Понятие программного обеспечения эвм. Программное обеспечение компьютера Информационное программное обеспечение эвм пользователей
Программные средства или программное обеспечение (ПО) является неотъемлемой частью ЭВМ. ПО – это логическое продолжение технических средств, которое расширяет возможности и сферы использования ЭВМ.
Для функционирования ЭВМ используется комплекс программного обеспечения, который делится на 3 большие категории:
– системное ПО;
– инструментальные системы (системы программирования);
– прикладное ПО.
Системное программное обеспечение предназначено для:
– создания операционной среды функционирования других программ;
– автоматизации процесса разработки новых программ;
– обеспечения надежной и эффективной работы вычислительной сети;
– проведения диагностики и профилактики аппаратуры;
– выполнения вспомогательных технологических процессов, например, копирования, архивирования и т.п
Операционная система - совокупность программных средств, обеспечивающая управление аппаратной частью компьютера и прикладными программами, а также их взаимодействие между собой и пользователем.
Операционная система является посредником между пользователем и другими программами, а также между пользователем и компьютером.
Основные задачи, решаемые операционной системой:
– организация диалога с пользователем;
– управление аппаратными средствами компьютера;
– организация файловой системы;
– запуск прикладных программ.
Инструментальные системы предназначены для создания программных продуктов и включают в себя все средства, необходимые для производства программ и формирования их в машинном коде, в том числе, включают языки программирования и трансляторы.
Программа – это совокупность команд, управляющих действиями компьютера, записанная в соответствии с синтаксисом языка программирования.
Язык программирования – искусственный язык, созданный для описания алгоритмов обработки данных.
Транслятор – программа-переводчик с языка программирования на язык машинных кодов. Трансляторы делятся на интерпретаторы и компиляторы.
Интерпретатор – транслятор, который обеспечивает покомандный перевод в машинные коды и одновременное выполнение каждой команды.
Компилятор – транслятор, который переводит всю программу в машинные команды без ее выполнения. Компилированные программы работают быстрее интерпретированных в 20-50 раз.
Одной из основных составляющих инструментального ПО являются языки программирования, которые делятся на две большие группы:
1. Машинно-зависимые (автокод, ассемблер);
2. Машинно-независимые или языки высокого уровня:
– процедурно-ориентированные (Фортран, Паскаль, Бейсик и др.);
– проблемно-ориентированные (узкоспециализированные);
– объектно-ориентированные (Java, C ++);
– скрипт-языки (для работы с программами в сети Интернет).
Прикладное программное обеспечение предназначено для выполнения конкретных работ. Прикладные программы разрабатывается специалистами, как правило, для широкого круга пользователей. Простые прикладные программы создаются пользователями для собственных нужд.
Среди множества программ выделяются широко распространенные прикладные программы, которые классифицируются по видам деятельности:
– подготовка текстов – редакторы текстов;
– подготовка графики – графические редакторы;
– подготовка типографских документов – издательские системы;
– обработка табличных данных – табличные процессоры;
– обработка массивов информации – системы управления базами данных;
– конструирование –системы автоматизированного проектирования;
– бухучет и финансовая отчетность – бухгалтерские и банковские программы.
Программное обеспечение (ПО, software) представляет собой набор специальных программ, позволяющих организовать обработку информации с использованием ПК.
Поскольку без ПО функционирование ПК невозможно в принципе, оно является неотъемлемой составной частью любого ПК и поставляется вместе с его аппаратной частью (hardware ).
Программа – полное и точное описание последовательности действий (инструкций) компьютера по обработке информации, написанное на языке, понятном компьютеру.
Программное обеспечение (ПО) – совокупность специальных программ, облегчающих процесс подготовки задач к выполнению на ЭВМ и организующих прохождение их через машину, а также процедур, описаний, инструкций и правил вместе со всей связанной с этими компонентами документацией, используемых при эксплуатации вычислительной системы.
Обрабатывают информацию, управляют работой компьютера программы , а не устройства.
Новинки программного обеспечения уже давно доминируют над новыми аппаратными разработками. Комплект ПО по стоимости превосходит (иногда в несколько раз) стоимость компьютера адекватного класса.
