книга 2 (1110135), страница 71
Текст из файла (страница 71)
Отметим, что а) оэверыенко немокно, какова ,(,этическая прироль ячеек, б) распростгжиение двоичного представления бу лозлеио лишь лРостотой технической Реализации двУхУуовиевых гжеек. Пяя хранения з памяти текстов примеиякк следуьяций подход. Буквы лфавита н про ~и знак ~ можно щюнумеровать и в глово (баит) памяти эапи~шть просто соответствующую пифру. По нек нетрудно понять, о каком ,г ке идет ре ~ь. Существует несколько вариантов такого кодирования, наиболее !жспрсстракены сталдарты !ВО, АБСП и БВСП!С. Смысэ обозначений и „ии коды ра р сец тнй и ртуре Тот же прием употребляют лля записи е память программы. ЦП спокоен эмлшклтЬ ОРГанн Ктнкй НЬБОР Дснетанй, И ЮжДОЕ Дснетанс ВЫЗЫЕастСЯ СВОЕЙ иьеэидгк Все команды в наборе (ргэсржуаре) проиумеровакы, точнее, каждой ээ иих сопоставлен определенный двоичный код. Программ деиствий ЦП есть последоютельиость комьил, которую нужно выпочиять при обработке данных. Ссответствующ .я последоьательность одов команд и хранится в и мяти ЭВМ.
В ходе работы усглргйсщео уораелскэя процегсорв считывает из памяти, команда аа командой, предварительно занисвнную туда программу, а врафжетоко-лотгсческее усглроеспию ЦП последовательно их выполняет. Среди типичных команд ЭВМ, нысример, запись числа в память; извлечение числа из памяти в собственную микропамять ЦП; сложение и иные арифметические операции; инициирование операции ееад/вывод и т.п. В заклигчение несколько подробнее рассмотрим основные угтройства компьютера. Говоря о памяти, мы имели в виду лишь адин ее вип— оасраслааяую (оперативное запоминангшее устрайгтво, ОЗУ; англ. ПАМ вЂ” эПапбого Ассещ Мепюсуэ). Этот вид наиболее ва:кен: ан напрямую связан с ЦП и хранит непосредственна выполняющиеся п!юграммы и жюбходимые данные; отличается высоким быгтродействием. По~леднев обуславливщт до!ютовивну и ограниченный абьем ОЗу.
Сушщтвует также имеющал очень большой объем еяещкля память В ней мсжсно крапить и данные и программы, но время выборки числа ваи номанды из нее гораздо больше. Обычно она используется иак Ч'хн». Чтобы процессор получил доступ к информации во внешней ээклти, ее необходимо перелать в Озу. Пгизически внешняя память представлена, как правило, запоминающими устройствами на магните'эх носителях — леишас (МЛ) илк окская (МД). Последние более еоп пулярны вследствие высокого быстродейгтвия. Крупные ксмпыотерм осныцаютс» пакетами "жестких" дисков емкостью до сотен мега~с (Мбайт), микроЭВМ вЂ” гибкими (флоппи) дисками емкостью от опеи кило- до нескольких мегабайж 381 Еще один вид памяти — погптоянпос заполыяамцес усырсп „ сиза пебальнюго сбъ.ма — (ПЗУ, англ.
КОМ вЂ” Втаб Ов1у Мепогу) солев неь торце пт граммы сб спечения р боты ЭВМ, например тютщют ютектр нны . Зепи е . Про зводится иэ Вите мп ктерк польэозюелго юа память поступна е режиме "тюлью чтение". Среди УВВ сейчас наиболее распространены дисплеи (влавиатура служит устройством ввода, а акран — вывода) и алфавитно-цифровые печатающие устройства (АЦПУ). Все шире применяют графгтпогтрон тели и графические дисплеи, в том чигле цветные.
