Теоретические основы информатики

В настоящее время выделяют три режима обмена информацией:

· программно-управляемый ввод/вывод;

· обмен с устройствами по прерываниям;

· прямой доступ к памяти (ПДП).

Программно-управляемый обмен характеризуется тем, что все действия по вводу или выводу предусмотрены непосредственно в теле программы. Процессор полностью руководит ходом обмена, включая ожидание готовности периферийного устройства и прочие временныRе задержки, связанные с процессами ввода/вывода.

Суть обмена по прерываниям заключается в том, что УВВ сами требуют внимания процессора в том случае, когда оно необходимо. Например, клавиатура оповещает процессор, если была нажата или отпущена клавиша; все остальное время процессор выполняет программу, “не отвлекаясь” на клавиатуру.

В последнее время необходимость понимания механизма работы прерываний сильно возросла в связи с возникновением идеологии программирования по событиям. Она лежит в основе последних систем типа Visual Basic (базовый язык Microsoft Office) или Delphi. Приведем примеры нескольких событий, на которые программа может реагировать: сдвинута мышь, нажата (или отпущена) ее кнопка, нажата клавиша , выбран тот или иной пункт меню, открыто новое окно на экране и многие-многие другие.

В обоих описанных выше видах обмена руководство осуществлял ЦП. Чтобы улучшить эффективность использования вычислительной системы и увеличить скорость транспортировки крупных блоков данных от устройств в память и обратно, в современных компьютерах разработан так называемый прямой доступ к памяти (по-английски DMA -- Direct Memory Access). Принципиальное отличие ПДП заключается в том, что в этом режиме процессор не производит обмен, а только подготавливает его, программируя контроллера ПДП.

Для лучшего понимания принципа ПДП предлагаем сопоставить его упрощенную схему, представленную в книге В.Лина12, с шинной схемой ПК, приведенной в статье “Функциональное устройство”.

Материал о режимах ввода/вывода может быть сведен в следующую компактную, но весьма информативную таблицу:

*В процессе обмена контроллер ПДП взаимодействует с центральным процессором.

Рассказ о наиболее общих принципах работы УВВ следует дополнить конкретными примерами. Учитывая постоянное совершенствование технологий производства, примеры эти также все время приходится обновлять. В частности, на данном этапе происходит постепенное вытеснение мониторов на базе электронно-лучевой трубки жидкокристаллическими, а оптические мыши уже практически везде заменили менее совершенные механические. В рамках газетной публикации рассказать обо всех этих интересных устройствах не представляется возможным, поэтому посоветуем читателям обратиться к многочисленным книгам13.

Методические рекомендации

Изложение на уроках информатики в школе данной темы в большинстве случаев протекает весьма живо и интересно. В отличие от абстрактных рассказов о функционировании остальных частей компьютера работу внешних устройств можно наглядно продемонстрировать. Хотелось бы только предостеречь от двух крайностей: излишнего увлечения второстепенными деталями и поверхностного изложения материала. Поясним несколько подробнее.

При рассказе о работе внешних устройств следует больше внимания уделять их общим принципам работы, а не заучивать функции каждой конкретной управляющей кнопки. Иными словами, согласно общим целям образования, важнее рассказать о принципах функционирования, управления и обслуживания лазерных принтеров вообще, чем в совершенстве освоить практическую эксплуатацию вплоть до замены картриджа именно той модели, которая стоит в компьютерном классе.

Второй встречающийся на практике “перекос” заключается в излишнем увлечении пользовательским или, наоборот, чрезмерно абстрактным подходом к материалу курса. Порой это приводит к тому, что ученикам дается откровенно неправильное представление о процессах ввода/вывода в компьютере. Например, им сообщается, что клавиатура и отображающий вводимый текст дисплей связаны напрямую, т.е. как только мы нажимаем клавишу, ее код тут же поступает на монитор и отображается. Вот, например, цитата из статьи в центральном методическом журнале, которая рекомендует описывать ввод данных с клавиатуры следующим образом: “Клавиатура -> контроллер клавиатуры -> системная магистраль -> оперативная память -> системная магистраль -> центральный процессор -> системная магистраль -> видеоадаптер -> дисплей”.

