Системное по

Это программы общего пользования не связаны с конкретным применением ПК и выполняют традиционные функции: планирование и управление задачами, управления вводом-выводом и т.д. Другими словами, системные программы выполняют различные вспомогательные функции, например, создание копий используемой информации, выдачу справочной информации о компьютере, проверку работоспособности устройств компьютера и т.п. К системному ПО относятся: операционные системы (эта программа загружается в ОЗУ при включении компьютера) программы – оболочки (обеспечивают более удобный и наглядный способ общения с компьютером, чем с помощью командной строки DOS, например, Norton Commander) операционные оболочки – интерфейсные системы, которые используются для создания графических интерфейсов, мультипрограммирования и.т.

Драйверы (программы, предназначенные для управления портами периферийных устройств, обычно загружаются в оперативную память при запуске компьютера) утилиты (вспомогательные или служебные программы, которые представляют пользователю ряд дополнительных услуг)

К утилитам относятся:

диспетчеры файлов или файловые менеджеры

средства динамического сжатия данных (позволяют увеличить количество информации на диске за счет ее динамического сжатия)

средства просмотра и воспроизведения средства диагностики; средства контроля позволяют проверить конфигурацию компьютера и проверить работоспособность устройств компьютера, прежде всего жестких дисков средства коммуникаций (коммуникационные программы) предназначены для организации обмена информацией между компьютерами средства обеспечения компьютерной безопасности (резервное копирование, антивирусное ПО).

Необходимо отметить, что часть утилит входит в состав операционной системы, а другая часть функционирует автономно. Большая часть общего (системного) ПО входит в состав ОС. Часть общего ПО входит в состав самого компьютера (часть программ ОС и контролирующих тестов записана в ПЗУ или ППЗУ, установленных на системной плате). Часть общего ПО относится к автономными программам и поставляется отдельно.

ОС – самая главная программа, без которой практически невозможна работа на компьютере. Это среда, в которой и происходит «общение» пользователя с остальными программами. И именно операционная система транслирует команды вводимые пользователем в установленные программы. Причем «переводя» команды пользователя на машинный язык. Третьей функцией операционной системы является обеспечение комфортной работы с компьютером. Как правило операционные системы состоят из трех частей:

1. Ядро – в этой части, программный язык переводится на машинный или если угодно на язык машинных кодов.

2. Вторую часть представляют небольшие программки, которые управляют правильной работой всех устройств подключенных к компьютеру. Их называют драйверами. Сюда же относятся и системные библиотеки.

3. Третья часть – собственно сама среда, или еще говорят оболочка, которую и видит пользователь. В компьютерной терминологии эту часть называют интерфейсом.

27. Назначение сетевого программного обеспечения.

Сетевое программное обеспечение делится на три категории:

1. ПО управления сетевой платой;

2. ПО выполняющее правила (или протокол) общения в сети;

3. ПО сетевой операционной системы.

Первый компонент может состоять из одной или нескольких небольших программ. Он отвечает за наведение мостов между сетевой платой и стеком протокола.

ЛВС бывают двух основных типов: равноправные (или одноранговые) и с выделенным сервером. В равноправной локальной сети все узлы равноправны: любая РСТ может выступать по отношению к другой как клиент или как сервер. В сети с выделенным сервером все клиенты общаются с центральным сервером.

Одноранговые сети обычно легко устанавливать, и для их ОС не требуется выделять особый компьютер. С другой стороны, эти сети обладают меньшими функциональными возможностями по сравнению с сетями на основе выделенного сервера. В частности, проблемы централизованной защиты ресурсов и данных в таких сетях часто не разрешимы, так как каждый пользователь сам контролирует доступ к своей системе. По мере роста размеров таких сетей они быстро становятся неуправляемыми.

