Аппаратное и программное обеспечение ПК

Аппаратное обеспечение персонального компьютера

компакт-диски CD-R, обеспечивающие возможность только однократной записи, и диски CD-RW, обеспечивающие многократную запись.

Накопитель DVD (Digital Video Disk, цифровой видеодиск)-ROM. В настоящее время в базовую конфигурацию ПК включают дисковод DVD -ROM для чтения информации с компакт-дисков. Диски DVD способны вместить полнометражный видеофильм высокого качества.

Видеоадаптер (графический адаптер) – плата, выполняющая все операции, связанные с управлением экраном (монитором) компьютера.

Существуют несколько стандартов видеоадаптеров. В настоящее время применяются видеоадаптеры стандарта SVGA, обеспечивающие по выбору воспроизведение от сотен до нескольких миллионов цветов с возможностью выбора разрешения экрана. Разрешение указывает на количество точек на экране по горизонтали и вертикали для отображения

информации. Стандартными значениями для разрешения являются 800 600 или 1024 768. Современные видеоадаптеры могут выполнять функции обработки изображений, для этого они имеют собственную видеопамять.

Звуковая карта – специальная плата, выполняющая операции по обработке звука.

Для воспроизведения звука к выходу звуковой карты можно подключить колонки или наушники. Для записи звука имеется разъем, позволяющий подключить микрофон. Основным параметром звуковой карты является разрядность, определяющая количество битов, используемых для кодирования звука. Предпочтительным вариантом сегодня считается 32-разрядная звуковая карта.

Адаптеры и контроллеры – устройства, которые служат для управления работой устройств ПК.

Коммуникационные порты – специальные разъемы для подключения периферийных устройств к системному блоку.

Блок питания – устройство, содержащее системы автономного и сетевого энергопитания персонального компьютера.

1.7. СТАНДАРТНЫЕ ПЕРИФЕРИЙНЫЕ УСТРОЙСТВА ПК. ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ПЕРИФЕРИЙНЫЕ УСТРОЙСТВА ПК: ПРИНТЕР, СКАНЕР, МОДЕМ, МИКРОФОН, ЗВУКОВЫЕ КОЛОНКИ ИЛИ НАУШНИКИ, ЦИФРОВАЯ ФОТОКАМЕРА, ВИДЕОКАМЕРА

Рассмотрим более подробно устройство персонального компьютера, то есть его аппаратные средства. Конфигурацию (состав оборудования) ПК можно изменять в соответствии с классом решаемых задач. Тем не менее, существует стандартная конфигурация, в которой обязательно присутствуют следующие устройства: системный блок, монитор, клавиатура, мышь.

Клавиатура – основное устройство для ввода текстовой информации.

Стандартная клавиатура имеет 101 или 104 клавиши. Центральная часть клавиатуры называется алфавитно-цифровой и служит для ввода символов кодовой таблицы. За каждой клавишей, как правило, закреплено несколько символов. В случае алфавитной части клавиатуры это означает возможность работы с несколькими языками. Для разных языков существуют различные схемы закрепления символов национального алфавита за конкретными клавишами. Такая схема называется раскладкой клавиатуры. Переключение между различными раскладками осуществляется с помощью специальных программ. Нижние символы, обозначенные на клавише, и строчные буквы печатаются просто при нажатии клавиш, а верхние символы и заглавные буквы – в комбинации со служебной

11

Аппаратное обеспечение персонального компьютера

клавишей Shift (клавиша верхнего регистра). В отличие от клавиатуры пишущей машинки, на клавиатуре компьютера есть ряд специальных клавиш, например, клавиши, управляющие перемещением курсора по экрану, или функциональные клавиши (F1, F2,...) отрабатывающие специфические для конкретной программы действия. Служебные клавиши (Alt, Ctrl,…) изменяют назначение других клавиш при совместном нажатии с ними. Краткая характеристика групп клавиатурных клавиш представлена в таблице 1.

12

Аппаратное обеспечение персонального компьютера

Периферийные устройства ПК Монитор – устройство вывода и визуального представления информации.

