информатика Лекции

22. Программный принцип управления компьютером

Основные принципы построения ЭВМ, описанные Джоном фон Нейманом, до сих пор являются стандартом практически для всех компьютеров.

Одним из них является программное управление.

В основе принципа программного управления лежит представление алгоритма решения любой задачи в виде программы вычислений.

Алгоритм – точное предписание, определяющее процесс преобразования исходных данных в конечный результат.

При решении задачи применяется общий алгоритм:

1)получить исходные данные;

2)найти решение;

3)сообщить ответ.

Программа (для компьютера) – это упорядоченная последовательность команд, подлежащая обработке; описывает операции, которые нужно выполнить процессору компьютера для решения поставленной задачи.

Структура команды

Операнды — это переменные, значения которых участвуют в операциях преобразования данных.

Принцип программного управления

1)все вычисления, предписанные алгоритмом решения задачи, должны быть представлены в виде программы, состоящей из последовательности управляющих слов-команд;

2)каждая команда содержит указания на конкретную выполняемую операцию, место нахождения (адрес) операндов и ряд служебных признаков.

3)для доступа к программам, командам и операндам используются их адреса, в качестве которых выступают номера ячеек памяти компьютера, предназначенных для хранения объектов;

4)команды программы расположены в памяти друг за другом, что

позволяет микропроцессору организовывать выборку цепочки команд из последовательно расположенных ячеек памяти и выполнять команду за командой;

5)для перехода к выполнению не следующей по порядку команды, а к какой-то другой используются команды условного или безусловного переходов. Выборка команд из памяти прекращается после достижения конца программы или выполнения команды "стоп".

Для выполнения команды передаются в оперативную память.

41

Программы постоянно размещаются в памяти и называются

резидентными.

Программы загружаются только на время выполнения, а затем удаляются из памяти и называются транзитными.

Принцип программного управления реализован в процедуре POST – самотестирование при включении питания: процессора, памяти, чипсет, видеоадаптера, контроллеров диска, дисковода, клавиатуры и другие устройства Plug and Play ПК.

При удачном прохождении теста выдается звуковой реквизит – один короткий звуковой сигнал.

При неудачном – выдаются другие звуковые сигналы и печатные сообщения на экране монитора.

При удачном выполнении процедуры POST программа отыскивает на

нулевой дорожке первого сектора диска модуль загрузки ОС и передаёт управление загрузчику. Если модуль не найден то следует сообщение: NO SYSTEM DISK (диск не системный).

42

23. Классификация программного обеспечения персонального компьютера

Программное обеспечение (software) – это совокупность программ,

обеспечивающих функционирование компьютеров и решение с их помощью задач предметных областей.

Программное

обеспечение

(ПО)

Системное ПО (system software) предназначено для управления компьютером, создания и поддержки выполнения других программ пользователя, а также для предоставления пользователю набора всевозможных услуг.

Прикладное ПО (application Software) – для решения прикладных задач пользователя.

Инструментальные ПО – для использования в ходе проектирования, разработки и сопровождения программных продуктов.

43

24. Системное программное обеспечение

Операционная система (ОС) – это комплекс программ,

предназначенных для управления загрузкой, запуском и выполнением других пользовательских программ, а также для планирования и управления вычислительными ресурса-ми ЭВМ.

Сервисные системы расширяют возможности ОС, предоставляя пользователю, а также выполняемым программам набор разнообразных дополнительных услуг.

Системы технического обслуживания – это совокупность программно-

аппаратных средств ПК, которые выполняют контроль, тестирование и

диагностику и используются для проверки функционирования устройств компьютера и обнаружения неисправностей в процессе работы. (Defrag – дефрагментация диска, chkdsk – сканирования диска).

Оболочка операционной системы – это программный продукт, который делает общение пользователя с компьютером более комфортным. (Norton Commander, Windows 3.11, cmd).

Утилиты – это служебные программы, которые предоставляют пользователю ряд дополнительных услуг. (Fdisk – создание логических дисков, Format – создание файловой системы).

44

25. Прикладное программное обеспечение

Прикладное

ПО

системы.

ПС общего назначения

Текстовые редакторы – предназначены для ввода и редактирования текстовых данных. (Блокнот, Edit).

Текстовые процессоры – они позволяют не только вводить и редактировать текст, но и форматировать его, то есть оформлять. (MS Word, Writer).

Экспертные системы – предназначены для анализа данных, содержащихся в базах знаний, и выдачи рекомендаций по запросу пользователя.

Гипертекстовые системы – это программные приложения, где текстовой материал представлен в форме гипертекста, т.е. в форме указаний (ссылок). (Браузеры: Internet Explorer, Opera)

Системы мультимедиа – это программные продукты обеспечивающие интерактивное взаимодействие визуальных и аудиоэффектов. (Macromedia Flash)

ПС профессионального уровня

АСНИ – автоматизированная система научных исследований, для определенной предметной области.

АСУ – автоматизированные системы управления.