Равноправные СОС хороши для мелких сетей и идеальны в случае необходимости объединения лишь нескольких машин в целях коллективного применения специальных файлов и принтеров, когда не требуется централизованного администрирования. Но иногда доступ к некоторым ресурсам должен быть представлен лишь определенным пользователям и администратору требуется управлять такими ресурсами. Например, к определенному ресурсу должен быть организован централизованный доступ, в частности для организации "общего котла" модемов или принтеров. В этих случаях лучше обратиться к сети с выделенным сервером. В таких сетях один или несколько компьютеров организуют централизованный доступ к своим ресурсам. Все запросы от РСТ проходят через серверы. Компьютер, используемый в качестве сервера, должен быть как можно более мощным и надежным.

ПО сервера обеспечивает централизованное администрирование и защиту и управляет доступом к ресурсам при помощи реконфигурируемых бюджетов пользователей. Администратор сети контролирует эти бюджеты и определяет, что должен видеть и делать пользователь, зарегистрированный в сети. Локальные сети с выделенным сервером обычно сложнее в установке по сравнению с одноранговыми, но они мощнее, функционально многообразнее и поддерживают крупные сетевые системы.

Наиболее популярным сетевым ПО с выделенным сервером является ОС Novell NetWare, используемая, по некоторым оценкам, в 70% локальных сетей. К числу других широко известных СОС этого класса относятся Banyan Vines, IBM LAN Server для OC/2, DEC Pathworks для VAX и Windows NT, а также Microsoft Windows NT Server.

Сетевые операционные системы помогают осуществлять основные работы, проводимые в сети:

• файловая поддержка (создание, поиск файлов);

• коммуникации (взаимообмен данными);

• услуги поддержки оборудования.

Сетевые операционные системы могут базироваться на операционных системах MS DOS, OS/2, Unix, Macintosh, Windows или на своих собственных операционных системах. Но вне зависимости от операционной системы, на которой базируется сетевая операционная система, они предоставляют средства обеспечения безопасности данных путем контроля прав доступа пользователей к рабочим программам, массивам данным и ресурсам сети.

Остальные компьютеры являются рабочими станциями, имеющими доступ к дискам файл-сервера и совместно используемым принтерам. С терминала каждой рабочей станции нельзя работать с дисками других рабочих станций. С одной стороны, это хорошо, так как пользователи изолированы друг от друга и не могут случайно повредить чужие данные, с другой стороны, для обмена данными пользователи вынуждены использовать диски файл-сервера, создавая для него дополнительную нагрузку.

Существуют, однако, специальные программы, работающие в сети с централизованным управлением и позволяющие передавать данные непосредственно от одной рабочей станции к другой, минуя файл-сервер, например NetLink. После ее запуска на двух рабочих станциях можно передавать файлы с диска одной станции на диск другой, аналогично тому, как копируются файлы из одного каталога в другой при помощи программы Norton Commander. На рабочих станциях должно быть установлено специальное программное обеспечение, часто называемое сетевой оболочкой. Это обеспечение работает в среде той ОС, которая используется на данной рабочей станции, — DOS, Windows, OS/2 и т. д.

28. Сервисное программное обеспечение.

Под сервисным программным обеспечением подразумеваются программы, обеспечивающие пользователям, обладающим правами администрирования некоторую среду для работы с параметрами конфигурации системы (устройства) защиты информации от несанкционированного доступа, а так же вспомогательные программы (драйверы операционных систем) для обеспечения интерфейса между прикладными программами и аппаратными средствами под управлением определенной операционной системы.В эту же категорию необходимо включать программы операционной системы, отслеживающие запуск прикладных программ и выполняющие при этих действиях запрос к устройству защиты для разрешения либо запрещения той или иной операции. Только в случае поддержки специальным прикладным и системным программным обеспечением можно гарантировать достаточно высокий уровень безопасности вычислительной системы. Необходимым минимумом для полноценной работы разрабатываемого устройства защиты пол управлением определенной операционной системы являются: — драйверы, для данной операционной системы; — программа администрирования; — программа, для отслеживания запуска прикладных программ под управлением данной операционной системы. Драйверы, как было сказано выше, исполняют роль интерфейса между прикладными программами и аппаратными средствами под управлением данной операционной системы. Фактически они обеспечивают доступ к определенным портам ввода-вывода либо сервисам BIOS устройства защиты. Программа администрирования используется для просмотра журналов; добавления и редактирования списков пользователей, прав пользователей, разрешенных для запуска прикладных программ; изменения сохраненной в памяти устройства защиты конфигурации ПЭВМ. Программа, отслеживающая запуск прикладных программ должна являться частью операционной системы. Ее функции — запросить у устройства защиты разрешение на запуск требуемой прикладной программы и по результату этого вопроса либо запустить программу, либо выдать сообщение о невозможности запуска. Все рассматриваемые в данном разделе программы, кроме драйверов, являются аппаратно-независимыми. Они работают с аппаратурой только при помощи драйверов устройства, но только под управлением данной операционной системы. Для работы с другими операционными системами необходим набор таких же, или схожих по возможностям программ, для этих операционных систем. С целью расширения функциональных возможностей можно написать программное обеспечение для работы устройства защиты в составе локальной вычислительной сети. В его состав могут входить, например, программы удаленного администрирования, оповещения администратора о несанкционированном доступе на одной из ПЭВМ в сети.

