3.2. Программное управление компьютером

Набор команд, которые должен выполнять компьютер, описывается программой, составленной на одном из языков программирования в двоичной или другой системе счисления. Программы, записанные подобным образом, переводятся на машинный язык компиляторами – программами, предназначенными для выполнения операций преобразования программ на язык ПК, которые, в свою очередь, являются основой систем программирования. Готовые к выполнению программы хранятся в файлах на магнитных или оптических носителях. Перед выполнением необходимая программа загружается (копируется) в основную память и с помощью операционной системы должна быть согласована с устройствами ПК и другими программами. После этого процессор начинает ее обработку и поэтапное выполнение. В процессе выполнения необходимо оперировать определенным исходным набором данных, ввод и вывод которых происходит при непосредственном участии процессора.

Для работы компьютера необходим целый набор программ – программное обеспечение (ПО). ПО компьютера делят на три класса: системное, инструментальное и прикладное.

Системными называют программы, предназначенные для разработки, отладки и поддержки выполнения других программ. К ним относятся операционные системы, сервисные программы и системы технического обслуживания.

Операционные системы (ОС) являются основным программным ядром и осуществляют управление, подключение и функционирование технических устройств и программного обеспечения.

Сервисные программы расширяют возможности ОС, выполняют ряд дополнительных услуг и образуют оболочки, утилиты и программы, изменяющие функционирование ОС.

Системы технического обслуживания предназначены для проверки, отладки и тестирования устройств компьютера и поиска неисправностей.

Инструментальными называют программы, которые использую для создания ПО. К ним относятся системы программирования, работающие на определенном языке программирования, системы управления базами данных, программы управления искусственным интеллектом и т.п.

Прикладными называют программные средства, предназначенные для выполнения конкретных типовых задач.

Операционная система

ОС – основная управляющая программа компьютера, постоянно находящаяся в памяти. ОС организует эффективный интерфейс (согласование) пользователя с ПК и обеспечивает подключение всех компьютерных систем и выполнение всех используемых программ. Она занимается распределением памяти для программ, размещением файлов на диске, обслуживанием сигналов, поступающих от периферийного оборудования и работающих программ. Таким образом, ОС скрывает от пользователя сложные ненужные подробности взаимодействия с аппаратурой, образуя прослойку между ними.

ОС имеет следующие основные компоненты:

– файловую систему;

– драйверы внешних устройств;

– командный процессор.

Файловая система обеспечивает управление дисковым накопителем и доступ к нему.

Драйверы обеспечивают корректную работу ПК с аппаратными средствами. Каждому типу внешних устройств соответствует свой драйвер.

Командный процессор осуществляет анализ и исполнение команд пользователя. Для общения с ОС часто используется оболочка (интерфейс) – это утилита (вспомогательная программа), которая обеспечивает удобный доступ к ОС, реализует командный режим, служащий для доступа пользователя к системным функциям, но при этом не входит в состав ОС.

Файлы и файловая структура

Файл – это поименованная область данных на внешнем или ином носителе информации. Структура имени файла состоит из двух частей: самого имени и расширения, разделенных точкой. Имя может состоять из любого набора символов в соответствии с установленными в данном контексте правилами. Расширение определяет назначение этого файла, увеличивая эффективность и скорость работы пользователя. Состоит не более, чем из трех символов. Наиболее распространенными расширениями являются:

• .com – командный файл, не требует настройки при загрузке, но он ограничен размером 64 КБайта;

• .exe – запускающий файл; не ограничен размерами;

• .bat – текстовый командный файл, содержащий команды, выполняемые ОС, как если бы они вводились с клавиатуры;

• .sys – системный файл, организует подключение периферийных устройств к оперативной памяти и их обслуживание;

• .bin, .drv – файл с программой-драйвером;

• .txt – текстовый файл;

• .doc – файл с текстовым документом;

• .bak – копия ранее созданного файла.

Кроме имени, файл обладает рядом характеристик. Атрибуты файла указывают на характер его использования и возможность доступа к нему:

- Read Only – файл, использующийся только для чтения; чаще всего он не может быть уничтожен или отредактирован, но допустимы создание копии и операции над ней;

- Archive – архивный файл, создается при изменении файла и хранится в архиве файловой системы;

- Hidden – скрытый файл;

- System – системный файл.

Дата создания и время создания фиксируются в момент создания и изменения файла по показаниям системных часов ПК. Длина (объем) файла определяется в байтах и облегчает процесс эффективного размещения информации на носителях

ОС работает с файлами текстового и двоичного форматов. Текстовым называется файл, записанный на естественном языке. Двоичный файл представляет собой последовательность байтов.

ОС позволяет организовывать файлы в каталог, то есть специальный файл большей длины, в котором регистрируются другие файлы или другие каталоги. Файловая структура представляет собой файловое «дерево» с множеством ответвлений, объединенных по общему признаку. Основными условиями, осуществляемыми над файлами и каталогами, являются их поиск и редактирование.

Путь (маршрут) – это последовательный алгоритм, по которому происходит поиск файла или каталога.