На самом деле процесс далеко не такой примитивный14. Код нажатой клавиши поступает в компьютер (кстати говоря, в процессор!), но далее проводится весьма сложный программный анализ этого кода, и только затем по результатам анализа на экран монитора выводится тот или иной символ или группа символов. Отметим только, что происходящее в компьютере далеко не всегда очевидно, если исходить из житейской логики и обывательских наблюдений, и даже из общих соображений о закономерностях информационных процессов.

Рассматривая на уроках устройства ввода/вывода, можно придумать множество интересных заданий и вопросов. Возможные примеры приведены ниже.

· Является ли устройство чтения перфокарт устройством ввода? (Правильнее ответить нет, поскольку лучше трактовать перфокарты как внешнюю память на бумажном носителе.)

· При изучении устройства “старой” механической мыши с шариком докажите, что, пользуясь единственным датчиком, легко установить факт вращения колеса с прорезями и даже его скорость, но невозможно определить направление вращения. (Для решения данной проблемы в устройстве обязательно используются два датчика, хотя они часто располагаются в одном корпусе.)

· Как вы представляете себе процессы, происходящие в компьютере при наборе на клавиатуре слова?

· Правильно ли утверждение о том, что сканер считывает находящийся на бумаге текст? (Нет, не совсем, поскольку сканер передает в компьютер лишь “картинку”, которую потом обрабатывает программное обеспечение.)

· Почему у ЖК-мониторов нет того излучения, от которого приходится защищаться в мониторах на базе ЭЛТ? (В них отсутствует обегающий экран электронный луч, который при торможении излучает свою энергию.)

· Какое компьютерное устройство считывает штрих-коды товаров в магазине? (Ручной сканер.)

16. Файлы и файловая система

Важным отличительным свойством хранения данных на внешних носителях является наличие файловой системы (см.“Носители информации” и “Память внешняя”). Благодаря такой организации пользователь получает возможность ссылаться на программы и данные не путем указания наборов из нескольких числовых координат, но гораздо более удобным способом -- по имени. Реальных преимуществ от использования наглядной и практичной файловой концепции даже больше: “Представление пользователя о файловой системе как об иерархически организованном множестве информационных объектов имеет мало общего с порядком хранения файлов на диске. Файл, имеющий образ цельного, непрерывающегося набора байт, на самом деле очень часто разбросан “кусочками” по всему диску, причем это разбиение никак не связано с логической структурой файла…”15.

Чтением и записью файлов системы занимается операционная система (см. “Операционная система”). “Программа, скрывающая истину об аппаратном обеспечении и представляющая простой список поименованных файлов, которые можно читать и записывать, и является операционной системой. …Абстракция, предлагаемая операционной системой, намного проще и удобнее в обращении, чем то, что может предложить нам непосредственно основное оборудование”16. Таким образом, принципы организации файловой системы существенно зависят от ОС. Правда, если рассмотреть проблему поглубже, то окажется, что одна и та же ОС может использовать несколько разных файловых систем (FAT и NTFS в Windows, Ext3 и Reizer в Linux и т.д.). Более того, развитая ОС содержит средства доступа к файлам других систем (например, в Linux служба Samba обеспечивает доступ к файлам Windows).

Базовым понятием файловой системы является файл -- поименованная область информации определенного размера, размещаемая на внешних устройствах и рассматриваемая в процессе обработки как единое целое. Особо подчеркнем, что ОС воспринимает файл как минимальную структуру, с которой она может манипулировать.

В зависимости от содержания информации различают файлы с программами (исполняемые) и с данными (в современной терминологии их часто называют документами). Программы создают и обрабатывают документы, поэтому в современных системах между ними существуют определенные ассоциации. Так файлы odt являются продуктом текстового редактора Open Office Writer, а ppt -- презентационной системы MS PowerPoint. Система имеет средства для настройки ассоциаций между документами и программами.

Списки файлов и информация о них, такая, как дата создания, размер и т.д., а также сведения о физическом расположении частей файла на диске хранятся в специальной служебной области, которую по аналогии с распространенным библиотечным термином назвали каталогом (помимо каталога, на диске могут быть и другие служебные области, но при первом знакомстве эти подробности можно опустить).

