Мазмұны

№3-зертханалық жұмыс. Компьютердің архитектурасы. Ақпараттарды сақтау. Санау жүйелері ………………………………………………………...…	4
№4-зертханалық жұмыс. Алгоритмдер. Алгоритмді әзірлеу негіздері. Блок-схемалар …………………………………………………………………………...	9
№5-зертханалық жұмыс. Операциялық жүйелердің негізгі элементтері (командалар, утилиталар) ………………………………………………………	18
№6-зертханалық жұмыс. Интернет. Негізгі түсініктер (сайт, IP-адрес, порт, сокет, сервер, клиент) …………………………………………………………….	25
№7-зертханалық жұмыс. Графиктік қосымшалармен жұмыс …………………	38
Әдебиеттер тізімі

№3 зертханалық жұмыс

Тақырыбы: Компьютердің архитектурасы. Ақпараттарды сақтау. Санау жүйелері.

Жұмыстың мақсаты: Дербес компьютердің құрылысын, ақпаратты сақтау әдістерін және компьютерде қолданылатын санау жүйелерін меңгеру.

Теориядан қысқаша мағлұматтар

Дербес компьютердің құрылысына оның логикалық ұйымдастырылуы, құрылысы және ресурстары жатады. Қазіргі заманғы дербес компьютерлердің құрылысы магистральдік-модульдік қағидаға негізделген. Модульдік қағида бойынша қолданушыға өзіне қажетті компьютер конфигурациясын жинақтау және оны қалауынша жаңарту мүмкіндігін береді.

Көптеген компьютерлердің құрылу негізі Джон фон Нейман (1949 ж.) қағидасына негізделіп құрылған.

1. Бағдарламалық басқару қағидасы – бағдарлама бір-бірінен соң нақты бір тізбекпен автоматты түрде процессор арқылы орындалатын командалар жиынтығынан тұрады.

2. Жадының біртектілік қағидасы – бағдарлама және берілгендер тек бір жадының ішінде ғана сақталады; берілгендерге орындалатын әрекеттерді командаларға да орындауға болады.

3. Адрестілік қағидасы – негізгі жады құрылымдық тұрғыдан нөмірленген ұяшықтардан тұрады.

Дербес компьютердің құрылымдық схемасы

Компьютер құрылысы әрекет ету принципін, ақпараттық байланысты және компьютердің негізгі логикалық түйіндерін анықтайды, оларға: орталық процессор; негізгі жады; сыртқы жады; шеткері құрылғылар жатады.

Барлық құрылғыларды қосу жүйелік магистральдар (шиналар) арқылы орындалады. Барлық сыртқы құрылғыларды қосу контроллер, адаптер, карталар арқылы жүргізіледі.

Орталық микропроцессор – барлық есептеулерді (математикалық және логикалық амалдарды) және ақпараттарды өңдеуді орындайтын шағын микросхема, сонымен қатар барлық блоктардың жұмысын басқарады.

Ішкі жады деп аналық платада орналасқан сақтау құрылғыларын айтады. Олар: жедел жады; тұрақты жады; энергияға тәуелді жады.

Жедел есте сақтау құрылғысы (ЖСҚ, ОЗУ, RAM - Random Access Memory). Жедел жады компьютер жұмысының бір сеансында процессор, сыртқы жады және шеткері құрылғылар арасындағы ақпараттарды (командаларды және мәліметтерді) сақтау және алмастыру үшін қолданылады. Компьютерді сөндіргенде мәліметтер жойылады.

Конструкторлық тұрғыдан ЖСҚ кристалл ұяшықтар қатары (интегралдық микросхемалар) түрінде орындалған. Одан процессор өзінің регистрінде өңдеу үшін процессор бағдарламалар мен мәліметтерді есепке алады, оған алынған нәтижелерді жазады. ЖСҚ-ның жұмысының жылдамдығы процессор регистрінің жұмыс істеу жылдамдығынан төмен, сондықтан командаларды орындамас бұрын процессор мәліметтерді ЖСҚ-нан өзінің регистріне жазып алады.

3.1-сурет – ДК-дің құрылымдық схемасы

Әрекет ету принципі бойынша динамикалық жады - DRAM және статикалық жады – SRAM болып бөлінеді.

Динамикалық жады ұяшықтары микроконденсаторлардан тұрады, ол электрлік зарядтарды жинақтайды. DRAM жадысының кемшіліктері: мәліметтерді оқу және жазу баяу орындалады, қайта-қайта зарядтауды талап етеді. Артықшылықтары: тарату қарапайымдылығы және бағасы төмен.

Статикалық жады ұяшықтары транзисторлардан тұратын триггерлерден тұрады. Триггерде заряд емес, ал оның жағдайы (қосылған/ажыратылған) сақталады. SRAM жадысының артықшылықтары: аса жылдам жұмыс жасауы. Кемшіліктері: бұйымды әзірлеу технологиялық тұрғыдан аса күрделі процесс, сәйкесінше бағасы да жоғары болады.

DRAM микросхемалары жедел жадыда, ал SRAM - кэш-жады үшін қолданылады.

