Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Минобрнауки России

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Санкт-Петербургский государственный экономический университет»

Факультет государственного и муниципального управления и управления персоналом

Кафедра «Государственного и муниципального управления»

Реферат

По дисциплине: «Информационные технологии в управлении персоналом»

На тему: «Принцип программного управления работой устройств и блоков электронно-вычислительной машины»

Выполнила: студентка 1 курса

Юрченко Анастасия Ивановна

Проверил: С.А. Михальчук

Санкт-Петербург, 2015 г.



Содержание

Введение

1. Центральный процессор ЭВМ

2. Запоминающее устройство

2.1 Внутренняя память

2.2 Внешняя память

3. Устройства ввода

3.1 Клавиатура

3.2 Сканер

3.3 Цифровые фотокамеры

3.4 Средство речевого ввода (микрофон)

3.5 Координатные устройства ввода (мышь)

4. Устройства вывода

5. Звуковая и сетевая платы, модем

6. Принцип работы

6.1 Принцип программного управления

6.2 Принцип однородности памяти

6.3 Принцип адресности

6.4 Принцип условного перехода

6.5 Принцип хранимой информации

6.6 Принцип использования двоичной системы счисления

6.7 Принцип иерархичности ЗУ

7. Системная шина и другие устройства ЭВМ

Литература

Приложения



Введение

ЭВМ (компьютер) - это электронное устройство, которое выполняет операции ввода информации, хранения и обработки ее по определенной программе, вывод полученных результатов в форме, пригодной для восприятия человеком. За любую из названных операций отвечают специальные блоки компьютера:

· центральный процессор

· запоминающее устройство

· устройство ввода

· устройство вывода



1. Центральный процессор ЭВМ

Центральный процессор (ЦП)

- программно-управляемое устройство обработки информации, предназначенное для управления работой всех блоков машины и выполнения арифметических и логических операций. Функции процессора: чтение команд из ОЗУ (Оперативное запоминающее устройство); декодирование команд, то есть определение их назначения, способа выполнения и адресов операндов; исполнение команд; управление пересылкой информации между МПП, ОЗУ и периферийными устройствами; обработка прерываний; управление устройствами, составляющими ЭВМ. Центральный процессор состоит из устройства управления, арифметико-логического устройства, микропроцессорной памяти, интерфейсной системы.

Устройство управления (УУ) - формирует и подает во все блоки машины управляющие импульсы; выдает адреса требуемых ячеек памяти, и передает их в другие блоки ЭВМ.

Арифметико-логическое устройство (АЛУ) состоит из регистров памяти, сумматора и схем управления; используется для выполнения арифметических и логических операций над числовой и символьной информацией. Для увеличения скорости работы АЛУ подключают математический сопроцессор.

Сумматор - электрическая схема, складывающая поступающие на вход двоичные машинные слова (по 2 байта). Включает в себя два регистра быстродействующей памяти, в которые из шины данных помещают два слагаемых. После суммирования в одном из регистров памяти записывается результат, который и передается в шину данных.

Микропроцессорная память - память небольшой емкости, но чрезвычайно высокого быстродействия (время обращения к МПП примерно 1 нс). Состоит из регистров с разрядностью не менее машинного слова.

Интерфейс - совокупность средств сопряжения и связи устройств компьютера, обеспечивающая их взаимодействие. Интерфейсная система микропроцессора - внутренний интерфейс МП, буферные запоминающие регистры, схемы управления портами ввода-вывода и системной шиной. Она реализует сопряжение и связь с другими устройствами ЭВМ.

Основные характеристики микропроцессора:

1) разрядность шины данных, то есть количество битовых разрядов, обрабатываемых за один такт и пересылаемых в ОЗУ;

2) разрядность шины адреса, определяющий максимальный объем адресуемой ОЗУ;

3) тактовая частота.

Сейчас в ЭВМ используются 32-разрядные и 64-разрядные процессоры. Разрядность шины данных микропроцессора определяет разрядность ЭВМ в целом. Разрядность шины адреса процессора задает его адресное пространство, то есть максимальное количество ячеек ОЗУ, которое может непосредственно адресовано микропроцессором.



