Лекция 7 Запоминающие устройства: классификация, принцип работы, основные характеристики

Внешние запоминающие устройства (ВЗУ) обеспечивают долговременное хранение программ и данных. Наиболее распространены следующие типы ВЗУ: накопители на магнитных дисках (НМД); их разновидности — накопители на гибких магнитных дисках (НГМД) и накопители на жестких магнитных дисках (НЖМД);

накопители на оптических дисках (НОД); накопители на магнитных лентах (НМЛ).

Соответственно, физическими носителями информации, с которыми работают эти устройства, являются магнитные диски (МД), магнитные ленты (МЛ) и оптические диски (ОД).

Важнейшая, с точки зрения пользователя, характеристика любого диска —

информационная емкость. Для гибких дисков (дискет) она чаще всего находится в диапазоне от одного до полутора мегабайт, хотя созданы дискеты с емкостью до 10 Мбайт. Специальные дискеты для резервного копирования (так называемые Zip-диски, для работы с которыми нужны особые дисководы) имеют емкость 100 Мбайт и более. Для жестких дисков в настоящее время (начало 2000 г.) наиболее характерна емкость порядка 10 Гбайт. Стандартная емкость наиболее распространенных

оптических дисков категории CD ROM порядка 800 Мбайт. Такие

характеристики дисков, как радиальная плотность записи (дорожек/см) и продольная плотность записи (байт/см) с точки зрения пользователя мало существенны.

Еще по одной важной характеристике — надежности и долговечности хранения информации — оптические диски вне конкуренции.

Важнейшие пользовательские характеристики любого из накопителей — скорость доступа к определенному участку информации на диске и скорость записи или считывания информации. Для НГМД время доступа лежит в диапазоне 200 —1000 мс, скорость чтения-записи 30 — 40 Кбайт/с. Для НЖМД эти параметры, соответственно, 5 — 100 мс и 0,5 — 1 Мбайт/с. Для НОД — 30 —100 Мс и порядка нескольких Мбайт/

Лекция 8 Устройства ввода/вывода данных, их разновидности и основные характеристики

Устройства ввода информации определяются видом вводимых данных. При вводе символьной информации важнейшую роль играет клавиатура. Важная характеристика клавиатуры — эргономичность, определяющая удобства пользователя. Современная клавиатура имеет 4 группы клавиш: пишущей машинки, служебные, функциональные и малой цифровой клавиатуры, за каждой из которых закреплено определенное назначение. Различные манипуляторы (мышь, шар, джойстик и т.д.)

обеспечивают перемещение курсора на экране и позволяют вводить управляющую информацию при работе с программами, использующими символьные или графические меню (т.е. практически со всеми современными программами). Для ввода графической информации используются сканеры. Их важнейшие характеристики: разрешающая способность, возможность ввода цветных изображений, быстродействие, размер обрабатываемых изображений. Сканер выдает информацию в виде файла графического (растрового) формата; все остальное (например, распознание текстов, если они есть в исходном изображении) — дело программной обработки. Средства речевого ввода — микрофон и звуковая карта — также являются неотъемлемой принадлежностью современных компьютеров.

Устройства вывода информации включают дисплеи, принтеры, синтезаторы звука и др. Дисплей — устройство визуального отображения текстовой и графической информации. Дисплей относится к числу неотъемлемых принадлежностей компьютера. Дисплеи классифицируются по нескольким разным параметрам, отражающим их назначение в конкретной компьютерной системе и возможности. Бывают дисплеи

монохромные и цветные. Монохромный дисплей производит отображение в двух цветах — черном и белом, либо зеленом и черном и т.д. Высококачественный цветной дисплей может воспроизводить десятки основных цветов и сотни оттенков.

По физическим принципам, лежащим в основе конструкций дисплеев, подавляющее большинство их относится к дисплеям на базе электронно-лучевых трубок и к жидкокристаллическим дисплеям (последние особенно часто встречаются у портативных компьютеров). Выпускаются и плазменные дисплеи, пока не получившие широкого распространения.

Основные характеристики дисплеев с точки зрения пользователя таковы: разрешающая способность, число воспроизводимых цветов (для цветного дисплея) или оттенков яркости (для монохромного). Для алфавитно-цифрового дисплея разрешающая способность — число строк на экране и символов в каждой строке. К примеру, характеристики

цветного графического дисплея SVGA (Super Video Grapics Adapter — видеографический адаптер повышенного разрешения) в нескольких из возможных режимах работы таковы: при разрешающей способности 768x1824 он позволяет различать 16 цветов, при разрешающей способности 480x640 — 64 оттенка разных цветов.

Огромную роль при выводе информации играют разнообразные печатающие устройства — принтеры. Принтеры бывают ударные (точечно-матричные) и безударные (струйные, лазерные, термографические). Важнейшие пользовательские характеристики принтеров — цветной или монохромный, быстродействие, формат бумаги.

Качество печати (и скорость работы принтера) во многом определяются программной поддержкой, так как в настоящее время печать большей частью происходит загружаемыми шрифтами, а не теми, которые встроены в сам принтер.

РАЗДЕЛ III

Программные средства реализации информационных процессов.