Когда-то очень давно, когда единственными магнитными дисками на ПК были гибкие (в самом прямом смысле слова) дискеты в бумажных конвертах диаметром 5 или даже 8 дюймов, вся служебная информация о файлах хранилась в едином каталоге. Появление жестких дисков весьма скромной емкости в несколько мегабайт (!) существенным образом изменило ситуацию: на такой диск уже могли поместиться сотни файлов, так что найти нужный в длинном списке на экране стало проблематично.

Для решения возникшего затруднения файловой системе была придана иерархическая структура. Прежний каталог остался; он стал называться корневым, но в нем теперь могли храниться не только файлы, но и каталоги более низкого уровня; те, в свою очередь, помимо файлов могли содержать новые подкаталоги (subdirectory) и т.д. В пользовательской литературе по ОС Windows принято использовать термин папки, который почти совпадает с классическим понятием каталогов. Ради общности рассуждений мы не будем конкретизировать систему и переходить на терминологию Windows.

Иерархическая система вообще часто применяется человеком при хранении информации, так что, несмотря на некоторые технические трудности, пользователи ее быстро признали. Иерархия файлов и каталогов может быть изображена в виде графа. Возможные варианты принципиально разных организаций представлены на рисунке.

На рисунке a показана структура файловых систем с единым каталогом (CP/M, RT-11

и др.), на рисунке b -- иерархическая структура каталогов MS-DOS (версий 2.0 и выше) и Windows, а на рисунке c -- иерархия ОС семейства Unix. Принципиальное отличие двух последних рисунков заключается в том, что в системах Microsoft всегда имеет место однозначная связь между каталогом и файлом, а в Unix это необязательно: некоторые файлы (на рисунке c они закрашены серым цветом) могут одновременно принадлежать к нескольким каталогам и даже в них по-разному называться! Заметим, что граф, изображенный на рисунке b, в математике принято называть деревом, а на рисунке c -- сетью (см. “Графические модели”).

Интересно, что способ организации каталогов может зависеть от конкретного вида устройств.

В частности, в накопителях на гибких магнитных дисках, для которых характерно постоянное обновление состояния каталогов, каждый подкаталог хранится автономно и фактически является специфическим видом файла. На оптических дисках CD-ROM ситуация иная. Все каталоги там обычно создаются единовременно (в ходе так называемой сессии записи), а длина всех файлов, которые будут записываться на диск, заранее известна. Поэтому для ускорения доступа к файлам на CD-дисках вся информация каталога сгруппирована в одном месте, а каждый файл размещен на диске непрерывно, так что однозначно определяется началом и длиной (отпадает необходимость отслеживать расположение фрагментов файла). И совсем экзотически ведется файловая система на флэш-дисках, получивших в последнее время широкое распространение. Физическая особенность носителя состоит в том, что количество циклов перезаписи хотя и велико, но ограничено; поэтому при сохранении данных на такой диск принимаются специальные меры по обеспечению более равномерного распределения нагрузки на различные блоки флэш-памяти.

Концепция файловой системы зависит и от архитектуры ПК, в частности, принятая на компьютерах Apple организация файлов отличается от привычной нам на IBM PC.

В заключение отметим, что хотя для пользователя файл является единой конструкцией, сама ОС в процессе хранения делит его на отдельные логические блоки (кластеры). Причина чисто технологическая: системе слишком “обременительно” отслеживать состояние каждого отдельного сектора, т.к. их на современных носителях слишком много. На дискете кластер состоит из 1-2 секторов, зато на жестком диске большого объема это количество может быть гораздо больше, например, 16 секторов для 100 Гб диска (см. “Память внешняя”). Наряду с оптимизацией файловой системы применение крупных блоков записи одновременно приносит и отрицательные свойства. В частности, при “кластерном” методе сохранения небольшие файлы занимают лишь малую часть кластера, а оставшееся в блоке дисковое пространство просто не используется.

В то же время, каждый кластер состоит из нескольких секторов, являющихся основой дисковой структуры на физическом уровне: все дисковые накопители читают информацию посекторно.

