Файл: Принцип автоматического исполнения программ в ЭВМ (Дисциплина: ИТ в дизайне).pdf

Введение

В последнее время компьютер стал не только хорошим другом человека, но и незаменимым инструментом практически в любой области наук. С помощью компьютера можно выполнять любые операции в считанные доли секунды, которые человек бы выполнял целыми часами, например операции с творческой деятельностью, даёт возможность сделать то, что без соучастия компьютера сделать невозможно. Развитие глобальных компьютерных сетей позволяет быстро и качественно обмениваться информацией даже на очень больших расстояниях.

Сейчас компьютером на уровне пользователя пользуется большинство людей и для того, чтобы использовать его в полной мере, необходимо освоить какой-либо пакет прикладных программ и принцип их исполнения, так как чем лучше человек знает устройство и принципы работы ЭВМ, тем больше дает ему компьютер. Для этого нужно знать основные принципы работы ЭВМ, знать, как работают устройства ЭВМ при исполнении программ, знать назначение этих устройств и понимать последовательность этапов решения задач, требующих использования компьютера.

Проблема реферата состоит в том, что необходимо узнать как работают те или иные устройства в ЭВМ при автоматическом исполнении программ. Необходимо признать, что некоторые вопросы требуют дальнейшего исследования.

Целью этой работы было рассматривание работы ЭВМ при автоматическом исполнении программ. В связи с поставленной целью необходимо решить следующие задачи:

Рассмотреть основные принципы (этапы) работы ЭВМ при исполнении программ.

Определить состав устройств ЭВМ, а также рассмотреть ихназначение в автоматическом исполнении программ.

Для решения этих задач необходимо было проанализировать и изучить некоторые учебные пособия.

Общие принципы работы ЭВМ

Электронная вычислительная машина (ЭВМ) является универсальным средством автоматической обработки информации, представленной в цифровой форме. Обычно для такого представления используются многоразрядные двоичные коды. Любая информация в ЭВМ хранится, передается и обрабатывается машинными словами, содержащими определенное число двоичных разрядов.

Для понимания принципов построения и работы ЭВМ необходимо понять и усвоить последовательность решения задач. В общем случае эта последовательность складывается из следующих этапов:

1. Постановка задачи и разработка ее математической модели ввиду формульных зависимостей;

2. Выбор метода численного решения (если необходимо);

3. Разработка алгоритма решения задачи, т.е. определение последовательности элементарных действий, приводящих к искомому результату;

4. Написание программы на одном из языков программирования;

5. Реализация вычислительного процесса с помощью компьютера. Если первые четыре этапа всегда реализуются человеком, то выполнение последнего этапа зависит от компьютера - исполнителя программы. Для создания эффективной и рациональной программы разработчик должен не только знать язык программирования, но и представлять себе, как осуществляется вычислительный процесс внутри компьютера.

В основу построения подавляющего большинства компьютеров положены следующие общие принципы, сформулированные в 1945 г. американским ученым Джоном фон Нейманом: принцип программного управления, принцип однородности памяти и принцип адресности.[2]

Принцип программного управления

Из данного принципа следует, что программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определенной последовательности. Программа указывает ЭВМ то, какие операции ей необходимо выполнить, над какими данными и в какой последовательности. Программа, состоящая из отдельных команд, заранее составляется и вместе с исходными данными вводится в память ЭВМ.

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 переходов, 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.