САПР – система автоматизированного проектирования (CAD-системы), предназначены для автоматизации проектно-конструкторских работ. (AutoCAD)

АРМ – автоматизированное рабочее место, представляют собой программные средства автоматизации рабочего места руководителя, конструктора и т.п. (MS InfoPath)

45

Бухгалтерские системы – это специализированные системы, сочетающие в себе функции текстовых и табличных редакторов, электронных таблиц и систем управления базами данных. (Бухгалтерия 1C).

46

26. Инструментальное программное обеспечение

Инструментальное программное обеспечение

Программно-инструментальные средства – это программные продукты,

предназначенные для разработки программного обеспечения.

Программно-инструментальные средства состоят:

Текстовой редактор – редактор исходного кода;

Транслятор выполняет преобразование исходного кода в объектный

код.

Компоновщик собирает код и данные каждого объектного модуля в итоговую программу, вычисляет и заполняет адреса перекрестных ссылок между модулями, создает исполняемый код программы (файлы с расширением

*.exe, *.com).

Отладчик (debugger) является модулем среды разработки или отдельным приложением, предназначенным для поиска ошибок в программе.

В настоящее время используются интегрированные среды разработки

(англ. IDE, Integrated development environment) – система программных средств,

используемая программистами для разработки программного обеспечения. (Turbo Pascal, Borland Delphi)

47

27.Функции и классификация операционных систем

Вфункции операционной системы входят:

∙поддержка диалога с пользователем;

∙ввод/вывод и управление данными;

∙планирование и организация процесса обработки программ;

∙распределение ресурсов (оперативной и кэш-памяти, процессора, внешних устройств);

∙запуск программ на выполнение;

∙выполнение вспомогательных операций обслуживания;

∙передача информации между различными внутренними устройствами;

∙поддержка работы периферийных устройств.

Всоответствии с выполняемыми функциями в структуре ОС можно выделить следующие основные компоненты:

∙модули, обеспечивающие пользовательский интерфейс;

∙модуль, управляющий файловой системой;

∙модуль, расшифровывающий и выполняющий команды (командный процессор);

∙драйверы периферийных устройств.

Операционная система – это автоматическая система управления

предназначенная для управления аппаратными, программными и пользовательскими интерфейсами.

Операционная система хранится во внешней памяти компьютера. При включении компьютера часть ее (ядро – резидентная часть ОС) считывается с винчестера и размещается в ОЗУ. Этот процесс называется загрузкой ОС. При работе ядро постоянно находится в ОЗУ, остальные модули операционной

системы для выполнения своих функций подзагружаются по мере необходимости, а затем на их место загружаются следующие модули (транзитная часть ОС).

Классификация операционных систем По числу параллельно решаемых на компьютере задач ОС

разделяют:

•на однозадачные (например, MS DOS);

•многозадачные (например, OS/2, UNIX, Linux, Windows).

По числу одновременно работающих пользователей ОС разделяют:

•на однопользовательские (например, MS DOS, Windows 3.x);

•многопользовательские (например, Unix, Linux, Windows 2000).

По типу пользовательского интерфейса ОС:

•командного интерфейса (например: MS DOS, UNIX);

•графического интерфейса (например: Windows, Linux).

По сетевому интерфейсу ОС:

•сетевые (Windows, Linux);

•не сетевые (MS DOS).

По типу аппаратуры различают ОС для ПК различных платформ:

48

•IBM-совместимые;

•Macintosh;

•Миникомпьютеров;

•Мэйнфреймов; По типу аппаратуры (количество процессоров):

•однопроцессорные;

•многопроцессорные.

По числу разрядов адресной шины операционные системы разделяют на:

•16-разрядные (MS DOS);

•32-разрядные (Windows 2000, Windows XP, Windows XP SP1) ;

•64-разрядные (Windows 2003, Windows XP SP2, Windows Vista).

49

28. Файловая система. Логические диски

Совокупность средств операционной системы, обеспечивающих доступ к информации на внешних носителях, называется системой управления файлами, или файловой системой.

Основная задача файловой системы — обеспечение взаимодействия программ и физических устройств ввода/вывода.

Обычно файловую систему воспринимают и как средство управления файлами, и как общее хранилище файлов.

Функциональные возможности файловой системы можно условно разделить на группы:

1)функции для работы с файлами: создание, удаление, переименование, изменение атрибутов (свойств файлов), определение структуры файлов;

2)функции для работы с данными: чтение, запись, поиск данных, хранящихся в файлах, и т.д.;

3)оптимизация операций ввода/вывода.

Логические диски

Одно из понятий файловой системы – логический диск. Каждый логический диск имеет свое уникальное имя.

Вкачестве имени логического диска используются буквы английского алфавита от A до Z (включительно).

Таким образом, количество логических дисков, может быть не более 26. Буквы A и B – отведены строго под имеющиеся в IBM PC дисководы

FDD.

Начиная с буквы C именуются логические диски (тома) жесткого диска.

Файловая система состоит из двух разделов:

–основного;

–дополнительного.

Восновном разделе располагается логический диск С:. В дополнительном все остальные логические диски.

Файловая система формируется после высокоуровневого форматирования.

50