Лекция 9 программное обеспечение компьютера
Современный компьютер – это единство аппаратных средств (hardware) и программного обеспечения (software).
Программа – алгоритм действий для компьютера, записанный на языке машинных кодов или на языке программирования.
Программное обеспечение (ПО) – это совокупность программ, позволяющая организовать решение задач на компьютере.
Структура по в соответствии с классификацией программ:
Системное ПО организует процесс обработки информации в компьютере.
Средства контроля и диагностики обеспечивают автоматическую проверку функционирования отдельных узлов ПК, поиск ошибок в их работе.
Драйвер (driver) представляет собой специализированный программный модуль, управляющий внешним устройством. Драйверы обеспечивают единый интерфейс к различным устройствам, тем самым изолируя пользовательские программы и ядро ОС от особенностей аппаратуры. Каждому устройству соответствует свой драйвер. Драйверы, как правило, прилагаются к приобретенному устройству на диске либо операционной системой стандартные драйверы из библиотеки самой ОС, либо данное устройство подключено к компьютеру через «переходник» (контроллер IDE), для которого уже установлен свой драйвер.
Утилита произошло от англ. utility, что в переводе означает "полезность". Утилита – компьютерная программа, которая позволяет расширить набор стандартных возможностей оборудования и операционных систем. Обычно утилтиты выполняют узкий круг специфических задач.
Количество программ группы утилиты очень разнообразно, но их все же можно условно разделить на некоторые группы, основным критерием такого деления является назначение утилит:
- утилиты для работы с жестким диском (дисковые утилиты) – позволяют проводить проверку диска на наличие неправильно записанных или поврежденных файлов, проводить очистку диска, разметку и многое другое;
- утилиты работы с реестром;
- утилиты мониторинга оборудования;
- тесты оборудования и т.д.
Широкое применение получили так называемые пакеты утилит, имеющие в своем составе набор программ (до нескольких десятков) для обслуживания системы. В один такой пакет могут одновременно входить программы всех выше перечисленных типов утилит.
Операционные системы (ОС) – главная часть системного ПО. ОС представляют собой комплекс программ, управляющих всеми аппаратными компонентами компьютера, обеспечивая их целостное функционирование, а также предоставляющих пользователю доступ к аппаратным возможностям компьютера.
Система программирования позволяет разрабатывать программы на языках программирования (ЯП).
Трансляторы – это комплекс программ, обеспечивающих автоматический перевод с алгоритмических и символических языков в машинные коды. По своему функциональному назначению трансляторы в основном подразделяются на компиляторы и интерпретаторы. Компилятор переводит программу на алгоритмическом языке в машинные коды без ее выполнения, но зато с созданием так называемого объектного модуля – программы в машинных кодах, готовой к самостоятельному использованию. Интерпретаторы переводят каждую конструкцию алгоритмического языка в машинные коды с одновременным ее выполнением. Интерпретатор работает медленнее компилятора, но в диалоговом режиме обеспечивает удобную форму отладки программ пользователем.
Языки программирования – формальные языки связи человека с компьютером, предназначенные для описания данных (информации) и алгоритмов (программ) их обработки на ПК. Языками программирования являются внутренние машинные языки (цифровое кодирование команд (в некоторой системе счисления), отсутствие различия между внутренними представлением операторов (команд) и формой представления данных) и языки, которые допускают выполнение программ, написанных на них, только после выполнения трансляции.
Системное ПО и Системы программирования можно объединить в один класс Базовое ПО.
Прикладное ПО предназначено для непосредственного решения пользовательских задач.
Пакеты прикладных программ условно подразделяются на два класса:
- общего назначения: текстовые редакторы, графические редакторы, СУБД, табличные процессоры, сетевое ПО, игры и т.д.
- специальные: математические пакеты, САПР, бухгалтерские пакеты, экспертные системы и др.
Библиотеки стандартных программсоставляют часто используемые программы вычисления функций, решения уравнений, распространенных операций обработки данных (сортировка, нахождение максимального и минимального значений в массивах данных).
Уникальное ПО – комплекс программ, предназначенных для выполнения специализированных программ пользователя, решающих уникальные пользовательские задачи.
Операционные системы семейства Windows
Основными функциями операционной системы являются:
1. диалог с пользователем;
2. управление устройствами и программами компьютера;
3. реакция на ошибки и аварийные ситуации;
4. работа с файлами.
По количеству решаемых задач ОС делятся на:
- однопользовательские однозадачные ОС (DOS) – в данный момент решает только одну задачу одного пользователя;
- однопользовательские однозадачные ОС с фоновой печатью – в данный момент решает только одну задачу одного пользователя, однако здесь имеется возможность вывести документ на печать;
- однопользовательские многозадачные ОС (Windows);
- многопользовательские многозадачные ОС (UNIX, OS/2).
По видам интерфейса ОС делятся на графические (Windows) и неграфические (DOS).
Файлы
Главное назначение носителей внешней памяти – долгосрочное хранение информации. Любая информация (текст, изображение, программа) на внешнем носителе хранится в виде файла.