От качества монитора очень сильно зависит комфортность работы пользователя с персональным компьютером. Основными параметрами монитора являются размер по диагонали, размер зерна, частота кадров. Стандартные размеры монитора: 15, 17, 19, 21 дюйм. Предпочтительнее иметь монитор больших размеров. Вторая важная характеристика – размер зерна экрана. Качественными считаются мониторы с величиной зерна 0,25-0,27 мм. Частота кадров означает количество изменений изображения в секунду. Этот параметр зависит не только от монитора, но и от свойств видеоадаптера. Минимальное приемлемое для безопасности человека значение данного параметра 75 Гц, хотя чем выше это значение, тем меньше негативное воздействие на зрение.

Мышь – указательное устройство, используемое в графических операционных системах.

Перемещение мыши по поверхности стола или по специальному коврику приводит к синхронному перемещению по экрану значка, называемого указателем мыши. Наводя указатель на определенный объект, можно выполнять над ним определенное действие. Обычными действиями по работе с мышью являются щелчок (левой или правой кнопкой мыши), двойной щелчок (два последовательных щелчка, выполненных в течение малого

промежутка времени), перетаскивание (операция «drag and drop», «перетащить и бросить»). Перетаскивание означает установку указателя мыши на объект, нажатие кнопки мыши и (при нажатой кнопке!) дальнейшее перемещение объекта вместе с перемещением мыши.

Принтер – печатающее устройство для вывода информации на бумажный носитель.

С персональными компьютерами в основном применяются матричные, лазерные и струйные принтеры. Матричные принтеры характеризуются низкой стоимостью, обеспечивают качество печати, близкое к качеству пишущей машинки. К недостаткам можно отнести низкую скорость и шум, производимый при печати. Лазерные принтеры обеспечивают очень высокое качество печатной продукции, отличаются высокой скоростью работы, однако являются более дорогими по стоимости самого принтера и расходных материалов. Струйные принтеры используют специальные чернила для печати, обеспечивают худшее качество по сравнению с лазерными принтерами. Стоимость струйного принтера ниже лазерного, но стоимость распечатки одной страницы гораздо выше. Струйные принтеры в основном применяются для цветной печати.

Сканер – фотоэлектронное устройство для ввода графической информации.

Сканеры зачастую используются для автоматизации ввода текстовой информации. В этом случае текстовый материал сканируется в графическом виде, а затем обрабатывается специальными программами, позволяющими распознавать символы. Таким образом, нет необходимости набирать текстовую информацию вручную. Наилучшие результаты сканирования достигаются на планшетных сканерах. Менее удобны ручные сканеры, обеспечивающие невысокое качество полученного изображения.

Модем – устройство, выполняющее преобразование компьютерных данных в сигнал, способный распространяться по линии связи определенного типа, и обратно.

13

Аппаратное обеспечение персонального компьютера

Наиболее широко распространены модемы для подключения компьютера к коммутируемой телефонной линии, преобразующие цифровой сигнал в аналоговый (модуляция) и обратно (демодуляция).

14

Программное обеспечение персонального компютера. Файловая система персонального компьютера

2.ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПЕРСОНАЛЬНОГО КОМПЮТЕРА. ФАЙЛОВАЯ СИСТЕМА ПЕРСОНАЛЬНОГО КОМПЬЮТЕРА.

Цель занятия – ознакомиться с основными категориями программного обеспечения ПК, а также изучить основные понятия, типичные объекты и элементы интерфейсов операционных систем семейства MS Windows.

2.1. КЛАССИФИКАЦИЯ ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВ. КАТЕГОРИИ СЛУЖЕБНОГО ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ. ОСНОВНЫЕ КАТЕГОРИИ ПРИКЛАДНЫХ ПРОГРАММ.

Конечной целью любой программы является управление аппаратными средствами. В общем случае можно выделить четыре уровня программного обеспечения по взаимодействию с аппаратными средствами, причем каждый следующий уровень опирается на программное обеспечение предшествующих.

