Какие особенности выполнения программы на ямк компьютером

Язык машинных команд

В соответствии с принципами Дж. фон Неймана выде­ляют четыре основных типа машинных ко­манд:

арифметические и логические;

внутренней пересылки данных;

Для уяснения специфики программирования на ЯМК вос­пользуемся двумя «учебными ком­пью­терами»: Счетная Маши­на «Малютка» и Учебный Компьютер «Нейман», описанных в не­ко­торых школьных учебниках по информатике. Для простоты ограничимся только цело­численной ариф­метикой и минимально необходимым подмно­жеством команд из систем машинных команд этих исполнителей.

СМ «Малютка»: процессор — одноадресный, длина поля кода операций 4 бита, длина поля адресной части 1 байт, длина адресуемой ячейки памяти равна длине команды, система счис­ления — двоично-шестнадцатеричная. Данная учебная машина 12-разрядная, а значит, каждая его коман­да может быть записана 12 / 4 = 3 шестнадцатеричными цифрами. В большинстве этих команд пер­вая цифра обозначает код операции, а две следующие — адрес ячейки, над которой производится дей­ствие

Система команд СМ «Малютка» (шестнадцатеричное представление).

Вид команды

Пересылка из ОП в сумматор

Пересылка из сумматора в ОП

Сложение сумматора с содержимым ОП

Умножение сумматора на содержимое ОП

Безусловный переход к ОП

Передача управления на ОП, если содержимое сумматора меньше или равно нулю (≤0)

Вывод содержимого сумматора в формате целых чисел

Смена знака сумматора

Получение обратной величины в сумматоре

Здесь запись аa обозначает адрес ячейки (две шестнадцатеричных цифры), а $ — «адрес» сум­матора. Запись (аa) и ($) обозначает содержимое ячейки с ад­ресом аa и содержимое сумматора, соответственно. ОП означает содержимое области памяти с адресом aa. СчК — счетчик команд.

В качестве базовых арифметических команд в «Малютке» выбраны сложение и умножение. Оставшиеся операции вычитания и деления (для вещественных чисел) реализуются с помощью специальных дополнительных инструкций изменения знака сумматора (код 300) и получения в сумматоре обратной величины (код 600).

Отрицательные числа в «Малютке» представляются в прямом коде. Например,

УК «Нейман»: процессор — трехадресный, длина поля кода операций 1 байт, адресуем каж­дый байт памяти, длина ячейки памяти равна длине машинной команды, представление чисел в па­мя­ти в форме с фиксированной точкой, система счисления — дво­ич­но-шестнадцатеричная. Наз­на­че­ние — арифметические расчеты с целыми числами. Размер машинного слова — 4 байта.

Оперативная память УК «Нейман» имеет размер 256 байт и делится на ячейки (машинные слова) размером 4 байта.

Адреса байтов лежат в интервале от 0 до 255. В шестнадцатеричной системе это соответству­ет диапазону от 0 до FF.

Группы из 4 байтов образуют ячейки. Адрес ячейки равен адресу младшего байта, входящего в нее (байта с меньшим номером).

Компьютер как исполнитель команд

Презентация на тему «Компьютер как формальный исполнитель алгоритмов»

• Скачать презентацию (0.19 Мб)
• 39 просмотров
• 7 загрузок
• 3.0 оценка

Ваша оценка презентации

Оцените презентацию по шкале от 1 до 5 баллов

Презентация для школьников на тему «Компьютер как формальный исполнитель алгоритмов» по информатике. pptCloud.ru — удобный каталог с возможностью скачать powerpoint презентацию бесплатно.

Формальный исполнитель Алгоритм и программа Особенности выполнения программы

Формальный исполнитель Данные Программа Решение Результат

Алгоритм-это последовательность действий для достижения цели(результата) Алгоритмы и программы 1 2 3 Исполнитель Команда Система Команд Исполнителя(СКИ)

Состав команд ЯМК предложил Джон фон Нейман в 1946г. Алгоритмы и программы Компьютер Исполнитель СКИ Язык Машинных Команд (ЯМК)

Программа управления компьютером- это последовательность команд ЯМК. Каждая команда-директива для процессора на выполнение определённого действия Алгоритмы и программы

Устройство ввода Устройство вывода ПРОЦЕССОР Оперативная память 1 2 3 4

Особенности выполнения программы 3+5; А, Б 0011+0101 трансляция

Особенности выполнения программы Создание программы на языке, понятном человеку (ЯПВУ) трансляция с ЯПВУ на ЯМК Исполнение программы на ЯМК Результаты

Компьютер не обладает способностью к анализу результатов, не может обойтись без программы и исходных данных, следовательно, компьютер- формальный исполнитель алгоритмов и программ.