29. Назначение инструментальных средства технологии программирования.

В настоящее время бурно развивается направление, связанное с технологией создания программных продуктов. Это обусловлено переходом на промышленную технологию производства программ, стремлением к сокращению сроков, трудовых и материальных затрат на производство и эксплуатацию программ, обеспечению гарантированного уровня их качества. Это направление часто называют программотехникой. Программотехника (software engineering) — технология разработки, отладки, верификации и внедрения программного обеспечения. Инструментарий технологии программирования — программные продукты поддержки (обеспечения) технологии программирования.

В рамках этих направлений сформировались следующие группы программных продуктов (:

• средства для создания приложений, включающие — локальные средства, обеспечивающие выполнение отдельных работ по созданию программ;

- интегрированные среды разработчиков программ, обеспечивающие выполнение комплекса взаимосвязанных работ по созданию программ;

30. Назначение прикладной программы.

Прикладная программа (приложение, application program) — программа, предназначенная для решения отдельных задач или класса задач, связанных с обработкой данных в определенной области деятельности. Термин используется для того, чтобы отличить прикладные программы от программ непосредственно управляющих ЭВМ и входящих в состав общего программного обеспечения. К прикладным программам относятся: Агентские программы, способные после получения задания работать самостоятельно без участия пользователя. Аплет — небольшая программа-приложение к другой более развитой прикладной программе. Аплет может передаваться с сервера на компьютер-клиент и выполняться на нем. Дополнительные модули (plug-ins) расширяющие возможности основного прикладного программного обеспечения. Применительно к Web-технологии, дополнительные модули часто используются для расширения возможности браузеров при работе с мультимедийными данными, со звуком и видео. Загрузчик (loader), выполняющий загрузку объектных модулей программы в основную память ЭВМ и редактирование связей между ними. Киллер-приложение (killer application) — прикладная программа, представляющая настолько высокий интерес для пользователей, что они приобретают компьютер специально, чтобы работать с нею. Примером может служить программа PageMaker, предназначенная для настольных издательских систем, благодаря которой компьютеры Macintosh фирмы Apple стали продаваться специально для полиграфических целей. Компоновщик (linker) — загрузчик, выполняющий в ходе загрузки компоновку единой программы из независимо транслируемых программ. Редактор программ (редактор текстов программ, program editor) — разновидность текстового редактора, предназначенного для создания и редактирования программ на определенном языке программирования. Часто такие редакторы встроены в операционные системы или в специализированные вспомогательные программы. Редакторы программ позволяют производить: диалоговый просмотр текста; редактирование строк программы; копирование и перенос блоков текста; копирование одной программы или ее части в указанное место другой программы; контекстный поиск и замену подстрок текста; автоматический поиск строки, содержащей ошибку; проверку синтаксиса программ; сохранение программы в виде файла; распечатку программы и ее части. Редактор текстов, текстовый редактор (text editor, word processor) — предназначен для создания, редактирования, вывода на экран и печать, а также сохранения в виде файлов различного рода документов и данных. Резидентная программа (memory resident) — программа, остающаяся в оперативной памяти ЭВМ после завершения своей работы. Она может быть быстро вызвана при помощи горячего ключа. Система программирования (programming system) — комплекс программных средств, предназначенных для автоматизации процессов программирования, который включает в себя: язык программирования, редактор программ, компилятор или интерпретатор программ, а также набор вспомогательных средств (например, библиотек подпрограмм) и документации, обеспечивающих и облегчающих подготовку программных продуктов. Примерами систем программирования могут служить Turbo C, Turbo C++ и Turbo Pascal (разработки фирмы Borland), Microsoft C, Quick C и Microsoft Basic (фирмы Microsoft), VIP-BASIC v.1.5.Mainstay (для ПК серии Macintosh). Система распознавания текстов (text recognition system) — комплекс программных средств, предназначенный для перевода сканированных текстовых материалов из графической формы в цифровую (символьную). Табличный редактор, электронная таблица (table editor) — обобщенное наименование прикладных программ, предназначенных для решения вычислительных задач (экономических, бухгалтерских, инженерных, статистических) на больших массивах данных, представляемых в табличной форме. Desktop Search — класс прикладных программ, предназначенных для поиска файлов и данных на дисках настольных ПК. В основу их работы заложены процессы автоиндексирования по выбору пользователя всех или части файлов, папок, отдельных документов и сообщений электронной почты, мультимедийных и других данных, находящихся в памяти компьютера, построения (а также обновления) индексных файлов и реализации поиска по ключевым словам, содержащимся в индексном файле. Примерами таких программ могут служить бесплатные — Ask Jeeves Desktop Search 1.7.0; Copernic Desktop Search 1.2; Google Desktop Search; Yahoo! Desktop Search и платные — dtDesktop Search 6.4; X1 Desktop Search 5.0.