Базовое программное обеспечение (ПО) отвечает за взаимодействие с базовыми аппаратными средствами. Как правило, базовое ПО хранится в специальных микросхемах, называемых ПЗУ (постоянное запоминающее устройство), не подлежит изменению и начинает выполняться автоматически после включения питания компьютера. Для обеспечения работы с нестандартными устройствами на материнской плате есть специальная микросхема энергонезависимой памяти, которая допускает изменение данных в зависимости от типа оборудования и сохраняет их при выключении питания.

Системный уровень является связующим звеном, обеспечивающим взаимодействие всех пользовательских или прикладных программ с ПО базового уровня и аппаратурой. От программного обеспечения этого уровня во многом зависит качество и количество программ следующих уровней. Совокупность ПО системного уровня иногда называют платформой.

Основное назначение программ служебного уровня (утилит) состоит в обслуживании аппаратных средств ПК.

На прикладном уровне существует огромное количество программ, предназначенных для выполнения самых разнообразных задач, от обработки текстов до компьютерных игр. Между прикладным и системным ПО существует взаимная связь, это означает, что ПО прикладного уровня всегда разрабатывается для конкретной платформы.

Можно выделить следующие категории программных средств по назначению: системные программы, прикладные программы и инструментальные средства для разработки программного обеспечения. К системным программам в первую очередь относятся операционные системы (ОС), обеспечивающие взаимодействие всех других программ с оборудованием и взаимодействие пользователей ПК с программами. Также к этой категории относятся служебные (сервисные) программы. Среди служебных программ (утилит) можно выделить программы по обслуживанию дисков, антивирусные программы, программыархиваторы и т.д.

15

Программное обеспечение персонального компютера. Файловая система персонального компьютера

Программное

обеспечение

Классификация (категории) программного обеспечения ПК

К прикладным программам относят ПО, которое является инструментарием информационных технологий – технологий работы с текстами, графикой, табличными данными и т.д. Обратите внимание, прикладные программы иногда называют пакетами прикладных программ. Для прикладных и служебных программ часто используют синоним приложение, добавляя название конкретной операционной системы, под управлением которой это приложение работает.

Наконец, к последней категории относятся инструментальные средства для разработки ПО (языки программирования, такие как Pascal, Си и т.д.).

Пакеты прикладных программ можно условно классифицировать по типу обрабатываемых данных или по области применения. Довольно обширный класс программ предназначен для работы с текстовыми данными. Здесь самыми популярными приложениями являются текстовые процессоры. Программы этого класса позволяют не только вводить и редактировать текст, но и оформлять его, а также вставлять в документ графическое изображение, таблицы и другие объекты. Самым распространенным текстовым процессором в странах СНГ является MS Word (продукт фирмы Microsoft), входящий в состав знаменитого пакета прикладных офисных программ MS Office.

Для автоматизации процедуры ввода текстов разработаны системы распознавания текстов, которые позволяют выделить текст из полученного после сканирования изображения. Примером может служить программа FineReader.

Для работы с текстами на иностранных языках разработаны электронные словари (например, Lingvo) и системы автоматического перевода с одного языка на другой, такие как Prompt.

Среди программ, предназначенных для работы с графическими данными, можно выделить редакторы растровой графики, например Adobe Photoshop. Следующий класс программ предназначен для создания высококачественных векторных изображений. Популярным представителем этого направления является редактор векторной графики CorelDraw. Существуют специализированные системы для создания трехмерной графики (3D-Studio Max) и анимационных изображений.

Следующее направление в прикладных пакетах программ связано с подготовкой специальных слайдов, демонстрируемых на мониторе компьютера для сопровождения всевозможных выступлений. Для подобных целей разработаны системы подготовки презентаций, примером может служить MS PowerPoint (компонент MS Office).

16

Программное обеспечение персонального компютера. Файловая система персонального компьютера

Программы работы с табличными данными включают в первую очередь электронные таблицы или табличные процессоры, работающие с информацией, представленной в виде таблицы, в ячейки которой можно размещать символы, цифры и формулы, производящие операции над колонками цифр. Популярным представителем табличных процессоров является MS Excel (компонент MS Office).

