§ 1. Компьютеры и программы

Определения и обозначения

Компьютер — устройство, которое принимает, хранит и обрабатывает информацию по заданным программам. Например, он может получить текст с клавиатуры, сохранить его и показать на экране. Само устройство не выбирает, что делать: его возможности определяются установленными деталями и программами. Поэтому один компьютер может подходить для разных задач, если у него есть нужные оборудование и программное обеспечение.

Программа — последовательность команд, которую компьютер выполняет для решения задачи. Команды задают действия и их порядок: например, как принять символы, изменить текст и сохранить результат. Благодаря программе компьютер выполняет работу предсказуемо, а не действует наугад. Для разных задач нужны разные программы.

Аппаратное обеспечение — физические устройства компьютера, которые можно увидеть и потрогать. К устройствам ввода относятся клавиатура и мышь, обработку данных выполняет процессор, а хранить их может накопитель. Монитор и принтер выводят результат. Устройства нужны, чтобы компьютер мог получать данные, работать с ними, сохранять их и передавать пользователю.

Программное обеспечение — программы, которые управляют работой компьютера и помогают пользователю решать задачи. Оно включает системные программы, обеспечивающие работу компьютера, и прикладные программы, например текстовый редактор. Без программ устройства не получили бы точных команд для совместной работы. Именно программы помогают использовать оборудование для конкретной цели.

Как это устроено

Компьютер сам по себе не знает, какую задачу нужно решить и какие действия выбрать. Он выполняет только команды, записанные в программе, поэтому для каждой работы нужен подходящий набор инструкций. Например, чтобы сохранить текст, программа должна принять введённые символы и передать их для записи в файл. Если команда не задана, компьютер не догадается выполнить действие по желанию пользователя.

При решении задачи устройства работают вместе, потому что каждое выполняет свою часть. Сначала устройство ввода передаёт компьютеру данные, затем процессор обрабатывает их согласно программе. Если результат нужно сохранить, его записывают на накопитель, а для показа передают на монитор. Так данные проходят от ввода к обработке, хранению или выводу, а программы указывают устройствам, как действовать на каждом этапе.

Различие между аппаратным и программным обеспечением легко увидеть на примере набора текста. Клавиатура — устройство: она передаёт нажатые клавиши, а монитор показывает результат. Текстовый редактор — программа: он принимает символы, позволяет исправлять текст и сохранять его. Для печати нужны также принтер и программа, которая передаст документ на печать; это показывает, что задача зависит и от устройств, и от программ.

Для работы компьютера нужны системные программы, потому что они организуют взаимодействие его частей. Например, операционная система управляет устройствами и позволяет запускать другие программы. Прикладные программы нужны уже для пользовательских задач: редактирования текста, рисования или просмотра изображений. Прикладное приложение не заменяет систему, которая обеспечивает его запуск и работу с оборудованием.

Набор установленных программ и подключённых устройств определяет, что компьютер может сделать. Если есть клавиатура и текстовый редактор, можно набирать текст; если есть принтер и подходящая программа, его можно распечатать. Без устройства нужное действие может оказаться невозможным, а без программы компьютер не будет знать, как его выполнить. Поэтому возможности компьютера зависят не только от его деталей, но и от программного обеспечения.

Аппаратное и программное обеспечение компьютера

Сначала определите, что именно требуется узнать: физическая ли это часть компьютера или программа. Затем сравните назначение объекта с таблицей: устройство работает с данными, а программа задаёт действия или помогает выполнить задачу. В реальной работе обе части связаны, поэтому для описания задачи часто нужны примеры и оборудования, и программ.

Разбор задач

Задача 1. Ученик вводит текст с клавиатуры и сохраняет его. Нужно назвать участвующие устройства и программы, разделив их по назначению.

