18. Формальная грамматика. Метаязыки. Форма Бэкуса-Наура. Синтаксические диаграммы.
Формальный язык – это искусственный язык со строгим синтаксисом и полной смысловой определенностью. Любой конечный механизм задания языка называется грамматикой. Разработка формальных грамматик была начата Хомским.
Формальная грамматика - система правил, описывающая множество конечных последовательностей символов формального алфавита.
Конечные цепочки символов называются предложениями формального языка, а само множество цепочек - языком, описываемым данной грамматикой.
Синтаксисом языка называются правила построения предложений языка. Семантикой языка называются правила интерпретации предложений языка (выбор значения из некоторого множества значений). Семантика определяется структурой предложения
Определение ф. грам-ки: G = { Vn, Vt, P, S} , где Vn – нетерминальный словарь, Vt - терминальный словарь, P – множество правил подстановок имеющие вид g -> h, где g и h - цепочки, состоящие из терминальных и нетерминальных символов. S Î Vn - аксиома, начальный знак.
Ф.грам-ка.Последовательность грамматических правил создается путем логических заключений. Процесс создания языка начинается с аксиомы – исходного набора знаков, к которому затем применяются одно за другим установленные правила подстановки. Таким образом, из небольшого набора исходных конструкций порождаются все допустимые их комбинации
- Метаязык должен быть сначала описан сам. -Для описания любого метаязыка можно использовать язык естественный. - Таким образом, для построения формального языка необходимо средствами естественного языка описать метаязык, а затем посредством метаязыка описать язык формальный
Язык Бекуса-Наура. Для формирования предложений используются метасимволы: { <, >, ::=, | }. Угловые скобки - служат для обрамления нетерминального символа. Символ «::=» читается «по определению есть»; символ «|» - «или».
Пример: «идентификатор». На естественном языке: «Идентификатор - это любая последовательность букв и цифр, начинающаяся с буквы». В форме Бекуса-Наура :
<идентификатор>::=<буква>|<идентификатор><буква> |<идентификатор><цифра>
<буква>::= а|b|c|…
<цифра>::= 0|1|2|3|...|9.
Синтаксическая диаграмма - это схема (графическое представление) описания какого-либо нетерминального символа языка-объекта. Схема всегда имеет один вход и один выход. Элементами схемы могут служить терминальные символы языка-объекта, заключенные в окружность (или овал) или нетерминальные символы (понятия) языка-объекта, заключенные в прямоугольник.
Формула с плюсами и минусами, а также с умножением и делением без скобок. Входят в формулу не только числа, но и переменные.
<формула> := <слаг> {<add_знак><слаг>}
<слаг> := <множ>{<mul_знак><множ>}
<множ> := <число>|<переменная>
<add_знак> := +|-
<mul_знак> := *|/
То-есть, самые крупные блоки, которые мы выделяем из строки с формулой – это слагаемые. Заметим, что этим определяется самый низший приоритет операций сложения-вычитания. Обратим внимание еще на то, что левое слагаемое уже не состоит из вложенных слагаемых, в отличие от правого.
ЯЗЫК ПРОГРАММИРОВАНИЯ
19. Информационное моделирование. Методы и средства ИМ. Модели объектов и событий.
Идея моделирования
-В сложном объекте выделяют (на уровне обоснования или просто догадки) существенные и несущественные для данной задачи составляющие элементы и взаимосвязи между ними, а также внешние факторы, влияющие на него.
-Несущественные элементы, связи и внешние факторы отбрасываются или описываются приблизительно. Тем самым получают новый более простой объект, который не полностью передает свойства оригинала, но позволяет найти приблизительное решение задачи.
Объект моделирования - сложное объединение сущностей и связей между ними, описание которого необходимо построить
Моделирование - построение упрощенного варианта объекта моделирования, обеспечивающего приемлемую для данной задачи точность описания его внешнего вида, строения или поведения.
Модель - новый объект, который отражает некоторые стороны изучаемого объекта или явления, существенные с точки зрения цели моделирования
Информационные постулаты:
-Мир рекурсивен (определение сущности через саму сущность).
-Мир целостен, состоит из частей. Каждая часть представляет целостность.
-Мир колеблется, любая его часть колеблется и отражает внешние колебания.
Введем понятие информационной модели. Информационная модель — совокупность сигналов, несущих информацию об объекте управления и внешней среде, организованная по определённым правилам. Информационная модель - построенный образ.
Информационная модель отождествляется с понятиями теория(это совокупность умозаключений, отражающая объективно существующие отношения и связи между явлениями объективной реальности) и гипотеза(Научное предположение, не доказанное, но обладающее некоторой вероятностью и объясняющее ряд явлений, без него необъяснимых).