Системы управления базами данных (СУБД) позволяют проводить обработку и анализ огромного массива данных, организованных в табличные структуры. В комплект программ

MS Office входит СУБД MS Access.

Следующее направление в классификации прикладных программ связано с обработкой и анализом специальных данных. Для статистической обработки числовых данных разработаны специальные программы, например, приложение SPSS.

Для людей, занимающихся проблемами высшей математики, неоценимую услугу окажут программы, позволяющие проводить аналитические преобразования и численные расчеты. Одним из самых мощных пакетов программ этого направления считается пакет Mathematica.

Разработаны специальные пакеты для автоматизации управленческой деятельности. Здесь следует упомянуть системы управления проектами на примере MS Project, а также системы поддержки принятия решений.

В настоящее время компьютер активно используется для автоматизации процессов верстки электронных изданий. Программы, реализующие эту возможность, называются настольными издательскими системами. В принципе текстовые процессоры также обладают чертами издательских систем, однако профессионалы предпочитают работать со специализированными пакетами типа PageMaker.

Системы автоматизации проектирования в основном предназначены для автоматизации чертежно-графических и расчетных работ в приборостроении и архитектуре. Примером подобной системы является AutoCAD.

Системы для автоматизации бухгалтерской деятельности сочетают в себе функции текстовых и табличных процессоров и систем управления базами данных. Они позволяют проводить облегчить процедуру подготовки и учета бухгалтерских документов, а также автоматизировать процесс подготовки всевозможных финансовых отчетов. Примером подобной программы может служить программа 1C-Бухгалтерия.

Для работы в компьютерных сетях активно используются программы-клиенты электронной почты, обозреватели всемирной паутины WWW (браузеры) и т.д.

Наконец, существует ряд программных сред или комплексов, реализующих технологии искусственного интеллекта.

2.2. СОВРЕМЕННЫЕ ОПЕРАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ ДЛЯ НАСТОЛЬНЫХ ПК. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СОВРЕМЕННЫХ ОПЕРАЦИОННЫХ СИСТЕМ

Операционная система – комплекс программных средств, организующий выполнение всех других программ и взаимодействие пользователя с компьютером.

Как следует из определения, основное назначение операционной системы состоит в обеспечении взаимодействия между прикладными и служебными программами и аппаратной частью персонального компьютера. Другой важнейшей задачей является организация работы пользователя с программными и аппаратными средствами ПК.

По способу реализации внешнего вида операционной системы (интерфейса), предстающего перед пользователем, различают неграфические и графические ОС. Примером неграфической операционной системы может служить MS DOS, которая общается с пользователем ПК в текстовом режиме посредством так называемой командной строки, где

17

Программное обеспечение персонального компютера. Файловая система персонального компьютера

нужно вводить команды. Современные операционные системы (например, MS Windows XP и MS Windows 7) имеют графический интерфейс, что существенно упрощает процедуру взаимодействия пользователя с программами и аппаратурой.

Важным моментом является автоматический запуск операционной системы, установленной на данном компьютере, после включения питания.

Понятие устройства. Имена дисков.

Рассмотрим основные понятия операционной системы. С одним понятием мы отчасти уже ознакомились. Это понятие устройства. Дело в том, что для каждого устройства, входящего в состав аппаратной конфигурации ПК, существует имя. Например, для клавиатуры зарезервировано имя CON, а для принтера – имя PRN. Для пользователя наибольший интерес представляют правила присвоения имен дисковым устройствам. В MS DOS и MS Windows имя диска состоит из буквы латинского алфавита и двоеточия. Общепринято, что накопителям на гибких магнитных дисках присваиваются имена A: или B: в зависимости от комплектации ПК одним или двумя дисководами. Что касается винчестера, то, как правило, он имеет достаточно большую емкость, поэтому целесообразно с помощью специальной программы разбить его логически на несколько частей. Каждая часть предстает перед пользователем как отдельный диск. Присвоение имени частям винчестера всегда начинается с буквы C:. Например, если винчестер разбит на две части, то первая зазывается C:, а вторая

– D:. Для обозначения накопителя CD-ROM обычно используется следующая по алфавиту буква.

