Последовательность инструкций предназначенных для исполнения устройством вычислительной машины

2010/05/24 13:22:36

Компьютерная программа

Компью́терная програ́мма — последовательность инструкций, предназначенная для исполнения устройством управления вычислительной машины. Чаще всего образ программы хранится в виде исполняемого модуля (отдельного файла или группы файлов). Из этого образа, находящегося как правило на диске, исполняемая программа в оперативной памяти может быть построена программным загрузчиком. В зависимости от контекста, рассматриваемый термин может относиться также и к исходным текстам программы.

Закон РФ «О защите программ»

В Законах РФ «О защите программ и баз данных для ЭВМ» и «Законе об авторских и смежных правах» дано следующее определение компьютерных программ:

Программа для ЭВМ — это совокупность команд и данных, предназначенных для определенного функционирования ЭВМ.

В системном программировании существует более формальное определениеШаблон:Источник? программы как размещённых в оперативной памяти компьютера данных и машинных кодов, исполняемых процессором для достижения некоторой цели. Здесь подчеркиваются две особенности: нахождение программы в памяти и её исполнение процессором.

Ошибки в программах для ЭВМ

Программы для ЭВМ содержат ошибки, если при их выполнении ЭВМ возникают сбои, отказы либо неправильные результаты.

Количество ошибок в программах обычно неизвестно. Процесс поиска и исправления ошибок называется отладкой программ на ЭВМ.

Продолжительность отладки программ на ЭВМ заранее неизвестна. После нахождения ошибки в программе следует искать следующую ошибку и так далее.

Отсутствие ошибок в программах могут дать только доказательства (Э.Дейкстра, Дисциплина программирования.)

Программирование

Процесс создания компьютерных программ носит название программирование, а людей, занимающихся этим видом деятельности, называют программистами либо разработчиками программ для ЭВМ. Людей, занимающихся отладкой программ на ЭВМ путем тестирования называют тестировщиками.

Запись исходных текстов программ при помощи языков программирования удобна для понимания и редактирования человеком. Этому, в частности, помогают комментарии, допустимые в синтаксисе большинства языков. Для выполнения на компьютере готовый текст программы преобразуется (компилируется) в машинный код.

Языки программирования

Некоторые языки программирования позволяют обходиться без предварительной компиляции программы и переводят её в инструкции машинного кода непосредственно во время исполнения. Этот процесс называется динамической компиляцией и он позволяет добиться большей переносимости программ между разными аппаратными и программными платформами при сохранении многих плюсов компиляции.

Интерпретация программ

Интерпретируемые программы, для которых как правило не применяется процесс компиляции и которые интерпретируются операционный системой или специальными программами-интерпретаторами, называются скриптами или «сценариями».

Исходные тексты компьютерных программ в большинстве языков программирования состоят из списка инструкций, точно описывающих заложенный алгоритм. Подобный подход в программировании называется императивным. Однако применяются и другие методологии программирования. Например, описание исходных и требуемых характеристик обрабатываемых данных и предоставление выбора подходящего алгоритма решения специализированной программе-интерпретатору — такой подход называется декларативным программированием. Также, применяются функциональное и логическое программирование.

Пользователи программ

Большинство пользователей компьютеров используют программы, предназначенные для выполнения конкретных прикладных задач, таких как подготовка и оформление документов, математические вычисления, обработка изображений и т. п. Соответствующие программные средства называют прикладными программами или прикладным программным обеспечением. Управление компонентами вычислительной системы и формирование среды для функционирования прикладных программ берёт на себя системное программное обеспечение, наиболее важной составляющей которого является операционная система.

Защита прав потребителей

Пользователи программ для ЭВМ согласно Закону РФ «О защите прав потребителей» имеют общегражданские права на защиту своих прав при обнаружении дефектов в программах на ЭВМ — права на замену программ без дефектов либо на возврат денег за приобретение дефектной продукции.

Дефектами программ для ЭВМ являются сбои, отказы и ошибки в работе программ, зафиксированные протокольно на твердом носителе или на бумажном носителе либо на компакт-дисках с тестовыми примерами и тестовыми программами с предоставлением корий платежных документов и копий документов и лицензий с гарантиями качества и процедурами обмена дефектной продукции.