Она состоит из двух компонент - мысленного образа и его кода в виде искусственного символьного сообщения.
Внешнее качество информационной модели – это степень соответствия объекту моделирования, степень удовлетворения заданных целей за счет снятия неопределенности о нем
Внутреннее качество информационной модели - это емкость, стройность, непротиворечивость, согласованность, простота, красота. Внешние и внутренние качества эволюционируют со временем, стремятся к идеалу (абсолютной истине)
Абсолютная истина - это наилучшая из возможных информационных моделей объекта, которую уже невозможно уточнить или улучшить. (Она дает исчерпывающую полноту и абсолютную точность знания о предмете исследования). Мысль (образ) - определенное состояние одной из нейронных сетей в человеческом мозге, обладает свойствами живого организма. Сознание (разум) – это совокупность мыслей. Эволюция мыслей у человека соответствует эволюции человеческого познания окружающего мира, а эволюция разума - схожа с эволюцией природы.
Информационное моделирование - это процесс построения информационной модели объекта, позволяющей зафиксировать тот или иной уровень познания этого объекта, для описания его строения и предсказания его поведения.
В любой теории, науке с самого начала определяются базовые понятия, аксиомы, постулаты. В дальнейшем на основе логики и закономерностей выстраивают новые понятия, создают сложные образы, информационные модели заданной предметной области.
Информационные модели
В информационной модели отражаются знания человека об объекте моделирования
Формализация в информационном моделировании
Формализация - это процесс последовательного уточнения формы.
Этапы информационного моделирования:
Постановка цели моделирования
Анализ объекта и выделение всех его известных свойств
Анализ выделенных свойств с точки зрения цели моделирования, и определение существенных свойств
Выбор формы представления модели
Формализация
Тестирование модели (анализ соответствия полученной модели объекту и цели моделирования)
Метод содержательной дефиниции. Понятие раскрывается через другие, которые принято считать известными.
Метод операционной дефиниции
Описывает процедуры, с помощью которой то или иное явление можно обнаружить или измерить.
Метод описательной дефиниции
перечисляют существенные свойства понятия, объектов и событий.
Принципы преобразования информации
Суперпозиция (представление сущности на основе комбинаций базовых сущностей)
Цикличность (многократное переопределение сущности по спирали).
Рекурсия (прямая и косвенная, определение сущности на основе этой сущности)
-Структурный подход (тезис)
Любую структуру информационной модели окружающего мира можно отобразить в виде комбинации трех базовых структур на основе суперпозиции, цикличности, рекурсии.
-Системный подход
Системой называют совокупность некоторых элементов, находящихся между собой во взаимодействии. Элемент – это компонент системы, рассматривающийся далее как неразложимый.
Существование границы системы обеспечивает ее целостность, а устойчивые взаимосвязи и взаимодействия между элементами – структуру системы
-Объектно-ориентированный подход
Информационные модели структуры или системы состоят из объектов.
Объект – это множество экземпляров, имеющих одни и те же характеристики и подчиняющиеся одним и тем же правилам.
Экземпляром называют представление предмета реального мира с помощью некоторого набора его характеристик (признаков) существенных для решения данной
Средства информационного моделирования
-Код, язык, письменность, живопись, скульптура
-Фотография, музыка, кино
-текстовые и гипертекстовые редакторы
-графические средства визуализации информации и знаний
-Мультимедиа
Информационная модель объекта - фиксация его образа на некотором физическом носителе средствами языка в принятой пространственно-временной мере, позволяющая воспринимать приемником его состояние и закономерности их смены в результате взаимодействия с другими объектами. При этом приемником является носитель языка. Информационное описание объекта содержит признаки, определяемые реальными физическими сигналами, а также характеристики, такие как имя, название, регистрационный номер, дата изготовления, и пр. Информационную модель можно рассматривать как более или менее детализированное имя объекта. Информационная модель объекта – это его свойства, состояние и поведение.
Например: класс объектов «Автомобиль»
Наследование
Полиморфизм – это возможность использовать одно имя класса для манипуляций с другими классами (следствие наследования). - Ехать на транспорте на работу. Ехать на автомобиле на работу.
Абстрактный объект.
Информационная модель также может быть сформирована на основе объектно-ориентированного подхода (Преподаватель (имя, стаж, курс; Иванов И.В., 25, информатика; лекции, экзамен); Окно (координаты, цвет фона, рамка…); Документ (…)). В некоторых случаях информационную модель абстрактного объекта удобнее представлять с помощью четырех атрибутов: смысл, определение, свойства, применение.
Информационная модель события – это описание (словесное, математическое и др.) смены состояний объектов при их взаимодействии, т.е это - закономерности изменения атрибутов объектов во времени.