Для эффективного использования компьютера должно соблюдаться соответствие между уровнем развития вычислительной техники и программного обеспечения. С одной стороны, ПО определяет функциональные возможности компьютера. С другой, установка конкретного ПО может быть ограничена конструктивными особенностями компьютера.
Назначение ПО:
- обеспечение работоспособности компьютера;
- облегчение взаимодействия пользователя с компьютером;
- сокращение цикла от постановки задачи до получения результата;
- повышение эффективности использования ресурсов компьютера.
Программное обеспечение позволяет:
- усовершенствовать организацию работы вычислительной системы с целью максимального использования ее возможностей;
- повысить производительность и качество труда пользователя;
- адаптировать программы пользователя к ресурсам конкретной вычислительной системы;
- расширить ПО вычислительной системы.
Максимальное использование возможностей вычислительной системы достигается, во-первых , за счет выделения каждому пользователю или задаче минимально необходимых ресурсов для своевременного и качественного решения его задач, во-вторых , за счет подключения к ресурсам вычислительной системы большого числа пользователей (в том числе и удаленных), в-третьих , путем перераспределения ресурсов между различными пользователями и задачами в зависимости от состояния системы и запросов на обработку.
Повышение производительности и качества труда пользователей происходит за счет автоматизации процедур расчетного и оформительского характера, реализуемых с помощью разнообразных средств программирования (алгоритмических языком, пакетов прикладных программ) и удобных устройств ввода-вывода информации.
Адаптируемость программ пользователя к ресурсам конкретной вычислительной системы обеспечивается тем, что операционная система содержит средство обслуживания большого диапазона машинных конфигураций. Кроме того, операционная система позволяет создавать и легко настраивать существующие программы на различные устройства ввода-вывода.
Расширение существующего ПО предполагает наличие следующих возможностей:
- создание пользователем собственных программ и пакетов, реализующих как конкретные расчетные задачи, так и процессы управления отдельными устройствами и всей вычислительной системой в целом;
- дополнение существующего ПО программами, позволяющими расширять возможности операционной системы, работать с новыми типами внешних устройств, новыми вычислительными системами (компьютерами), в новых областях применения.
ПО ориентировано на использование вычислительных систем в различных сферах деятельности и должно обеспечивать своевременное и адекватное поставленным задачам решение. Это вызывает необходимость соблюдения ряда требований при разработке компонентов ПО , основными из которых являются:
- модульность;
- наращиваемость и развитие;
- надежность;
- предсказуемость;
- удобство и эргономичность;
- гибкость;
- эффективность;
- совместимость.
Основные принципы разработки современного программного обеспечения:
- параметрическая универсальность;
- функциональная избыточность;
- функциональная избирательность.
Программы на компьютер можно установить двумя способами:
- Инсталляцией с дистрибутива
- Простым копированием
Первый (низший) уровень иерархии занимает внутреннее программное обеспечение ПЭВМ, сохраняемое в ее постоянной памяти. С его помощью ПЭВМ выполняет основные функции, определяемые аппаратной структурой. Программы внутреннего ПО работают непосредственно с аппаратными модулями компьютера. Вследствие этого они функционально связаны с ними и при замене определенного аппаратного модуля требуется заменить и программу внутреннего ПО, предназначенную для работы с ним.
Программы, обслуживающие аппаратные модули, называются драйверными программами или драйверами . Они позволяют при замене или подключении нового аппаратного модуля не производить изменений в других программах ПЭВМ, а только сменить драйвер соответствующего аппаратного модуля.
Внутреннее ПО представляет собой программный интерфейс, обеспечивающий взаимосвязь работы компьютера со всеми остальными программами. Доступ к программам внутреннего ПО производится только через систему программных прерываний.
Внутреннее ПО выполняет следующие основные функции:
- управляет широким набором периферийных устройств;
- осуществляет быструю проверку работоспособности ПЭВМ при ее включении;
- устанавливает отдельные аппаратные модули в исходное состояние;
- загружает программы ОС.
