Аппаратные средства и программное обеспечение

Аппара́тное обеспече́ние [1] [2] [3] [4] , аппаратные средства, компьютерные комплектующие, «железо», (англ. hardware ) — электронные и механические части вычислительного устройства, входящие в состав системы или сети, исключая программное обеспечение и данные (информацию, которую вычислительная система хранит и обрабатывает). Аппаратное обеспечение включает: компьютеры и логические устройства, внешние устройства и диагностическую аппаратуру, энергетическое оборудование, батареи и аккумуляторы [5] . К аппаратному обеспечению относятся устройства, образующую конфигурацию компьютера. Различают внутренние и внешние устройства. Согласование между отдельными узлами и блоками выполняется с помощью аппаратно-логических устройств, называемых аппаратными интерфейсами. Стандарты на аппаратные интерфейсы называют протоколами. Протокол — это совокупность технических условий, которые должны быть обеспечены разработчиками устройств. Персональный компьютер — универсальная техническая система, конфигурацию которой можно изменять по мере необходимости.

Содержание

Компьютер [ править | править код ]

Аппаратное обеспечение вычислительных систем — обобщённое название оборудования, на котором работают компьютеры и сети компьютеров.

К аппаратному обеспечению обычно относят:

Некоторая часть задач, выполняемая аппаратным обеспечением может быть выполнена частично или полностью с помощью программной эмуляции, например, в персональных компьютерах часто используется программная реализация протоколов связи модемов, программная эмуляция функций отрисовки 3D изображений. Обычно перенос выполняемой задачи из аппаратной части в программную уменьшает стоимость оборудования, но увеличивает нагрузку на центральный процессор.

В случае существенной нагрузки на процессор определённого рода задачами, для повышения производительности производят обратную операцию: аппаратно реализуют часть алгоритма, уменьшая участие процессора в выполнении алгоритма.

Примеры аппаратной реализации алгоритмов, которые могли бы быть реализованы программно:

fpm_start( "true" );

Кроме того, в аппаратное обеспечение компьютера также входят внешние (по отношению к системному блоку) компоненты — периферийные устройства:

Архитектура [ править | править код ]

Под архитектурой аппаратного обеспечения компьютера понимаются внутренние компоненты компьютера и подключенные к нему устройства ввода (как компьютерная мышь и клавиатура) и устройства вывода (монитор). Внутренние компоненты компьютера вместе представляют собой вычислительное и управляющее устройство, объединённое шиной. Более распространены обозначения процессор, оперативная память и жесткий диск. Шина соединяет отдельные компоненты в сложную систему, так как без шины разрозненные детали не смогли бы функционировать. Процессор или ЦПУ определяет основную скорость работы компьютера. Требования к тактированию ЦПУ и собственной мощности процессора постоянно увеличиваются, так как и предъявляемые к технике требования тоже растут. Программное обеспечение, которое позже устанавливается на компьютер, требует все большей мощности процессора.

Термин архитектура распространяется на устройство комплектной системы, так как отдельные компоненты должны быть друг с другом согласованы, чтобы гарантировать бесперебойное протекание процесса. В противном случае в будущем это приведёт к проблемам с компьютером. Если элемент не подходит к другим компонентам, то они так же не могут потреблять полную мощность. Отдельные составные блоки, такие, как процессор, оперативная память или шина, при сборке корпуса должны составлять одно целое. Иначе подключенное к процессору программное обеспечение не сможет выполнять свои задачи в полной мере и обращение с компьютером будет усложнено.

Свое название компьютер получил от английского слова «compute», которое переводится как «вычислять». Действительно, первоначально компьютер создавался для осуществления сложных вычислений, однако это не единственное его назначение. Сейчас на компьютере можно рисовать, создавать музыку, верстать тексты, смотреть фильмы, играть и делать множество других полезных и не очень полезных дел. За счет чего компьютер имеет столь широкую область применения? За счет того, что его можно программировать, т.е. задавать компьютеру программы.

