Основные алгоритмические конструкции
Под алгоритмом понимают постоянное и точное предписание (указание) исполнителю совершить определенную последовательность действий, направленных на достижение указанной цели или решение поставленной задачи.
Блок – схемы. Условные обозначения
Структурная алгоритмизация основывается на двух принципах:
| Начало - конец Процесс Ввод-вывод Типовой процесс Решение (условие) | 
| ||
| Базовые алгоритмические структуры | |||
| Следование | Ветвление | Повторение (цикл) | |
| 
| 
| |
1) последовательная детализация "сверху - вниз";
2) ограниченность базового набора структур для построения алгоритмов любой степени сложности.
Из принципов вытекают требования структурного программирования:
1) программа должна составляться мелкими шагами; таким образом, сложная задача разбивается на достаточно простые, легко воспринимаемые части;
2) логика программы должна опираться на минимальное число достаточно простых базовых управляющих структур.
Базовый набор структурной алгоритмизации содержит линейные, разветвляющиеся и циклические структуры.
Можно перечислить основные свойства и достоинства структурного программирования:
1) возможность преодоления барьера сложности программ;
2) возможность демонстрации правильности программ на различных этапах решения задачи;
3) наглядность программ;
4) простота модификации (внесение изменений) программ;
24) Язы́к программи́рования — формальная знаковая система, предназначенная для записи компьютерных программ. Язык программирования определяет набор лексических,синтаксических и семантических правил, задающих внешний вид программы и действия, которые выполнит исполнитель (компьютер) под её управлением. Виды:Алгоритмический язык Неалгоритмический язык Формальный язык Машинный (абсолютный) язык, язык ЭВМ Машиннонезависимый язык Базовый язык Машинный язык, общий для семейства ЭВМ; Язык программирования в СУБД с автономным языком. Общий язык [common language] - Машинный язык Эталонный язык Язык ассемблера, ассемблер Императивный (процедурный) язык Язык функционального программирования Специализированный язык Язык описания страниц Автономный язык Язык конструирования интерактивных технологий - Язык манипулирования данными, Язык обработки списков Язык описания данных Язык описания хранения данных Язык описания страниц Язык представления знаний Язык публикаций Язык спецификаций Проблемно-ориентированный язык Процедурный (процедурно-ориентированный) язык Язык реального времени Язык управления пакетом Язык управления заданиями Общесетевой командный язык Системный язык Язык общего назначения, универсальный язык Язык ориентированный на пользователя Язык меню
| Таблица 2. Поколения ЯП | |||
| Поколения | Языки программирования | Характеристика | |
| Первое | Машинные | Ориентированы на использование в конкретной ЭВМ, сложны в освоении, требуют хорошего знания архитектуры ЭВМ | |
| Второе | Ассемблеры, макроассемблеры | Более удобны для использования, но по-прежнему машинно-зависимы | |
| Третье | Языки высокого уровня | Мобильные, человеко-ориентированные, проще в освоении | |
| Четвёртое | Непроцедурные, объектно-ориентированные, языки запросов, параллельные | Ориентированы на непрофессионального пользователя и на ЭВМ с параллельной архитектурой | |
| Пятое | Языки искусственного интеллекта, экспертных систем и баз знаний, естественные языки | Ориентированы на повышение интеллектуального уровня ЭВМ и интерфейса с языками | |
| Таблица 3. Классификация ЯП | |||
| Фактор | Характеристика | Группы | Примеры ЯП |
| Уровень ЯП | Степень близости ЯП к архитектуре ПК | Низкий | Автокод, ассемблер |
| Высокий | Fortran, Pascal, ADA, Basic, С и др. | ||
| Сверхвысокий | Сетл | ||
| Специализация ЯП | Потенциальная или реальная область применения | Общего назначения (универсальные) | Fortran (инженерные расчёты), Cobol (Коммерческие задачи), Refal, Lisp(символьная обработка), Modula, ADA(программирование в реальном времени) |
| Специализированные | |||
| Алгоритмичность (процедурность) | Возможность абстрагироваться от деталей алгоритма решения задачи. Алгоритмичность тем выше, чем точнее приходится планировать порядок выполняемых действий | Процедурные | Ассемблер, Fortran, Basic, Pascal, ADA |
| Непроцедурные | Prolog, Langin |
25). Инструментальное программное обеспечение - программное обеспечение, предназначенное для использования в ходе проектирования, разработки и сопровождения программ, разновидность орудий труда для категории специалистов, так называемых прикладных программистов.