Жадының әрбір ұяшығының санмен белгіленген жеке адресі болады. Intel Pentium процессоры негізінде жасалған қазіргі заманғы ДК-де 32-разрядты адрестеу қолданылады.

Жедел жады модульдері аналық тақшадағы сәйкес ажыратқыштарға орнатылады. Конструкторлық тұрғыдан жады модульдері екі орындаудан тұрады – бір қатарлы (SIMM - модульдер) және екі қатарлы (DIMM - модульдері). Pentium процессорлы компьютерлерде бір қатарлы модульдерді тек қана жұбымен ғана қолдануға болады (оларды аналық платада орнатуға арналған ажыратқыштар саны әрқашанда жұп болады). DIMM – модульдерін жеке-жеке орнатуға болады. Бір платада әртүрлі модульдерді жинақтап орнатуға болмайды.

Тұрақты есте сақтау құрылғысы (ТСҚ, ПЗУ, ROM - Read Only Memory). Компьютерді қосқаннан кейін процессор өзіне әйгілі арнайы старттық адрес бойынша алғашқы командаға назар аударады. Бұл адрес тұрақты ROM жадысын көрсетеді. ТСҚ микросхемасы ақпараттарды ұзақ уақытқа, компьютер сөнгеннен кейін де сақтайды. ТСҚ-да болатын бағдарламалар, микросхеманы әзірлеу кезеңінде жазылады. ТСҚ-ғы бағдарламалар жиынтығы негізгі BIOS (Basic Input Output System) енгізу/шығару жүйесін құрайды. Негізгі қызметі – жүйенің жағдайын және жұмыс істеу қабілеттілігін тексеру және пернелік тақтамен, монитормен, қатты дискімен өзара байланысын қамтамасыз ету.

Энергияға тәуелді жады (ЭТЖ, ЭЗП, CMOS). CMOS – бұл BIOS бағдарламасы үшін жүйенің ағымдағы жағдайы туралы барлық ақпараттарды сақтайтын, аналық платадағы энергияға тәуелді жадының микросхемасы. Оның жедел жадыдан айырмашылығы, компьютерді сөндіргенде ондағы ақпараттар жойылмайды, ал тұрақты жадыдан айырмашылығы – жабдықтар құрамына байланысты оған өз бетінше мәліметтерді енгізуге және өзгертуге болады.

CMOS микросхемасы аналық платада орналасқан шағын батареямен қоректенеді. Бұл жадыда иілгіш және қатты дискілердегі, процессордағы және т.б. мәліметтер сақталады. Сонымен қатар ағымдағы уақыт пен мерзім әрқашанда CMOS жадысында сақталады (және түзетіледі). Ендеше BIOS бағдарламасы CMOS микросхемасынан компьютерлік жүйе құрамы туралы мәліметтерді алады, содан кейін қатты дискіге және басқа құрылғыларға жеткізеді.

Жұмыстың барысы:

1-тапсырма: Келесі жаттығуларды орындаңыз.

1-жаттығу. Есептеу тәсілін қолданып алғашқы 20 санды ондық, екілік, үштік, бестік және сегіздік санау жүйелеріне ауыстырыңыз.

2-жаттығу. Берілген сандардан кейін тұрған санды тауып жазыңыз.

а) 12;	е) 18;	л) F16;
б) 1012;	ж) 78;	м) 1F16;
в) 1112;	з) 378;	н) FF16;
г) 11112;	и) 1778;	о) 9AF916;
д) 1010112;	к) 77778;	п) CDEF16 ?

3-жаттығу. Берілген сандардың алдында тұрған санды тауып жазыңыз:

а) 102;	е) 108;	л) 1016;
б) 10102;	ж) 208;	м)2016;
в) 10002;	з) 1008;	н) 10016;
г) 100002;	и) 1108;	о) A1016;
д) 101002;	к) 10008;	п) 100016 ?

4-жаттығу. Келесі сандарды ондық санау жүйесіне ауыстырыңыз және олардың нәтижесін керу кодтау арқылы тексеріңіз: 

а) 10110112;	е) 5178;	л) 1F16;
б) 101101112;	ж) 10108;	м) ABC16;
в) 0111000012;	з) 12348;	н) 101016;
г) 0,10001102;	и) 0,348;	о) 0,А416;
д) 110100,112;	к) 123,418;	п) 1DE,C816.

5-жаттығу. Берілген әр санды ондық санау жүйесінен екілік, сегіздік және он алтылық санау жүйелеріне ауыстырыңыз және олардың нәтижесін кері кодтау арқылы тексеріңіз:

а) 125₁₀;      б) 229₁₀;     в) 88₁₀;      г) 37,25₁₀;      д) 206,125₁₀.

6-жаттығу. Берілген әр санды екілік санау жүйесінен сегіздік және он алтылық санау жүйелеріне ауыстырыңыз:  

а) 1001111110111,01112;	г) 1011110011100,112;
б) 1110101011,10111012;	д) 10111,11111011112;
в) 10111001,1011001112;	е) 1100010101,110012.