Информационная модель события
Архитектура вычислительных систем. Принципы фон-Неймана. Базовая программная архитектура.
Совокупность устройств, предназначенных для автоматической или автоматизированной обработки информации называют вычислительной техникой. Конкретный набор, связанных между собою устройств, называют вычислительной системой. Центральным устройством большинства вычислительных систем является электронная вычислительная машина (ЭВМ) или компьютер.
Архитектура компьютера
Компьютер - это электронное устройство, которое выполняет операции ввода информации, хранения и обработки ее по определенной программе, вывод полученных результатов в форме, пригодной для восприятия человеком. За любую из названных операций отвечают специальные блоки компьютера:
· устройство ввода,
· центральный процессор,
· запоминающее устройство,
· устройство вывода.
Все эти блоки состоят из отдельных меньших устройств. В частности, в центральный процессор могут входить арифметико-логическое устройство (АЛУ), внутреннее запоминающее устройство в виде регистров процессора и внутренней кэш-памяти, управляющее устройство (УУ). Устройство ввода, как правило, тоже не является одной конструктивной единицей. Поскольку виды входной информации разнообразны, источников ввода данных может быть несколько. Это касается и устройств вывода.
Запоминающее устройство - это блок ЭВМ, предназначенный для временного (оперативная память) и продолжительного (постоянная память) хранения программ, входных и результирующих данных, а также промежуточных результатов. Информация в оперативной памяти сохраняется временно лишь при включенном питании, но оперативная память имеет большее быстродействие. В постоянной памяти данные могут сохраняться даже при отключенном компьютере, но скорость обмена данными между постоянной памятью и центральным процессором, в подавляющем большинстве случаев, значительно меньше.
Арифметико-логическое устройство - это блок ЭВМ, в котором происходит преобразование данных по командам программы: арифметические действия над числами, преобразование кодов и др.
Управляющее устройство координирует работу всех блоков компьютера. В определенной последовательности он выбирает из оперативной памяти команду за командой. Каждая команда декодируется, по потребности элементы данных из указанных в команде ячеек оперативной памяти передаются в АЛУ; АЛУ настраивается на выполнение действия, указанной текущей командой (в этом действии могут принимать участие также устройства ввода-вывода); дается команда на выполнение этого действия. Этот процесс будет продолжаться до тех пор, пока не возникнет одна из следующих ситуаций: исчерпаны входные данные, от одного из устройств поступила команда на прекращение работы, выключено питание компьютера.
Описанный принцип построения ЭВМ носит название архитектуры фон Неймана - американского ученого венгерского происхождения Джона фон Неймана, который ее предложил.
Современную архитектуру компьютера определяют следующие принципы:
1. Принцип программного управления. Обеспечивает автоматизацию процесса вычислений на ЭВМ. Согласно этому принципу, для решения каждой задачи составляется программа, которая определяет последовательность действий компьютера. Эффективность программного управления будет выше при решении задачи этой же программой много раз (хотя и с разными начальными данными).
2. Принцип программы, сохраняемой в памяти. Согласно этому принципу, команды программы подаются, как и данные, в виде чисел и обрабатываются так же, как и числа, а сама программа перед выполнением загружается в оперативную память, что ускоряет процесс ее выполнения.
3. Принцип произвольного доступа к памяти. В соответствии с этим принципом, элементы программ и данных могут записываться в произвольное место оперативной памяти, что позволяет обратиться по любому заданному адресу (к конкретному участку памяти) без просмотра предыдущих.
Основы учения об архитектуре ЭВМ заложил выдающийся американский математик Джон фон Нейман.
Принципы Джона фон Неймана работы компьютера.
- программное управление - управление работой компьютера осуществляется с помощью программ, хранимых в памяти;
- адресность - хранение информации в ячейках памяти, имеющих каждая свой адрес, по которому производится обращение к ячейке; в машинной команде указывается адрес данных, а не сами данные.
- однородность памяти - всякая информация (программы, данные, числа, изображения, звуки, тексты, адреса ячеек) в памяти компьютера представлена в виде последовательности электрических сигналов 1 и 0.
Основные принципы построения ЭВМ (Принципы Джона фон Неймана):
1. Любую ЭВМ образуют три основных компонента: процессор, память и устр. ввода-вывода (УВВ).
2. Информация, с которой работает ЭВМ, делится на два типа:
набор команд по обработке (программы);
данные подлежащие обработке.
3. И команды, и данные вводятся в память (ОЗУ) – принцип хранимой программы.
4. Руководит обработкой процессор, устройство управления (УУ) которого выбирает команды из ОЗУ и организует их выполнение, а арифметико-логическое устройство (АЛУ) проводит арифметические и логические операции над данными.
