Глава 3 Программное обеспечение и операционная система
3.1 Программное обеспечение
Программное обеспечение состоит из общесистемного, базового и прикладного ПО.
Общесистемное ПО представлено операционной системой (ОС), используемой ЭВМ.
Базовое и прикладное ПО включают в себя мониторную систему, СУБД и пакеты прикладных программ.
Имеются много различных п а к е т о в п р и к л а д н ы х п р о г р а м м (ППП), каждый из которых имеет ориентацию на определенную подсистему. Так, известны пакеты программ геометрического моделирования; оформления конструкторской документации, используемые в подсистеме машинной графики (AutoCAD, CADDY, ArhiCAD и т.д.); синтеза маршрутной технологии; проектирования штампов; выбора установочных баз в подсистемах технологического проектирования; расчетов на прочность в подсистемах проектирования корпусных деталей летательных аппаратов и т. п.
Пакеты прикладных программ в свою очередь могут иметь достаточно сложную структуру с выделением управляющей и обрабатывающей частей.
Языковые процессоры служат для организации оригинальных частей рабочих программ. Различают два типа организации рабочих программ: интерпретацию и трансляцию. Соответственно языковой процессор может быть либо интерпретатором, либо транслятором.
И н т е р п р е т а т о р при своем исполнении выбирает очередную директиву задания, выражаемую пользователем на входном языке, и организует ее исполнение путем обращения к имеющимся функциональным модулям. Далее выбирается следующая директива и т. д.
Т р а н с л я т о р сначала полностью генерирует рабочую программу и только после этого передает ее на исполнение, т. е. транслятор создает оригинальные модули, отражающие специфику конкретного задания и конкретного проектируемого объекта, а объединение оригинальных модулей с библиотечными и последующее исполнение полученной рабочей программы осуществляются с помощью средств операционной системы ЭВМ, мониторной системы или монитора ППП.
Как правило, трансляция приводит к меньшим затратам машинного времени на решение задачи, но большим затратам машинной памяти. Реальные языковые процессоры обычно имеют черты как трансляторов, так и интерпретаторов. Например, часто входное описание вначале транслируется в некоторую промежуточную форму, которая далее интерпретируется. Если промежуточная форма занимает меньший объем памяти, чем полностью оттранслированная программа, и если интерпретация промежуточной формы происходит быстрее, чем интерпретация исходного описания, то языковой процессор, реализующий такое сочетание трансляции и интерпретации, оказывается весьма эффективным.
3.2 Программа для исправления дисков ScanDisk
Информация на жестком диске сохраняется сложными путями, но их считывание осуществляется очень легко. Информация о месторасположении файлов находится в специально отведенном для этого месте диска в “Таблице расположения файлов” (FAT). При раскрытии файлов или загрузке программы операционная система месторасположение данного файла определяет по этой таблице.
Данная система поиска является удобной, если только операционная система работает бесперебойно. При несовпадении данных таблицы FAT и месторасположения файла считывание информации является невозможной.
Если даже операционная система в данный момент работает с жестким диском, мы не можем гарантировать ее бесперебойную работу с другими программами. Дело в том, что во время работы операционной системы могут возникнуть разные ситуации: например, вдруг может выключиться компьютер, может зависнуть или во время обмена информацией через модем, неожиданно прерваться связь.
В таких случаях могут возникнуть следующие проблемы:
Потерянные кластеры
В таблице FAT может сохраниться информация о том, что какой то участок диска в данный момент работает, хотя и не один файл с данного участка в данный момент не используется. Данный случай встречается часто и вследствие этого данный участок диска вовсе не используется. Но это не влечет за собой возникновения других не желательных ситуации и возникновения ошибок.
Перекрестные файловые ссылки
Могут возникнуть ссылки на то, что в одном и том же месте жесткого диска сохранены более одного файла, хотя и это невозможно. Это значит, что один из этих файлов или они все запорчены. Данная ошибка возникает нечасто и возникает вследствие того, что система работает с перебоями. Так же эта ошибка влечет за собой появления других сбоев. Если эту ошибку вовремя не устранить, то может вся информация на машине запортиться.
Для устранения вышесказанных проблем и с целью страховки от всех неожиданностей в будущем, используется Программа проверки диска ScanDisk. Данная программа загружается через Главное меню: Программы- Стандартные-Служебные программы -Проверка диска (ScanDisk). Далее работаем с появившимся диалоговым окном ScanDisk (рис. 8.1), с которого и устанавливаем параметры проверки.
В большинстве случаев достаточно провести простую, стандартную проверку диска. Поэтому в диалоговом окне ScanDisk выбираем из списка подокна Выберите проверяемые диски: нужный диск, из поля выбора Проверка пункт Стандартная и установив переключатель в пункте Исправлять ошибки автоматически, щелчком мыши запускаем командную кнопку Запуск. При этом программа ScanDisk проверяет указанный диск и старается исправить все найденные ошибки.