В чём отличие формального исполнителя от интеллектуального? Что такое ЯМК? Кто предложил такую систему? Какие особенности выполнения программы на ЯМК компьютером? Что такое ЯПВУ? Особенности выполнения программы компьютером, написанной на ЯПВУ? Почему компьютер можно назвать формальным исполнителем?

Посмотреть все слайды

Презентация к уроку информатики «Компьютер как исполнитель»

КОМПЬЮТЕР КАК ИСПОЛНИТЕЛЬ

Выполнил учитель информатики

Громаков Станислав Иванович

Дай определение следующим терминам:

• Алгоритм …
• Исполнитель алгоритма…
• Система команд исполнителя …

Догадайся, без какого универсального исполнителя в наше время трудно обойтись?

Обдумай высказывание знаменитого ученого А.Эйнштейна:

«Как бы машина хорошо ни работала, решая поставленную перед ней задачу, но она никогда не придумает ни одной.»

2. В какой форме должны быть записаны команды алгоритма для компьютера, чтобы он мог их выполнить?

3. Можно ли компьютер назвать исполнителем алгоритма?

• Кто для компьютера придумывает задачи и создаёт алгоритмы?

« Компьютер как исполнитель»

Прочитай вопросы в учебнике на с 49. Подумай и сформулируй задачи урока.

Работа в группах:

Когда компьютер может исполнять алгоритм?

Почему компьютер является формальным исполнителем?

Что такое универсальный исполнитель?

Какие программы необходимы для работы компьютера?

За групповую работу – 3 балла

Вывод из групповой работы:

• Компьютер умеет выполнять программы, написанные на языках программирования.
• Компьютер является формальным исполнителем( только исполняет команды и ничего не спрашивает).
• Компьютер можно назвать универсальным исполнителем, так как он может обрабатывать данные разных видов и использоваться людьми разных профессий.
• Для работы компьютера нужны системные и прикладные программы.

Выполни задания в тетради:

За первое задание – 3 балла

За пятое задание – 2 балла

За шестое задание – 1 балл

6. Отметь верные высказывания. Вставь пропущенные буквы.

6. Отметь верные высказывания. Вставь пропущенные буквы.

Выполни задание на компьютере:

• Можете ли вы назвать тему урока?
• Вам было легко или были трудности?
• Что у вас получилось лучше всего и без ошибок?
• Какое задание было самым интересным и почему?
• Как бы вы оценили свою работу?

• Матвеева Н.В., Челак Е.Н. «Информатика 4 класс» ФГОС. Бином 2013 г.
• https://smartresponder.ru/user/files/311054/1672441185/13905527_003.jpg
• https://sotau.ucoz.ru/_ld/0/83826245.png
• https://900igr.net/datas/informatika/Iskusstvennyj-intellekt/0009-009-Intellektualnyj-ispolnitel.jpg

Урок 22. Компьютер как исполнитель

Порядок вывода комментариев: По умолчанию Сначала новые Сначала старые

Уважаемая Наталья Викторовна! Большое спасибо за большую и очень интересную работу, проделанную Вами. Ваши идеи мне очень помогли.

Очень интересный урок! Спасибо.

Большое спасибо Наталья Викторовна за данную разработку урока! Ваши уроки ,как всегда, на высоте!!

Смотрите также

Copyright (c) HTFI. Копирование информации разрешено, при условии указания активных ссылок на источники.

Компьютер как исполнитель команд

Исполнителем алгоритма может быть человек или автоматическое устройство – компьютеры, роботы, станки, спутники, сложная бытовая техника и даже детские игрушки. Каждый алгоритм создается в расчете на вполне конкретного исполнителя.

Компьютер, как исполнитель, любую работу выполняет по программе. Программы пишут люди, а компьютер формально их выполняет.

Разработчики систем искусственного интеллекта пытаются научить машину, подобно человеку, самостоятельно строить программу своих действий, исходя из условия задачи.

Ставится цель превращения компьютера из формального исполнителя в интеллектуального исполнителя.