При разработке программного обеспечения необходимо представлять алгоритмы в форме, понятной компьютеру. Для этого используются комплексы программ, называемые системами программирования. Они составляют основу инструментального программного обеспечения.
В группу инструментальных программ входят:
трансляторыс различных алгоритмических языков, осуществляющие перевод текста программы на машинный язык;
связывающие редакторы, позволяющие объединять отдельные части программ в единое целое;
отладчики, с помощью которых обнаруживаются и устраняются ошибки, допущенные при написании программы;
интегрированные среды разработки, объединяющие указанные выше компоненты в единую, удобную для разработки программ систему. Также различают следующие виды инструментальных программ:
текстовые и графические редакторы,
трансляторы языков программирования, системы программирования,
системы управления базами данных,
электронные таблицы,
программы создания электронных презентаций и др.
26). Основные этапы разработки программного обеспечения:
1. Постановка задачи
Процесс создания нового ПО обязательно необходимо начинать с постановки задачи, в ходе которой определяются требования к программному продукту.
Это один из наиболее важных этапов при создании ПО, так как от того, насколько полно, точно и ясно определены требования к разрабатываемому ПО, его функции и предполагаемые возможности, во многом зависит качество и стоимость разработки.
Во время постановки задачи четко формулируется назначение разрабатываемого ПО и определяется список основных требований к нему.
Каждое требование по сути есть описание необходимого заказчику свойства ПО.
Выделяют основные функциональные требования, определяющие функции, которые будут выполнятся разрабатываемым ПО, и эксплуатационные требования, определяющие особенности его работы.
Требования к программному обеспечению, для которого есть прототипы, обычно определяются по аналогии, с учетом характеристик и особенностей уже существующего ПО.
Если аналогов для разрабатываемого ПО не существует, то для формулирования требований могут потребоваться специальные предпроектные исследования.
В любом случае этап постановки задачи заканчивается принятием основных проектных решений и разработкой технического задания, фиксирующего принципиальные требования к разрабатываемому ПО.
2. Разработка пользовательского интерфейса
Разработка любого прикладного программного обеспечения, как правило, подразумевает
создание пользовательского интерфейса.
Интерфейс пользователя - эта та часть программы, которая находится у всех на виду.
Основной целью данного этапа является создание удобного, продуманного интерфейса
взаимодействуя с которым конечный пользователь будет чувствовать себя комфортно.
3. Разработка программы
Разработка программы - представляет собой процесс поэтапного написания кодов программы на выбранном языке программирования (кодирование), их тестирование и отладку.
В настоящее время при разработке ПО в основном используется спиральная схема, согласно которой программный продукт создается не сразу, а итерационно с использованием прототипов.
Прототипом называют действующий программный продукт, реализующий отдельные функции и внешние интерфейсы разрабатываемого ПО.
При использовании спиральной схемы на первой итерации, как правило, специфицируют, проектируют, реализуют и тестируют интерфейс пользователя.
Основным достоинством данной схемы является то, что, начиная с некоторой итерации, обеспечившей определенную функциональную полноту, продукт можно предоставлять пользователю.
4. Отладка
Отладкой называют процесс поиска и устранения ошибок.
Ошибки в программах бывают двух видов: синтаксические (ошибки в тексте программы, когда используются недопустимые для данного языка конструкции) и алгоритмические (когда программа не делает то, чего надо).
Этап отладки заканчивается, если программа правильно работает на нескольких разных наборах входных данных.
5. Внедрение
После отладки программы происходит процесс развертывания в рабочем окружении компании заказчика и интеграция с уже существующими информационными системами и бизнес-приложениями.
На этом этапе наши специалисты проведут обучение персонала вашей компании использованию
разработанного программного обеспечения, ответят на возникающие вопросы, а в последующем
будут оказывать необходимую техническую поддержку.
27) Компьютерное преступление как уголовно-правовое понятие - это предусмотренное уголовным законом виновное нарушение чужих прав и интересов в отношении автоматизированных систем обработки данных, совершенное во вред подлежащим правовой охране правам и интересам физических и юридических лиц, общества и государства.