31. Виды пакетов прикладных программ.

1. проблемно-ориентированные. Используются для тех проблемных областей, в которых возможна типизация функций управления, структур данных и алгоритмов обработки. Например, это ППП автоматизации бухучета, финансовой деятельности, управления персоналом и т.д.;

2. автоматизации проектирования (или САПР). Используются в работе конструкторов и технологов, связанных с разработкой чертежей, схем, диаграмм;

3. общего назначения. Поддерживают компьютерные технологии конечных пользователей и включают текстовые и табличные процессоры, графические редакторы, системы управления базами данных (СУБД);

4. офисные. Обеспечивают организационное управление деятельностью офиса. Включают органайзеры (записные и телефонные книжки, календари, презентации и т.д.), средства распознавания текста;

5. настольные издательские системы – более функционально мощные текстовые процессоры;

6. системы искусственного интеллекта. Используют в работе некоторые принципы обработки информации, свойственные человеку. Включают информационные системы, поддерживающие диалог на естественном языке; экспертные системы, позволяющие давать рекомендации пользователю в различных ситуациях; интеллектуальные пакеты прикладных программ, позволяющие решать прикладные задачи без программирования.

32. Преобразование аналоговой информации в цифровую форму.

Преобразование информации из аналоговой формы в цифровую называют аналогово-цифровым преобразованием (АЦП).

Примеры аналоговой информации известны нам из школьного курса математики. Графики непрерывных функций выражают аналоговую информацию.

1. На рисунке показан график функции Y=X². Это график непрерывной функции.

2. Тот же самый график после преобразования в цифровую форму выглядит иначе -- намного грубее.

3. Погрешность, которая возникает при таком преобразовании, называется погрешностью оцифровки.

4. Преобразование можно сделать менее грубым, если столбики диаграммы поставить почаще (так уменьшается дискретность).

5. Чем меньше дискретность, тем ближе цифровая информация к аналоговой и меньше погрешность оцифровки.

Вы видите, что при уменьшении дискретности на диаграмме становится больше столбиков. Если дискретность сделать очень маленькой, то точность представления непрерывной аналоговой информации в виде последовательности чисел можно сделать очень высокой, но и столбиков в диаграмме будет больше. Поэтому чем ближе цифровая информация приближается по качеству к аналоговой, тем больше вычислений приходится выполнять компьютеру, а значит, тем больше информации ему надо хранить и обрабатывать.