Работа обоих исполнителей состоит из четырёх блоков, но формальный исполнитель работает по уже готовой программе, а интеллектуальный – сам составляет программу и получает результат.

Информация для компьютера — данные , представленные в форме, приемлемой для её передачи и обработки на компьютере.

Для работы с данными компьютеру необходимы инструкции ( команды , правила действия). Команды формируются в перечень команд.

Согласно фон Нейману, ЭВМ состоит из следующих основных блоков:

• арифметико-логическое устройство, выполняющее арифметические и логические операции;
• устройство управления, которое организует процесс выполнения программ;
• запоминающее устройство, или память, для хранения программ и данных;
• внешние устройства для ввода-вывода информации.

В современных компьютерах это:

• память (запоминающее устройство — ЗУ), состоящая из перенумерованных ячеек;
• процессор, включающий в себя устройство управления (УУ) и арифметико-логическое устройство (АЛУ);
• устройство ввода;
• устройство вывода.

Эти устройства соединены между собой каналами связи, по которым передается информация.

Функции памяти:

• прием информации из других устройств; — запоминание информации;
• выдача информации по запросу в другие устройства машины.

Функции процессора:

• обработка данных по заданной программе путем выполнения арифметических и логических операций;
• программное управление работой устройств компьютера.

Компьютер является универсальным исполнителем по обработке информации. Значит, для него, как для любого исполнителя, существует определённая система команд (СКИ). Такая система команд для компьютера называется языком машинных команд (ЯМК)

Программа для компьютера – это алгоритм, разработанный на ЯМК. Или, Программа управления компьютером – это последовательность команд ЯМК, где каждая команда – директива для процессора на выполнение определённого действия.

Согласно принципам Джона фон Неймана, программа во время её исполнения и данные, которые она обрабатывает, находятся в оперативной памяти (принцип хранимой в памяти программы). Процессор исполняет программу начиная с первой команды и заканчивая последней.

Для компьютера вся информация должна быть представлена в двоичных кодах, т.е. необходим способ перевода. Такой способ перевода называется трансляцией , а выполняет это транслятор.

Устройством, которое обрабатывает информацию в компьютере, является процессор, следовательно, алгоритм должен использовать систему команд процессора, или другими словами записан на машинном языке, представляющем собой последовательности нулей и единиц

Сначала программисты, работавшие на компьютерах первого поколения (50-е – 60-е г.), составляли программы на ЯМК (в двоичных кодах), но это довольно сложная работа, поэтому для облегчения программирования были созданы языки программирования высокого уровня (ЯПВУ) — это искусственно созданные языки с несколькими десятками слов (операторов) и строгими правилами синтаксиса. Составление программ на ЯПВУ намного проще. Примеры ЯПВУ: Фортран, Паскаль, Бейсик, Си и др.

Для того чтобы процессор мог выполнить программу, написанную на языке программирования, она и данные с которыми она работает должны быть загружены в оперативную память. Программа написана и загружена в оперативную память и для того чтобы процессор ее выполнил в оперативной памяти, должна быть еще и программа переводчик (транслятор), который переводит программу с языка высокого уровня на язык машинных команд

Таким образом, цепочка событий от составления программы на ЯПВУ до получения результатов решения задачи выглядит так

Человек всегда должен понимать ограниченность возможность компьютера как исполнителя, необходимость предусмотреть все тонкости команд, поручаемых компьютеру. Человек разрабатывает алгоритм, записывает его на ЯПВУ и анализирует результаты выполнения программы.

Устройством, которое обрабатывает информацию в компьютере, является процессор, следовательно, алгоритм должен использовать систему команд процессора, или другими словами записан на машинном языке, представляющем собой последовательности нулей и единиц

Сначала программисты, работавшие на компьютерах первого поколения (50-е – 60-е г.), составляли программы на ЯМК (в двоичных кодах), но это довольно сложная работа, поэтому для облегчения программирования были созданы языки программирования высокого уровня (ЯПВУ) — это искусственно созданные языки с несколькими десятками слов (операторов) и строгими правилами синтаксиса. Составление программ на ЯПВУ намного проще. Примеры ЯПВУ: Фортран, Паскаль, Бейсик, Си и др.