Основными элементами внутреннего ПО служат драйверы ввода-вывода, программа самопроверки и программа первоначальной загрузки . Внутреннее ПО взаимодействует, с одной стороны, с функциональными модулями ПЭВМ, а с другой стороны, реализует программный интерфейс операционной системы.
Программа самопроверки предназначена для проверки функциональных модулей ПЭВМ, т.е. установки схем компьютера в начальное состояние путем загрузки программных регистров необходимой информацией. При проверке отдельных функциональных модулей ПЭВМ в них могут быть обнаружены неисправности. Программа самопроверки сообщает пользователю об обнаруженных неисправностях с помощью сообщений на экране и (или) звукового сигнала.
При обнаружении ошибки проверку компьютера можно продолжить с помощью диагностических программ, загружаемых с дискеты. Если ошибка не нарушает работоспособности ПЭВМ, то по желанию пользователя ею можно пренебречь. Если в состав ПЭВМ включается новый функциональный модуль, то к общей программе самопроверки добавляется программа самопроверки данного модуля.
При успешном завершении самопроверки ПЭВМ готова к работе. Управление через программное прерывание передается программе начальной загрузки. Эта программа предназначена для считывания в оперативную память остальных компонентов операционной системы. При успешном выполнении этой операции управление передается только что считанной программе.
Драйверы ввода-вывода используются для обслуживания периферийных устройств ПЭВМ. Эти программы работают непосредственно с соответствующими контроллерами, что позволяет пользователю не знать физической организации конкретного устройства и работать только с командами драйвера, реализующими его обслуживание.
Драйверы имеют следующие особенности:
- открытую структуру, что позволяет добавлять в систему новые драйверы;
- гибкость организации доступа к драйверам через программные прерывания, что позволяет не фиксировать их в строго определенных областях памяти, быстро и легко их заменять;
- настраиваемую структуру, ориентирующую драйверные программы на определенный класс периферийных устройств, параметры которых размещены в специальных таблицах. Драйверы настраиваются на конкретные периферийные устройства при помощи изменений значений в этих таблицах;
- резидентное размещение в оперативной памяти, позволяющее использовать драйвер в любой момент времени из любой программы.
К основным драйверным программам относятся: драйвер жесткого диска, драйвер видеоадаптера, драйвер клавиатуры, драйвер печатающего устройства, системные драйверы (установка таймера, проверка конфигурации компьютера, определение емкости ОЗУ), дополнительные драйверы (драйвер связи и др.).
Операционная система занимает второй (средний) уровень иерархии ПО. Она управляет ресурсами компьютерной системы, к которым относятся оперативная и внешняя память, устройства ввода-вывода и программы пользователя. ОС взаимодействует с компьютером через интерфейс внутреннего ПО. Это дает возможность ПЭВМ, имеющим аппаратные различия, работать с одной и той же операционной системой.
ОС представляет собой набор программ управления ПЭВМ.
Состав ПО определяется кругом задач, которые пользователь предполагает решать с помощью компьютера.
По назначению, т.е. в зависимости от класса решаемых задач, ПО обычно разделяют на две основные группы: Общее (базовое) и прикладное.
Классификация программного обеспечения по функциональному назначению
Схема общей классификации ПО
– совокупность программ, обеспечивающих работоспособность компьютера; комплекс программ, которые осуществляют организацию вычислительного процесса и управление ресурсами компьютера.
– совокупность программных средств, позволяющих разрабатывать программы.
– совокупность программ, предназначенных для решения задач из различных сфер человеческой деятельности.
Тема1.Програмное обеспечение ЭВМ
1. Виды программного обеспечения ЭВМ
Назначением ЭВМ является выполнение программ. Программа содержит команды, определяющие порядок действий компьютера. Совокупность программ для компьютера образует программное обеспечение (ПО). По функциональному признаку различают следующие виды ПО:
системное;
прикладное.
Под системным (базовым) понимается программное обеспечение, включающее в себя операционные системы, сетевое ПО, сервисные программы, а также средства разработки программ (трансляторы, редакторы связей, отладчики и пр.).