Различаются криминологические группы компьютерных преступлений: экономические компьютерные преступления, компьютерные преступления против личных прав и неприкосновенности частной сферы, компьютерные преступления против общественных и государственных интересов. Предметом рассмотрения в данном параграфе являются экономические компьютерные преступления, которые отличаются высокой общественной опасностью и широким распространением.
К наиболее типичным целям совершения компьютерных преступлений специалисты относят следующие:
подделка отчетов и платежных ведомостей:
приписка сверхурочных часов работы;
фальсификация платежных документов:
хищение из денежных фондов;
добывание запасных частей и редких материалов;
кража машинного времени:
вторичное получение уже произведенных выплат;
фиктивное продвижение по службе;
получение фальшивых документов;
внесение изменений в программы и машинную информацию;
перечисление денег на фиктивные счета;
совершение покупок с фиктивной оплатой и др.
В своих преступных деяниях компьютерные преступники руководствуются следующими основными мотивами:
а) выйти из финансовых затруднений;
б) получить, пока не поздно, от общества то. что оно якобы задолжало преступнику;
в) отомстить фирме и работодателю;
г) выразить себя, проявить свое "я";
д) доказать свое превосходство над компьютерами.
Отличительными особенностями данных преступлений являются высокая латентность, сложность сбора доказательств, транснациональный характер (как правило, с использованием телекоммуникационных систем), значительность материального ущерба, а также специфичность самих преступников. Как правило, ими являются высококвалифицированные программисты, банковские служащие.
Высокая латентность компьютерных преступлений обусловлена тем, что многие организации разрешают конфликт своими силами, поскольку убытки от расследования могут оказаться выше суммы причиненного ущерба (изъятие файлового сервера для проведения экспертизы может привести к остановке работы на срок до двух месяцев, что неприемлемо ни для одной организации). Их руководители опасаются подрыва своего авторитета в деловых кругах и в результате - потери большого числа клиентов, раскрытия в ходе судебного разбирательства системы безопасности организации, выявления собственной незаконной деятельности.
28) Защита информации - деятельность по предотвращению утечки защищаемой информации, несанкционированных и непреднамеренных воздействий на защищаемую информацию.
Классификация средств защиты информации
Технические (аппаратные) средства. Это различные по типу устройства (механические, электромеханические, электронные и др.), которые аппаратными средствами решают задачи защиты информации.
2. Программные средства включают программы для идентификации пользователей, контроля доступа, шифрования информации, удаления остаточной (рабочей) информации типа временных файлов, тестового контроля системы защиты и др
3. Смешанные аппаратно-программные средства реализуют те же функции, что аппаратные и программные средства в отдельности, и имеют промежуточные свойства.
4. Организационные средства складываются из организационно-технических (подготовка помещений с компьютерами, прокладка кабельной системы с учетом требований ограничения доступа к ней и др.) и организационно-правовых (национальные законодательства и правила работы, устанавливаемые руководством конкретного предприятия). Программно-аппаратные средства защиты информации в компьютерах:
Методы защиты данных в компьютере можно разделить на механические, аппаратные и программные.
К механическим способам относятся разнообразные крышки и чехлы с замками, клейкие пластины для приклеивания терминала к компьютеру, а компьютера к столу, запираемые помещения с сигнализацией и другие.
Аппаратные средства реализуются в виде специальных электронных модулей, подключаемых к системному каналу компьютера или портам ввода-вывода, и осуществляющих обмен кодовыми последовательностями с защищенными программами.