5. С процессором и ОЗУ связаны устройства ввода-вывода (УВВ).
Фон Нейман не только выдвинул основополагающие принципы логического устройства ЭВМ, но и предложил структуру, которая воспроизводилась в течение первых двух
поколений ЭВМ.
Рис. 1. Архитектура ЭВМ Конец формы,
построенной на принципах
фон Неймана
-
направление потоков информации;
- направление управляющих сигналов
от процессора к остальным узлам ЭВМ
Разработанные фон Нейманом основы архитектуры вычислительных устройств оказались настолько фундаментальными, что получили в литературе название «фон Неймановской архитектуры». Подавляющее большинство ВМ на сегодняшний день – фон-неймановские машины.
Базовая программная архитектура
21. Архитектура микропроцессора. Алгоритм работы процессора. Методы адресации памяти.
Любая ЭВМ предназначена для обработки информации причем представляя информацию в виде чисел. Для работы с числами машина имеет специальную важнейшую часть – микропроцессор. Это универсальное логическое устройство, которое оперирует с двоичными числами, осуществляя простейшие логические и математические операции, и не просто как придется, а в соответствии с программой, т.е. в заданной последовательности. Для хранения этой заданной последовательности служат запоминающие устройства – ЗУ.
Основные функции микропроцессора:
Выборка команд из ОЗУ.
Декодирование команды (определение назначения команды, способа ее исполнения и адресов операндов);
Выполнение операций;
Управление пересылкой информации между своими внутренними регистрами, оперативной памятью и внешними устройствами;
Обработка внутрипроцессорных и программных прерываний;
Обработка сигналов от внешних устройств и реализация соответствующих прерываний;
Управление различными устройствами, входящими в состав компьютера.
МП состоит из набора регистров памяти различного назначения, которые определенным образом связаны между собой и обрабатываются в соответствии с некоторой системой правил. Регистр – это устройство, предназначенное для хранения и обработки двоичного кода. К внутренним регистрам процессора
относят: счетчик адреса команд, указатель стека, регистр состояний, регистры общего назначения.
Группы регистров
Регистры общего назначения;
Регистры сегментов;
Указатель инструкций (счетчик адреса команд);
Регистр флагов;
Управляющие регистры;
Регистры системных адресов;
Регистры отладки и тестирования;
Регистры математического сопроцессора, выполняющего операции с плавающей точкой.
Наличие счетчика команд было положено еще в работах фон Неймана. Роль счетчика состоит в сохранении адреса очередной команды программы и автоматическом вычислении адреса следующей. Благодаря наличию программного счетчика в ЭВМ реализуется основной цикл исполнения последовательно расположенных команд программы.
Стек – это особый способ организации памяти, при использовании которого достаточно сохранять адрес последней заполненной ячейки ОЗУ.
Именно адрес последней заполненной ячейки ОЗУ и хранится в указателе стека. Стек используется процессором для организации механизма прерываний, обработки обращения к подпрограммам, передачи параметров и временного хранения данных.
В регистре состояний хранятся сведения о текущих режимах работы процессора. Сюда же помещается информация о результатах выполняемых команд, например: равен ли результат нулю, отрицателен ли он, не возникли ли в ходе операции ошибки и т.п. Использование и анализ в этом регистре происходит
побитно, каждый бит регистра имеет самостоятельное значение.
Регистры общего назначения (РОН) служат для хранения текущих обрабатываемых данных или их адреса в ОЗУ. У некоторых процессоров регистры функционально равнозначны, в других назначение регистров строго оговаривается. Информация из одного регистра может предаваться в другой.
Основной алгоритм работы процессора.
Основной алгоритм работы процессора состоит из четырёх тактов.
1 такт. Изменение СК (счётчика команд).
2 такт. Считывание команды, адрес которой содержится в СК, из ОЗУ в РК (регистр команд).
3 такт. Расшифровывание машинной команды дешифратором: определение кода операции и адреса данных.
4 такт. Выполнение расшифрованной операции арифметико-логическим устройством
Работа микропроцессора с памятью.
Адресное пространство процессора состоит из множества ячеек памяти ОЗУ, из которых он может брать информацию или размещать ее.
Начиная с 4-го поколения, доминирует байтовая организация памяти, когда минимально адресуемой единицей является байт.
Для ОЗУ емкостью 1024 Кб адреса байтов таковы: 0000 0001 … FFFF. Длина ячейки может быть как один, так и несколько байтов в зависимости от типа процессора и особенностей выполняемой команды.
При обмене информацией с памятью процессор обращается к ячейкам ОЗУ по их номерам (адресам).
Определение.
Способы задания требуемых адресов в командах ЭВМ принято называть методами адресации.