Основные функции операционных систем (ОС) заключаются в управлении ресурсами (физическими и логическими) и процессами вычислительных систем. Физическими ресурсами являются: оперативная память, процессор, монитор, печатающее устройство, магнитные и оптические диски. К логическим ресурсам можно отнести программы, файлы, события и т. д. Под процессом понимается некоторая последовательность действий, предписанная соответствующей программой и используемыми ею данными.
В настоящее время существует большое количество ОС, разработанных для ЭВМ различных типов. На ЭВМ Единой Системы (ЕС ЭВМ), например, использовались такие операционные системы, как СВМ и ОС ЕС, на малых ЭВМ (СМ-4, СМ-1420 и др.) - ОС РВ и RSX-11. На персональных ЭВМ долгое время эксплуатировалась ОС-MS-DOS. В настоящее время получили распространение системы Windows 98/Me, Windows 2000, Linix.
Сетевое ПО предназначено для управления общими ресурсами в распределенных вычислительных системах: сетевыми накопителями на магнитных дисках, принтерами, сканерами, передаваемыми сообщениями и т. д. К сетевому ПО относят ОС, поддерживающие работу ЭВМ в сетевых конфигурациях (так называемые сетевые ОС), а также отдельные сетевые программы (пакеты), используемые совместно с обычными, не сетевыми ОС.
Например, большое распространение получили следующие сетевые ОС: NetWare 4.1 (фирма Novell), Windows NT Server 3.5 (фирма Microsoft) и LAN Server 4.0 Advanced (фирма IBM). Однако в последнее время лидирующие позиции начинает занимать ОС Windows 2000 Server фирмы Microsoft.
Для расширения возможностей операционных систем и предоставления набора дополнительных услуг используются сервисные программы. Их можно разделить на следующие группы:
интерфейсные системы;
оболочки операционных систем;
Интерфейсные системы являются естественным продолжением операционной системы и модифицируют как пользовательский, так и программный интерфейсы, а также реализуют дополнительные возможности по управлению ресурсами ЭВМ. В связи с тем, что развитая интерфейсная система может изменить весь пользовательский интерфейс, часто их также называют операционными системами. Это относится, например, к Windows 3.11 и Windows 3.11 for WorkGroups (для рабочих групп).
Оболочки операционных систем, в отличие от интерфейсных систем, модифицируют только пользовательский интерфейс, предоставляя пользователю качественно новый интерфейс по сравнению с реализуемым операционной системой. Такие системы существенно упрощают выполнение часто запрашиваемых функций, например, таких операций с файлами, как копирование, переименование и уничтожение, а также предлагают пользователю ряд дополнительных услуг. В целом, программы-оболочки заметно повышают уровень пользовательского интерфейса, наиболее полно удовлетворяя потребностям пользователя.
На ПЭВМ широко используются такие программы-оболочки, как Norton Commander, FAR Manager и Windows Commander.
Утилиты предоставляют пользователям средства обслуживания компьютера и его ПО. Они обеспечивают реализацию следующих действий:
обслуживание магнитных дисков;
обслуживание файлов и каталогов;
предоставление информации о ресурсах компьютера;
шифрование информации;
защита от компьютерных вирусов;
архивация файлов и др.
Существуют отдельные утилиты, используемые для решения одного из перечисленных действий, и многофункциональные комплекты утилит. В настоящее время для ПЭВМ среди многофункциональных утилит одним из наиболее совершенных является комплект утилит Norton Utilities. Существуют его версии для использования в среде DOS и Windows.
Средства разработки программ используются для разработки нового программного обеспечения как системного, так и прикладного.
Прикладным называется ПО, предназначенное для решения определенной целевой задачи из проблемной области. Часто такие программы называют приложениями.
Спектр проблемных областей в настоящее время весьма широк и включает в себя по крайней мере следующие: промышленное производство, инженерную практику, научные исследования, медицину, управление (менеджмент), делопроизводство, издательскую деятельность, образование и т. д.
Из всего разнообразия прикладного ПО выделяют группу наиболее распространенных программ (типовые пакеты и программы), которые можно использовать во многих областях человеческой деятельности.