Лекция 9. Понятие системного и служебного (сервисного) программного обеспечения: назначение, возможности, структура. Операционные системы

Программа – это упорядоченная последовательность команд. Конечная цель любой программы – управление аппаратными средствами. Даже если на первый взгляд программа никак не взаимодействует с оборудованием, не требует никакого ввода данных с устройств ввода и не осуществляет вывод данных на устройство вывода, все равно ее работа основана на управлении аппаратными устройствами компьютера. Программное и аппаратное обеспечение в компьютере работают в неразрывной связи и в непрерывном взаимодействии. Состав программного обеспечения вычислительной системы называют программной конфигурацией. Между программами существует взаимосвязь. Многие программы работают, опираясь на другие программы. Под программным обеспечением принято понимать совокупность программ и соответствующей им сопровождающей документации. В целом программное обеспечение подразделяется на системное и прикладное. Системное программное обеспечение предназначено для управления самим компьютером и компьютерной сетью в целом, создания среды для выполнения различных пользовательских приложений, выполнения множества вспомогательных технологических процессов.

Системное ПО принято подразделять на следующие категории:

• операционные системы,

• сервисные системы,

• программно-инструментальные средства

• системы технического обслуживания.

Операционная система является основой системного ПО, под управлением которой осуществляется начальная загрузка компьютера, управление работой всех его устройств и проверка их работоспособности, управление файловой системой компьютера, загрузка пользовательских приложений и распределение ресурсов компьютера между ними, поддержка пользовательского интерфейса и др.

Сервисные системы обеспечивают расширение возможностей ОС. Их подразделяют на операционные оболочки, операционные среды и утилиты. Основным назначением оболочек для операционных систем является поддержка более удобного для пользователя интерфейса работы с компьютером. Операционная среда создает новое окружение для выполнения программ, используя возможности операционной системы. Утилиты представляют собой вспомогательные служебные программы, предоставляющие пользователю дополнительные услуги. К типовым утилитам относятся дефрагментаторы магнитных дисков, программы проверки поверхности дисков, резервирования и восстановления файлов, архиваторы, антивирусные программы.

Программно-инструментальные системы представляют собой совокупность программ и программных комплексов, обеспечивающих технологию разработки, отладки и внедрения создаваемых программных продуктов.

Системы технического обслуживания представляют собой совокупность программно-аппаратных средств компьютера для обнаружения сбоев в его работе.

Прикладное программное обеспечение представляет прикладные программы пользователя и пакеты прикладных программ, предназначено для эффективного решения задач пользователя.

Операционная система представляет собой комплекс системных и служебных программных средств. С одной стороны, она опирается на базовое программное обеспечение компьютера, входящее в его систему BIOS; с другой стороны, она сама является опорой для программного обеспечения более высоких уровней - прикладных и большинства служебных приложений. Приложениями операционной системы принято называть программы, предназначенные для работы под управлением данной системы. Основная функция всех операционных систем – посредническая. Она заключается в обеспечении нескольких видов интерфейса:

• Интерфейса между пользователем и программно-аппаратными средствами компьютера (интерфейс пользователя)

• Интерфейса между программным и аппаратным обеспечением (аппаратно-программный интерфейс)

• Интерфейса между разными видами программного обеспечения (программный интерфейс).

Все операционные системы способны обеспечивать как пакетный, так и диалоговый режим работы с пользователем. В пакетном режиме операционная система автоматически исполняет заданную последовательность команд. Суть диалогового режима состоит в том, что операционная система находится в ожидании команды пользователя и, получив ее, приступает к исполнению, а исполнив, возвращает отклик и ждет очередной команды. Диалоговый режим работы основан на использовании прерываний процессора и прерываний BIOS . Опираясь на эти аппаратные прерывания, операционная система создает свой комплекс системных прерываний. Способность операционной системы прервать текущую работу и отреагировать на события, вызванные пользователем с помощью управляющих устройств, воспринимается нами как диалоговый режим работы.

По реализации интерфейса пользователя различают неграфические и графические операционные системы. Неграфические операционные системы реализуют интерфейс командной строки. Основным устройством управления в данном случае является клавиатура. Управляющие команды вводят в поле командной строки, где их можно и редактировать. Исполнение команды начинается после ее утверждения, например нажатием клавиши Enter. Для компьютеров платформы IBM PC интерфейс командной строки обеспечивается семейством операционных систем под общим названием MS DOS.

Графический интерфейс. Графические операционные системы реализуют более сложный тип интерфейса, в котором в качестве органа управления кроме клавиатуры может использоваться мышь или адекватное устройство позиционирования. Работа с графической операционной системой основана на взаимодействии активных и пассивных экранных элементов управления.

Активные и пассивные элементы управления. В качестве активного элемента управления выступает указатель мыши – графический объект, перемещение которого на экране синхронизировано с перемещением мыши. В качестве пассивных элементов управления выступают графические элементы управления приложений (экранные кнопки, значки, переключатели, флажки, раскрывающиеся списки, строки меню и многие другие).

Характер взаимодействия между активными и пассивными элементами управления выбирает сам пользователь . В его распоряжении приемы наведения указателя мыши на элемент управления, щелчки кнопками мыши и другие средства.

Организацией работы процессора в диалоговом режиме ведает относительно небольшая группа системных программ. Она образует ядро операционной системы. Дополнительно к ядру операционная система обладает средствами для:

1. Управления пользовательским интерфейсом компьютера

1. Управления аппаратно-программными интерфейсами компьютера

1. Обслуживания файловой системы

1. Управления распределением оперативной памяти между процессами

1. Установки программ и управления их работой

1. Обеспечения надежности и устойчивости работы оборудования и программ.

Windows XP является графической операционной системой для компьютеров платформы IBM PC.

Все операционные системы обеспечивают свой автоматический запуск. Для дисковых операционных систем в специальной ( системной ) области диска создается запись программного кода. Обращение к этому коду выполняют программы, находящиеся в базовой системе ввода-вывода (BIOS). Завершая свою работу, они дают команду на загрузку и исполнение содержимого системной области диска.