После этого все потерянные кластеры превращаются в файлы, перекрестные ссылки расщепляются, и неправильные длинные имена файлов исправляются. Эта операция, выполняемая программой ScanDisk очень надежная, и поэтому не следует мешать автоматической работе программы.
Восстановленные файлы с потерянных кластеров с помощью программы ScanDisk записываются в корневой каталог проверяемого диска под именами file0001.chk,file0002.chk и т.д. В большинстве случаев эти файлы нам не нужны, и их можно удалять. В некоторых случаях, они могут пригодиться, поэтому прежде чем их удалять желательно, посмотреть их содержимое.
Если в пункте Исправлять ошибки автоматически не будет установлен переключатель, то при нахождении каждой ошибки из окна Дополнительно… нужно будет выбирать пункты исправления этих ошибок. Если нас не устраивают параметры установленные по умолчанию, то, щелкнув на кнопке Дополнительно… с его диалогового окна Дополнительные параметры ScanDisk, выбираем или переустанавливаем нужные параметры.
Если в диалоговом окне ScanDisk в поле выбора Проверка выбрать пункт Полная, то данная программа проверяет кроме логического состояния диска и поверхности диска. В прошлые годы в связи с плохими качествами дисков, часто встречались повреждения поверхностей дисков, и поэтому была необходимость полной проверки дисков. Жесткие диски, используемые в настоящее время, являются более надежными и стабильными, поэтому их полная проверка вещь совсем необязательная. Полная проверка осуществляется только в тех случаях, когда есть подозрение на то, что компьютер вышел из строя по причине повреждении поверхности диска. Подозрением на этот случай является появившийся шум при обращении к винчестеру. Если окажется, что поверхность жесткого диска действительно повреждена, то лучше всего всю информацию с этого диска, пока она совсем не потерялась, переписать на другой диск.
Частота использования программы ScanDisk
Желательно диск проверять ежедневно, если при этом не возникает никаких сложностей, то можно и реже. Но лучше всего, в случае внезапного отключения или зависания компьютера, обязательно проверять его.
3.3 Программа дефрагментации дисков Defrag
Программа ScanDisk исправляет ошибки на диске, но не гарантирует его эффективную работу. Скорость работы жесткого диска является одним из его недостатков. На самом деле считывание информации с жесткого диска выполняется на много медленнее, чем ее обработка процессором.
Как мы знаем, каждый файл на диске занимает определенное место. Место, занимаемое файлом делится на несколько частей называемых кластерами. Каждый кластер присваивается к файлу, которым он занят. Кластеры некоторых файлов расположены по порядку и поэтому эти файлы читаются быстро, но это не всегда бывает так.
Файлы на дисках часто удаляются и записываются. По этой причине, операционная система не всегда может выделить файлу кластеры по порядку, и файлы занимают кластеры расположенные в разных местах диска. В этом случае можно говорить и так: файлы сохранены по фрагментам. От этого информация, сохраненная в файлах, не искажается, но заметно увеличивается время их считывания и записи. С увеличением на диске файлов сохраненных таким образом, скорость работы компьютера уменьшается и все файлы, сохраняемые в последующем, тоже будут разбиты на фрагменты.
Для устранения всех этих неудобств, для увеличения скорости работы с файлами записанными на диске по фрагментам, используется программа Дефрагментации дисков. Цель данной программы такова: не меняя содержание файлов, расположить их кластеры по порядку. С первого взгляда, данная операция может показаться, очень простой, но ей надо отдать должное, потому что она приносит очень большую помощь каждому пользователю.
Для загрузки данной программы нужно выбрать путь Программы-Стандартные- Служебные программы- Дефрагментация дисков (Defrag.) На экране появляется диалоговое окно Выбор диска, показанный на рисунке 8.2. После выбора проверяемого диска с этого окна операционная система дает подсказку выполнения или невыполнения дефрагментации, и затем только нажимаем на клавишу OK.
В случае, если вы заметили, что скорость работы компьютера уменьшилась, а система дает подсказку не дефрагментировать диск, все равно желательно провести дефрагментацию.
Время дефрагментации зависит от разных факторов, например, от объема диска, от степени загрузки. Данный процесс может продлиться на несколько часов и желательно в это время компьютер не использовать.
Если диск переполнен информацией, дефрагментация проходит очень долго. Чтобы уменьшить это время, желательно, перед началом дефрагментации, 10 – 20% места на диске освободить.
Частота дефрагментации дисков
Дефрагментация дисков способствует только увеличению скорости работы компьютера, поэтому если скорость работы нам настолько важна, то ее можно и не проводить.