Рис.1. Пример хранения файлов на жестком диске D в папке Мои документы.
Файл (file) – это поименованная область на диске, в которой хранится отдельный экземпляр информации определенного типа.
С
труктура
имени файла состоит из двух частей –
самого имени и расширения, разделяющихся
точкой (рис.2). Расширение определяет
тип файла.
.
Имя Расширение
Рис.2. Структура имени файла
Как правило, имя файла пользователь выбирает таким, чтобы оно по смыслу отражало содержимое самого файла. Тип файла обычно задается программой автоматически при его создании (табл.1).
Таблица 1. Типы файлов и расширений
Тип файла |
Расширения |
Программы |
exe, com |
Текстовые файлы |
txt, doc |
Графические файлы |
bmp, gif, jpg и др. |
Звуковые файлы |
wav, mid |
Видеофайлы |
avi |
Программы на языках программирования |
bas, pas и др. |
В различных операционных системах существуют различные форматы имен файлов. Так в операционной системе MS-DOS собственно имя файла должно содержать не более 8 букв латинского алфавита, цифр и некоторых специальных знаков, а расширение состоит из трех латинских букв, например, book.txt
В операционной системе Windows имя файла может иметь длину от 1 до 255 символов, причем набор символов значительно расширяется и можно использовать буквы русского алфавита. Кроме этого, Windows обеспечивает совместимость собственных «длинных» имен с «короткими» именами DOS. На расширение файла накладываются те же ограничения, что и в MS-DOS. Пример: Единицы измерения информации.doc
Кроме имени, файл обладает рядом характеристик:
логотип;
атрибуты файла;
дата создания файла;
время создания и редактирования файла;
длина (объем) файла.
Л
оготип
файлавыглядит
так же, как и логотип приложения, где
был создан файл (рис.3).
Рис.3. Логотипы приложений из пакета Microsoft Office.
Атрибуты файла указывают на характер его использования и возможность доступа к нему:
Read-Only – файл, используемый только для чтения, чаще всего он не может быть уничтожен или отредактирован, но допустимо создание копии и операций над ней;
Archive – архивный, создаваемый при изменении файла и хранящийся в архиве файловой системы;
Hidden– скрытый файл;
System – системный.
Если файлу не присвоен ни один из перечисленных атрибутов, то он называется обычным.
Дата создания и время создания фиксируются в момент создания и изменения файла по показаниям системных часов ПК (рис.4).
Длина (объем) файла определяется в байтах и изменяется в случае его редактирования (рис.4). Эта характеристика облегчает процесс эффективного размещения информации на магнитных носителях.
Рис.4. Пример просмотра характеристик файла Книга ПЛ-32
Файловая система
Операционная система позволяет организовывать файлы в каталог, т.е. специальный файл большей длины, в котором регистрируются другие файлы или другие, меньшие по размеру, каталоги. Имя каталога представляет собой набор символов без расширения, и ему присваивается атрибут Directory.
Файлы и программы размещаются в каталогах разного уровня и образуют разветвленную файловую структуру – файловую систему.
Основным всегда является корневой каталог A, B,C, D, E\ и т.д. Остальные уровневые каталоги размещаются по иерархической структуре. Корневой каталог на каждом носителе внешней памяти существует в единственном экземпляре. Все другие каталоги и папки создаются либо пользователем, либо могут быть автоматически созданы программами.
Файловая структура представляет собой файловое «дерево» с множеством ответвлений, объединенных по общему признаку (рис.5).
Рис.5. Файловая структура ПК
Файлы и каталоги (папки), зарегистрированные в одном каталоге (папке), должны иметь уникальные имена. В разных каталогах (папках) они могут иметь совпадающие имена.
В процессе работы над файлами и каталогами (папками) производят следующие операции:
- создание;
- копирование;
- перемещение;
- удаление;
- переименование;
- поиск на диске по имени файла и содержащейся в нем строке символов;
- архивирование файлов.
Путь, по которому происходит поиск файла или каталога, называется маршрутом. Таким образом, маршрут – это последовательный алгоритм, описывающий имена каталогов, записанных через \.
Маршруты делятся на два вида:
Полный маршрут – указываются все каталоги, начиная с корневого и заканчивая конкретным файлом:
C:\Lexicon\lex.exe
Неполный маршрут задается, начиная с текущего каталога, и также заканчивается конкретно необходимым файлом:
Lexicon\lex.exe
Контрольные вопросы
1. Сформулируйте определения понятий «программа» и «программное обеспечение».
2. Опишите структуру программного обеспечения.
3. Что входит в состав базового ПО? Каково его назначение?
4. Каково назначение драйверов и утилит?
5. Приведите примеры драйверов и утилит.
6. Что включает в себя прикладное ПО? Каково его назначение?
7. Понятие и функции операционных систем.
8. Рассказать о классификации ОС.
9. Дайте определение понятие «файл», назовите параметры и атрибуты файла.
10. Опишите структуру имени файла.
11. Расскажите о правилах именования файлов.
12. Что собой представляет файловая система?
13. Какие операции можно производить над файлами и каталогами.
14. Из чего складывается полное имя файла?