2.3.ФАЙЛ. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ФАЙЛА..

Другое важнейшее понятие операционной системы – понятие файла. Файл – совокупность данных, имеющих свое имя и рассматриваемых как единое целое.

Файл является основным объектом хранения данных в компьютере. Кроме имени файл обладает следующими характеристиками: объем (измеряемый в байтах), дата создания, время создания и атрибуты. Необходимо, чтобы файл имел уникальное имя для того, чтобы его можно было отличить от других файлов.

Таким образом, все программы и все создаваемые пользователем документы хранятся на диске в виде отдельных файлов. Более того, зачастую программа настолько сложна, что представляет собой группу файлов.

Правила присвоения имен файлам могут отличаться в различных операционных системах. Тем не менее, можно выделить некоторые общие черты. Как правило, имя файла состоит из двух частей, разделенных точкой. Левая часть такого составного имени называется именем файла. Поскольку имя файлу дает его создатель, принято, чтобы имя файла отражало общий смысл его содержимого. Правая часть составного имени называется расширением. Расширение имени файла является необязательной частью. Современные прикладные программы умеют автоматически присваивать расширение документам, создаваемым в их среде. Следовательно, расширение имени файла указывает на тип файла или на программу, с помощью которой создавался данный файл. Примеры расширений: DOC – файл, создаваемый текстовым процессором MS Word, BMP – растровый графический файл, TXT – текстовый файл.

В зависимости от операционной системы, в именах файлов допустимо использование различных символов по количеству и виду. В MS DOS действует так называемый стандарт 8.3, означающий максимальное количество символов в имени 8, а в расширении – 3. По правилам MS DOS в имени и расширении файла допустимо использование только символов латинского алфавита, цифр и некоторых символов. Ряд символов запрещено использовать, например, пробел, / \ : ? * " < > |. С появлением первой системы серии 9Х – MS Windows 95 было разрешено использовать до 256 символов в имени файла, включая пробел и символы

18

Программное обеспечение персонального компютера. Файловая система персонального компьютера

любых алфавитов (ограничение на символы / \ : ? * " < > | осталось). Прописные и строчные символы не различаются в MS Windows, но отображаются операционной системой, поэтому для наглядности можно использовать заглавные буквы в именах файлов.

В общем случае файлы можно разделить на две категории: файл-программа и файлдокумент.

Файл-программа – файл, содержащий набор инструкций, отрабатываемых операционной системой. Имеет расширения EXE или COM.

Современные программные продукты, как правило, состоят из целого набора файлов. Поэтому чрезвычайно важно уметь определять, какой файл из набора является главным, при запуске на выполнение которого заработает приложение. Здесь действуют следующие правила: у главного файла обязательно будет расширение COM (для DOS-приложений) или EXE (для DOSили Windows-приложений). Имя главного файла часто совпадает с названием программного продукта. Например, главный файл текстового процессора MS Word называется winword.exe, главный файл программы-архиватора WinZip называется winzip32.exe.

Файл-документ – файл, который создается и модифицируется программами.

Как уже упоминалось, каждая прикладная программа работает с файлами своего типа, то есть с файлами, имеющими определенное расширение. Некоторые мощные программы способны работать с файлами нескольких типов. В операционной системе MS Windows устанавливается связь между расширением имени файла и программой, по умолчанию обрабатывающей файлы данного типа. В этом случае файлу зарегистрированного типа присваивается графический значок определенного вида, помогающий пользователю различать файлы различных типов.

Различают также текстовые, графические и звуковые файлы. Текстовый файл содержит данные или программы, хранящиеся в виде кодов символов, которые могут использоваться различными программами. Графический файл содержит изображения, звуковой – звуковые фрагменты. Графический и звуковой файлы включают также специальные управляющие коды, используемые программами и устройствами. В последнее время появились мультимедийные файлы, в которых содержатся тексты, изображения и звук.

Операционная система позволяет использовать символы подстановки при ссылке на имена файлов. Это особенно удобно для объединения файлов в группу по каким-либо признакам или при поиске файла, имя которого вы помните частично.