Методические рекомендации

Курс информатики основной школы

Понятия о файле и некоторых практически важных особенностях, связанных с его хранением в различных файловых системах, являются необычайно важными для грамотного использования компьютера (попробуйте, например, объяснить без этого, что такое дефрагментация диска и почему она полезна!). Именно поэтому, хотя в Стандарте эта тема почему-то не упомянута, в Примерной программе базового курса она выделена.

Изучение данной темы в последнее время стало еще более актуальным в связи с широким распространением пользовательской философии работы в ОС Windows. При описании действий пользователя чаще всего используется терминология “программа/документ”, причем то, что все это хранится на диске в виде файлов (одного или нескольких), просто не упоминается. В результате такого, с позволения сказать, изложения элементарное копирование документов с жесткого диска на дискету или флэш становится процедурой невероятно трудной для понимания. С позиций “принципиального пользователя” алгоритм копирования текстового файла путем загрузки в Word с последующей операцией “Сохранить как...” и указанием дискеты выглядит более естественно, чем общепринятая процедура копирования.

В связи с вышеизложенным мы рекомендуем не пренебрегать вопросами хранения информации на носителях уже в рамках базового курса информатики. При изучении этой темы обязательно обсуждаются такие ключевые понятия, как логический диск, имя и тип файла, путь к файлу. Учащиеся должны освоить основные базовые операции с файлами: создать папку, копировать файл/папку, переносить, удалять, переименовывать. Полезно показать разные способы выполнения действий: через главное меню, через панель инструментов, через контекстное меню, научить работать с файл-менеджерами.

Курс информатики в старших классах

На данном этапе, учитывая более высокий уровень знаний учащихся, Стандарт предусматривает более глубокое рассмотрение операционных систем, причем с учетом того, что существуют их различные реализации. Поскольку обслуживание файловых систем есть неотъемлемое свойство ОС (см. “Операционная система”), мы рекомендуем в рамках изучения этого материала рассмотреть как общие положения, описанные в данной статье, так и особенности той конкретной ОС, которая используется в вашей школе.

На практических занятиях полезно обращать внимание учеников на структуры каталогов, организованных на школьных дисках. В свете требований Стандарта об организации личного информационного пространства следует приучать школьников продумывать расположение своих материалов, создавая логически удобную систему папок.

Целесообразно также дать ученикам хотя бы минимальное понятие о командах ОС, которые работают с файлами, продемонстрировав им интерфейс командной строки (см. “Пользовательский интерфейс”).

17. Функциональное устройство

Компьютер является сложным многоуровневым устройством, поэтому организовать его изучение можно по-разному. С точки зрения включения в содержание образования главного и существенного (см. “Критерии отбора содержания”) необходимо выделить самые важные, инвариантные элементы материала. С подобных позиций наибольший интерес при описании компьютера представляет именно его функциональное устройство.

Часто применяемое в учебниках описание компьютера с конструктивной точки зрения (системный блок, клавиатура, монитор и т.д.) годится только для практических занятий. С позиций теории месторасположение узла в том или ином корпусе не так существенно хотя бы потому, что разные машины могут проектироваться по-разному. Распространенные не так давно бытовые и школьные компьютеры (“БК”, “Спектрум”, “Корвет”, “УКНЦ” и т.п.) имели клавиатуру, которая монтировалась на крышке системного блока, а не являлась самостоятельным устройством. А в семействе Macintosh до сих пор монитор и системный блок образуют единое целое. Отличное от настольного ПК конструктивное оформление имеют и портативные компьютеры -- ноутбуки и тем более “наладонные” КПК. Но в то же время, несмотря на все эти различия, функциональная структура всех перечисленных моделей имеет много общего. Поэтому содержанием теоретического курса должны стать именно функциональные блоки -- процессор, память всевозможных видов, накопители на дисках различной природы и т.д. -- вне зависимости от того, где и на каких платах они смонтированы сегодня или будут устанавливаться завтра.

Как известно, впервые над устройством автоматической машины, способной работать без вмешательства человека по заранее составленной программе, более полутора столетий назад задумался гениальный английский ученый Чарльз Бэббидж. По мысли изобретателя, его аналитическая машина должна была состоять из следующих частей: “склад” для хранения чисел; “мельница” для производства арифметических действий над числами; устройство, определяющее последовательность выполнения операций машины (Бэббидж не дал ему специального названия; сейчас такое устройство называется устройством управления), и устройства ввода и вывода данных. Очевидно, что Ч.Бэббидж в значительной мере предвосхитил структуру вычислительной машины.