Реже использПптся иные устройгтва (чтения с перфокарт, перфолент, прямого ввода изот рпжений и т.п.) Совокугтосгь устройств, входящих и вычислительную сцгп. му, называется ее пояфнгуратптзл. Обычно существует стандартная конфигурация (чаще всею — ЦП, ОЗУ, ПЗУ, МД, дисплей и АЦПУ) ц множество расширенных, отличаюшдхся качеством и числом уст ройств. Виды ЭВМ. Класгмфикаци» компьютеров крайне затруднен» хотя бы потому, что одна и та же машина в разных конфигурациях может иметь очень разные характеристики. Компьютернан техника интенсивно развивается, уже сменилось три поколени» ее элементной баем (электронные лампы, полупроводники, большие интегрюьные схемы).
Сейчю используют сверхбольшие интегральные схемы; на подходе следующее, пятов, паюм~еник Как следствие, классификация трсж — пятилетнеи давности уже не отвечает дейгтвительности. Так, ренее выделяли ыикро-, мини-, малые, средине, большие и суперЭВМ. К концу восьмидесятых годов произошла поляризацият развиваются в основном микроЭВМ и суперкомпьютеры. При этом характеристики первых (емкость ОЗУ 100 Кбайт — 1 Мбайт, память на МД до 100 Мбайт, быстродействие цп ищкалько сотен тысяч операций в секуилу) приближаются к тем. что имели прежние егятльшиее машины.
К клысу микроЭВМ относятся прежде «сего популнрвью сейчас персональные (еиастольныео) компьютеры, такие, как Арр(е, [ВМ РС, и многие другие. В нега попадают и так называемые рабочие станции, «ыпугне емые ряпом фирм, слобенно ецеи(еы — Рзс)татб", для евтоматизаник аналитических лабораторий. СуперЭВМ (отечественная "Эльбрус", американские еСгау", Рцз моделей СОС и др.) выполнянл сотнн миллионов операций в сетщн лу, объем их памяти достигает гоген мегабайт; ч гто в один кой компьютер встраивается несколько десятков параллельных пр» цессоров. Для «не.чнтнческнх целей эти системы пока примеият— я редка.
ЗВ2 Программное обеспечение. Вге программное обеспечение того или и„ого компьютера делится на приь;чадное и системное Пригшадными „взывают программы пользователей ЭВМ (например, «иалитиков); действенно, ради них и существует ЗВМ. Системные программы состаш~яются программистами-профессионалами и служат дл» повышения ффективности использования вычислительной аппратуры. Паиболее эсиая из них — евсрачиоииал сасшс.ва (ОС).
Оиа в частности, сбесдечивает функционирование ЭВМ в различных режимах. В аясвжол Рсвтлс ОС формирует оче~ дь лажяов еедач псльеователей (шхег задачи = программный тенет + пьяные) и последовательно вюэсчает их в реыевие. В рсятл~с с Раздастся эвсясяз ОС делит память на нескольво Рьздюов и загружает в ввждый свсю задачу.
Процессором оти втшчи взадмш попеременно, перевлючевие осуые тшяется ОС. Тшой режим и эволяет «омпылеру "одновременна" ровать ряд валат и увеличивает его пропускную способжтть. Пак им, в Ргвтьес реальною релиии ОС обеспечивает программаи пользователей периодическое поступление информации ог периферийкых устройств и возможность мгновенно р згнроввть н нее, наприь~ер выдавать р|рагляюшие сигиьаьь Этот режим широко применяют лля автсматизыгии милитических лабораторий. Другой вежный класс системных программ — шраисллшорм, прогркчмы-переводчигси. Они позволяют пользователю ссхтавлять прикладные программы не в машинных кодах, а ив зшсритлэчссхих лтмтаг емсотосо уроеял, приближенных к обычной нот ысии математических формул или "языку" той или иной области знаний.