К типовому прикладному ПО относят следующие программы:
текстовые процессоры;
табличные процессоры;
системы иллюстративной и деловой графики (графические процессоры);
системы управления базами данных;
экспертные системы;
программы математических расчетов, моделирования и анализа экспериментальных данных.
Предлагаемые на рынке ПО приложения, в общем случае, могут быть выполнены как отдельные программы либо как интегрированные системы. Интегрированными системами обычно являются экспертные системы, программы математических расчетов, моделирования и анализа экспериментальных данных, а также офисные системы. Примером мощной и широко распространенной интегрированной системы является офисная система Microsoft Office.
Поскольку разработка ПО любого назначения, как правило, является довольно сложным и трудоемким процессом, дальнейший материал настоящего раздела посвятим общим вопросам разработки программ и инструментальному ПО.
2 Назначение, функции, классификация основных компонентов системного программного обеспечения .
Cистемное программное обеспечение может быть разделено на следующие пять групп:
Системы управления файлами.
Интерфейсные оболочки для взаимодействия пользователя с ОС и программные среды.
Системы программирования.
Рассмотрим вкратце эти группы системных программ.
Операционная система
Под операционной системой (ОС) обычно понимают комплекс управляющих и обрабатывающих программ, который, с одной стороны, выступает как интерфейс между аппаратурой компьютера и пользователем с его задачами, а с другой - предназначен для наиболее эффективного использования ресурсов вычислительном системы и организации падежных вычислений. Любой из компонентов прикладного программного обеспечения обязательно работает под управлением ОС. На рис. I изображена обобщенная структура программного обеспечения вычислительной системы. Видно, что ни один из компонентов программного обеспечения, за исключением самой ОС, не имеет непосредственного доступа к аппаратуре компьютера. Даже пользователи взаимодействуют со своими программами через интерфейс ОС, Любые их команды, прежде чем попасть в прикладную программу, сначала проходят через ОС.
Основными функциями, которые выполняет ОС, являются следующие :
прием от пользователя (или от оператора системы) заданий или команд, сформулированных на соответствующем языке - в виде директив (команд) оператора или в виде указаний (своеобразных команд) с помощью соответствующего манипулятора (например, с помощью мыши), - и их обработка;
прием и исполнение программных запросов па запуск, приостановку, остановку других программ;
инициация программы (передача ей управлении, в результате процессор исполняет программу)".
идентификация всех программ и данных;
обеспечение работы систем управлений файлами (СУФ) и/или
управления базами данных (СУБД), что позволяет резко увеличить эффективность всего программного обеспечения;
обеспечение режима мультипрограммирования, то есть выполнение двух или более программ на одном процессоре, создающее видимость их одновременного исполнения;
обеспечение функций по организации и управлению всеми операциями ввода/вывода;
удовлетворение жестким ограничениям на время ответа в режиме реального времени (характерно для соответствующих ОС);
распределение памяти, а в большинстве современных систем и организация виртуальной памяти;
планирование и диспетчеризация задач в соответствии с заданными стратегией и дисциплинами обслуживания;
организация механизмов обмена сообщениями и данными между выполняющимися программами;
защита одной программы от влияния другой; обеспечение сохранности данных;
предоставление услуг на случай частичного сбоя системы;
обеспечение работы систем программирования, с помощью которых пользователи готовят свои программы.
Система управления файлами
Назначение системы управления файлами - организация более удобного доступа к данным, организованным как файлы. Именно благодаря системе управления файлами вместо низкоуровневого доступа к данным с указанием конкретных физических адресов нужной нам записи используется логический доступ с указанием имени файла и записи в нем. Как правило, все современные ОС имеют соответствующие системы управления файлами. Однако выделение этого вида системного программного обеспечения в отдельную категорию представляется целесообразным, поскольку ряд ОС позволяет работать с несколькими файловыми системами (либо с одной из нескольких, либо сразу с несколькими одновременно). В этом случае говорят о монтируемых файловых системах (дополнительную систему управления файлами можно установить), и в этом смысле они самостоятельны. Более того, можно назвать примеры простейших ОС, которые могут работать и без файловых систем, а значит, им необязательно иметь систему управления файлами, либо они могут работать с одной из выбранных файловых систем. Надо, однако, понимать, что любая система управления файлами не существует сама по себе - она разработана для работы в конкретной ОС и с конкретной файловой системой.