29) Рождение ЭВМ
История компьютера тесным образом связана с попытками облегчить и автоматизировать большие объемы вычислений. Даже простые арифметические операции с большими числами затруднительны для человеческого мозга Первое поколение ЭВМ Развитие ЭВМ делится на несколько периодов. Поколения ЭВМ каждого периода отличаются друг от друга элементной базой и математическим обеспечением. Первое поколение (1945-1954) - ЭВМ на электронных лампах (вроде тех, что были в старых телевизорах). Это доисторические времена, эпоха становления вычислительной техники. Большинство машин первого поколения были экспериментальными устройствами и строились с целью проверки тех или иных теоретических положений. Вес и размеры этих компьютерных динозавров, которые нередко требовали для себя отдельных зданий, давно стали легендой. Второе поколение ЭВМ ЭВМ 2-го поколения были разработаны в 1950—60 гг. В качестве основного элемента были использованы уже не электронные лампы, а полупроводниковые диоды итранзисторы, а в качестве устройств памяти стали применяться магнитные сердечники и магнитные барабаны - далекие предки современных жестких дисков. Второе отличие этих машин — это то, что появилась возможность программирования на алгоритмических языках Третье поколение ЭВМ Разработка в 60-х годах интегральных схем - целых устройств и узлов из десятков и сотен транзисторов, выполненных на одном кристалле полупроводника (то, что сейчас называют микросхемами) привело к созданию ЭВМ 3-го поколения. В это же время появляется полупроводниковая память, которая и по сей день используется в персональных компьютерах в качестве оперативной. Применение интегральных схем намного увеличило возможности ЭВМ. Теперь центральный процессор получил возможность параллельно работать и управлять многочисленными периферийными устройствами. ЭВМ могли одновременно обрабатывать несколько программ (принцип мультипрограммирования). В результате реализации принципа мультипрограммирования появилась возможность работы в режиме разделения времени в диалоговом режиме. Удаленные от ЭВМ пользователи получили возможность, независимо друг от друга, оперативно взаимодействовать с машиной. Четвертое поколение ЭВМ К сожалению, начиная с середины 1970-х годов стройная картина смены поколений нарушается. Все меньше становится принципиальных новаций в компьютерной науке. Прогресс идет в основном по пути развития того, что уже изобретено и придумано, - прежде всего за счет повышения мощности и миниатюризации элементной базы и самих компьютеров.
Обычно считается, что период с 1975 г. принадлежит компьютерам четвертого поколения. Их элементной базой стали большие интегральные схемы (БИС. В одном кристалле интегрированно до 100 тысяч элементов). Быстродействие этих машин составляло десятки млн. операций в секунду, а оперативная память достигла сотен Мб. Появились микропроцессоры (1971 г. фирма Intel), микро-ЭВМ и персональные ЭВМ. Стало возможным коммунальное использование мощности разных машин (соединение машин в единый вычислительный узел и работа с разделением времени) Пятое поколение ЭВМ ЭВМ пятого поколения — это ЭВМ будущего. Программа разработки, так называемого, пятого поколения ЭВМ была принята в Японии в 1982 г. Предполагалось, что к 1991 г. будут созданы принципиально новые компьютеры, ориентированные на решение задач искусственного интеллекта. С помощью языка Пролог и новшеств в конструкции компьютеров планировалось вплотную подойти к решению одной из основных задач этой ветви компьютерной науки - задачи хранения и обработки знаний. Коротко говоря, для компьютеров пятого поколения не пришлось бы писать программ, а достаточно было бы объяснить на "почти естественном" языке, что от них требуется. Современные персональные компьютеры Современные персональные компьютеры (ПК или РС в английской транскрипции) в соответствии с принятой классификацией надо отнести к ЭВМ четвертого поколения. Но с учетом быстро развивающегося программного обеспечения, многие авторы публикаций относят их к 5-му поколению.
30)классификация ЭВМ:
· СуперЭВМ для решения крупномасштабных вычислительных задач, для обслуживания крупнейших информационных банков данныхОсобенно эффективно применение суперЭВМ при решении задач проектирования, в которых натурные эксперименты оказываются дорогостоящими, недоступными или практически неосуществимыми. СуперЭВМ позволяют по сравнению с другими типами машин точнее, быстрее и качественнее решать крупные задачи, обеспечивая необходимый приоритет в разработках перспективной вычислительной техники. Дальнейшее развитие суперЭВМ связывается с использованием направления массового параллелизма, при котором одновременно могут работать сотни и даже тысячи процессоров. Использование подобных систем предполагается для исследования генов, для моделирования погоды, разработки новых видов вооружения и других крупномасштабных вычислений
· Большие ЭВМ для комплектования ведомственных, территориальных и региональных вычислительных центров (министерства, государственные ведомства и службы, крупные банки и т.д.). Примером подобных машин, а точнее, систем, служат системы, имеющие производительность на один-два порядка ниже, чем у суперЭВМ. Это очень мощные по производительности компьютеры, предназначенные для обеспечения научных исследований, построения рабочих станций для работы с графикой, Unix-серверов, кластерных комплексов и т.п.