2. Запоминающее устройство

Устройство, предназначенное для записи и хранения данных. В основе работы запоминающего устройства может лежать любой физический эффект, обеспечивающий приведение системы к двум или более устойчивым состояниям.

2.1 Внутренняя память

Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) предназначено для хранения информации (программ и данных), непосредственно участвующей в работе ЭВМ в текущий или в последующие моменты времени. ОЗУ - энергозависимая память, то есть при отключении питания записанная в нем информация теряется. ОЗУ состоит из больших интегральных схем, содержащих матрицу ячеек памяти, состоящих из триггеров - полупроводниковых запоминающих элементов, которые способны находиться в двух устойчивых состояниях, соответствующих логическим нулю и единице.

Внутренняя память дискретна, ее информационная структура представляет собой матрицу двоичных ячеек, в каждой из которых хранится по 1 биту информации. Она адресуема: каждый байт (8 ячеек по 1 биту) имеет свой адрес - порядковый номер. Доступ к байтам ОЗУ происходит по адресам. Так как ОЗУ позволяет обратиться к произвольному байту, то эта память называется памятью произвольного доступа

Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) - энергонезависимая память, используется для хранения массива неизменяемых данных. В частности, в ПЗУ компьютера записана базовая система ввода-вывода (BIOS), отвечающая за самые базовые функции интерфейса и настройки оборудования, на котором она установлена.

Полупостоянная запоминающее устройство (ППЗУ) - энергонезависимая память, содержимое которой можно изменить. В ППЗУ хранятся параметры BIOS.

2.2 Внешняя память

Носитель информации - материальный объект, используемый для хранения информации. Различают бумажные носители (перфокарты, перфоленты), магнитные носители (ленты, диски, барабаны), оптические носители (CD и DVD) и полупроводниковые носители (Flash-память).

Накопитель - механическое устройство, управляющее записью, хранением и считыванием данных. Различают накопители на гибких магнитных дисках (ГМД) и накопители на жестких магнитных дисках (ЖМД), накопители на оптических и магнитооптических дисках (ОД), а также флэш-карты (флешки).

Накопитель на жестком магнитном диске (ЖМД) состоит из нескольких магнитных дисков МД, насаженных на один вал двигателя, вблизи которых расположены магнитные головки, связанные с механическим приводом. Информацию на МД записывается и считывается магнитными головками вдоль концентрических окружностей - дорожек (треков). Цилиндр - совокупность дорожек МД, равноудаленных от его центра. Каждая дорожка МД разбита на секторы - области емкостью 512 байт, определяемые идентификационными метками и номером. Сектор - минимальный объем данных, с которым могут работать программы в обход ОС.

Обмен данными между МД и ОЗУ осуществляется последовательно целым числом секторов. Кластер - минимальный объем размещения информации на диске, воспринимаемый ОС, он состоит из одного или нескольких смежных секторов дорожки. Форматирование диска - разметка на диске дорожек (треков) и секторов, маркировка дефектных секторов, запись служебной информации.



3. Устройства ввода

Это устройства, которые переводят информацию с языка человека на машинный язык.

3.1 Клавиатура

Клавишное устройство для ввода числовой и текстовой информации, а также подачи управляющих сигналов, которое содержит стандартный набор клавиш пишущей машинки и некоторые дополнительные клавиши - управляющие и функциональные клавиши, клавиши управления курсором и малую цифровую клавиатуру.

3.2 Сканер

Устройство ввода в компьютер графических изображений (текстов, рисунков, слайдов, фотографий, чертежей).

3.3 Цифровые фотокамеры

Бесплёночные (цифровые) камеры тоже являются устройствами ввода графической информации. Это автоматические устройства, не требующие ручной настройки.

3.4 Средство речевого ввода (микрофон)

Принцип действия микрофона заключается в преобразовании звуковых колебаний в электрические таким образом, чтобы содержащаяся в звуке информация не претерпевала заметных изменений.



