С т р у к т у р н а я с Х е м а п к

Персональный компьютер (ПК) - это устройство для автоматической обработки информации. При этом источник и форма представления входной информации, адресат и форма представления выходной информации могут быть самыми различными. В укрупненном виде структуру ПК можно изобразить следующим образом:

человека человеку

датчика исполни-

тельному

Входная информация может быть представлена на различных внешних носителях: дискетах, CD и DVD дисках, USB-флеш-накопителях и т.п., в виде сигналов от телефонных линий связи или специализированных датчиков. В частности, на ПК основным устройством для ввода входной информации является его клавиатура.

Информация всегда вводится в основную память ПК. Процессор производит непосредственную ее обработку. Промежуточные и конечные результаты вычислений записываются в память.

Основная память имеет сравнительно небольшой объем, но высокое быстродействие. При отключении питания ПК информация в основной памяти не сохраняется. Для длительного хранения больших объемов информации используются внешние запоминающие устройства: накопители на гибких и жестких магнитных дисках или CD и DVD дисках.

Выходная информация может быть отражена на экране дисплея, отпечатана на бумаге, представлена в виде рисунков и графиков на графопостроителе, выдана в виде электрических сигналов для исполнительных устройств автоматики и т.п. На ПК в качестве выходных устройств используются, как правило, экран дисплея и принтер.

ПК может быть применен для непосредственного управления промышленными объектами. В этом случае оперативная информация поступает от датчиков, сигнализирующих о параметрах объекта (температура в различных узлах, давление, скорость и др.) и обрабатывается процессором по заданной предварительно программе, а полученная при такой обработке управляющая информация поступает от ПК на исполнительные органы объекта (двигатели, электромагниты, пневматические устройства и т.п.).

Информация в ПК содержится в виде последовательности двоичных цифр 0 и 1. Ее обработка осуществляется путем выполнения элементарных машинных команд сложение, вычитание, умножение и т.п. (все арифметические действия в ПК выполняются на основе операции сложения). Последовательность таких команд называется машинной программой.

Например, вычисление выражения

на условном машинном языке выглядело бы примерно следующим образом:

1) (-) < c > < d > R1

Из содержимого ячейки памяти, где находится число c, вычесть содержимое ячейки памяти, в которой находится число d, и результат записать в ячейку R1. Здесь 1)- номер (адрес) машинной команды; (-)- условный код операции; < c> - адрес первого операнда, т.е. уменьшаемого c; < d> - адрес второго операнда, т.е. вычитаемого d; R1- адрес результата, т.е. номер ячейки памяти, в которую требуется записать результат вычитания c – d.

2) (*) < a > < x > R2

3) (*) < b > < y > R3

4) (+) R2 R3 R2

5) (:) R2 R1 < z >

В этой программе 5 команд. В каждой команде указывается код операции, адреса первого и второго операндов и адрес результата. Все составные части машинной команды - это также последовательности цифр 0 и 1.

Примечание. Операнд - это обобщенный термин для обозначения величин, над которыми выполняется та или иная операция, т.е. аргумент операции (например, для операции деления операндами являются делимое и делитель).

Приведенный выше фрагмент программы на машинном языке может иметь следующий вид:

Адрес команды Машинная команда

10100011 01010111100110111001110010100000

10100100 01011000100110011001110110100001

10100101 01011000100110101001111010100010

10100110 01010110101000011010001010100001

10100111 01011001101000011010000010011111

Здесь в каждой машинной команде первые 8 двоичных цифр – условный код операции, остальные группы по 8 цифр – адреса соответственно первого операнда, второго операнда и результата.

Программа, как и обрабатываемые числа, записывается в память ПК. Выполнение команд программы производится, как правило, последовательно, начиная с адреса первой команды (пускового адреса или точки входа в программу). Принцип работы ПК, при котором обрабатываемая информация и обрабатывающая программа одновременно находятся в памяти ПК, называют принципом программного управления.

Машинный язык для человека трудно воспринимаем. Программирование на машинном языке характеризуется очень низкой производительностью. Поэтому для разработки программ обработки данных используют различные алгоритмические языки, которые в значительной степени приближены к привычной для человека форме чтения и записи информации. Программа на алгоритмическом языке записывается в память ПК, а затем транслируется (переводится) на машинный язык. Этот перевод осуществляется автоматически специальной программой, которая называется транслятором (или компилятором). ПК обрабатывает информацию только на машинном языке.