· Средние ЭВМ широкого назначения для управления сложными технологическими производственными процессами (банки, страховые компании, торговые дома, издательства). ЭВМ этого типа могут использоваться и для управления распределенной обработкой информации в качестве сетевых серверов. Такие машины являются основой построения вычислительных центров отдельных производств, научных лабораторий и т.п.
· Персональные и профессиональные компьютеры, позволяющие удовлетворять индивидуальные потребности пользователей. На базе этого класса компьютеров строятся автоматизированные рабочие места (АРМ) для специалистов различного уровня.
· Ноутбуки. Совершенствование микропроцессоров привело к созданию мощных, дружественных и малогабаритных компьютеров, вполне способных обеспечить создание мобильного офиса различного класса с ориентацией на электронную почту, передачу факсов, доступ в Интернет. Интересно, что кризис 1Т-рынка 2000—2002 гг. почти не затронул сектор ноутбуков. Их производство набирает силу, вытесняя обычные ПК. Миниатюрные ноутбуки позволяют решать практически все задачи, присущие настольным ПК, они обладают теперь достаточной мощностью, расширяемостью и гибкостью. Но пока они еще достаточно дороги, и время их автономной работы ограничено несколькими часами.
· Встраиваемые микропроцессоры осуществляют автоматизацию управления отдельными устройствами и механизмами. Успехи микроэлектроники позволяют создавать миниатюрные вычислительные устройства, вплоть до однокристальных ЭВМ. Эти устройства, универсальные по характеру применения, могут встраиваться в отдельные машины, объекты, системы. Они находят все большее применение в бытовой технике (телефонах, телевизорах, электронных часах, микроволновых печах и т.д.), в городском хозяйстве (энерго-, тепло-, водоснабжении, регулировке движения транспорта и т.д.), на производстве (робототехнике, управлении технологическими процессами).
С развитием сетевых технологий все больше начинает использоваться другой классификационный признак, отражающий место и роль компьютеров в сети. Согласно ему предыдущая классификация отражается в сетевой среде:
1. большие (мощные) машины, включаемые в состав сетевых вычислительных центров и систем управления гигантскими сетевыми хранилищами информации;
2. кластерные структуры;
3. серверы;
4. рабочие станции;
5. сетевые компьютеры.
· Большие машины и системы предназначаются для обслуживания крупных сетевых банков данных и банков знаний. По своим характеристикам их можно отнести к классу суперЭВМ, но в отличие от них они являются более специализированными и ориентированными на обслуживание мощных потоков и хранилищ информации.
· Кластерные структуры представляют собой многомашинные распределенные вычислительные системы, объединяющие под единым управлением несколько серверов. Это позволяет гибко управлять ресурсами сети, обеспечивая необходимую производительность, надежность, готовность и другие характеристики.
· Серверы — это вычислительные машины и системы, управляющие определенным видом ресурсов сети. Различают файл-серверы, серверы приложений, факс-серверы, почтовые, коммуникационные, Web-серверы и др. Термин рабочая станция отражает факт наличия в сетях абонентских пунктов, ориентированных на работу профессиональных пользователей с сетевыми ресурсами. Этот термин как бы отделяет их от ПК, обеспечивающих работу основной массы непрофессиональных пользователей, работающих обычно в авто-номном режиме. В качестве рабочей станции может работать как простейший клиентский компьютер, так и достаточно мощный АРМ, например, используемый в системе автоматизации проектирования.
· Сетевые компьютеры,, созданные на базе существующих стандартных микропроцессоров, представляют собой новый класс устройств. Само это название говорит о том, что они пред-назначаются для использования в компьютерных сетях. Они заслуживают более подробного освещения. В зависимости от выполняемых функций и от контекста под этим термином понимают совершенно различные устройства. Если эти устройства используются для подключения к сети с целью получения из нее информации, то под сетевым компьютером обычно понимают комбинированное устройство типа КПК, дополненное функциями подключения к сети Интернет, например, «наладонный компьютер» совместно с сотовым телефоном. В другом контексте под сетевым компьютером (процессором) понимают специализированные сетевые устройства, предназначенные для выполнения определенных сетевых функций: классификации сообщений, защиты передаваемых данных, управления по используемым протоколам и переадресации. Обычно эти устройства размещаются на «границах» сетей и дополняют функции маршрутизаторов, коммутаторов, шлюзов, мостов (п. 10.3). До последнего времени эти специфические функции выполнялись посредством быстрых специализированных микросхем (ASIC, Application-Specific Intergraded Circuits — интегрированная схема, специализированная по применению), включаемых в состав сетевых адаптеров. Наиболее сложные функции обработки передавались в программы центральных процессоров серверов или рабочих станций. Но такое решение, конечно, не обеспечивает необходимой гибкости и адаптации к изменяющимся условиям эксплуатации. Оно входит в противоречие с постоянно совершенствуемыми сетевыми технологиями, использованием новых протоколов, постоя нно растущими скоростями передачи данных.