3.5 Координатные устройства ввода (мышь)

Эти устройства подразделяются на две категории - относительные и абсолютные. Относительными являются, например, мышь, трекбол, джойстик; абсолютным - дигитайзер (графический планшет).

И другие.

Световое перо, сенсорный экран, видео камера, веб-камера.

процессор вычислительный клавиатура программный



4. Устройства вывода

Мониторы и их составляющая дисплей отвечают за вывод зрительной информации;

Монитор (дисплей) - это стандартное устройство вывода, предназначенное для визуального отображения текстовых и графических данных. В зависимости от принципа действия, мониторы делятся на:

· мониторы с электронно-лучевой трубкой;

· дисплеи на жидких кристаллах.

Работой монитора руководит специальная плата - контроллер, которую называют видеоадаптером (видеокартой). Вместе с монитором видеокарта создает видеоподсистему персонального компьютера. В первых компьютерах видеокарты не было. В оперативной памяти существовал участок памяти, куда процессор заносил данные об изображении.

С увеличением разрешающей способности экрана, участка видеопамяти стало недостаточно для хранения графических данных, а процессор не успевал обрабатывать изображения. Все операции, связанные с управлением экрана были отведены в отдельный блок - видеоадаптер.

Принтеры и плоттеры помогают выводе знаков, письменной и графической информации;

Принтеры бывают:

ь лазерные;

ь светодиодные;

ь матричные;

ь сублимационные (печать паром).

В последнее время принтеры всё чаще стали использоваться не только для печати на бумаге. Радиолюбители используют лазерные принтеры в «лазерно-утюжной» технологии изготовления плат, нанося маску для травления с помощью лазерного принтера.

Всевозможные аудиоустройства: колонки, наушники - способствуют выводу звуковой информации;

Наушники -- устройство для персонального прослушивания звуковой информации. В комплекте с микрофоном могут служить головной гарнитурой -- средством для ведения переговоров по телефону или иному средству голосовой связи. Кроме того, наушники используются в звукозаписывающих студиях для точного контроля записываемой музыкальной композиции.

Что касается осязательной информации, то такую информацию в наши дни так же можно вывести при помощи устройств виртуальной реальности.



5. Звуковая и сетевая платы, модем

Современный ПК имеет звуковую плату - устройство, связывающее системную плату с микрофоном, динамиком и джойстиком, и используемую для звукового сопровождения мультимедийных программ и компьютерных игр. Звуковая плата (адаптер) содержит аналого-цифровой преобразователь, цифро-аналоговый преобразователь, усилитель, игровой порт для джойстика.

Аналого-цифровой преобразователь (АЦП) - схема, преобразующая аналоговый (непрерывный) сигнал в цифровой. Аналоговый сигнал, поступающий с микрофона на вход АЦП нормируется по амплитуде, квантуется по уровню и кодируется. На выходе получается сигнал, напряжение которого изменяется дискретно. Чем выше частота дискретизации, тем точнее записывается, а затем и воспроизводится звуковой сигнал.

Цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) - устройство, преобразующее цифровой сигнал в аналоговый. В звуковой карте ЦАП используется для воспроизведения оцифрованного звука. Чтобы сгладить ступеньки напряжения на выходе ЦАП применяют специальные фильтры.

Модем (модулятор-демодулятор) - устройство для передачи информации по телефонной линии. Модулятор преобразует посылаемый от ЭВМ двоичный сигнал в аналоговый с частотной или фазовой модуляцией. Демодулятор осуществляет обратное преобразование поступающего сигнала, извлекая из него двоичную информацию и передавая ее в принимающую ЭВМ. Факс-модем передает и принимает изображения документов. Голосовой модем оцифровывает звуковой сигнал и передает его по линии связи.

Сетевой адаптер - специальная плата, устанавливаемая в шину расширения на системной плате и используемая для подключения ЭВМ к сети. Функции сетевого адаптера: синхронизация, кодирование и декодирование сигналов, расчет контрольной суммы для проверки правильности передачи данных.



