14.Вычислительный процесс и его реализация с помощью ос. Основные функции ос.

Вычислительный процесс и его реализация с помощью ОС

Любая прикладная программа – это в конечном итоге набор команд процессора. Этот набор строит компилятор. Очевидно, что во многих программах будут одинаковые фрагменты, особенно касающиеся обращений к устройствам. Для того чтобы программист не задумывался о тонких вопросах обращения к устройствам, операционная система предлагает независимый слой программного обеспечения,  набор системных вызовов.

**Процессор (ЦП или CPU - Central Processor Unit).- процессор занимается преобразованием информации в компьютере; он играет роль главного вычислителя, реализуя наиболее важные операции с данными, устанавливает очередность задач, выполняемых системой, управляет передачей информации, воспринимает и обрабатывает управляющие сигналы.

Компиляция — трансляция программы, составленной на исходном языке высокого уровня, в эквивалентную программу на низкоуровневом языке, близком машинному коду

Операцио́нная систе́ма, сокр. ОС (англ. operating system, OS) — комплекс управляющих и обрабатывающих программ, которые, с одной стороны, выступают какинтерфейс между устройствами вычислительной системы и прикладными программами, а с другой стороны — предназначены для управления устройствами, управлениявычислительными процессами, эффективного распределения вычислительных ресурсов между вычислительными процессами и организации надёжных вычислений. Это определение применимо к большинству современных операционных систем общего назначения.

Оперативная память – набор микросхем, предназначенных для временного хранения данных, когда компьютер включен.

Компью́терная програ́мма — последовательность инструкций, предназначенных для исполнения устройством управления вычислительной машины. Для ориентации в этом множестве программ существенную поддержку может оказать классификация программных средств, позволяющая облегчить выбор той или иной программы..

**

По требованию пользователя (или некоторой программы) операционная система начинает выполнять программу. Для этого ей надо загрузить исполняемый код в оперативную память (считать файл с внешнего носителя), выделив при этом некоторое место, не занятое ею самой или другими программами. Далее ОС следит за выполнением процесса, обрабатывая  системные вызовы. В случае если операционная система многозадачная, она регулирует доступ процессов к процессору.

Таким образом, получается так, что при выполнении некоторого программного кода процессор многократно переключается с выполнения прикладной программы на системные программы, подает команды устройствам и обрабатывает их прерывания.

Операционная система обеспечивает взаимодействие процессов, передавая информацию от одного процесса другому посредством сообщений, фиксированием произошедших событий и т.п.

В случае если операционная система сетевая, то помимо всего прочего она взаимодействует с операционными системами удаленных компьютеров

Основные функции ос

Начиная с ЭВМ второго поколения, встала задача полной и эффективной загрузки ЭВМ. Решение – в перекладывании на ЭВМ некоторых стандартных действий человека.

Операционная система – набор программ, обеспечивающих функционирование центрального процессора и периферийных устройств ЭВМ как единого комплекса, служащего для разработки и выполнения программ.

Можно выделить следующие функции или подсистемы ОС, хотя жесткого разделения этих подсистем нет:

1.    система управления процессами,

2.    система распределения ресурсов,

3.    система распределения оперативной памяти,

4.    система управления вводом – выводом,

5.    файловая система,

6.    интерфейс с пользователем.

Процесс – некоторая логически связанная последовательность действий, не обязательно линейная.

Ресурс – средство вычислительной техники, которое может быть выделено процессу на некоторое время.

Виды ОС: DOS, Windows (версии), UNIX, MAC OS, Novel NetWare и т.п.

Общие черты ОС:

• модульность,

• наличие ядра,

• функциональная избыточность,

• защита,

• привилегированный и непривилегированный режим работы процессора,

• применение паролей,

• принцип независимости программ от внешних устройств

Операционные системы могут различаться особенностями реализации внутренних алгоритмов управления основными ресурсами компьютера (процессорами, памятью, устройствами), особенностями использованных методов проектирования, типами аппаратных платформ, областями использования и многими другими свойствами.

15. Основные этапы решения задач на ЭВМ

Программирование (programming) - теоретическая и практическая деятельность, связанная с созданием программ.

Решение задач на компьютере включает в себя следующие основные этапы, часть из которых осуществляется без участия компьютера.

1. Постановка задачи:

• сбор информации о задаче;

• формулировка условия задачи;

• определение конечных целей решения задачи;

• определение формы выдачи результатов;

• описание данных (их типов, диапазонов величин, структуры и т. п.).

2. Анализ и исследование задачи, модели:

• анализ существующих аналогов;

• анализ технических и программных средств;

• разработка математической модели;

• разработка структур данных.

3. Разработка алгоритма:

• выбор метода проектирования алгоритма;

• выбор формы записи алгоритма (блок-схемы, псевдокод и др.);

• выбор тестов и метода тестирования;

• проектирование алгоритма.

4. Программирование:

• выбор языка программирования;

• уточнение способов организации данных;

• запись алгоритма на выбранном языке

программирования.

5. Тестирование и отладка:

• синтаксическая отладка;

• отладка семантики и логической структуры;

• тестовые расчеты и анализ результатов тестирования;

• совершенствование программы.

6. Анализ результатов решения задачи и уточнение в случае необходимости математической модели с повторным выполнением этапов 2-5.

7. Сопровождение программы:

• доработка программы для решения конкретных задач;

• составление документации к решенной задаче, к математической модели, к алгоритму, к программе, к набору тестов, к использованию.

Компью́тер  (ЭВМ)— устройство или система, способное выполнять заданную, чётко определённую последовательность операций. Это чаще всего операции численных расчётов и манипулирования данными, однако сюда относятся и операции ввода-вывода. Описание последовательности операций называется программой.