С самого начала изучения информатики мы обращали внимание на то, что ЭВМ может работать только по программе. Вообще все, на что способна ЭВМ - это выполнять какую–то программу. Поэтому особое место в курсе информатики занимает изучение программного обеспечение ЭВМ.
Программное обеспечение (ПО) и его классификация.
Все существующие программы можно разделить на три вида. Для наглядности такого деления изобразим классификацию ПО в виде схемы
Системное ПО служит для обеспечения работоспособности ЭВМ, общего управления ресурсами и т.д. К системному ПО относятся:
Ø Операционные системы (ОС) - совокупность программ, предназначенных для управления ресурсами ЭВМ, организации диалога пользователя с ЭВМ, исполнения программ пользователя.
Ø Средства контроля и диагностики - тестовые программы, служат для контроля работоспособности аппаратной части ЭВМ. Эти программы выявляют неисправности и место их возникновения.
Ø Сервисные программы (утилиты) расширяют возможности ОС (программы оболочки, архиваторы, антивирусные программы, программы восстановления стертых файлов и т.д.).
Инструментальное ПО - совокупность программ для разработки других программ. Они являются основой работы программистов. К ним относятся:
Ø Системы программирования - набор программных средств, которые обеспечивают потребности при разработке программ (редакторы текстов программ, интегрированные среды). Примером такой программы может служить Turbo Pascal.
Ø Трансляторы - программы перевода программ в машинный язык. Программа–транслятор входит в состав интегрированной среды Turbo Pascal. Существует много других (отдельных) программ–трансляторов.
Прикладное ПО - программы для решения конкретных задач пользователя. Эти программы обращены к человеку, который не составляет программ, а лишь использует их для решения своих задач. При общении с прикладной программой пользователю приходится выполнять некоторые простые операции - вводить числа и тексты, выводить графики, просматривать данные. Прикладные программы ориентированы на создание максимального комфорта для пользователя. Он может знать о компьютере минимальный набор сведений. Таки образом, эти программы доступны широкому внедрению среди людей, не знакомых с компьютером.
Классификация прикладного ПО очень обширна. Существуют проблемно- и методо- ориентированные пакеты программ. Но большую его часть занимают программы общего назначения:
Ø текстовые процессоры,
Ø табличные процессоры,
Ø базы данных и системы управления базами данных (СУБД),
Ø программы обработки графических изображений и т.д.
Ø музыкальные редакторы, …
Понятие операционной системы.
ОС - совокупность программ, предназначенных для управления ресурсами ЭВМ, исполнения программ пользователя и организации диалога пользователя и ЭВМ. ОС управляет работой других программ и выделяет им ресурсы ЭВМ - память, время и т.д. Она обеспечивает работу машины как единого целого, связь между устройствами. В то же время ОС выступает посредником между человеком и ЭВМ и скрывает от пользователя много трудных элементарных операций, создает удобный интерфейс. То есть, как бы обволакивает аппаратуру компьютера, чтобы пользователю не приходилось общаться с этой аппаратурой.
Классификация операционных систем:
- по количеству одновременно обрабатываемой информации - 16- и 32-разрядные;
- по количеству одновременно работающих пользователей - однопользовательские и многопользовательские;
- по количеству одновременно выполняемых программ - однозадачные и многозадачные.
Понятие многозадачности.
В зависимости от работающей ОС на ЭВМ можно одновременно выполнять одну или сразу несколько программ. Например, набирая текст, пользователь может одновременно запустить печать документа на принтере, ожидать соединения по сети и т.д.
В однозадачной ОС в каждый момент времени может выполняться только одна программа, не считая резидентных программ, которые постоянно присутствуют в памяти и включаются в работу по мере необходимости.