Если жесткий диск компьютера заполнен информацией наполовину или еще меньше, то в этом случае файлы на диске записываются пофрагментно редко или почти всегда записываются по порядку, т.к. места на диске для этого достаточно. А если свободного места на диске недостаточно и во время записи информации приходится разными способами освобождать места на диске, то лучше раз в месяц проводить дефрагментацию.
3.4 Операционная система
Для функционирования компьютера необходима аппаратная часть (hardware) и программное обеспечение (software).
Программное обеспечение делят на системное и прикладное.
Системные программы включают в себя операционную систему, которая управляет работой ЭВМ и сервисные программы, утилиты и драйверы оптимизирующие работу ЭВМ.
Прикладные программы решают конкретные практические задачи.
Операционная система - это комплекс программ, организующих управление работой компьютера и его взаимодействие с пользователем. Операционные системы для персонального компьютера различаются по нескольким параметрам:
однозадачные и многозадачные;
однопользовательские и многопользовательские.
Однозначные операционные системы обычно позволяют запустить одну программу в основном режиме и еще одну программу, вспомогательную, в так называемом фоновом режиме. Например, в основном режиме можно запустить редактор текстов, а в фоновом - программу печати. Многозадачные системы позволяют запустить одновременно несколько программ, которые будут работать параллельно, не мешая друг другу.
Однопользовательские операционные системы позволяют работать на компьютере в каждый момент времени только одному человеку.
В многопользовательской системе работу можно организовать так, что каждый пользователь будет иметь доступ к информации общего доступа и, введя пароль, к личной информации, доступной только ему. Например, UNIX позволяет нескольким пользователям одновременно работать на одном компьютере с помощью так называемых терминалов, в роли которых могут выступать либо специализированные устройства (видеомонитор с клавиатурой), либо запущенная на ПК специальная программа. Терминал может находиться в нескольких метрах или в нескольких тысячах километров от компьютера. Терминал может быть связан с основным компьютером и через локальную сеть или мировую компьютерную сеть Internet.
В настоящее время наиболее распространены несколько типов операционных систем: однозадачная однопользовательская система MS-DOS компании Microsoft с командным интерфейсом, многозадачные однопользовательская Windows 95 и сетевая Windows NT с графическим интерфейсом, многозадачная многопользовательская система UNIX.
3.5 Основные понятия MS-DOS
MS DOS-дисковая операционная система, является программой, которая загружается в память ЭВМ при включении. Она выполняет следующие задачи:
дополняет аппаратную базовую систему ввода/вывода (BIOS);
предоставляет прикладным программам среду для их выполнения (ядро MS DOS);
предоставляет пользователю среду, обеспечивающую диалог с компьютером посредством команд (командный процессор).
MS DOS загружается с системной дискеты в дисководе А: или с винчестера С:.
При загрузке MS DOS загрузочная программа проверяет, является ли загрузочный диск системным, и если да, то:
управление для загрузки ядра передается модулю BIOS, который находится в файле IO.SYS
модулю ядра операционной системы MSDOS.SYS,
после чего вызывается командный процессор, который находится в файле COMMAND.COM.
MS-DOS включает в себя много различных команд. Часть команд постоянно находится в оперативной памяти (ОП) –это резидентные или встроенные ( или внутренние) команды.
Все остальные команды MS-DOS называются транзитными (внешними) и находятся на магнитном диске ( МД) до тех пор, пока они не понадобятся.
Файл - это поименованная совокупность байтов, записанная на жесткий или гибкий магнитный диск.
Важнейшие характеристики файла - имя, длина ( в байтах), дата создания или обновления (день, месяц, год) и время создания или обновления ( часы и минуты).
Имя файла состоит из двух частей – имени и расширения. Имя файла содержит до 255 знаков (от 1 до 8 символов: латинские буквы, цифры, специальные знаки _ - $ & @ ! % ( ) % { } `~ ^) и расширения (от 1 до 3).
Расширение отделяется от имени файла точкой,
например, Талгат. doc
Во многих командах MS-DOS, в именах файлов можно применять символы звездочку (*) и знак вопроса ( ? ) для указания группы файлов из одного каталога. Символ “*” обозначает любое число любых символов в имени файла или расширении. Символ “?” обозначает один произвольный или отсутствие символа в имени файла или расширении. Использование данных символов означает, что вы работаете с маской или шаблоном имени файла.
Примеры шаблонов имен файлов:
Primer.* – означает все файлы с именем Primer;
A*.txt – все файлы, которые начинаются на букву А и имеют расширение txt;
F??.pas – файлы с расширением pas, имена которых состоят из трех букв и начинаются на букву F;
*.* – все файлы.