Программа-трансяятор рассматривает программу пользователя как ланвые и преобразует ее в сослвегтгвуюшую последовательность машинных команд. Алгоритмических языков очень иного, несколько десятков. Заслуяивазт упоминания прежде всего ФОРТРАН, приспособленный для "Рограммирования научно-техничегких расчетов. В аналитике прогРаммы на ФОРТРЛИе обычно пишут для первичной обработки лан"цх. Полее простой язык БЭПСИК имею примерно ту же облжть х Римеиеиия, дополнительно ои обеспечивает простоту органиаацан диалога человек — ЭВМ.
К задачам математической статистики и серии вероятностей приспособлен язык ОРБИ, имитационного моделирования — СКА(уЛА. Широкие возможности языков ПАСКАзТЬ и позволяют наряду с расчетными программировать аадачи обрек текстов и других гтруктур, возникающие ири работе с база- а Д~нных Для сездания систем логического анализа (аискусст- 383 еенный интеялект", "экспертные системы") сконструирован жэы ЛРОЛОС Эти и другие алгоритмические языки подробно описаны в литера туре ло программированию. 15.Х ПРИМЕНЕНИЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ 'ТЕХНИКИ В АНАЛИТИЧЕСКОЙ ХИМИИ ~! В Первоначально компьютеры рассматривались просто как вгюень бэльшне зрифмамегрые В соответствии с атим щюдставлением их и использовали прежде всего для автоматизации научно-технических расчетов.
Очевилкая выгода заключаетгя в повышении надежпсхти вычислений и снижении затрат времени. В «налитической химии это означала перенесение иа ЭВМ мнопк численных вручкыхв алгоритмов, связанных в первую очередь с различными графическими приемами и статистической обработкой результато», а также традиционно важной для неорганического анализа областъю расчете равновесий Соответствующие программы составлялись нередко в машинных кодах.
Характерной их чертой бьша тгугствие универсальности — преобладала ориентация на конкретный тип ЭВМ и конкреигую задачу исследователя. И то и другое объягнялась спвцификой программирования на уровне машинных команд. 11 настоящему времени, однако, ситуация сугцественна изменилась. Создание авгоритмических языков высокого уровня стимулировало появление универсальных нрограми, пригалных для ЭВМ равных типов 1необхолимо лишь, чтобы компыочер был оснащен соответствующим транслятором) Математичегкие задачи аналитической химии стали осмысливаться в общем контексте прикладной математики Алгоритмы и даже программы, разработанные для нужд других отраслей науки и техники, активно переносятся кз химико-аналитическую проблематику.
Так, хорошо известный симплекс-алгоритм поиска экстремум» сложной функции ныне широко применяют для оптимизации аналитических методик. Наконец, кардинальным обратом изменились представления о воэможностях ЭВМ, причем не только в связи с успехами микроэле"э роники. Стало ясно, что компьютеры пригодны для переработки ив формации в широком смысле этих слов, а не только для арифметических операций с действительными числами. В нагтоящее время многи' и«следователи палагюот, 'гто в рамках анелитичс*ской химии оформгс хаас лась самостоятельная дисциплина — аяалятачссхал сажал, осяоэаиха яа а эльзаса «о юшеров, эа руле ом об эн ак сокр!пени 384 и СОНАС (СопгРптег Вазед Апа(УНса! СЬегшЫгУ).
Считают, что пРед,том СОВАС являя»с» все аналитические вадзчи, кгпорые иельз» рыпить без цомопги ЭВМ. Говорят также об энаяитической химии, ориеитированиои нз испсшьзование ЭВМ (СЙАС, Согпригег А(г)сб Апа(убса! СЬсппзтгу), имея в виду круг проблем, требующих при,гскепия «оыпьиперов не столь иастоятольно. Наконец, существует и!едставление о гаисжсгяуэяс — зхимичегкой дисциплине, использующей математические и статистические методы для разработки или мсбора оптимальных схем эксперимента и аналитического измере»на, а также для получения максимального количества информации из химических данных". В этой главе мы рассмотрим лишь сспозпыг аспекты применения вычислительной техники в «пмичегком анализе.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