· Поэтому в сетях все больше начинают применяться сетевые процессоры (NPU — network processing unit). (NPU — network processing unit). Построение сетевых устройств на основе микропроцессоров позволяет решить проблему одновременного увеличения скорости и гибкости. Заметим, что скорости сетевых интерфейсов в последние годы растут гораздо быстрее, чем скорости традиционных процессоров. Возможность быстрой смены программ в специализированных сетевых устройствах обработки делает их идеальным решением. Они избавляют администраторов сетей от дорогостоящих модернизаций оборудования, разгружают процессоры серверов и рабочих станций от выполнения ими несвойственных им связных функций, обеспечивают необходимую гибкость, адаптацию к изменению обстановки и т.д.
Функциональные возможности ЭВМ обусловливают важнейшие технико-эксплуатационные характеристики:
-быстродействие, измеряемое усредненным количеством операций, выполняемых машиной за единицу времени;
-разрядность и формы представления чисел, с которыми оперирует ЭВМ;
-номенклатура, емкость и быстродействие всех запоминающих устройств;
-номенклатура и технико-экономические характеристики внешних устройств хранения, обмена и ---ввода-вывода информации;
-типы и пропускная способность устройств связи и сопряжения узлов ЭВМ между собой (внутримашинного интерфейса);
-способность ЭВМ одновременно работать с несколькими пользователями и выполнять одновременно несколько программ (многопрограммность);
-типы и технико-эксплутационные характеристики операционных систем, используемых в машине;
-наличие и функциональные возможности программного обеспечения;
-способность выполнять программы, написанные для других типов ЭВМ (программная ----совместимость с другими типами ЭВМ);
-система и структура машинных команд;
-возможность подключения к каналам связи и к вычислительной сети;
-эксплуатационная надежность ЭВМ;
-коэффициент полезного использования ЭВМ во времени, определяемый соотношением времени полезной работы и времени профилактики.
32) Внутреннее устройство ПК (Корпуса, органы управления, системные платы,
BIOS персональный компьютер (ПК) представляет собой универсальную микропроцессорную систему. Основной микросхемой компьютера, в которой происходят все вычисления, является процессор. Конструктивно процессор состоит из ячеек, в этих ячейках данные могут не только храниться, но и изменяться. Внутренние ячейки процессора называются регистрами. Важно также отметить, что данные, попавшие в некоторые регистры, рассматриваются не как данные, а как команды, управляющие обработкой данных в других регистрах. Во время выполнения программы процессор постоянно обращается к оперативной памяти. Для передачи информации процессор и оперативная память соединяются между собой пучком (жгутом) проводов. Контроль над правильностью передачи информации по проводам обеспечивают специальные электронные схемы. Комплекс, состоящий из пучка проводов и электронных схем, обеспечивающих правильную передачу информации внутри компьютера, называют магистралью, системной шиной или просто шиной. Иногда, когда хотят подчеркнуть, что речь идет об отдельной части магистрали, по которой передаются адреса байтов оперативной памяти, говорят «адресная шина». А когда говорят о части шины, отвечающей за передачу содержимого этих байтов, применяют название «шина данных». Для того чтобы процессор мог обрабатывать данные, ему нужны команды, за это отвечает «шина команд». Шина связывает между собой не только процессор и оперативную память, фактически, все устройства компьютера – диски, клавиатура, дисплей и т.д. – так или иначе принимают и передают данные через шину. Для этого в шине предусмотрены стандартные разъемы, к которым подключаются те или иные устройства компьютера. Стандартный разъем шины иногда называют портом. /1/
Наиболее важные элементы компьютера: центральный процессор, модули памяти и множество микросхем, без которых он не мог работать, - размещаются на материнской плате. Это основная плата компьютера, обычно самая большая по размеру. Одновременно материнская плата служит еще и механической основой всей электронной схемы компьютера и несет на себе еще одну важную нагрузку – разъемы для установки дополнительных плат расширения. Ранее, основным параметром, определяющим свойства компьютера, была производительность его процессора. Сегодня для большинства бытовых систем это уже не так. Можно сказать, что ныне основным параметром является марка чипсета материнской платы. Чипсет – это микропроцессорный комплект. Чипсеты состоят из двух микросхем, одна из которых называется южным мостом, а другая, соответственно, северным. От чипсета материнской платы прежде всего завися частоты, на которых она может работать. От него зависит и возможный объем оперативной памяти, и количество дополнительных устройств, которые можно подключить к материнской плате.