Для того чтобы процессор мог выполнить программу, написанную на языке программирования, она и данные с которыми она работает должны быть загружены в оперативную память. Программа написана и загружена в оперативную память и для того чтобы процессор ее выполнил в оперативной памяти, должна быть еще и программа переводчик (транслятор), который переводит программу с языка высокого уровня на язык машинных команд

Таким образом, цепочка событий от составления программы на ЯПВУ до получения результатов решения задачи выглядит так

Человек всегда должен понимать ограниченность возможность компьютера как исполнителя, необходимость предусмотреть все тонкости команд, поручаемых компьютеру. Человек разрабатывает алгоритм, записывает его на ЯПВУ и анализирует результаты выполнения программы.

Компьютер является формальным исполнителем программ.

Итак, компьютер не может обойтись без программы и исходных данных, подготовить их может только человек.

Поэтому можно говорить, что решение задач компьютером — это формальное исполнение алгоритма (программы), а компьютер является формальным исполнителем.

Компьютер может быть использован для решения самых разнообразных задач, поэтому, исходя из условия задачи, человек решает, каким программным средством пользоваться. Если в состав ПО входят программы, подходящие для решения задач человека, то удобнее ими воспользоваться (текстовый редактор, электронные таблицы, базы данных, презентации).

В случае, если нельзя воспользоваться готовым программным обеспечением, приходится прибегать к программированию (операционные системы, доработка ОС, трансляторы, драйверы, архиваторы, антивирусы).

Принцип программы, хранимой в памяти компьютера, считается важнейшей идеей современной компьютерной архитектуры. Суть идеи заключается в том, что

1) программа вычислений вводится в память ЭВМ и хранится в ней наравне с исходными числами; 2) команды, составляющие программу, представлены в числовом коде по форме ничем не отличающемся от чисел.

В основу работы компьютеров положен программный принцип управления, состоящий в том, что компьютер выполняет действия по заранее заданной программе.

Программное и аппаратное обеспечение в компьютере работают в неразрывной связи и взаимодействии. Состав программного обеспечения вычислительной системы называется программной конфигурацией.

Введ в спец_практ_Программный принцип работы компьютера. Компьютерисполнитель команд. Программный принцип работы компьютера

Единственный в мире Музей Смайликов

Самая яркая достопримечательность Крыма
Скачать 95.5 Kb.

— образовательные: познакомить с исполнителями алгоритма, с программным принципом работы компьютера.

— развивающая: развивать информационные знания учащихся

— воспитательная: развитие познавательного интереса, логического мышления
Теоретические сведения к практической работе
Алгоритм – последовательность действий, описывающая процесс преобразования объекта из начального состояния в конечное, записанная с помощью понятных исполнителю команд.

Исполнителем алгоритма может быть человек или автоматическое устройство – компьютеры, роботы, станки, спутники, сложная бытовая техника и даже детские игрушки. Каждый алгоритм создается в расчете на вполне конкретного исполнителя.

Компьютер, как исполнитель, любую работу выполняет по программе. Программы пишут люди, а компьютер формально их выполняет.

Разработчики систем искусственного интеллекта пытаются научить машину, подобно человеку, самостоятельно строить программу своих действий, исходя из условия задачи.

Ставится цель превращения компьютера из формального исполнителя в интеллектуального исполнителя.

Работа обоих исполнителей состоит из четырёх блоков, но формальный исполнитель работает по уже готовой программе, а интеллектуальный – сам составляет программу и получает результат.

Информация для компьютера — данные, представленные в форме, приемлемой для её передачи и обработки на компьютере.

Для работы с данными компьютеру необходимы инструкции (команды, правила действия). Команды формируются в перечень команд.

Первый компьютер, в котором были полностью реализованы эти принципы, был построен в 1949 г. английским исследователем Морисом Уилксом. Изменяется элементная база, компьютеры становятся все более и более мощными, но до сих пор большинство из них соответствуют тем принципам, которые изложил в своем докладе в 1945 г. Джон фон Нейман.

Согласно фон Нейману, ЭВМ состоит из следующих основных блоков:

— арифметико-логическое устройство, выполняющее арифметические и логические операции;

— устройство управления, которое организует процесс выполнения программ;

— запоминающее устройство, или память, для хранения программ и данных;

— внешние устройства для ввода-вывода информации.

В современных компьютерах это:

— процессор, включающий в себя устройство управления (УУ) и арифметико-логическое устройство (АЛУ);

Эти устройства соединены между собой каналами связи, по которым передается информация.

