Студенческий конспект по СППО Часть I.

Введение. §1 Концепция расширенной машины.

Под машиной будем подразумевать компьютер, те средство сбора, переработки, хранения и предоставления информации.

Компоненты компьютерной системы:

1)АППАРАТУРА

2)ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ (далее ПО) (расширение Аппаратуры позволяющее работу с ней без знания ее устройств)

Аппаратура и Программное обеспечение вместе составляют РАСШИРЕННУЮ МАШИНУ (далее РМ).

Программное обеспечение делится на ОПЕРАЦИОННУЮ СИСТЕМУ (далее ОС) и Прикладное ПО (далее ППО).

Концепция Расширенной машины состоит в следующем :

1) Любой уровень РМ можно детализировать.

2) Детализацию проводится до уровня необходимого для понимания сути процессов в нем происходящих.

1.1 Аппаратура

Аппаратура состоит из следующих компонентов:

1. ЦЕНТРАЛЬНЫЙ ПРОЦЕССОР - устройство обработки команд (далее ЦПУ).

2. ОСНОВНАЯ ПАМЯТЬ – место хранения информации, обрабатываемой ЦПУ.

3. RAM (Random Access Memory)

4. ROM (Read Only Memory).

5. УСТРОЙСТВА ВВОДА / ВЫВОДА (внешние носители информации) (Input / Output Unit) (далее I/OU или УВВ).

6. Шины и котроллеры I/o

7. Шины – коммуникации между устройствами

8. Контроллеры I/O – процессоры малой мощности, ориентированные на работу I/OU (разгружают ЦПУ).

1.2 Программное обеспечение.

• ОС - набор

УПРАВЛЯЮЩИХ программ – набор команд и данных для управления ресурсами КС с целью повышения ее производительности.

СЕРВИСНЫХ программ – набор программ для сокращения усилий пользователя по написанию, отладки и эксплуатации ПО. (Обычно от ППО их отличает то, что они поставляются с дистрибутивами ОС, хотя есть ППО также поставляемое производителем ОС совместно с ней.)

Ресурсы делятся на Аппаратные (время цпу, Память, Устройства I/o) и информационные (данные, доступные ос, использующиеся программами…)

Управляющие программы отвечают за распределение ресурсов между выполняющимися в ОС (многозадачных, например Windows, OS/2...) программами.

Например несколько программ требуют доступ к звуковой карте, но только активная его получает…

• ППО – утилиты и программы используемые пользователем при работе с КС, не входящие в состав ОС (Например для WINDOWS 2K Internet Explorer является сервисной программой, а Winamp - ППО тк не входит в дистрибутив ОС ...)

Разделяя ОС на две части нужно сказать о ВНУТРЕННЕЙ и ВНЕШНЕЙ РМ.

В состав Внутренней РМ входят аппаратура и управляющие программы. Внешняя же РМ включает в себя также сервисные программы (те всю ОС).

Внутренняя РМ представляет собой минимальную конфигурацию машины, на которой могут выполняться программы. Таким образом, не всякому ППО требуются сервисные программы.

В КС по концепции РМ возможно взаимодействие только соседних уровней, те каждые два соседних уровня взаимодействуют между собой посредством интерфейсных средств (уникальных для этих 2 уровней). То есть верхний уровень не нужен для эксплуатации нижнего уровня. (Такой же подход используется в модульном программировании (Сокрытие информации), когда при взаимодействии между программа не знает по какому механизму обрабатываются данные).

Интерфейсы:

• Физический – взаимодействие ОС с аппаратурой на уровне ее физических устройств

• Логический (машинно-независимый) – взаимодействие сервисных программ управляющих (на уровне логических связей).

Задание – либо команда, либо пакет команд, состоит из интерфейсного взаимодействия с КС.

1.3 ЦПУ

ЦПУ выполняет арифметические, логические и управляющие операции, обрабатывая только ту информацию, которая находится в его регистрах.

Регистры – устройство процессора, для хранения информации учавствующей в обработке:

• Регистры общего назначения (РОН) – для работы с целыми числами.

• Регистры для чисел с плавающей точкой (РПТ)

В КС единицей информации является бит. Бит может принимать значения 0 или 1.

Регистр ЦПУ состоит из нескольких бит, и их количество определяет архитектуру процессора:

• Если РОН рассматривается, как 16 бит, то говорят о 16-ти битовой архитектуре (разрядности) процессора.

• Если РОН рассматривается, как 32 бит, то говорят о 32-ти битовой архитектуре (разрядности) процессора.

Бывают и другие архитектуры в том числе 64-х битовые. А можно использовать часть регистра и моделировать другую разрядность.

Процессор обрабатывает только информацию, содержащуюся в его регистрах, те для того, чтобы обработать хранящуюся у него в оперативной памяти информацию, ее необходимо сначала перенести в регистры, и затем после обработки опять поместить в оперативную память.

Современные машины снабжены так называемой КЭШ-памятью. КЭШ-память имеет структуру регистра, принадлежит процессору, и предназначена для хранения «сверхоперативной информации», те информации, наиболее часто передаваемой на обработку процессору (например, Группы пользователей данного компьютера в ОС WINDOWS). Перенос из КЭШ-памяти в регистр много быстрее, чем перенос из оперативной памяти.