Аппаратное и программное обеспечение компьютерных систем

Федеральная служба исполнения наказаний

Владимирский юридический институт

Федеральной службы исполнения наказаний

А. В. Хорошева, Р. С. Черников

АППАРАТНОЕ И ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

КОМПЬЮТЕРНЫХ СИСТЕМ

Учебное пособие

Владимир

ВЮИ ФСИН России

2021

УДК 004.3+004.4
ББК 32.973

Х82

Рецензенты:

доктор технических наук, профессор М. Ю. Монахов;

кандидат технических наук И. С. Жаров

Хорошева, Анна Владимировна.

Х82
Аппаратное и программное обеспечение компьютерных 

систем : учебное пособие / А. В. Хорошева, Р. С. Черников ; 
Федер. служба исполн. наказаний, Владим. юрид. ин-т Федер. 
службы исполн. наказаний. – Владимир : ВЮИ ФСИН России, 
2021. – 82 с.

ISBN 978-5-93035-738-7

Описывается история развития средств вычислительной техники, 

раскрываются принципы функционирования и построения современных 
компьютерных систем, базовые и дополнительные аппаратные устройства персонального компьютера, также представлены основные виды программного обеспечения различного уровня, которые используются в профессиональной деятельности сотрудников уголовно-исполнительной системы.

Предназначено для обучающихся образовательных организаций 

ФСИН России по специальности 40.05.02 Правоохранительная деятельность при изучении дисциплины «Информатика и информационные технологии в профессиональной деятельности» и по направлению подготовки 40.03.01 Юриспруденция при изучении дисциплины «Информационные технологии в юридической деятельности».

УДК 004.3+004.4
ББК 32.973

ISBN 978-5-93035-738-7
© Хорошева А. В., Черников Р. С., 2021
© ФКОУ ВО «Владимирский юридический

институт Федеральной службы
исполнения наказаний», 2021

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ..................................................................................................4
 
1. АППАРАТНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ 
КОМПЬЮТЕРНЫХ СИСТЕМ ..................................................................6

1.1. История развития средств вычислительной техники...............6 
1.2. Структура персонального компьютера....................................19 
1.3. Периферийные устройства компьютера ..................................35 

Вопросы и задания .....................................................................40 

2. ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ 
КОМПЬЮТЕРНЫХ СИСТЕМ ................................................................46

2.1. Классификация программного обеспечения ...........................46 
2.2. Базовое и системное программное обеспечение.....................49 
2.3. Служебное программное обеспечение.....................................61 

Вопросы и задания .....................................................................65 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ .........................................................................................78
 
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК .....................................................79 

ВВЕДЕНИЕ

Развитие человека и общества неразрывно связано с прогрессом в

технике вообще и в вычислительной технике, в частности. Компьютерная техника прочно закрепила свои позиции во всех сферах жизнедеятельности человека – в науке, технике, экономике, промышленности, 
юриспруденции, социальной сфере. Лавинообразно растущий объем
информации ставит перед обществом все более сложные задачи, связанные с ее хранением, обработкой и передачей, что, в свою очередь,
стимулирует развитие вычислительной техники.

На использовании компьютеров основаны информационные и

коммуникационные технологии, без которых уже немыслима жизнь
современного общества, поэтому особенно важно иметь глубокие знания в области построения и функционирования вычислительной техники, а также уметь использовать аппаратные и программные возможности компьютера при решении служебных задач.

Исходя из этого, целью настоящего пособия является формирование 

у обучающихся знаний о современных компьютерных системах, об истории их развития, эффективном использовании в профессиональной деятельности, а также необходимых общекультурных компетенций:

– способности работать с различными информационными ресур
сами и технологиями, применять основные методы, способы и средства получения, хранения, поиска, систематизации, обработки и передачи информации;

– владеть основными методами, способами и средствами получе
ния, хранения, переработки информации, навыками работы с компьютером как средством управления информацией.

Учебное пособие состоит из двух глав. Первая глава «Аппаратное 

обеспечение компьютерных систем» посвящена истории развития вычислительной техники, принципам функционирования и построения
электронно-вычислительных машин (далее: ЭВМ), а также описанию
основных компонентов системного блока и периферийных устройств
персонального компьютера и их функциональных характеристик. Вто

рая глава «Программное обеспечение компьютерных систем» раскрывает многообразие видов программного обеспечения современных 
компьютеров, основные приемы работы с операционными системами 
и служебными программами, без которых невозможна полноценная работа сотрудников уголовно-исполнительной системы (далее: УИС) и 
юристов различного профиля.

В конце каждой главы даются вопросы и задания, способствую
щие закреплению теоретического материала, и практические задания, 
направленные на отработку практических навыков работы с современными программными средствами различного уровня, а также 
настройки всей компьютерной системы. Эти навыки будут востребованы при решении служебных задач в будущей профессиональной деятельности.

Порядок работы с настоящим учебным пособием целесообразно 

строить следующим образом:

– ознакомиться с теоретическим материалом, выписать основные

понятия в рабочую тетрадь;

– ответить на вопросы;
– выполнить практические задания.
В целом настоящее учебное пособие окажет существенную по
мощь обучающимися при самостоятельной подготовке к занятиям и
промежуточной аттестации.

1. АППАРАТНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

КОМПЬЮТЕРНЫХ СИСТЕМ

1.1. ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ СРЕДСТВ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ 

Понятие «вычислительная техника» имеет два значения. 
Во-первых, вычислительная техника (англ. computing) – это от
расль техники, занимающаяся разработкой, изготовлением и эксплуатацией вычислительных машин. Вычислительная техника (далее: ВТ) 
является важнейшим компонентом процесса вычислений и обработки
данных. Включает в себя аппаратное и программное обеспечение, а
также используется для управления и обработки информации.

Во-вторых, ВТ – это совокупность технических и математических

средств, методов и приемов, используемых для механизации и автоматизации процессов вычислений и обработки информации.

Под вычислительной системой (далее: ВС) понимают конкрет
ный набор взаимодействующих между собой устройств и программ,
предназначенный для обслуживания одного рабочего участка. Центральным средством большинства вычислительных систем является
компьютер1.

Появление компьютеров (от англ. сompute – вычислять) – одна из

существенных особенностей современного мира. Первоначальный
смысл английского слова «компьютер» – это человек, производящий
расчеты. Широкое распространение компьютеров привело к тому, что
все большее число людей стали изучать основы ВТ, а программирование постепенно превратилось из рабочего инструмента специалиста в
элемент культуры. При этом история развития средств инструментального счета известна в значительно меньшей степени2.

На современном этапе вычислительная индустрия располагает ар
сеналом средств от персональных ЭВМ до высокопроизводительных

                                                           

1 Информатика. Базовый курс : учеб. для вузов / под ред. С. В. Симоновича.

3-е изд. СПб., 2020.

2 Казакова И. А. История вычислительной техники : учеб. пособие. Пенза, 

2011. С. 3.

ВС. Но такому состоянию развития ЭВМ предшествовали годы эволюции. ВТ развивалась постепенно, в несколько этапов. Каждый этап развития ВТ характеризовался расширением функциональных возможностей, сокращением стоимости и уменьшением габаритных размеров за
счет внесения изменений в структуру построения ЭВМ, главным образом изменения в элементной базе.

Всего в истории развития ВТ можно выделить четыре периода

в соответствии с основной элементной базой:

1) домеханический;
2) механический;
3) электромеханический;
4) электронный.

ДОМЕХАНИЧЕСКИЙ ПЕРИОД (С ДРЕВНЕЙШИХ ВРЕМЕН ДО НАЧАЛА XVII В.)

Элементной базой домеханического периода являлись простей
шие приспособления.

Потребность в автоматизации обработки данных, в том числе вы
числений, возникла очень давно. Много веков назад для счета использовались счетные части тела (пальцы рук и ног) и простейшие счетные
приспособления (палочки, камешки и т. д.).

Для запоминания числовой информации в древнейшие времена ис
пользовались кипу (узелки для запоминания численной информации у
индейцев – инков) и бирки (долговые расписки у многих народов (они
разрезались, и одна половинка оставалась у должника, а другая – у кредитора), просуществовавшие до XVII в. (рис. 1.1).

Рис. 1.1. Кипу и бирка

Самое знаменательное изобретение домеханического периода –

абак (рис. 1.2). Он появился около 3 000 лет назад и был одним из первых устройств (V–IV вв. до н. э.), облегчавших вычисления. Абак состоял из набора костяшек, нанизанных на стержни. Вычисления на нем
проводились перемещением камешков по углублениям.

Абак был позиционным устройством, поэтому широко использо
вался в древние времена для практических расчетов, а позднее применялся при обучении детей основным математическим действиям, особенно для заучивания таблицы умножения.

Абак является прекрасным средством при изучении различных си
стем счисления, так как легко адаптируется под разные основания.

Рис. 1.2. Абак

МЕХАНИЧЕСКИЙ ПЕРИОД (С 1642 Г. ПО 30-Е ГГ. ХХ В.)

Элементной базой механического периода являлись механические

устройства.

В Средние века возникла серьезная потребность в автоматизации

вычислений в связи с резко возросшими в этот период торговыми операциями и океаническим судоходством. Торговля требовала проведения больших денежных расчетов, а судоходство – построения надежных навигационных таблиц.

В течение почти 500 лет цифровая ВТ сводилась к простейшим

устройствам для выполнения арифметических операций над числами.
Основой практически всех изобретенных за пять столетий устройств
было зубчатое колесо, рассчитанное на фиксацию 10 цифр десятичной
системы счисления.

Можно выделить следующие основные изобретения в механиче
ском периоде:

– машина Леонардо да Винчи – 13-разрядное суммирующее

устройство, основу которого составляют стержни, на них крепится два
зубчатых колеса: большее – с одной стороны стержня, а меньшее – с
другой;

– машина Вильгельма Шиккарда – счетная машина для суммиро
вания и умножения шестиразрядных десятичных чисел, которая состояла из трех частей (суммирующее устройство для выполнения сложения и вычитания, множительного устройства и механизма для записи
промежуточных результатов);

– суммирующая машина Блеза Паскаля (Паскалина) – первый дей
ствующий механический вычислитель, позволявший складывать и вычитать числа (рис. 1.3). Его 8-разрядная машина сохранилась до наших
дней;

Рис. 1.3. Блез Паскаль (1623–1662 гг.) и его счетная машина

– счетная машина (арифмометр) Готфрида Лейбница – «ступенча
тый вычислитель», позволяющий складывать, вычитать, умножать, делить, извлекать квадратные корни (рис. 1.4). Машина работала с 12разрядными числами.