Программа – информация о том, какие команды и в каком порядке необходимо выполнять.

Сам по себе компьютер – это всего лишь инструмент для выполнения программ. Компьютер умеет делать то и только то, что записано в программе. Именно за счет использования программ компьютер является таким универсальным: если необходимо использовать компьютер в какой-то новой области, то не обязательно менять его устройство, достаточно изменить программу. В этом и состоит главное отличие компьютера от других приборов.

Разумеется, возможности компьютера не безграничны, они зависят и от устройства компьютера. Если в программе записана команда «издать звук», а компьютер не имеет звуковоспроизводящей аппаратуры, то звук он не издаст. С другой стороны, компьютер без программ также бесполезен, как пистолет без патронов или радиоприемник без радиостанций. Таким образом, можно сказать, что компьютер имеет две важные составляющие: аппаратуру и программы. Для полноценного функционирования необходимо обеспечить компьютер и тем, и другим.

Аппаратное обеспечение компьютера – это набор устройств, из которых состоит компьютер, и тех, которые могут быть к нему подключены.

По-английски аппаратное обеспечение называется hardware («твердое изделие»). На профессиональном сленге его называют «железом». Те устройства, из которых состоит компьютер (например, процессор), обычно называют комплектующими, а те устройства, которые к нему подключены (например, принтер), называют периферийными устройствами.

Программное обеспечение компьютера – совокупность программ, написанных для компьютера.

По-английски программное обеспечение называется software («мягкое изделие»). Некоторые программы необходимо просто запустить, и они работают без какого-либо участия пользователя. Такие программы называют автоматизированными. Другие же программы наоборот, поддерживают диалог с пользователем, задавая ему вопросы и выполняя его команды. Такие программы называют интерактивными (от англ. interactive – взаимодействующий, воздействующий друг на друга). Подавляющее множество программ, с которыми Вам предстоит иметь дело, в том числе текстовые и графические редакторы, компьютерные игры и многие другие, являются интерактивными.

Классификация аппаратного обеспечения

Математик Джон фон Нейман, которого считают одним из отцов компьютерной техники, еще в середине XX века разработал основные принципы построения вычислительных машин. По утверждению фон Неймана, в состав вычислительной машины должны входить такие устройства:

устройство ввода данных;

устройство вывода результатов.

Так как большинство компьютеров построено на основе «фон-неймановской архитектуры», практически каждый компьютер обладает этими устройствами. Рассмотрим функции каждого из них.

Заполняем пробелы – расширяем горизонты!

Компьютер (англ. computer – «вычислитель») — универсальное устройство, предназначенное для автоматизации получения, обработки, хранения, передачи и использования информации по заранее заданной программе.

Начнем с расшифровки, что означает ЭВМ и при чем здесь компьютер.

Что такое ЭВМ

В Советском Союзе первоначально использовался термин «ЭВМ».

ЭВМ является сокращением аббревиатуры «Электронная Вычислительная Машина».

Сейчас этот термин используется, в основном, в юридических документах. Например, нормативный документ СанПиН 2.2.2/2.4. 1340-03 «Гигиенические требования к ПЭВМ и организации работы» (редакция от 25.04.2007) пестрит аббревиатурой «ПЭВМ», что в контексте данного документа означает «персональные электронно-вычислительные машины».

В современных колледжах и техникумах до сих пор ведется подготовка студентов по специальности «оператор ЭВМ», подробнее ТУТ.

В историческом аспекте понятие ЭВМ автоматически означает, что идет речь о вычислительной технике 1940–80-х годов, которая разрабатывалась и выпускалась в Советском Союзе в этот период. Еще можно встретить термин «ЦВМ» – цифровая вычислительная машина. Это тоже самое, что и «ЭВМ».

В настоящее время термины «ЭВМ», «ПЭВМ», «ЦВМ» в бытовом плане практически не используются. Их вытеснил термин «компьютер» или «ПК» (персональный компьютер).