6. Принцип работы

В основу построения подавляющего большинства компьютеров положены следующие общие принципы, сформулированные в 1945 г. американским ученым венгерского происхождения Джоном фон Нейманом.

6.1 Принцип программного управления

Программа состоит из набора команд, выполняющихся процессором автоматически в определенной последовательности. ЭВМ работает по программе, которая находится в оперативной памяти и выполняется автоматически; программы дискретны и представляют собой последовательность команд, каждая из которых осуществляет отдельный акт преобразования информации; все разновидности команд образуют систему команд машины.

Выборка программы из памяти осуществляется с помощью счетчика команд. Этот регистр процессора последовательно увеличивает хранимый в нем адрес очередной команды на длину команды. А так как команды программы расположены в памяти друг за другом, то тем самым организуется выборка цепочки команд из последовательно расположенных ячеек памяти. Если же нужно после выполнения команды перейти не к следующей, а к какой-то другой, используются команды условного или безусловного перехода, которые заносят в счетчик команд номер ячейки памяти, содержащей следующую команду. Выборка команд из памяти прекращается после достижения и выполнения команды «стоп».

Таким образом, процессор исполняет программу автоматически, без вмешательства человека.



6.2 Принцип однородности памяти

Программы и данные хранятся в одной и той же памяти, поэтому компьютер не различает, что хранится в данной ячейке памяти - число, текст или команда. Над командами можно выполнять такие же действия, как и над данными. Это открывает целый ряд возможностей. Например, программа в процессе своего выполнения также может подвергаться переработке, что позволяет задавать в самой программе правила получения некоторых ее частей (так в программе организуется выполнение циклов и подпрограмм). Более того, команды одной программы могут быть получены как результаты исполнения другой программы. На этом принципе основаны методы трансляции - перевода текста программы с языка программирования высокого уровня на язык конкретной машины.

6.3 Принцип адресности

Структурно основная память состоит из перенумерованных ячеек. Процессору в произвольный момент времени доступна любая ячейка. Отсюда следует возможность давать имена областям памяти так, чтобы к запомненным в них значениям можно было впоследствии обращаться или менять их в процессе выполнения программ с использованием присвоенных имен. Компьютеры, построенные на перечисленных принципах, относятся к типу фон-неймановских. Но существуют компьютеры, принципиально отличающиеся от фон-неймановских. Для них, например, может не выполняться принцип программного управления, т. е. они могут работать без счетчика команд, указывающего текущую выполняемую команду программы. Для обращения к какой-либо переменной, хранящейся в памяти, этим компьютерам необязательно давать ей имя. Такие компьютеры называются не фон-неймановскими.



6.4 Принцип условного перехода

При выполнении программы возможен переход к той или иной команде в зависимости от промежуточных результатов вычислений; это допускает создание циклов.

6.5 Принцип хранимой информации

Команды, как и операнды представляются в машинном коде и хранятся в оперативной памяти. При работе команды обрабатываются устройством управления процессора, а операнды - арифметико-логическим устройством.

6.6 Принцип использования двоичной системы счисления

Информация кодируется в двоичной форме и разделяется на элементы, называемыми словами. В двоичной системе используются две цифры 0 и 1, что соответствует двум состояниям двустабильной системы (кнопка нажата -отпущена, транзистор открыт - закрыт)

6.7 Принцип иерархичности ЗУ

Компромиссом между необходимыми большой емкостью памяти, быстрым доступом к данным, дешевизной и надежностью является иерархия запоминающих устройств:

1) быстродействующее ОЗУ, имеющее небольшую емкость для операндов и команд, участвующих в вычислениях;

2) инерционное ВЗУ, имеющее большую емкость для информации, не участвующей в данный момент в работе ЭВМ.