Маска имени файла – имя, в котором некоторые символы заменены специальными знаками:

* – заменяет любое количество символов в имени или расширении файла; ? – заменяет ровно один символ.

Например, маска *.doc означает «все файлы с расширением DOC» *.* – все файлы

2.4.ПАПКА, КАТАЛОГ, ДИРЕКТОРИЙ. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПАПКИ.

Как говорилось выше, современные программные продукты могут состоять из значительного (до сотен) числа файлов. Поэтому возникла необходимость разработки удобной системы размещения файлов на диске. Введем понятие папки.

Папка (каталог, директорий) – место хранения объектов (файлов и папок). Характеристики папки: дата создания, время создания, атрибуты.

19

Программное обеспечение персонального компютера. Файловая система персонального компьютера

Из определения следует, что весь диск разбивается на папки, причем в каждую папку можно разместить как файлы, так и папки. В результате получается иерархическая структура ресурсов диска. Графическое представление размещения объектов на диске называется деревом папок (каталогов).

Дерево папок (ресурсов) – графическое представление размещения объектов на диске.

Название каталог (директорий) использовалось в операционной системе MS DOS, в MS Windows данный объект назвали папкой.

Рассмотрим пример дерева папок (см. рис. ниже). У каждого диска есть своя начальная папка, называемая главной (корневой).

Главная папка (корневой каталог) – начальная папка, в которой хранится исходный список папок и файлов. Как правило, главной папкой является сам диск.

В нашем случае главной папкой является папка D:\. Если папка содержит вложенные папки, она для них является родительской (надкаталогом). Тогда для нее вложенная папка является дочерней (подкаталогом). На рисунке папка D:\ – родительская для папок Users и Program Files. Папки Ivanov и Petrov – дочерние для папки Users.

Краткое имя файла, состоящее из имени и расширения, неоднозначно идентифицирует файл в рамках конкретного диска или компьютера. Введем понятие пути к файлу.

Полный путь к файлу – последовательность папок, разделенных символом \, начинающаяся с главной папки.

Например, полный путь к файлу letter.doc будет D:\Users\Ivanov\

Полное имя файла – путь к файлу, начиная с имени диска и заканчивая кратким именем файла.

Полное имя файла readme.txt – D:\Program Files\WinZip\readme.txt. Теперь становится понятно, почему в разных папках можно хранить файлы с одинаковыми краткими именами, ведь операционная система работает именно с длинными именами объектов. Значит, файл my.txt, находящийся в папке Ivanov (полное имя D:\Users\Ivanov\my.txt) для операционной системы отличается от файла my.txt, размещенного в папке Petrov (полное имя

D:\Users\Petrov\my.txt).

По названию папок можно догадаться, какую информацию они содержат. Скорее всего, папка Users создана для пользователей данного ПК, а находящиеся в ней папки Ivanov и Petrov предназначены для хранения личных файлов людей по фамилии Иванов и Петров. Что касается папки WinZip, размещенной в папке Program Files, она содержит набор файлов приложения WinZip (на рисунке представлены только некоторые файлы). Обратите внимание на то, что некоторые файлы данной папки имеют стандартные названия. Например, файл readme.txt обычно содержит инструкцию по установке программного продукта и его краткое описание, файл licence.txt – лицензионное соглашение. Файл с расширением HLP представляет собой справочную систему программы. Главный файл данного приложения по признакам главного файла (расширение EXE, имя совпадает с названием программы) – winzip32.exe.

Для понимания можно провести такую аналогию: если файл – это документ, то каталог – папка для документов. Другой аналогией может служить размещение книг в библиотеке. Файл – это книга; главная папка – это здание библиотеки; папки первого уровня – это этажи; папки второго уровня – залы; папки третьего уровня – это стеллажи и т.д. Обратите внимание на то, что немного смягчается требование уникальности имени файла: файлы с одинаковыми именами нельзя хранить в одной папке! В разных папках допустимо наличие объектов с одинаковыми именами. Дело в том, что операционная система в данный момент

20