Чем мощнее компьютер, тем больше информации он может обработать в единицу времени. Чем быстрее компьютер обрабатывает информацию, тем выше качество изображения, лучше звук и точнее результаты расчетов, но тем дороже обходится людям прием, передача и обработка информации.

33. Общая структура процессорных устройств обработки информации.

Со времени появления в 40-х годах XX века первых электронных цифровых вычислительных машин технология их производства была значительно усовершенствована. В последние годы благодаря развитию интегральной технологии существенно улучшились их характеристики, значительно снизилась стоимость. Однако, несмотря на успехи, достигнутые в области технологии, существенных изменений в базовой структуре и принципах работы вычислительных машин не произошло. Так, в основу построения подавляющего большинства современных компьютеров положены общие принципы функционирования универсальных вычислительных устройств, сформулированные еще в 1945 г американским ученым Джоном фон Нейманом. Согласно фон Нейману, для того чтобы ЭВМ была универсальным и эффективным устройством обработки информации, она должна строиться в соответствии со следующими принципами: 1. Информация кодируется в двоичной форме и разделяется на единицы (элементы) информации, называемые словами. 2. Разнотипные слова информации хранятся в одной и той же памяти и различаются по способу использования, но не по способу кодирования. 3. Слова информации размещаются в ячейках памяти машины и идентифицируются номерами ячеек, называемыми адресами слов. 4. Алгоритм представляется в форме последовательности управляющих слов, называемых командами, которые определяют наименование операции и слова информации, участвующие в операции. Алгоритм, представленный в терминах машинных команд, называется программой. 5. Выполнение вычислений, предписанных алгоритмом, сводится к последовательному выполнению команд в порядке, однозначно определяемом программой.

34. Принципы фон Неймана построения универсальных устройств обработки информации.

Использование двоичной системы счисления в вычислительных машинах. Преимущество перед десятичной системой счисления заключается в том, что устройства можно делать достаточно простыми, арифметические и логические операции в двоичной системе счисления также выполняются достаточно просто.

Программное управление ЭВМ. Работа ЭВМ контролируется программой, состоящей из набора команд. Команды выполняются последовательно друг за другом. Созданием машины с хранимой в памяти программой было положено начало тому, что мы сегодня называем программированием.

Память компьютера используется не только для хранения данных, но и программ. При этом и команды программы и данные кодируются в двоичной системе счисления, т.е. их способ записи одинаков. Поэтому в определенных ситуациях над командами можно выполнять те же действия, что и над данными.

Ячейки памяти ЭВМ имеют адреса, которые последовательно пронумерованы. В любой момент можно обратиться к любой ячейке памяти по ее адресу. Этот принцип открыл возможность использовать переменные в программировании.

Возможность условного перехода в процессе выполнения программы. Не смотря на то, что команды выполняются последовательно, в программах можно реализовать возможность перехода к любому участку кода.

35. Архитектура и структура ЭВМ.

Архитектурой компьютера считается его представление на некотором общем уровне, включающее описание пользовательских возможностей программирования, системы команд, системы организации памяти и т.д. архитектура определяет принципы построения, информационные связи и взаимное соединение основных логических узлов компьютера: процессора, оперативного запоминающего устройства, внешних ЗУ и периферийных устройств. Общность архитектуры различных компьютеров обеспечивает их совместимость с точки зрения пользователя. Структура компьютера – совокупность его функциональных элементов и связей между ними. Элементами могут быть самые различные устройства – от основных логических узлов компьютера до простейших схем. Структура компьютера представляется в виде структурных схем, с помощью которых можно дать описание компьютера на любом уровне детализации.

36. Состав и функции блоков центрального процессора.

Центральный процессор — самый сложный элемент. Он представляет собой программно-управляемое устройство, обрабатывающее информацию и осуществляющее обмен ею между основными компонентами ЭВМ. В качестве центрального процессора в нашем компьютере используем большую интегральную схему (БИС) микропроцессора КР580ВМ80А. Выбор наш не случаен. Этот микропроцессор, думаем, еще долгое время будет популярным среди радиолюбителей из-за большого объема программного обеспечения, разработанного под его систему команд. А наличие у него фиксированной и простой системы команд облегчает составление программ даже в машинных кодах. И, наконец, что очень важно, этот микропроцессор уже появился в продаже.