Более строгое обоснование функционального устройства машины было дано в классической статье “Предварительное рассмотрение логической конструкции электронного вычислительного устройства”17. В ней убедительно показано, что для построения вычислительного автомата он должен содержать вполне определенный набор функциональных узлов. Краткое резюме выглядит следующим образом: “Так как законченное устройство будет универсальной вычислительной машиной, оно должно содержать несколько основных органов, таких, как орган арифметики, памяти, управления и связи с оператором”.

Таким образом, первые ЭВМ проектировались из самых необходимых узлов, существование которых является наиболее естественным и необходимым.

А самым замечательным является то, что современные компьютеры сохранили такую же самую структуру. Сравним приведенное выше описание со строением современных компьютеров, которые состоят из следующих функциональных частей:

· устройство, в котором производятся операции по обработке всех видов информации; в современной терминологии оно называется арифметико-логическим устройством (АЛУ);

· устройство, обеспечивающее организацию выполнения программы обработки информации и согласованное взаимодействие всех узлов машины в ходе этого процесса, -- устройство управления (УУ); АЛУ и УУ в настоящее время удается выполнить в виде единой интегральной схемы, которая называется микропроцессором;

· устройство, предназначенное для хранения исходных данных, промежуточных величин и результатов обработки информации, а также, что очень важно, самой программы обработки информации; данное устройство принято называть памятью; существуют различные виды памяти, в том числе оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) и внешняя память на магнитных или оптических дисках;

· разнообразные устройства, способные преобразовывать информацию в форму, доступную компьютеру, -- устройства ввода;

· и, наконец, устройства, преобразующие результаты работы в доступную человеку форму, -- устройства вывода.

Каждому из перечисленных выше функциональных узлов посвящена отдельная статья (см. “Процессор”, “Память оперативная”, “Память внешняя” и “Устройства ввода/вывода”).

Несмотря на то что большинство компьютеров по-прежнему построено согласно классическим идеям, определенные особенности в построении функциональной схемы ЭВМ различных поколений все же имеются. Речь идет о механизме взаимодействия блоков.

В ЭВМ первого и второго поколений информационным центром машины был процессор (см. рисунок а). Все информационные потоки проходили через него, и управление всеми процессами также принадлежало этому блоку.

Такая структура вела к неэффективному функционированию машины, особенно когда программа в ходе своей работы требовала частого обращения к внешним устройствам. Для преодоления данной трудности процессор следовало освободить от наиболее медленных функций ввода/вывода и передать их специализированным процессорам обмена -- контроллерам. Идеи применения специализированных интеллектуальных схем для разгрузки центрального процессора были заложены в большие машины коллективного пользования IBM-360 (в СССР данное семейство машин было известно в качестве “аналога” под именем ЕС ЭВМ). В четвертом поколении появилась технологическая возможность собирать схемы управления в едином кристалле, и появились микроконтроллеры (см. “Контроллеры”).

Другой особенностью функциональной организации современных ЭВМ является наличие информационной магистрали (шины -- см. “Шины и интерфейсы”), которая служит для передачи информации от одних узлов машины к другим (см. рисунок b). Благодаря магистральной структуре конфигурация ПК может быть легко расширена путем присоединения к шине новых устройств. Еще одним новшеством шинной архитектуры является возможность обмена данными между отдельными устройствами без непосредственного участия центрального процессора (см. “Устройства ввода/вывода”).

Поскольку в новой схеме большая информационная нагрузка приходится на шину, в реальном компьютере делается несколько шин: устройства, быстродействие которых для вычислительной системы критично (например, ОЗУ или графический адаптер), получают отдельные шины.

Методические рекомендации

Курс информатики основной школы

На данном этапе Стандарт требует рассказать об основных компонентах компьютера и их функциях. Если принять за образец существующую примерную программу, то речь идет только об отдельных функциональных узлах (процессор, оперативная и долговременная память, устройства ввода/вывода), но не о способах их взаимодействия. Вопросы, связанные с последней тематикой, нормативные документы рекомендуют рассматривать позднее.