Литература

1. Дейкстра Э. Дисциплина программирования. М.: Мир, 1978.
2. Соммервил Дж. Програмная инженерия. М.: Мир, 2004.
3. Каймин В.А. Методы разработки программ на языках высокого уровня. М.: МИЭМ, 1985.
4. Каймин В.А. Основы доказательного программирования. М.: МИЭМ, 1987.
5. Каймин В.А. Информатика. Учебник для студентов вузов. М.: ИНФРА-М, 1999-2009.
6. Каймин В.А. Информатика. Учебник для школьников. М.: Прогресс, 2009.

Интернет-ссылки

• Технологии Доказательного Программирования
• информатика в Школах и Вузах

Процессор -устройство,
отвечающее за выполнение арифметических,
логических операций и операций управления,
записанных в машинном
коде.

Микропроце́ссор — процессор реализованный
в виде одной микросхемы или
комплекта из нескольких специализированных
микросхем

Как
работает
—Процессор
имеет специальные ячейки, которые
называются регистрами. Именно в регистрах
помещаются команды, которые выполняются
процессором, а также данные, которыми
оперируют команды. Работа процессора
состоит в выборе из памяти в определенной
последовательности команд и данных и
их выполнении. На этом и базируется
выполнение программ.

Программа
– набор команд, последовательно
исполняемых (выполняемых) процессором.

1)последовательность инструкций,
предназначенных для исполнения устройством
управления
вычислительной
машины

2)Набор расположенных поэтапно команд, позволяющих КОМПЬЮТЕРУ выполнить поставленную задачу.

Цикл —
любая многократно исполняемая
последовательность инструкций,
организованная любым способом (например,
с помощью условного
перехода)

Команда
—
элементарная
инструкция, действие, операция, выполняемые
вычислительным устройством.(процессором)

Компьютерная
ши́на — подсистема,
служащая для передачи данных между
функциональными блоками компьютера.

Шина
адреса — компьютерная
шина,
используемая центральным процессором или
устройствами, способными инициировать
сеансы DMA(-
режим обмена данными между
устройствами компьютера или
же между устройством и основной
памятью без
участия центрального
процессора (ЦП).
В результате скорость передачи
увеличивается, так как данные не
пересылаются в ЦП и обратно.),
для указания физического
адреса
слова ОЗУ (или
начала блока слов), к которому устройство
может обратиться для проведения операции
чтения или записи.

Шина
данных —
часть системной
шины,
предназначенная для передачи данных
между компонентами компьютера

Шина
управления  — компьютерная
шина,
по которой передаются сиг­налы,
определяющие характер обмена информацией
по ма­гистрали. Сигналы управления
определяют, какую операцию (считывание
или запись информации из памяти)
нужно производить, синхронизируют
обмен информацией между
устройствами и т. д.

Двунаправленная
линия (шина) —
линия (шина), по которой сигналы могут

передаваться
в обоих направлениях (по очереди).

однонаправленная
шина
в единицу времени может передавать
данные только в одну сторону, двунаправленная
сразу в 2 стороны.

Центральный
процессор состоит:

• Регистр процессора —
  блок ячеек памяти, образующий
  сверхбыструю оперативную
  память (СОЗУ)
  внутри процессора

• Кэш-—
  промежуточный буфер с
  быстрым доступом, содержащий информацию,
  которая может быть запрошена с наибольшей
  вероятностью.

• Модуль
  операций с плавающей запятой (или с
  плавающей точкой или Математический
  сопроцессор )
  — часть процессора для выполнения
  широкого спектра математических
  операций над вещественными
  числами.

— сопроцессор для
расширения командного множества центрального
процессора и
обеспечивающий его функциональностью модуля
операций с
плавающей запятой,
для процессоров, не имеющих интегрированного
модуля.