Способы адресации.
Прямая адресация. Адрес ячейки с данными находится в команде программы.
Косвенная адресация. Адрес памяти предварительно заносится в один из регистров процессора, а в команде содержится лишь ссылка на этот регистр.
Способы адресации.
Индексная адресация. Данные находятся в ячейке ОЗУ, адрес которой вычисляется по формуле:
адрес = базовый адрес + смещение.
Базовый адрес хранится в одном из регистров и является начальной точкой массива данных. Смещение может быть как некоторой константой, так и содержимым другого регистра.
сегментный способ адресации.
Суть метода состоит в том, что адрес ОЗУ вычисляется как сумма двух чисел (сегмента и смещения), причем, одно из них сдвинуто влево на 4 двоичных разряда (т.е. умножено на 16). Пусть номер сегмента F000, а смещение – 2000. Общепринятая запись такого адреса: F000:2000, а итоговый адрес равен F2000. При таком способе адрес одной и той же ячейки может быть получен разными способами.
Стек.
Определение.
Стек – неявный способ адресации, при котором информация записывается и считывается только последовательным образом с использованием указателя стека.
22. Программное обеспечение. Операционные системы и утилиты. Инструментальное и прикладное программное обеспечение.
Програ́ммное обеспе́чение — совокупность программ системы обработки информации и программныхдокументов, необходимых для эксплуатации этих программ.
Также — совокупность программ, процедур и правил, а также документации, относящихся к функционированию системы обработки данных .
В компьютерном сленге часто используется слово софт от английского слова software, которое в этом смысле впервые применил в статье в American Mathematical Monthlyматематик из Принстонского университета Джон Тьюки в 1958 году.
Место и роль ПО в информатике.
Информатика в узком смысле
Информатика |
|
|||||||||||||
Технические средства (hardware) |
Программные средства (software) |
Алгоритмические средства (brainware) |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Программные продукты можно классифицировать по различным признакам. Рассмотрим классификацию, в которой основополагающим признаком является сфера (область) использования программных продуктов:
- аппаратная часть автономных компьютеров и сетей ЭВМ;
- функциональные задачи различных предметных областей;
- технология разработки программ.
Для поддержки информационной технологии в этих областях выделим соответственно три класса программных продуктов:
- системное программное обеспечение;
- пакеты прикладных программ;
- инструментарий технологии программирования.
Системное программное обеспечение направлено:
на создание операционной среды функционирования других программ;
на обеспечение надежной и эффективной работы самого компьютера и вычислительной сети;
на проведение диагностики и профилактики аппаратуры компьютера и вычислительных сетей;
на выполнение вспомогательных технологических процессов (копирование, архивирование, восстановление файлов программ и баз данных и т.д.).
Системное программное обеспечение (System Software) - совокупность программ и программных комплексов для обеспечения работы компьютера и сетей ЭВМ.
Пакеты прикладных программ (ППП) служат программным инструментарием решения функциональных задач и являются самым многочисленным классом программных продуктов. В данный класс входят программные продукты, выполняющие обработку информации различных предметных областей.
Пакет прикладных программ (application program package) - комплекс взаимосвязанных программ для решения задач определенного класса конкретной предметной области.
Инструментарий технологии программирования обеспечивает процесс разработки программ и включает специализированные программные продукты, которые являются инструментальными средствами разработчика. Программные продукты данного класса поддерживают все технологические этапы процесса проектирования, программирования (кодирования), отладки и тестирования создаваемых программ. Пользователями технологии программирования являются системные и прикладные программисты.
Системное программное обеспечение:
Базовое программное обеспечение (минимальный набор ПС, обеспечивающий работу компьютера
Сервисное программное обеспечение (программы и прогр. комплексы, которые расширяют возможности базового ПО и организуют более удобную среду работы пользователя
Базовое программное обеспечение.
- операционная система;
- операционные оболочки (текстовые и графические);
- сетевая операционная система.
Системное программное обеспечение
Операционная система – ядро СПО
Операционная система – это комплекс программ, обеспечивающих:
Управление ресурсами, т.е. согласованную работу всех аппаратных средств компьютера;
Управление процессами, т.е. выполнение программ, взаимодействие с устройствами компьютера, с данными;
Пользовательский интерфейс, т.е. диалог пользователя с компьютером, выполнение определенных простых команд - операций по обработке информации.
Функции ОС
управляют устройствами компьютера или, обеспечивают интерфейс между пользователем и аппаратной частью компьютера.
предоставляют пользователю различного уровня сервис для разработки, отладки, выполнения интерфейса с вычислительными ресурсами ЭВМ.
Состав аппаратной части компьютера:
Центральный процессор
Оперативная память
Периферийные устройства (устройства ввода, вывода, ВЗУ, мультимедийные устройства).