Функциональное устройство компьютера не следует смешивать с конструктивным, которое рассматривается в теме “Соединение блоков и устройств компьютера, других средств ИКТ”. В последнем случае как раз и следует говорить о системном блоке и устройствах, подключающихся к нему с помощью тех или иных разъемов и кабелей. В отличие от функционального устройства это чисто практический материал, определяемый конфигурацией имеющихся в школе компьютеров.

Курс информатики в старших классах

В Стандартах (и базовом, и профильном) старших классов говорится об архитектуре современных компьютеров. Предлагаемые примерные программы не содержат пояснений, что именно авторы понимают под архитектурой, оставляя подбор материала за учителем (к сожалению, как показано в статье “Архитектура” 2, это весьма неоднозначное понятие). По-видимому, наиболее естественным будет решение обсудить в рамках этой темы взаимодействие между функциональными узлами компьютера, предварительно повторив их названия и назначения.

В подготовленном классе рассказ о взаимодействии, например, процессора и ОЗУ может быть примерно таким. Чтение данных осуществляется следующим образом.

· Процессор выставляет на шину адреса необходимый адрес ячейки памяти.

· Процессор передает по шине управления необходимые сигналы, обеспечивающие чтение из ОЗУ.

· ОЗУ принимает управляющие сигналы процессора и в ответ считывает с соответствующей шины адрес, находит его содержимое и выставляет на шину данных.

· ОЗУ по соответствующим линиям шины управления сообщает процессору о готовности данных.

· Процессор, наконец, считывает с шины необходимую информацию.

Возможно, учителя сочтут целесообразным дополнить материал об архитектуре рассказом о системе команд компьютера (см. статью “Машинная команда”), что также является частью архитектуры.

18. Шины и интерфейсы

Интерфейс (сопряжение) -- способ и средства установления и поддержания информационного обмена между исполнительными устройствами автоматической или человеко-машинной системы. В общем случае интерфейс состоит из трех частей: аппаратной части, обеспечивающей электрическое и механическое соединение; протокола -- системы правил и соглашений о кодировании, синхронизации и логической организации передаваемой информации; управления -- программы или отдельного устройства, непосредственно выполняющего обмен.

Интерфейс -- очень широкое понятие, часто даже говорят об интерфейсе между человеком и компьютером (см. “Пользовательский интерфейс”).

Несколько более узким понятием является шина. Согласно энциклопедическому словарю18, в состав редакторов которого входил основоположник школьной информатики А.П. Ершов, шина есть разновидность канала связи, т.е. “техническое средство для передачи сигналов между устройствами, находящимися на расстоянии друг от друга”. Каждая шина предполагает определенные протоколы взаимодействия между подсоединенными к ней устройствами.

Задача передачи информации по каналу связи является классической проблемой теории информации (см. “Передача информации”). В то же время, ее практическое решение немыслимо без применения результатов ряда разделов физики и техники, объединяемых названием “теория и техника связи”. В вычислительной технике каналы связи применяются для передачи двоичной информации между узлами ЭВМ (включая внешние устройства), а также для связи между удаленными ЭВМ (сети).

Хотя определенные выше понятия имеют некоторую тонкую смысловую разницу, четко разграничить области их применения достаточно сложно; поэтому в компьютерной литературе между ними часто не делается большого различия: например, фразы “устройство подсоединяется через USB-интерфейс” и “устройство подсоединяется к USB-шине” с практической точки зрения означают одно и то же.

Для школьного курса информатики понятие шины представляет определенный методический интерес, поскольку на общей функциональной схеме компьютера шина служит средством, объединяющим его узлы (см. “Функциональное устройство”). Другой аспект этого интереса чисто практический: знание основных разновидностей шин и их возможностей позволяет грамотно подбирать и подсоединять подходящие внешние устройства.