Кроме того, современные ЭВМ построены в соответствии с принципами:

1. Магистрально-модульный принцип построения: ЭВМ состоит из модулей: ЦП, ПЗУ, ОЗУ, ВЗУ, устройств ввода и вывода, подключенных к магистрали, состоящей из шин управления (шины команд), адресов и данных. При этом сокращается аппаратура, стандартизируется процедура обмена информацией, но исключается одновременный обмен между несколькими устройствами. ЦП состоит из устройства управления, арифметико-логического устройства, микропроцессорной памяти. Внутренняя память ЭВМ: ПЗУ (самотестирование и загрузка ОС), и ОЗУ (хранение оперативной информации). Внешняя память: НЖМД, НГМД, CD-ROM, DVD-ROM, Zip-диск, стример (хранение больших объемов информации). Устройства ввода: клавиатура, мышь, трекбол, сканер, цифровая фото- и видеокамера. Устройства вывода: монитор, ЖК-дисплей, звуковые колонки, принтер, ЖК-проектор.

2.Принцип открытой архитектуры - компьютер не является неразъемным устройством, он может быть собран из независимо изготовленных частей. На системной плате размещены системы, обрабатывающие информацию. Блоки, управляющие всеми устройствами ЭВМ (видео, звуковая, сетевая платы и т.д.), вставляются в стандартные разъемы (слоты) на системной плате. Системный блок содержит микропроцессор, ОЗУ, контроллеры различных устройств, накопители для жесткого, гибкого и компакт дисков, блок питания.



7. Системная шина и другие устройства ЭВМ

Системная шина - основная интерфейсная система компьютера, обеспечивающая сопряжение и связь всех его устройств между собой. Она включает в себя провода, разъемы и схемы сопряжения для параллельной передачи всех разрядов числового кода операнда, адреса ячейки памяти или команды. Системная шина включает в себя: кодовую шину данных (КШД); кодовую шину адреса (КША); кодовую шину команд (КШК); шину питания, имеющую провода и схемы подключения для блоков ПК к системе энергопитания.

Шины ЭВМ характеризуются разрядностью и скоростью передачи информации (байт/с). Разрядность шины - число проводов, по которым передаются двоичные сигналы. Разрядность шины данных обычно такая же как у микропроцессора.

Системная шина обеспечивает три направления передачи информации: 1) между микропроцессором и ОЗУ; 2) между микропроцессором и портами ввода-вывода внешних устройств (клавиатура, монитор); 3) между ОЗУ и портами ввода-вывода внешних устройств (в режиме прямого доступа к памяти).

Внутримашинный системный интерфейс - система связи узлов и блоков ЭВМ, представляющий собой совокупность шин, проводов и схем сопряжения с компонентами компьютера. В качестве системного интерфейса используются шины расширения и локальные шины. Шины расширения используются для большого числа разнообразных устройств и предназначены для расширения функциональных возможностей ЭВМ (шины ISA, EISA, MCA). Локальные шины обеспечивают связь процессора с ОЗУ, ВЗУ, видеосистемой и т.д. (шины VLB и PCI).

Математический сопроцессор используется для ускоренного выполнения операций над двоичными числами с плавающей запятой, над двоично-кодированными числами, для вычисления некоторых трансцендентных функций.

Прямой доступ к памяти - способ обмена данными, при котором передача данных между основной памятью и внешними устройствами осуществляется минуя процессор. Контроллер прямого доступа к памяти освобождает ЦП от прямого управления накопителями на магнитных дисках, что повышает быстродействие ЭВМ. Без него обмен данными между ВЗУ и ОЗУ осуществляется через ЦП, а при его наличии данные непосредственно передаются между ВЗУ и ОЗУ, минуя ЦП.

Сопроцессор ввода-вывода за счет параллельной работы с ЦП значительно ускоряет выполнение процедур ввода-вывода при обслуживании нескольких внешних устройств (дисплей, принтер, НМЖД, НМГД и др.); освобождает ЦП от обработки процедур ввода-вывода в том числе реализует и режим прямого доступа к памяти.