BIOS (Basic Input Output System – базовая система ввода-вывода) – это одна из важнейших микросхем материнской платы. В ней записаны первичные программы, с которых начинается работа компьютера. Как только на процессор поступает питание, он обращается в эту микросхему на своей самой первичной программой и далее уже не прекращает свою работу, пока питание не будет выключено. Программы BIOS производят проверку основных систем компьютера сразу после включения, обеспечивают взаимодействие с клавиатурой и монитором, выполняют проверку дисководов и позволяют выполнить некоторые настройки чипсета материнской платы и даже самого процессора. Микросхему BIOS легко найти. За исключением процессора это единственная микросхем, которая не впаяна в компьютер, а установлена на специальной колодке. Шины материнской платы. С прочими устройствами процессор компьютера связан группами проводников, которые называются шинами. По функциям различают три основные шины: шину команд, шину данных и адресную шину. Адресная шина служит для выбора как команд, так и данных на оперативной памяти. можно считать, что она является управляющей для двух прочих шин.
Главная шина, FSB. Все шины, связывающие процессор с оперативной памятью, можно рассматривать как одну главную шину. Она называетсяшиной FSB (Front Side Bus).
Шина ISA (Industry Standard Architecture). Это такой стандарт, который позволил «врезать» в главную шину разъемы для подключения дополнительных устройств и работать с ними, как с внутренними.
Локальная шина. Шина ISA отработала свое на компьютерах второго и третьего поколения, а на компьютерах четвертого поколения стала сдерживающим фактором. Процессору требовались все более высокие частоты для обращения с памятью, и их соединяли специальной шиной, получившей название локальной.
Шина VLB. К концу 80-х гг. резко возросли требования к компьютерной графике. Решение искали недолго. Вновь врезали в шину, связывающую процессор с памятью, специальный разъем, к которому можно было подключить видеокарту. Так в компьютерах четвертого поколения появилась новая шина – VLB (VESA Local Bus).
Шина PSI. Видеокарта – далеко не единственное устройство, требующее высокой скорости обмена данными: есть еще дисководы, сканеры, звуковая карта и многие другие. Шина PSI (Peripheral Component Interconnect) стала новой локальной шиной в компьютерах нового поколения. Важным достоинством этой шины стала возможность создания самоустанавливающихся устройств (plug-and-play). Суть этого принципа состоит в том, что после физического подключения дочерней платы к материнской плате происходит автоматическое определение подключенного устройства и выделение ему таких ресурсов, чтобы оно не конфликтовало с другими, ранее установленными устройствами.
Интерфейс AGP. В конце 90-х гг. шина PCI стала сдерживать развитие компьютерной графики. Так появился новый интерфейс – AGP (AcceleratedGraphics Port). СтандартAGP предусматривает несколько режимов производительности. Какой именно из этих режимов можно использовать, зависит от чипсета материнской платы и конкретной видеокарты. Связь между шиной и основной материнской платы обеспечивает северный мост чипсета. Существуют также материнские платы, у которых в северный мост интегрирован целый видеопроцессор, обеспечивающий все функции видеокарты.
Интерфейс USB. Большинство современных материнских плат имеют так называемую универсальную последовательную шину USB (Universal SerialBus), разъем которого выводится на заднюю стенку системного блока. У современных компьютеров для удобства подключения разъемы USBнередко выводят на переднюю панель. С помощью шины USB сегодня подключают клавиатуры, мыши, модемы, сканеры, принтеры. Работа с устройствами USB – это тоже одна из функций чипсета материнской платы. Ее выполняет южный мост.