• Блок
  управления памятью или устройство
  управления памятью ) —
  компонент аппаратного
  обеспечения компьютера,
  отвечающий за управление доступом
  к памяти,
  запрашиваемым центральным
  процессором.
  Его функции заключаются в трансляции
  адресов виртуальной памяти в адреса
  физической памяти (то есть управление
  виртуальной памятью), защите памяти,
  управлении кеш-памятью,
  арбитражем шины и, в более простых
  компьютерных архитектурах (особенно
  8-битных), переключением блоков памяти.

Машинный
цикл —
временной интервал, в течение которого
осуществляется чтение или запись одного
байта.

— составляющая
часть машинной
команды.
Машинный цикл состоит из машинных
тактов.

Командным
циклом
называются
Действия по выбору из памяти и выполнению
одной команды

Такт—
операция, которую может совершать
процессор в секунду

Код
операции, операционный
код, опкод —
часть машинного
языка,
называемая инструкцией и
определяющая операцию, которая должна
быть выполнена.

Стек
представляет
собой набор ячеек памяти, организованный
особым образом. Он служит для записи
различных данных, или адресов команд.

Указатель
стека (STACK
POINT) –
это регистр, который указывает на верхнюю
ячейку стека, следующую за последней
заполненной ячейкой, куда должны быть
записаны новые данные. Все операции со
стеком выполняются благодаря указателю
стека.

Программный
счетчик(счётчик команд)
program
counter — внутренняя переменная ассемблера,
равная смещению текущей команды или
данных относительно начала сегмента.
Для преобразования меток в адреса
используется именно значение этого
счетчика.

Аккумулятор
—
выделенный внутренний регистр процессора,
который принимает

участие
в выполнении большинства команд.

АЛУ
—
арифметико-логическое устройство (ALU).
Арифметико-логическое устройство (или
АЛУ, ALU) предназначено для обработки
информации в соответствии с полученной
процессором командой.

—
блок процессора,
который под управлением устройства
управления(УУ)
служит для выполнения арифметических
и логических преобразований (начиная
от элементарных)
над данными, называемыми в этом случае
операндами.
Разрядность операндов обычно называют
размером машинного
слова.

Команды
управления

(JuMP)
jmp метка 

Назначение: используется
в программе для организации безусловного
перехода как внутри текущего сегмента
команд, так и за его пределы. При
определенных условиях в защищенном
режиме работы команда jmp может
использоваться для переключения задач.

jmp
адрес_перехода —
безусловный переход без сохранения
информации о точке возврата.

СХОДСТВА-РАЗЛИЧИЯ

Команды
безусловного перехода (JMP), вызова
подпрограмм (CALL) и возврата из них (RET)
передают управление по адресу, указываемому
в команде (JMP, CALL) или по адресу, выбираемому
из стека (RET).

Трехбайтная
команда передачи управления JMP адр
содержит полный 16 битный адрес перехода.
При ее выполнении адрес перехода
загружается в счетчик команд РС, а
текущее содержимое РС теряется. Команда
JMP адр выполняется за три машинных цикла.
Трехбайтная команда вызова подпрограмм
ЗВОНИТЕ адр имеет формат аналогичный
команде JMP, однако при ее выполнении
адрес следующей по порядку команды не
теряется. Выполнение команд вызова
подпрограмм начинается с запоминания
адреса возврата (адреса следующей после
ЗВОНОК команды) в стеке, и только после
этого происходит перезагрузка ПК адресом
первой команды подпрограммы. Подпрограмма
должна завершаться однобайтной командой
возврата RET, перезагружающей содержимое
ПК адресом возврата. Команда ЗВОНИТЕ
адр выполняется за пять машинных циклов,
а команда RET — за три машинных цикла.

Что
Шевелько может спросить:

Мнемоника— вид
буквенно–цифровой записи команд

Ассе́мблер
— компьютерная программа, компилятор
исходного текста программы написанной
на языке ассемблера, в программу на
машинном коде.

Ассемблер
представляет собой символьную запись
цифровых

кодов
машинного языка, кодов команд процессора

Компиля́тор — программа,
выполняющая компиляцию^[1][2][3].

