов и прочих, совокупность программного и информационного обеспечения называется математическим обеспечением. Обычно оно записывается в микросхемы ПЗУ и может быть изменено только путем замены ПЗУ или перепрограммирования на специальном оборудовании.

Вопросы для самоконтроля

Источник