Некоторые распространенные расширения имен файлов:
BAT - командный файл.
BAK - страховая копия, которую создают некоторые программы.
BAS - файл с исходным текстом на языке бейсик.
PAS - файл с исходным текстом на языке Паскаль.
COM, EXE - выполняемые файлы.
SYS - системные файлы.
Файлы физически хранятся на носителях, размещенных в различных устройствах: магнитный или оптический диск, размещенный в дисководе; магнитная лента, размещенная в специальном магнитофоне - стримере, и т.д.
Традиционно за каждым устройством закреплено однобуквенное имя:
А:, В: - (гибкий диск) CON: - клавиатура или дисплей
С: - жесткий диск PRN: - принтер
Устройство, с которым работают в данный момент, называется текущим устройством. Если дисковод не указан, то подразумевается текущий дисковод.
Файловая система компьютера позволяет хранить файлы, информацию в виде иерархической структуры каталогов (папок), вложенных друг в друга.
Имена файлов регистрируются на МД в каталогах, которые также называются директориями - от английского DIR (directory).
Каталог - это специальное место на диске, в котором записаны имена файлов, сведения о размерах файлов, времени их последнего обновления, атрибуты файлов и т.д. Если в каталоге хранится имя файла, то говорят, что этот файл находится в данном каталоге.
На каждом МД имеется один главный каталог, его называют корневым (root directory). Все каталоги, кроме корневого, должны иметь ИМЯ каталога, которое формируется аналогично имени файла, но не имеет расширения. В любом каталоге можно регистрировать другие каталоги. Если каталог CTL21 зарегистрирован в каталоге CTL2, то говорят, что CTL21 является подкаталогом CTL2, а CTL2 - родительский каталог для CTL21.
Каталог, в котором в данный момент работает пользователь, называется текущим. Если используется файл не из текущего каталога, необходимо указать, в каком каталоге этот файл находится, т.е. указать путь поиска файла. Путь - это последовательность из имен каталогов, разделенных символом \ (бэкслэш). Если путь начинается с символа «\», то маршрут вычисляется от корневого каталога данного диска, иначе - от текущего каталога. Символы «..» соответствуют входу в надкаталог, т.е. возврат на верхний уровень.
На каждом МД файлы и каталоги образуют иерархическую древообразную структуру.
ПРИМЕР Если файл PRIMER.TXT находится в подкаталоге SPISOK
каталога STUD, то путь к нему можно записать как \ STUD\ SPISOK \PRIMER.TXT
Полное имя файла( полная спецификация файла): имя устройства\ путь\ имя файла (рис. 3.1).
PROG
ALMAT
PRIMER.TXT ZADANIE.TXT
Рис. 3.1 Структура каталогов
Например, полное имя файла С:\GRUPPA \ PROG \ ALMAT \ ZADANIE.TXT означает, что файл ZADANIE.TXT расположен в каталоге ALMAT, который расположен в каталоге PROG, а этот каталог находится в корневом каталоге GRUPPA расположенном на диске С:
Когда ОС готова к работе, то на экране появляется приглашение, которое содержит информацию о текущем дисководе и каталоге:
A:\> текущий диск А:. Корневой каталог;
С:\GRUPPA \ PROG \ ALMAT\> текущий диск С:. Каталог GRUPPA \ PROG \ ALMAT.
Строка экрана, в которой вы видите приглашение, называется командной строкой. Любая команда имеет общий вид С: > < имя программы или команды > [< параметры>]
К фильтрующим командам МС-ДОС относятся: FIND,MORE и SORT. Их функции описаны ниже:
FIND - контекстный поиск в файле;
MORE - показ текста на экране по частям;
SORT - сортировка текста.
Основные команды MS DOS
DIR - вывод содержимого каталога (файлов и подкаталогов).
COPY имя файла откуда имя файла куда - копирование одного или
или устройство нескольких файлов на новое место.
DEL имя файла или групповая- удаление одного или нескольких
спецификация файлов. файлов.
EDIT имя файла создание и редактирование файла
CD имя устройства или вывод на экран текущего каталога
имя каталога. или его смена.
MD имя подкаталога. создание подкаталога с указанным именем.
RD имя подкаталога. удаление указанного подкаталога.
CLS очистка экрана.
REN старое имя новое имя изменение имени файла.
файла.
COMP имя файла 1 имя файла 2 сравнение содержимого двух файлов.
DATЕ вывод на экран или установка даты.
FORMAT имя устройства. форматирование диска для использования в MS-DOS.
TIME вывод и установка системного времени.
TYPE имя файла. вывод на экран содержимого файла.
MOVE - имя файла имя файла перемещение файла в другой каталог
МЕМ вывод информации о распределении памяти.
VER вывод версии MS-DOS.