1. Клавиатура передаёт введённые символы в компьютер, поэтому это устройство ввода и аппаратное обеспечение.
2. Текстовый редактор принимает символы и позволяет работать с документом. Это прикладная программа, а не устройство.
3. Чтобы сохранить текст, редактор использует накопитель — устройство хранения. Операционная система помогает программе взаимодействовать с компьютером.
4. При необходимости увидеть набранное ученик использует монитор, который выводит результат и также относится к аппаратному обеспечению.

Ответ: участвуют клавиатура, накопитель и монитор, а также текстовый редактор и операционная система. Устройства выполняют физические действия с данными, программы задают порядок работы.

Задача 2. Для трёх ситуаций нужно определить, какое программное обеспечение требуется: запустить компьютер, набрать текст, нарисовать изображение.

1. Для запуска и работы компьютера нужны системные программы, в частности операционная система: она организует работу устройств и запуск приложений.
2. Для набора текста выбирают прикладную программу — текстовый редактор. Он предназначен для создания и изменения документов.
3. Для создания изображения нужна прикладная программа, например графический редактор. Операционная система при этом продолжает обеспечивать работу компьютера.

Ответ: запуск компьютера обеспечивает системное программное обеспечение, а набор текста и рисование выполняют прикладные программы соответствующего назначения.

Задача 3. Компьютер получил данные, обработал их по программе и показал результат на экране. Нужно определить, что требуется на каждом этапе и что изменится при отсутствии нужной части.

1. Для получения данных понадобится устройство ввода, например клавиатура. Без него пользователь не сможет передать данные выбранным способом.
2. Для обработки нужны процессор и программа с командами. Если программы нет, компьютер не знает, какие действия выполнить с данными.
3. Для показа результата понадобится монитор и программа, которая управляет ходом задачи. Без монитора результат нельзя будет увидеть на экране, хотя обработка могла состояться.

Ответ: нужны устройство ввода, процессор, соответствующая программа и монитор. На каждом этапе оборудование выполняет свою функцию, а программа задаёт действия; отсутствие одного из необходимых компонентов нарушает или ограничивает выполнение задачи.

Типичные ошибки

• Считать компьютером только системный блок. Так ошибаются, потому что системный блок часто воспринимают как главную часть. Но компьютерная система включает разные устройства, соединённые для совместной работы. Проверьте себя: назовите устройства ввода и вывода, участвующие в задаче, — они тоже относятся к компьютеру.
• Путать программу с устройством. Программа задаёт команды, а устройство физически выполняет действия или помогает работать с данными. Путаница возникает, когда оба понятия описывают в одной задаче. Чтобы проверить себя, спросите: можно ли объект потрогать? Если да, это устройство, а не программа.
• Считать, что прикладная программа заменяет системные программы. Прикладное приложение решает пользовательскую задачу, но для его запуска и связи с устройствами нужна система. Ошибка появляется, когда внимание сосредоточено только на редакторе или игре. Проверьте себя: может ли приложение само организовать запуск компьютера и работу его устройств?
• Называть клавиатуру или монитор программным обеспечением. Эти предметы видны и доступны прикосновению, поэтому они относятся к аппаратному обеспечению. Путаницу могут вызвать программы, которые управляют устройствами. Чтобы не ошибиться, отделяйте физический предмет от команд, благодаря которым он работает.

Связь с другими темами

Для понимания темы нужно знать, что такое информация и какие действия с ней выполняют: её вводят, хранят, обрабатывают и передают. Эти действия помогают проследить, зачем компьютеру нужны разные устройства и программы. Например, клавиатура вводит данные, а программа помогает их обработать. Тема пригодится при изучении устройства компьютера, операционных систем, файлов и прикладных программ. Знание различий между оборудованием и программами поможет понять, как создаются, запускаются и сохраняются файлы.

Что запомнить

• Компьютер выполняет команды, заданные программами.
• Аппаратное обеспечение — физические устройства компьютера.
• Программное обеспечение — программы, работающие на компьютере.
• Для решения задач оборудование и программы работают вместе.
• Системные программы обеспечивают работу компьютера, прикладные помогают пользователю решать конкретные задачи.