Память микроЭВМ состоит из постоянного запоминающего устройства (ПЗУ), допускающего только считывание хранимой информации, и оперативного запоминающего устройства (ОЗУ), работающего как в режиме чтения информации из ОЗУ, так и записи в него новых данных. Фактически память — это совокупность однотипных ячеек, в каждой из которых хранится закодированная информация. Единицей измерения ее объема является бит. Для хранения 1 бита достаточно иметь одноразрядную ячейку, в которую может быть записана 0 или 1. Разрядность ячейки памяти микроЭВМ определяется разрядностью шины данных микропроцессора (для микропроцессора КР580ВМ80А составляет 8 бит, или 1 байт).

Каждая ячейка памяти имеет свой номер — адрес. Число непосредственно адресуемых ячеек определяется разрядностью адреса, формируемого микропроцессором. В нашем случае это 16 разрядов, что позволяет иметь максимальный объем адресуемой памяти чуть больше 65 тысяч ячеек.

Устройства ввода/вывода включают в себя клавиатуру, дисплей и другие устройства, например, принтер. Информация между ними и микропроцессором передается через так называемые порты ввода/вывода. К микропроцессору КР580ВМ80А можно подключить в общей сложности 256 таких устройств.

Объем используемой памяти, число устройств ввода/вывода определяют конфигурацию компьютера, его возможности и стоимость. Так что мы вам предлагаем собрать компьютер, который имеет изменяемую конфигурацию. В своем минимальном исполнении, когда используется только процессорный модуль—это простая в изготовлении, дешевая одноплатная микроЭВМ на доступных микросхемах. Однако, несмотря на минимальный объем ОЗУ и ПЗУ, простейшие клавиатуру и дисплей, наш первый модуль поможет вам не только разобраться в работе микроЭВМ, но и научиться писать программы. Заметим, что это лишь наш первый этап в освоении компьютерной техники. Изготовив модуль и освоив его программирование, мы будем готовы сделать следующий шаг — расширить конфигурацию нашей микроЭВМ, добавив дисплейный модуль с полной клавиатурой и квазидиск произвольного объема.

Так, шаг за шагом, от простого к сложному, мы с вами пройдем путь от простейшей микроЭВМ к настоящему персональному компьютеру с м ощным программным обеспечением на основе операционной системы СР/М.

В состав блока центрального процессора на рисунке 1 входят микропроцессор и дополнительные элементы, обеспечивающие его работу,—генератор тактовых импульсов, формирователь сигналов шины данных и шины управления (системный контроллер), буфер шины адреса. Блок памяти, как сказано, состоит из ПЗУ и ОЗУ. Блок интерфейса — простейшая клавиатура с семнадцатью кнопками, дисплей на семисегментных индикаторах и схема сопряжения с кассетным магнитофоном.

В компьютере передаваемые сигналы представлены двумя уровнями напряжения—логическими “0” и “1”. Сигнал, который вызывает выполнение некоторого действия, называют активным. Активное состояние может быть при логической единице либо при логическом нуле. В частности, на шине управления сигналы активны при уровне логического “0”. Таких управляющих сигналов пять:

• ЧТЗУ — чтение памяти;

• ЗПЗУ — запись в память;

• ЧТВВ—чтение порта ввода/вывода;

• ЗПВВ—запись в порт ввода/вывода;

• ППР—подтверждение прерывания.

37. Состав и назначение основных элементов ЭВМ.

Логический элемент (логический вентиль) — это электронная схема, выполняющая некоторую простейшую логическую операцию. На рис. 3.23 приведены примеры условных графических обозначений некоторых логических элементов. Логический элемент может быть реализован в виде отдельной интегральной схемы. Часто интегральная схема содержит несколько логических элементов.

Логические элементы используются в устройствах цифровой электроники (логических устройствах) для выполнения простого преобразования логических сигналов.