8. В справочнике описаны полностью законченные программы. Однако, удалив строки программ, содержащие операторы ввода исходных данных и вывода результатов, большинство программ можно использовать в качестве подпрограмм в сложных расчетах. Разумеется, при этом может потребоваться изменение номеров строк и адресов.

9. Материал справочника ориентирован на решение расчетных {математических, инженерных и др.) задач общего характера. Поэтому основное внимание уделено алгоритмической ясности программ. В программах по возможности использованы операторы, встречающиеся во всех версиях языка программирования бейсик. Применение некоторых операторов, например DEF FN, FN, ON и др., сознательно ограничено, так как в ряде версий языка бейсик они отсутствуют и могут быть заменены другими операторами. Эти меры направлены на придание программам большей универсальности и на облегчение перевода программ на другие версии бейсика.

10. Наиболее совершенные версии языка бейсик обладают обширными дополнительными возможностями: обработка текстов, графика, средства создания машинных фильмов, звуковые эффекты и т. д. Однако в реализациях этих возможностей у различных версий языка бейсик имеется много принципиальных отличий. Их описание, как отмечалось в предисловии, выводит за рамки данной книги. Однако пользователи ПЭВМ могут легко дополнить описант ные в справочнике программы выводом графиков, заданием звуковых эффектов и другими возможностями.

11. Математические выражения и формулы в справочнике даны в окончательном виде без выводов. Читатель, желающий подробно разобраться с математическим обоснованием описанных в справочнике алгоритмов и программ может воспользоваться специальной литературой, включая приведенную в списке литературы справочника.

ГЛАВА 1

ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И ВОЗМОЖНОСТИ ПЕРСОНАЛЬНЫХ ЭВМ

§ 1.1. Современные типы персональных ЭВМ и их возможности

Персональные ЭВМ (ПЭВМ) являются новым перспективным классом вычислительных средств, ориентированных на использование их одним пользователем. Применение персональных ЭВМ обеспечивает децентрализацию вычислительных процессов, резкое сокращение стоимости машинного времени, повышение удобства эксплуатации и привлечение к работе на ЭВМ обширного круга пользователей, .неспециалистов в области вычислительной техники и программирования. Это достигается простотой работы с ПЭВМ, имеющей характер диалога с пользователем.

Карманные персональные ЭВМ (класса Pocket Computers) представляют собой сверхминиатюрные ЭВМ на микросхемах большой степени интеграции (БИС), ориентированные на решение достаточно сложных расчетных и относительно простых информационных задач.

Домашние персональные ЭВМ (класса Ноте Computers) предназначены для решения расчетных и информационных задач средней сложности, прежде всего относящихся к быту: ведение семейного бюджета, сложные и «интеллектуальные» игры (шахматы, посадка космических кораблей на планеты и т. д.), обучение различным дисциплинам, демонстрация компьютерных слайдов, учебные расчеты и т. д.

Профессиональные персональные ЭВМ ориентированы на решение сложных расчетных и информационных задач различными профессиональными работниками (математиками, физиками, программистами, экономистами и т. д.) в различных, в том числе комфортных, условиях как на работе, так и дома.

Основные свойства персональных ЭВМ (ПЭВМ). ПЭВМ должны обла/5ать следующей совокупностью свойств:

- ориентацией иа эксплуатацию одним пользователем, как правило, неспециалистом в области вычислительной техники;

- низкой стоимостью (за рубежом от 50 до 5 000 дол.), обеспечиваюшей возможность приобретения за счет личных средств пользователя либо средств небольших организаций и учреждений;

- гфостотой конструкции и высокой надежностью, малыми габаритами и массой, обеспечивающими размещение ПЭВМ на части письменного или рабочего стола;

- работой с обширным периферийным оборудованием (см. § 1.5), включающим устройства внешней памяти, алфавитно-цифровые и графические печатающие устройства (принтеры) и др.;

- программированием хотя бы на одном языке высокого уровня, например бейсике;

- обеспечением общения с пользователем в режиме диалога, в ходе которого ПЭВМ и пользователь обмениваются вопросами и ответами на обычном языке (в письменной, а у наиболее совершенных ЭВМ и в устной форме);

- ориентацией на решение широкого круга как сугубо вычислительных и расчетных задач, так и информационных.

Вычислительные микросистемы индивидуального пользования строятся на основе ПЭВМ или настольных микроЭВМ, оснащенных периферийным оборудованием (как минимум дисплеем, накопителем информации на магнитных дисках или ленте и принтером).

Структура вычислительной микросистемы индивидуального пользования дана на рис. 1.1. Отметим назначение ее узлов.