Все эти аппаратные устройства обобщенно называют ресурсами компьютера.
Виды ОС
Однопользовательские и однозадачные (эффективность использования ресурсов компьютера оказывалась невысокой из-за простоев всех, кроме одного работающего): MS DOS
Однопользовательские и многозадачные (обеспечивают постановку заданий в очередь на выполнение, параллельное выполнение заданий, разделение ресурсов компьютера между выполняющимися заданиями.: ОС OS/2 (IBM)
При многозадачном режиме
В оперативной памяти находиться несколько заданий пользователя;
Время работы процессора разделяется между программами, находящимися в оперативной памяти и готовыми к обслуживанию процессором;
Параллельно с работой процессора происходит обмен информацией с различными внешними устройствами.
Виды ОС
Многопользовательские и многозадачные
Они предусматривают одновременное выполнение многих заданий многих пользователей,
обеспечивают разделение ресурсов компьютера в соответствии с приоритетами пользователей
защиту данных каждого пользователя от несанкционированного доступа. В этом случае ОС работает в режиме разделения времени, т.е . обслуживает многих пользователей, работающих со своего терминала
Режим разделения времени
Каждой программе, находящейся в оперативной памяти и готовой к исполнению, выделяется для исполнения фиксированный, задаваемый в соответствии с приоритетом пользователя интервал времени (интервал мультиплексирования). Если программа за этот промежуток времени не выполнена, ее исполнение принудительно прерывается и программа переводится в конец очереди и т.д. Если интервал достаточно мал и очередь не так велика, то ни один из пользователей не ощущает задержек.
Фоновый режим
когда программа с более низким приоритетом работает на фоне программы с более высоким приоритетом.
Режим реального времени
когда компьютер управляет некоторым внешним процессом, обрабатывая данные и информацию, непосредственно поступающие от объекта управления.
Основные понятия ОС
Файл - набор взаимосвязанных данных, имеющих общее имя, находящихся на дискете или винчестере и доступных для обработки на компьютере; или
Файл – логически связанная совокупность данных или программ, для размещения которой во внешней памяти выделяется именованная область.
Для характеристики файла используются следующие параметры:
полное имя файла;
объем файла в байтах;
дата создания файла;
время создания файла;
специальные атрибуты файла: R (Read only) – только для чтения, Н (Hidden) – скрытый файл, S (System) – системный файл, A (Archive) – архивированный файл.
Полное имя файла более подробно характеризует файл и образуется из имени файла и типа (расширения), разделенных точкой.
Тип файла служит для характеристики хранящейся в файле информации и образуется не более чем из трех символов, причем используются, как и при образовании имени, только буквы латинского алфавита.
Соглашения по типу файлов
Тип файла |
Назначение |
.ARJ |
Архивный файл |
.ВАК |
Копия файла, создаваемая при перезаписи файла оригинала |
.BAS |
Программа на языке Бейсик |
.ВАТ |
Командный файл |
.СОВ |
Программа на языке Кобол |
.COD |
Версия типа .OBJ на языке ассемблера |
.СОМ |
Командный системный файл, исполняемый файл |
.DAT |
Файл данных |
.DOC |
Файл документов (текстовый) |
.EXE |
Исполняемый файл |
.EXE |
Программа на языке Фортран |
.HEX |
Символьное шестнадцатеричное представление двоичных данных в коде ASCII |
.HLP |
Файл для справочной информации |
.LIB |
Библиотека программ |
.OBJ |
Скомпилированная объектная программа на машинном языке |
.OVL |
Оверлейный файл прикладной программы |
.OVR |
Оверлейный файл программы компилятора |
.PAS |
Программа на языке Паскаль |
.PIC |
Данные выводимого на экран изображения |
.PRN |
Листинг (распечатка программы) |
.SYS |
Файлы, расширяющие возможности операционной системы, например драйверы |
.SYM |
Таблица символов для компилятора |
.TER |
Описание терминала (для асинхронной передачи) |
.TMP |
Временный файл |
.TXT |
Текстовый файл |
.$$$ |
Временный файл |
Как обращаться к группе файлов
Шаблон имени файла – специальная форма, в которой в полях имени и типа файла используются символы * или ? .
Символ * служит для замены любой последовательности символов.
Пример *.ТХТ, все текстовые файлы
SD*,*. все файлы, имя которых начинается на SD,
Символ ? служит для замены одного символа.
Пример Имя RT??. BAS все файлы типа BAR, имя которых состоит из четырех символов, причем первые два символа обязательно RT, третий и четвертый – любые.
Каталог (директория) - группа файлов, объединенных по какому-либо признаку.