В многозадачной одновременно активными могут быть более одной программы. Многозадачность бывает кооперативной и вытесняющей. При вытесняющей многозадачности система отводит каждой задаче строго определенной время - режим разделения времени.
При кооперативной все программы получают столько времени, сколько они попросят у ОС и делят его между собой, обмениваясь сообщениями.
История развития ОС
Рассмотрим два основных направления развития ОС, которые связаны соответственно с фирмами разработчиками Microsoft (MS) и IBM.
В 1981 году фирма MS выпустила первую ОС MS DOS 1.0 (дисковая операционная система) Работа с ОС осуществлялась с помощью командной строки в символьном режиме. ОС обслуживала 64 Кб памяти, могла использовать дискеты 5,25’’ емкостью 160 Кб.
В том же году фирма IBM разработала свою ОС PC DOS - полный аналог MS DOS.
В 1983 году вышла в свет MS DOS 2.0. Она работала с дискетами 360 Кб и жесткими дисками 10 Мб. Появилась древовидная система каталогов диска, а также возможность загружать драйверы.
Перечисленные ОС обладали рядом принципиальных недостатков: примитивный пользовательский интерфейс (в виде командной строки и символьного режима), однозадачность, ограниченность объема адресуемой памяти. От версии к версии эти ОС усовершенствовались, но принципиальные недостатки оставались.
С 1984 года началась работа над графической ОС, которая обладала бы возможностью полного использования памяти, была многозадачной. К 1985 году фирма MS разработала графическую оболочку Windows 2.0 к MS DOS. Появился графический интерфейс, но ограничение прямой адресации всего 640 Кб памяти оставалось. Вся остальная память считалась расширенной, и работа с ней осуществлялась с помощью драйверов расширенной памяти.
В 1987 году фирма IBM разработала ОС OS/2 1.0, которая могла адресовать до 16 Мб памяти, обладала многозадачностью до 12 программ.
В 1990 году фирма MS выпустила оболочку Windows 3.x. Для неё характерно использование всего адресного пространства и виртуальной памяти, кооперативная многозадачность. Однако, это была не ОС, а только графическая программная оболочка для MS-DOS.
К 1992 году фирмой IBM была разработана OS/2 2.0 - 32- разрядная, многозадачная, однопользовательская ОС. Поддерживались многопоточные программы, совместимость с продуктами фирмы MS. Но она более требовательна к ресурсам - 386 процессор, 8Мб памяти, 50Мб свободного места на диске. Но в дальнейшем разработчики этой линии ОС отказались от поддержки программного обеспечения фирмы MS.
В 1993 году появилась Windows NT - 32-разрядная, многопользовательская, многозадачная ОС с сетевыми возможностями и графическим интерфейсом.
В 1995 году увидела свет 32-разрядная, однопользовательская ОС Windows 95. Она обладает вытесняющей многозадачностью для 32-разрядных приложений и кооперативной - для 16 разрядных.
Требуемые ресурсы: 386 процессор и 4 Мб памяти, 40 Мб свободного места на диске.
В 1998 году появилась Windows 98, а в 2000 году - WindowsMillenniumEdition - ОС по характеристикам аналогичные предыдущей версии 1995 года, но внутренне более совершенные.
В 2000 году выпущены две версии Windows 2000: Professional и Server, которые являются 32-разрядными многозадачными, а Server ещё и многопользовательской ОС. Эти две ОС основаны на технологии NT и являются прямыми потомками WindowsNT.
Отдельно от перечисленных ОС развивалась еще одна линия ОС - UNIХ, созданная фирмой BellLaboratories. Она разрабатывалась по эгидой переносимости программ между компьютерами с разной архитектурой. В итоге появились много UNIXоподобных ОС - многопользовательские, многозадачные, 32-разрядные.
Файлы и каталоги.
В компьютере обычно имеется несколько накопителей на магнитных дисках. Все они имеют свои имена в виде латинских букв. Буквы А и В - имена дисководов. Начиная с С именуются жесткие диски, а затем CD–ROM.
