Тимур Сергеевич Машнин - Основы программирования с Java

именно, аппаратные средства, программное обеспечение и аспекты применения.
Изучение аппаратных средств включает в себя проектирование и строительство компьютерных систем в виде физических устройств для выполнения программы.
Изучение программного обеспечения включает в себя рассмотрение поведения алгоритмов, компьютерных программ, чтобы определить, работают ли они правильно и эффективно.
В центре внимания данной книги – программное обеспечение компьютерных систем.
В конце концов, основное использование компьютеров, это решение реальных задач.
В этой книги вы узнаете некоторые фундаментальные концепции программирования для
решения задач с использованием компьютерных программ.
Здесь мы будем использовать много примеров, которые работают с фотографиями и
изображениями, чтобы проиллюстрировать некоторые важные концепции программирования.
И вы сможете применить эти понятия для решения реальных задач.

9

Т. Машнин. «Основы программирования с Java»

Аппаратные средства
Давайте начнем рассмотрение основных компонентов компьютерных систем. И начнем
мы с аппаратных средств.
В общем и целом, есть два основных компонента в компьютере, а именно аппаратные и
программные компоненты.
В 1946 году, первый, общего назначения, электронный компьютер в мире был построен
Пенном.
Он назывался ENIAC. ENIAC означает электронный цифровой интегратор и компьютер.

Как вы можете видеть на этом слайде, ENIAC был большой машиной, которая весила
более 30 тонн, содержала приблизительно 18000 вакуумных трубок, и размещалась в большой
комнате 180 квадратных метров.
Если сравнивать с сегодняшним компьютером, вы увидите, что компьютерный чип, который используется в вашем мобильном телефоне, во много-много раз более мощный, чем
ENIAC.
Существует важное наблюдение, сделанное Гордоном Муром, сооснователем Intel, он
предсказал в 1965 году, что мощность компьютерного чипа удваивается примерно каждые 18
месяцев.
Это наблюдение еще работает и сегодня.
Это имеет некоторые очень важные последствия, потому что задача, которая требует одну
минуту времени обработки, используя сегодняшнюю машину, потребовала бы более 40 лет
времени обработки с помощью компьютера, разработанного 40 лет назад, то есть, машина все
равно бы не выполнила задачу после 40 лет.
В общем и целом, компьютер представляет собой электронное устройство, которое работает под управлением команд (или программ), хранящихся в запоминающем устройстве.

10

Т. Машнин. «Основы программирования с Java»

Диаграмма здесь иллюстрирует поток данных с помощью различных аппаратных компонентов.
Сначала принимаются данные с устройств ввода, далее данные обрабатываются арифметически и логически с помощью получения инструкций и данных из основной памяти, иногда
необходимо получить больше данных и файлов из устройств хранения.
Затем программа будет выдавать результаты на устройства вывода, иногда она может
передавать результаты обратно к устройствам хранения данных для использования в будущем.
Эту модель вычислений часто называют хранимой программой компьютера.
Основным компонентом компьютера является центральный процессор, который считается мозгом компьютера.

Процессоры можно найти во многих современных устройствах, включая ПК, ноутбуки
и мобильные устройства, такие как смартфоны и планшеты.

11

Т. Машнин. «Основы программирования с Java»

ных.

Центральный процессор получает инструкции из памяти и выполняет вычисление дан-

И ЦП, как правило, состоит из двух частей, а именно, это арифметико-логическое устройство и блок управления.

Арифметико-логическое устройство ALU отвечает за вычисления, в том числе основных
арифметических операций, таких как сложение, вычитание, умножение и деление, и логической оценки данных, в том числе логических сравнений, таких как "равно", "больше чем" или
"меньше чем".
Блок управления контролирует и координирует общие операции внутри компьютера.
Основные функции блока управления включают в себя:
Управление доступом к главной памяти хранения.
Управление последовательностью, в которой команды выполняются.
Регулирование времени всех операций, осуществляемых в CPU.
Отправка и прием сигналов управления в и из периферийных устройств, таких как клавиатура и принтер.
Управление потоком данных между АЛУ и --">