Компиляция — трансляция
программы,
составленной на исходном языке
высокого уровня,
в эквивалентную программу на низкоуровневом
языке,
близком машинному
коду (абсолютный
код, объектный
модуль,
иногда на язык
ассемблера)^[2][3][4].
Входной информацией для компилятора
(исходный
код)
является описание алгоритма или программа
на объектно-ориентированном
языке,
а на выходе компилятора — эквивалентное
описание алгоритма на машинно-ориентированном
языке (объектный код)^[5].

Компилировать —
проводить трансляцию машинной программы
с проблемно-ориентированного языка на
машинно-ориентированный язык^[3].

Устройство
управления —
узел микропроцессора,
выполняющий управление прочими
компонентами. В задачи устройства
управления входит выборка и декодирование
потока инструкций,
выдача кодов функций в исполнительные
устройства,
принятие решений по признакам результатов
вычислений, синхронизация
узлов микропроцессора.

В
состав устройства управления входят
следующие блоки:

• Блок
  генерации адресов инструкций. Он
  содержит в себе регистр программного
  счётчика (program
  counter или instruction
  pointer),
  хранящий адрес считываемой из памяти
  инструкции, и модифицирующийся после
  выборки каждой инструкции.

• Блок
  выборки инструкции, обеспечивающий
  считывание программ из памяти
  через устройство
  ввода-вывода.
  Он получает на вход адрес с блока
  генерации адреса инструкции, передаёт
  его на УВВ, получает с него данные по
  переданному адресу, и выдаёт на блок
  декодирования интсрукций.

• Блок
  декодирования инструкций, производящий
  преобразование кодов инструкций в
  последовательность кодов функций,
  передаваемые на исполнительные
  устройства.

• Блок
  переходов. Получает
  функциональные коды переходов и
  ветвлений, признаки результатов операций
  с функциональных устройств, проверяет
  истинность условия перехода, и передаёт
  сигнал на изменение программного
  счётчика.

• Блок
  обработки исключений. Принимает
  извне сигналы исключительных ситуаций
  (прерывания, ошибки узлов микропроцессора,
  нарушение привилегий, команды-ловушки
  и пр.) и передаёт сигнал на переход по
  вектору исключения в случае обнаружения.

• Блок
  отладки —
  необязательный. Служит для упрощения
  отладки программ. В его функциональность
  входит установка аппаратных точек
  останова (breakpoints),
  доступ к внутренним узлам процессора
  через специальный интерфейс.
  Доступ к блоку может быть как программный
  (через специальные инструкции), так и
  аппартный (через физический отладочный
  интерфейс).

Дикремент-?

Инкремент-?

Спросит,
сколько команд потребовалось чтобы
выполнить 1ю часть 3й лабы- мы ответили
2,спросит сколько потребовалось ячеек
данных (байт),скажите 11.

Творческая работа

по информатике

КРОССВОРД

Выполнила ученица 9 класса

Сазанова Татьяна

Руководитель: учитель информатики

Полоскина С.В.

По горизонтали: 2. Устройство или система, способное выполнять заданную, чётко определённую изменяемую последовательность операций. 3. Именованная область данных на носителе информации. 5. Жёсткий диск,   запоминающее устройство (устройство хранения информации). 6. Единица хранения и обработки цифровой информации. 7. Набор инструкций, описывающих порядок действий исполнителя для достижения результата решения задачи за конечное число действий.

По вертикали: 1.Комплект расположенных в определенном порядке клавиш для управления каким-либо устройством или для ввода данных. 4. Последовательность инструкций, предназначенных для исполнения устройством управления вычислительной машины. 8. Всемирная система объединённых компьютерных сетей для хранения и передачи информации.

подсказка

Если затрудняетесь ответить, можете раскодировать ответы.

Кодировочная таблица.

По горизонтали: 2.— 12, 16,   14,   17,  30, 32,  20,  6,  18. 3.- 22, 1,  11, 13. 5.- 3, 10, 15, 25, 6, 19, 20, 6, 18. 6.- 2, 1, 11, 20. 7.- 1, 13,  4, 16,  18, 10, 20, 14.

По вертикали: 1.- 12, 13, 1, 3, 10, 1, 20, 21, 18, 1. 4.- 17, 18, 16, 4, 18, 1,  14, 14, 1. 8. — 10, 15, 20, 6, 18, 15, 6, 20.