Шина данных и адресов представляет собой обычный или плоский многожильный кабель, связывающий узлы системы. Через эту шину ЭВМ обменивается с другими узлами цифровыми данными и адресами, по которым эти данные должны поступать.

Центральный процессор (ЦП) - устройство, выполняюш.ее основные логические и арифметические операции. Обычно ЦП ПЭВМ строится на одном или нескольких микропроцессорах (МП) с разрядностью (т. е. числом двоичных разрядов) данных от 4 до 32. В состав ЦП входят также арифметико-логическое устройство управления (УУ) и специальные устройства связи ЦП с периферийным оборудованием через общую шину.

Клавишный пульт - устройство для ввода данных и программ в ПЭВМ, по внешнему виду напоминающие пульт пишущей машинки.

Интерфейс клавиатуры - аппаратурные и программные средства сопряжения ЦП с клавишным пультом.

Таймер - устройство для формирования временных последовательностей, задающих порядок работы ПЭВМ.

КлоМшньйпулып

Дисплей

Таймер

Принтер Л J . Телефон

Шина Ванных иаВресоб

Последовательный, интерфейс

Планшет ввода граф. информации, НМД НМЛ

Рис. 1.1. Структура вычислительной микросистемы на основе персональной ЭВМ

Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) - набор БИС (больших интегральных схем), обеспечивающих хранение и временное запоминание цифровой информации. ОЗУ ПЭВМ обычно содержит отделение для хранения информации (одна или несколько страниц), отображаемой дисплеем (ОЗУ дисплея).

Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) служит для постояйного хранения микропрограмм выполнения .основных операций ПЭВМ на машинно-ориентированнок языке. Обычно ПЗУ содержит и программу-интерпретатор (или транслятор) для программирования ПЭВМ на языке высокого уровня, например бейсике.

Накопитель на магнитном диске (НМД) - устройство для магнитной записи цифровой информации на носитель в виде диска с ферромагнитным покрытием и считывания ее с диска. НМД дополняет ПЗУ ПЭВМ, причем на нем может храниться информация, вводимая пользова.телем (массивы данных и программы).

Контроллер дискового накопителя (КНМД) - устройство сопряжения ЦП с НМД и контроля работы НМД.

Накопитель на магнитной ленте (НМЛ) - обычный бытовой или специализированный кассетный магнитофон для записи цифровой информации на магнитную ленту. Функции НМЛ аналогичны функциям НМД.

Контроллер накопителя на.магнитной ленте (КНМЛ) - устройство сопряжения ЦП с НМЛ н контроля его работы.

Дисплей - устройство отображения алфавитно-цифровой и графической информации. Дисплей обеспечивает контроль вводимой информации, выдачу промежуточных и итоговых результатов работы ПЭВМ, а также контроль информации хода вычислений. Он является основным элементом ПЭВМ, обеспечивающим эффективный диалог с пользователем.

Принтер - устройство печати алфавитно-цифровой (иногда к графической) информации.

Параллельный интерфейс - аппаратурные и программные средства сопряжения ПЭВМ с периферийным оборудованием, воспринимающим информацию в виде параллельного кода (например, принтером).

Акустический модем (AM) - устройство двухстороннего обмена информацией между телефонной сетью и ПЭВМ с преобразованием информации в высокочастотные звуковые посылки. AM используется для связи ПЭВМ с вычислительными и информационными центрами.

Последовательный интерфейс - средства сопряжения ПЭВМ с периферийным оборудованием, воспринимающим информацию в виде последовательного кода (например, AM).,

. Графопостроитель (ГП) - устройство для построения графиков и рисунков с высокой разрешающей способностью (иногда функции ГП выполняет универсальный принтер).

Планшет для ввода графической информации - устройство, обеспечивающее преобразование координат точек графика в электрические сигналы, вводимые в ПЭВМ. Иногда его функции выполняет дисплей, снабженный световым пером-датчиком.

Перечисленные узлы полностью входят в состав только наиболее дорогих и сложных ПЭВМ. Более подробные данные о составе ПЭВМ и характеристиках их узлов приведены ниже.

Функциональные возможности ПЭВМ. Области применения ПЭВМ весьма обширны. ПЭВМ могут вести научно-технические, инженерные, экономические и статнстическяе расчеты, облегчают подготовку программ для больших ЭВМ, позволяют решать различные информационные задачи (обработка текстов и графиков, демонстрация подвижных рисунков и иллюстраций к различным дисциплинам, изучаемым пользователем, связь с крупными информационными и вычислительными центрами и представление пользователю имеющихся в них информационных материалов и т. д.). ПЭВМ могут выполнять функции