В каталоге могут размещяться файлы и другие каталоги. Таким образом каталоги образуют дерево.
Имена каталогов могут быть такими же как и имена файлов, а также:
. - текущий каталог;
.. - родительский каталог;
\ - корневой каталог.
Имена каталогов завершаются символом \ (обратная косая).
Файловая система - часть операционной системы, управляющая размещением и доступом к файлам и каталогам на диске.
С понятием файловой системы тесно связано понятие файловой структуры диска, под которой понимают, как размещаются на диске: главный каталог, подкаталоги, файлы, операционная система, а также какие для них выделены объемы секторов, кластеров, дорожек.
Правила формирования файловой структуры диска.
файл или каталог могут быть зарегистрированы с одним и тем же именем в разных каталогах, но в одном и том же каталоге только один раз;
порядок следования имен файлов и подкаталогов в родительском каталоге произвольный;
файл может быть разбит на несколько частей, для которых выделяются участки дискового пространства одинакового объема на разных дорожках и секторах
Операционные оболочки - специальные программы, предназначенные для облегчения общения пользователя с командами операционной системы. Операционные оболочки имеют текстовый и графический варианты интерфейса конечного пользователя.
Наиболее популярны следующие виды текстовых оболочек операционной системы MS DOS:
- Norton Commander 5.0 - фирма Symantec (см. гл. 10);
- Norton Navigator
Far Manager и др.
Эти программы существенно упрощают задание управляющей информации для выполнения команд операционной системы, уменьшают напряженность и сложность работы конечного пользователя.
Сетевые операционные системы - комплекс программ, обеспечивающий обработку, передачу и хранение данных в сети. Сетевая ОС предоставляет пользователям различные виды сетевых служб (управление файлами, электронная почта, процессы управления сетью и др.), поддерживает работу в абонентских системах. Сетевые операционные системы используют архитектуру клиент-сервер или одноранговую архитектуру. Вначале сетевые операционные системы поддерживали лишь локальные вычислительные сети (ЛВС), сейчас эти операционные системы распространяются на ассоциации локальных сетей. Наибольшее распространение имеют LAN Server, NetWare, VINES. Windows NT,
Они оцениваются по комплексу критериев:
производительность, разнообразие возможностей связи пользователей, возможности администрирования;
- возможность каждой абонентской системы в сети быть сервером или клиентом;
- совместную работу группы пользователей;- адресацию оперативной и внешней памяти большого размера;
- многозадачность и многопоточность обработки данных;
- поддержку мультипроцессорной обработки и др..
Сервисное программное обеспечение.
Расширением базового программного обеспечения компьютера является набор сервисных, дополнительно устанавливаемых программ, которые можно классифицировать по функциональному признаку следующим образом
- программы диагностики работоспособности компьютера;
- антивирусные программы, обеспечивающие защиту компьютера, обнаружение и восстановление зараженных файлов;
- программы обслуживания дисков, обеспечивающие проверку качества поверхности магнитного диска, контроль сохранности файловой системы на логическом и физическом уровнях, сжатие дисков, создание страховых копий дисков, резервирование данных на внешних носителях и др.;
- программы архивирования данных, которые обеспечивают процесс сжатия информации в файлах с целью уменьшения объема памяти для ее хранения;- программы обслуживания сети.
Эти программы часто называются утилитами
Утилиты - программы, служащие для выполнения вспомогательных операций обработки данных или обслуживания компьютеров (диагностики, тестирования аппаратных и программных средств, оптимизации использования дискового пространства, восстановления разрушенной на магнитном диске информации и т.п.).
Файлы – драйверы расширяют возможности операционной системы, позволяя работать с тем или иным внешним устройством. Большинство ОС содержат немало драйверов в комплекте своей поставки, которые нужны для поддержки устройств и функций ОС. Драйверы для различных ОС часто поставляются вместе с новыми устройствами
Стандартные (внутренние) драйверы -это программы, которые находятся внутри BIOS или его модуля расширения ЕМ BIOS и служат для управления внешними устройствами, входящими в стандартный комплект поставки персонального компьютера.
Загружаемые (внешние, устанавливаемые) драйверы - это программы, хранящиеся на диске и предназначенные для управления внешними устройствами, вторые отличаются от стандартных либо по своим техническим параметрам, либо особыми режимами эксплуатации- Загружаемые драйверы подключаются к системе только тогда, когда они указаны в файле конфигурации CONFIG.SYS.
Архивирование - это сжатие одного или нескольких файлов и помещение их в специальный файл, называемый архивным. Для упаковки файлов используют специальные программы - архиваторы. Формат архивного файла, а следовательно, и его расширение зависят от выбранного архиватора.