Функции памяти: — прием информации из других устройств; — запоминание информации; — выдача информации по запросу в другие устройства машины.

Функции процессора: — обработка данных по заданной программе путем выполнения арифметических и логических операций; — программное управление работой устройств компьютера.

Компьютер является универсальным исполнителем по обработке информации. Значит, для него, как для любого исполнителя, существует определённая система команд (СКИ). Такая система команд для компьютера называется языком машинных команд (ЯМК)

Программа для компьютера – это алгоритм, разработанный на ЯМК. Или, Программа управления компьютером – это последовательность команд ЯМК, где каждая команда – директива для процессора на выполнение определённого действия.

Рассмотрим этапы выполнения программы.

Согласно принципам Джона фон Неймана, программа во время её исполнения и данные, которые она обрабатывает, находятся в оперативной памяти (принцип хранимой в памяти программы). Процессор исполняет программу начиная с первой команды и заканчивая последней.
— Какое основное свойство оперативной памяти? (энергозависимость, работает с данными, активными в текущий момент времени)

Какие есть особенности в восприятии информации человеком и компьютером? (человек воспринимает информацию с помощью органов чувств, в виде знаков и сигналов, а компьютер воспринимает информацию в виде цифр (0 и 1).)

— Как сделать так, чтобы программа, написанная человеком, была понятна компьютеру? (нужен способ перевода)

Для компьютера вся информация должна быть представлена в двоичных кодах, т.е. необходим способ перевода. Такой способ перевода называется трансляцией, а выполняет это транслятор.

Вывод: Устройством, которое обрабатывает информацию в компьютере, является процессор, следовательно, алгоритм должен использовать систему команд процессора, или другими словами записан на машинном языке, представляющем собой последовательности нулей и единиц

Сначала программисты, работавшие на компьютерах первого поколения (50-е – 60-е г.), составляли программы на ЯМК (в двоичных кодах), но это довольно сложная работа, поэтому для облегчения программирования были созданы языки программирования высокого уровня (ЯПВУ) — это искусственно созданные языки с несколькими десятками слов (операторов) и строгими правилами синтаксиса. Составление программ на ЯПВУ намного проще. Примеры ЯПВУ: Фортран, Паскаль, Бейсик, Си и др.

Для того чтобы процессор мог выполнить программу, написанную на языке программирования, она и данные с которыми она работает должны быть загружены в оперативную память. Программа написана и загружена в оперативную память и для того чтобы процессор ее выполнил в оперативной памяти, должна быть еще и программа переводчик (транслятор), который переводит программу с языка высокого уровня на язык машинных команд

Таким образом, цепочка событий от составления программы на ЯПВУ до получения результатов решения задачи выглядит так

Человек всегда должен понимать ограниченность возможность компьютера как исполнителя, необходимость предусмотреть все тонкости команд, поручаемых компьютеру. Человек разрабатывает алгоритм, записывает его на ЯПВУ и анализирует результаты выполнения программы.

Компьютер является формальным исполнителем программ.

Итак, компьютер не может обойтись без программы и исходных данных, подготовить их может только человек.

Поэтому можно говорить, что решение задач компьютером — это формальное исполнение алгоритма (программы), а компьютер является формальным исполнителем.

Компьютер может быть использован для решения самых разнообразных задач, поэтому, исходя из условия задачи, человек решает, каким программным средством пользоваться. Если в состав ПО входят программы, подходящие для решения задач человека, то удобнее ими воспользоваться (текстовый редактор, электронные таблицы, базы данных, презентации).

В случае, если нельзя воспользоваться готовым программным обеспечением, приходится прибегать к программированию (операционные системы, доработка ОС, трансляторы, драйверы, архиваторы, антивирусы).

Принцип программы, хранимой в памяти компьютера, считается важнейшей идеей современной компьютерной архитектуры. Суть идеи заключается в том, что
1) программа вычислений вводится в память ЭВМ и хранится в ней наравне с исходными числами;
2) команды, составляющие программу, представлены в числовом коде по форме ничем не отличающемся от чисел.

В основу работы компьютеров положен программный принцип управления, состоящий в том, что компьютер выполняет действия по заранее заданной программе.

Программное и аппаратное обеспечение в компьютере работают в неразрывной связи и взаимодействии. Состав программного обеспечения вычислительной системы называется программной конфигурацией.