Интерфейсы отчетливо разграничиваются на два больших класса -- параллельный и последовательный. В первом случае кабель имеет большое количество информационных линий (обычно их число кратно 8, что соответствует целому числу байт) и биты передаются по ним одновременно. Во втором -- линия одна и биты данных передаются последовательно друг за другом. Каждый способ имеет свои преимущества. В частности, параллельный интерфейс по определению быстрее, но из-за паразитного взаимодействия между проводами вынужден использовать гораздо более короткий кабель. Достижения технологий передачи данных по последовательному интерфейсу настолько впечатляющи, что в настоящее время происходит очень быстрый процесс замены жестких дисков с параллельным интерфейсом ATA на винчестеры с последовательным интерфейсом SATA (Serial ATA).

Шины современного компьютера весьма разнообразны и имеют богатую историю. Назовем наиболее распространенные: PCI (Peripheral Component Interconnect), AGP (Accelerated GraphicPort), ISA (Industry Standard Architecture), ATA (AT Attachment forDisk Drivers), SCSI (Small Computer System Interface), USB (Universal Serial Bus), FireWire (в дословном переводе “огненный провод”) и другие. Для более глубокого знакомства с конкретными шинами следует обратиться к технической литературе, например, известной энциклопедии М.Гука19.

Методические рекомендации

Очевидно, что в курсе основной школы достаточно первоначального понятия о шине (магистрали) и ее роли в общей функциональной схеме компьютера. Зато в старших классах обойти молчанием этот вопрос, видимо, не удастся. Обсуждая “Выбор конфигурации компьютера” (цитата из Стандарта базового уровня), нельзя не учитывать широкого ассортимента существующих шин.

1 Андреева Е.В., Босова Л.Л., Фалина И.Н. Математические основы информатики. М.: БИНОМ, Лаборатория Знаний, 2005, 328 с.

2 Ямпольский В.С. Основы автоматики и электронно-вычислительной техники. М.: Просвещение, 1991, 223 с.

3 Токхейм Р. Основы цифровой электроники. М.: Мир, 1988, 392.

4 Информатика. Задачник-практикум в 2 т. / Под ред. И.Г. Семакина, Е.К. Хеннера: Т. 1. М.: Лаборатория Базовых Знаний, 1999.

5 См., например, эксперименты 3.6.2 в: Еремин Е.А.Популярные лекции об устройстве компьютера. СПб.: BHV-Петербург, 2003, 272 с.

6 Подробному описанию учебных моделей посвящен сайтhttp://educomp.org.ru.

7 Петцольд Ч. Код. М.: Русская Редакция, 2001, 512 с.

8 Автор цитаты использует термин “постоянная” память вместо “внешняя”.

9 Термин “процессор” еще часто используют при характеристике программного обеспечения -- текстовый процессор, табличный процессор и т.п.; мы не будем касаться этого значения в рамках данной статьи.

10 Гук М.Ю. Процессоры Intel: от 8086 до Pentium II. СПб.: Питер, 1997, 224 с.

11 Шагурин И.И., Бердышев Е.М. Процессоры семейства Intel P6. Архитектура, программирование, интерфейс. М.: Горячая линия -- Телеком, 2000, 248 с.

12 Лин В. PDP-11 и VAX-11. Архитектура ЭВМ и программирование на языке ассемблера. М.: Радио и связь, 1989, 320 с.

13 Например, в учебнике: Максимов Н.В., Партыка Т.Л., Попов И.И. Архитектура ЭВМ и вычислительных систем. М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2005, 512 с. -- этому описанию отведено около 40 страниц.

14 Читатели газеты могут обратиться за подробностями к статье Е.А. Еремина “От нажатия клавиши до сохранения данных в ОЗУ”. Информатика, 2005, № 20-22.

15 Олифер В.Г., Олифер Н.А. Сетевые операционные системы. СПб.: Питер, 2002, 544 с.

16 Таненбаум Э. Современные операционные системы. СПб.: Питер, 2004, 1040 с.

17 Беркс А., Голдстейн Г., Нейман Дж. Предварительное рассмотрение логической конструкции электронного вычислительного устройства // Кибернетический сборник. М.: Мир, 1964. Вып. 9.

18 Математический энциклопедический словарь / Гл. ред. Ю.В. Прохоров. М.: Советская Энциклопедия, 1988, 847 с.

19 Гук М. Аппаратные средства IBM PC. Энциклопедия. СПб.: Питер, 2003, 923.

Размещено на Allbest.ru