Виды архивов:
Простой
Самораспаковывающийся
Многотомный
Защищенный и т.д.
Антивирусные программы – это программы, предназначенные для обнаружения, удаления и защиты от компьютерных вирусов.
Программы-детекторы
Осуществляют поиск характерной для конкретного вируса последовательности байтов в оперативной памяти и файлах, при обнаружении выдают соответствующее сообщение.
Программы-доктора
Находят зараженные вирусами файлы и удаляют из файла тело программы-вируса.
Программы-ревизоры
Запоминают исходное состояние программ, каталогов и системных областей диска тогда, когда компьютер не заражен вирусом, а затем периодически или по желанию пользователя сравнивают текущее состояние с исходным.
Программы-фильтры
Предназначены для обнаружения подозрительных действий, при работе компьютера, характерных для вирусов. Они не «лечат» файлы и диски.
Программы-вакцины или иммунизаторы
ПАКЕТЫ ПРИКЛАДНЫХ ПРОГРАММ.
Данный класс программных средств наиболее представителен, что обусловлено прежде всего широким применением средств компьютерной техники во всех сферах деятельности человека, созданием автоматизированных информационных систем различных предметных областей.
Виды ППП
Проблемно-ориентированные ППП.
Это самый представительный класс программных продуктов, внутри которого проводите классификация по разным признакам:
- типам предметных областей;
- информационным системам;
- функциям и комплексам задач, реализуемых программным способом, и др.
- ППП автоматизированного бухгалтерского учета;
- ППП финансовой деятельности;
- ППП управления персоналом (кадровый учет);
- ППП управления материальными запасами;
- ППП управления производством;
- банковские информационные системы и т.п.
Основные тенденции в области развития проблемно-ориентированных программных средств:
- создание программных комплексов в виде автоматизированных рабочих мест (АРМ) управленческого персонала;
- создание интегрированных систем управления предметной областью на базе вычислительных сетей, объединяющих АРМы в единый программный комплекс с архитектурой клиент-сервер;
- организация данных больших информационных систем в виде распределенной базы данных на сети ЭВМ;
- наличие простых языковых средств конечного пользователя для запросов к базе данных;
- настройка функций обработки силами конечных пользователей (без участия программистов);
- защита программ и данных от несанкционированного доступа (парольная защита на уровне функций, режимов работы, данных).
Представители данного класса программных продуктов:
Настольные системы управления базами данных (СУБД)
Серверы баз данных - успешно развивающийся вид программного обеспечения, предназначенный для создания и использования при работе в сети интегрированных баз данных в архитектуре клиент-сервер.
Генераторы (серверы) отчетов - самостоятельное направление развития программных средств, обеспечивающих реализацию запросов и формирование отчетов в печатном или экранном виде в условиях сети с архитектурой клиент-сервер.
Текстовые процессоры - автоматическое форматирование документов, вставка рисованных объектов и графики, составление оглавлений и указателей, проверка орфографии, шрифтовое оформление, подготовка шаблонов документов.
Табличный процессор -удобная среда для вычислений силами конечного пользователя; средства деловой графики, специализированная обработка (встроенные функции, работа с базами данных, статистическая обработка данных и др.).
Средства презентационной графики - специализированные программы, предназначенные для создания изображений и их показа на экране, подготовки слайд-фильмов, мультфильмов, видеофильмов, их редактирования, определения порядка следования изображений.
Интегрированные пакеты - набор нескольких программных продуктов, функционально дополняющих друг друга, поддерживающих единые информационные технологии, реализованные на общей вычислительной и операционной платформе.(Microsoft Office)
Методо-ориентированные ППП.
Данный класс включает программные продукты, обеспечивающие независимо от предметной области и функций информационных систем математические, статистические и другие методы решения задач.
Офисные ППП.
Данный класс программных продуктов охватывает программы, обеспечивающие организационное управление деятельностью офиса:
1. Органайзеры (планировщики) - программное обеспечение для планирования рабочего времени, составления протоколов встреч, расписаний, ведения записной и телефонной книжки.
2. Программы - переводчики, средства проверки орфографии и распознавания текста
3. Коммуникационные ППП - предназначены для организации взаимодействия пользователя с удаленными абонентами или информационными ресурсами сети (браузеры, средства создания WWW-страниц).
4. Электронная почта также становится обязательным компонентом офисных ППП.
Настольные издательские системы.
Данный класс программ включает программы, обеспечивающие информационную технологию компьютерной издательской деятельности:
- форматирование и редактирование текстов;
- автоматическую разбивку текста на страницы;
- создание заголовков;
- компьютерную верстку печатной страницы;
- монтирование графики;
- подготовку иллюстраций и т.п
Программные средства мультимедиа.
Системы искусственного интеллекта.