С момента своего изобретения и до настоящего времени компьютер был и остается вычислителем, точнее, машиной для вычислений. Все современные компьютерные технологии, включая видео, звук, графику, текст, основаны на математических действиях – сложении, вычитании, умножении, делении. Таким образом, все процессы, происходящие в компьютере, являются вычислительными. Руководит всеми процессами вычислений главный элемент компьютера – процессор (не зря его еще называют «мозг» компьютера).

Что такое аппаратное и программное обеспечение

Компьютеры прошли довольно большой путь, на котором его постоянно изменяли, модернизировали, улучшали. Конечно, многое изменилось в парке компьютерной техники, однако принципиальных изменений не произошло. По-прежнему, все действия в компьютере основаны на вычислениях, которые делаются согласно той логике, которую заложил человек при разработке аппаратного и программного обеспечения.

Аппаратное обеспечение (англ. hardware – аппаратные средства, технические средства) включает в себя все физические части компьютера, но не включает программное обеспечение, которое им управляет, и не включает информацию, имеющуюся на компьютере.

На компьютерном жаргоне hardware означает «железо» Аппаратное обеспечение без программного обеспечения действительно представляет из себя всего лишь навсего железо.

Программное обеспечение (англ. soft ware – математическое обеспечение, программное обеспечение, сокращенно «ПО») включает комплекс необходимых программ – инструкций для компьютера, записанных в понятной компьютеру форме, как ему следует выполнять ту или иную задачу: как вводить исходные данные, как их надо обрабатывать и как выводить результаты.

В компьютерном сленге вместо длинного словосочетания «программное обеспечение» давно употребляют короткое «софт».

Аппаратное и программное обеспечение неразрывно связаны друг с другом. Без программ аппаратура является просто железом, а без аппаратуры программы будут никому не нужными инструкциями для выполнения каких-то действий.

Все ли могут компьютеры

Отдельно хочу остановиться на широко распространенном мнении среди компьютерных новичков, будто бы компьютер – это такая чудо-машина, которая может самостоятельно «думать» или «понимать» все то, что он показывает.

На самом деле компьютер может лишь механически отображать точки, линии, цвета при помощи, например, монитора, принтера благодаря установленному на нем программному обеспечению.

Человеческий мозг сам узнаёт в том, что показывает компьютер, определенные образы, числа, слова и сам придает им те или иные значения, наделяет определенным смыслом, иногда даже сверхестественным.

Однако компьютер может работать лишь по программе – то есть, по заложенной в него инструкции. Он не обладает абстрактным мышлением, присущим человеку. Он также лишен эстетического восприятия и не способен творить, фантазировать, размышлять и самообучаться.

Чтобы «научить» компьютер фантазировать, надо создать для него соответствующие программы-инструкции. Однако современная компьютерная база пока этого не позволяет.

Как Вы думаете, почему до сих пор нет хороших компьютерных переводчиков текстов с одного языка на другой? Все дело в том, что пока невозможно создать программное обеспечение, способное проделывать ту же работу, которая происходит в голове у профессионального переводчика при переводе литературных текстов, наполненных символизмом, эмоциональностью, скрытыми смыслами и аллюзиями.

Переводчик подобных текстов фактически является соавтором книги, ведь он не переводит ее дословно, а пытается проанализировать, прочувствовать, пропустить через себя. Компьютеру такое пока не под силу.

Технические тексты, однако, компьютер переводит вполне сносно, поскольку здесь он имеет дело с однозначными терминами и клишированными грамматическими конструкциями, не скрывающими никакого потайного смысла и не передающими никаких чувств.

Компьютер, без сомнения, очень умная современная вычислительная машина, но это всего лишь помощник человека и зачастую незаменимый помощник. Именно поэтому я предлагаю Вам активно изучать и осваивать те возможности, которые он нам предоставляет.

Упражнение по компьютерной грамотности:

Вам подарили сканер (в рабочем состоянии), вы его подключили к ПК, а он не работает. В чем может быть причина? Пишите в комментариях свои соображения.

«>