7-жаттығу. Он алтылық санау жүйесінде берілген сандарды екілік және сегіздік санау жүйелеріне ауыстырыңыз:

а) 2СE₁₆;     б) 9F40₁₆;     в) ABCDE₁₆;     г) 1010,101₁₆;     д) 1ABC,9D₁₆.

8-жаттығу. Берілген аралықтағы барлық бүтін сандарды жазып шығыңыз:

а) 101101₂ – ден 110000₂ – ға дейінгі сандарды екілік санау жүйесінде;

б) 202₃ – ден 1000₃ – ға дейінгі сандарды үштік санау жүйесінде ;

в) 14₈ – тен 20₈ – ға дейінгі сандарды сегіздік санау жүйесінде;

г) 28₁₆ – ден 30₁₆ – ға дейінгі сандарды он алтылық санау жүйесінде.

9-жаттығу. Үштік және бестік санау жүйелерінде бір таңбалы сандарды қосу кестесін құрыңыз.

10-жаттығу. Үштік және бестік санау жүйелерінде бір таңбалы сандарды көбейту кестесін құрыңыз.

11-жаттығу. Сандарды қосыңыз және нәтижесін ондық жүйеде қосу арқылы тексеріңіз:  

а) 10111012 және 11101112;	д) 378 және 758;	и) A16 және F16;
б) 1011,1012 және 101,0112;	е) 1658 және 378;	к) 1916 және C16;
в) 10112, 112 және 111,12;	ж) 7,58 және 14,68;	л) A,B16 және E,F16;
г) 10112 , 11,12 және 1112;	з) 68, 178 және 78;	м) E16, 916 және F16.

12-жаттығу. Сандарды азайтуды орындаңыз:  

а) 101002 - 1112;	д) 208 -158;	и) 3116 -1А16;
б) 100,12-10,112;	е) 1028 - 478;	к) 2А3016 - F9E16;
в) 100102 -111,12;	ж) 1018 - 56,78;	л) B,9216 - D,116;
г) 1110,112 -100012;	з) 30,018 -16,548;	м) 567816 - ABC16.

13-жаттығу. Сандарды көбейтіңіз және нәтижесін ондық жүйеде көбейту арқылы тексеріңіз:

а) 1011012 және 1012;	д) 378 және 48;
б) 1111012 және 11,012;	е) 168 және 78;
в) 1011,112 және 101,12;	ж) 7,58 және 1,68;
г) 1012 және 1111,0012;	з) 6,258 және 7,128.

14-жаттығу. 10010110₂ санын 1010₂ санына бөліңіз және нәтижесін көбейту арқылы тексеріңіз.

15-жаттығу. 10011010100₂ санын 1100₂ санына бөлуді орындаңыз және сәйкесінше осы сандарды ондық жүйеде және сегіздік жүйеде бөлуді орындаңыз.

16-жаттығу. Өрнектің мәнін табыңыз (нәтижесін ондық жүйеде беру керек):

а) 256₈ + 10110,1₂ ^. (60₈ + 12₁₀) - 1F₁₆;

б) 1AD₁₆ - 100101100₂ : 1010₂ + 217₈;

в) 1010₁₀ + (106₁₆ - 11011101₂) 12₈;

г) 1011₂ ^. 1100₂ : 14₈ + (100000₂ - 40₈).

Есеп берудің мазмұны:

1. Есептің қойылуы.

2. Теориядан қысқаша мәліметтер.

3. Орындалған жұмыстың нәтижесі.

4. Бақылау сұрақтарына жауап.

Бақылау сұрақтары:

1. Компьютер құрылысы дегеніміз не?

2. Компьютердің негізгі блоктарын атаңыз.

3. HardWare деген не?

4. Компьютердің командалық жүйесі ұғымына не кіреді?

5. Жадының негізгі функциялары.

6. Процессордың негізгі функциялары.

7. Арифметикалық-логикалық құрылғының қызметі не?

8. Процессордың негізгі сипаттамаларына нелер жатады?

9. Регистрлер қандай элементтермен құрылады?

10. Негізгі жадының қызметі не?

11. ЖСҚ-ның ТСҚ-дан қандай айырмашылығы бар?

12. Ішкі жады не үшін арналған?

13. Ішкі жады қандай құрылғыда орналасады?

14. Компьютерде қандай санау жүйесі қолданылады?

15. Бүтін санды 10-дық санау жүйесінен 2-лікке қалай ауыстыруға болады?

16. Бүтін санды 2-лік санау жүйесінен 10-дыққа қалай ауыстыруға болады?

Әдебиеттер:

1. Информатика: Базовый курс: Учебник для вузов (под ред. Симонович С. В.) -СПб: Питер, 2001. - 640 с.

2. Новиков Ф. А. Дискретная математика для программистов: Учебник. - СПб: Питер 2002. - 304 с.

3. Могилев А.В. Информатика: Учебное пособие для студентов пед. вузов. - М.: Издательский центр «Академия», 2003.

4. Попов В.Б. Основы компьютерных технологий. – М.: Финансы и статистика, 2002.

5. Симонович С.В. Информатика . – СПб, 2004.

6. Таненбаум Э. Архитектура компьютера – СПб.: Питер, 2005.