Контроллер прерываний обслуживает процедуры прерывания, то есть временный останов выполнения одной программы в целях оперативного выполнения другой, в данный момент более важной (приоритетной) программы. Аппаратные прерывания инициируются аппаратурой (сигналом от принтера, таймера, нажатием клавиши). Логические прерывания возникают при нестандартной ситуации ЦП (деление на нуль, переполнение регистров). Программные прерывания появляются, когда одна программа хочет получить доступ к аппаратным средствам. Контроллер прерываний принимает запрос на прерывание от внешних устройств, определяет уровень его приоритета и выдает соответствующий сигнал в центральный процессор. Процессор приостанавливает выполнение исполняемой программы и переходит к выполнению программы обслуживания прерывания, запрошенного внешним устройством. По окончания программы обслуживания возобновляется выполнение прерванной программы.

Процедуры ввода-вывода информации выполняются по прерываниям. Таймер более десятка раз в секунду вырабатывает импульсы, опрашивающие устройства ввода (клавиатуру, мышь и т.д.). Перемещения мыши, нажатие кнопок клавиатуры регистрируется ЭВМ.

Генератор тактовых импульсов ГТИ генерирует последовательность электрических импульсов. С каждым тактом ЭВМ совершает одну операцию: пересылает число, выполняет команду, осуществляет математическую операцию.

Источником питания являются сетевой блок питания и аккумулятор. Таймер - электронный секундомер, обеспечивающие отсчет текущего момента времени (год, месяц, часы, минуты, секунды, доли секунд). Таймер подключен к аккумулятору и продолжает работать при выключении ЭВМ.

Системный блок обычно включает в себя системную плату, блок питания, накопители на дисках, разъемы для дополнительных устройств и платы расширения с контроллерами (адаптерами) внешних устройств. На системной плате размещаются: микропроцессор; математический сопроцессор; генератор тактовых импульсов; блоки (микросхемы) ОЗУ и ПЗУ; контроллеры (адаптеры) клавиатуры, НЖМД, НГМД; контроллер прерываний; таймер и др. Остальные устройства (монитор, принтер, клавиатура и др.) подключаются к системному блоку.



Литература

1. Информатика в понятиях и терминах: Г.А. Бордовский, В.А. Извозчиков 2005 г.

2. Основы информатики и вычислительной техники: А.П. Ершов, В.М. Монахов 2013 г.

3. Основы информатики и вычислительной техники: А.П. Ершов, В.М. Монахов, А.А. Кузнецов и др.; 2006 г.

4. Основы информатики: Учебник для вузов: Максим Анатольевич Беляев, Лариса Александровна Малинина, Вадим Васильевич Лысенко 2009 г.

5. Г. Кушниренко, Г. В. Лебедев, Р. А. Сворень. "Основы информатики и вычислительной техники. Москва «Просвещение» 2008 г.

6. А. Г. Гейн, В. Г. Житомирский, Е. В. Линецкий, М. В. Сапир, В. Ф. Шолохович. "Основы информатики и вычислительной техники" Москва "Просвещение" 2005 г.

7. А. М. Кенин, Н. С. Печенкина. "Работа на IBM PC. Моква «Книга, ЛТД» 2014 г.

8. В. Э. Фигурнов. "IBM PC для пользователя. Санкт-Петербург АО «Коруна» 2012 г.

9. О. Е. Вершинин. "За страницами учебника информатики." Москва «Просвещение» Р. В. Дробышевский, А. П. Лифенко. 2007 г.



Приложение 1



Приложение 2



Приложение 3

Справочник работников

Табельный номер	Фамилия	Должность	Отдел	Дата поступления на работу
1001	Алексеева	Нач. отдела	1	15.04.2007
1002	Иванов	Ст. инженер	2	01.12.1999
1003	Петров	Инженер	2	20.07.1997
1004	Сидоров	Экономист	1	02.08.2003
1005	Кукушкин	Секретарь	1	12.10.1985
1006	Павленко	Экономист	2	01.06.1987
1007	Давыдова	Инженер	1	15.11.1997

Размещено на Allbest.ru

...