Вся информация на дисках хранится в виде файлов. Файл - совокупность логически связанных данных. Это может быть текст книги, программа, коды графического изображения и т.д. Каждый файл имеет имя, которое состоит из двух частей: собственно имени и расширения. Правила построения имени зависят от используемой ОС.
Для ОС MS-DOS длина файла мажет быть от 1 до 8 латинских символов и цифр. Кроме того, в имя можно включать некоторые спецсимволы (!%$# и т.д.) Расширение начинается с точки, за которой следуют от 0 до 3 символов, то есть расширение может отсутствовать.
Для Windows имя может состоять из 1 - 255 любых символов. Расширением считается часть имени после последней точки. Регистр букв не различается.
Расширение как правило определяет содержание файла. Со временем сложились стандартные расширения файлов:
txt, doc - текстовые документы,
exe, com - исполняемые файлы,
bat - командный файл,
bmp, jpg - файлы графических изображений и т.д.
Для удобного расположения многих файлов их удобно рассортировать по папкам (каталогам). Имя каталога строится по тем же принципам, что и имя файла, но расширение используется редко. Папки могут содержать внутренние папки до сколь угодно большой вложенности. Нарисовать на доске рисунок и подчеркнуть древовидную систему папок.
Самый верхний каталог называется корневым. На каждом диске имеется один корневой каталог. В нем регистрируются файлы и каталоги первого уровня. В каталогах 1-го уровня регистрируются каталоги 2-го уровня и т.д. Для того чтобы указать расположение файла на диске, необходимо написать путь к файлу через дерево каталогов.
Подготовка носителей к работе.
Все пространство любого диска разбито на концентрические дорожки, которые делятся на секторы. Для создания дорожек и секторов используется программа диск нужно отформатировать специальной программой. При этом на диск записываются электронные метки дорожек и секторов, и выделяется служебное место на диске. Программа также проверяет его работоспособность и помечает плохое блоки.
Процесс форматирования делится на 2 этапа: низкого (физическое) и высокого (логическое) уровня. При физическом форматировании на диск наносятся электронные метки для указания мест дорожек и секторов. Логическое форматирование разбивает все пространство диска на кластеры и обеспечивает выделение служебных мест на диске.
Кластер - группа смежных секторов, имеющая уникальный номер. Кластеры размещаются так, чтобы минимизировать
Лекция 3. Программное обеспечение ПК
Классификация программного обеспечения (ОП) ЭВМ.
Программа - это составленная на понятном компьютеру языке точная и подробная последовательность инструкций; или набор инструкций на машинном языке, который хранится в виде файла на магнитном диске и по вашей команде загружается в компьютер для выполнения.
Программное обеспечение (ПО) или Software - это совокупность программ, используемых при работе на ПК и обеспечивающих функционирование, диагностику и тестирование аппаратных средств, а так же разработку, отладку и выполнение задач пользователя. Программное обеспечение служит интерфейсом между аппаратными ресурсами ПК и пользователями и позволяет решать задачи любой предметной области.
В настоящее время программное обеспечение ПК включает несколько десятков тысяч программ, которые можно разделить на три основных класса:
Без программного обеспечения компьютер не будет работать. Все программы можно делить на 3 большие группы:
Системные;
Прикладные;
Инструментальные средства разработки программ.
I. Системное программное обеспечение - это комплекс программ, управляющих работой аппаратных средств и обеспечивающий услугами пользователей и пользовательские прикладные комплексы.
К ним относятся:
- Операционные системы
- Программы-утилиты
- драйверы (управление вводом/выводом),
- программы-оболочки(NC),обеспечивающие удобства общения с ЭВМ,
- операционные оболочки (графический интерфейс, мультипрограммирование, средства обмена информацией между программами, например, WINDOWS 3.1),
- средства тестирования и диагностики ЭВМ,
- программы, управляющие локальной сетью.
Операционные системы - это комплекс программ, предназначенных для управления ресурсами ПК и составляет ядро «универсальной вычислительной машины – компьютера». ОС управляет всеми процессами внутри компьютера; управляет обменом между компьютером и подключенными к нему периферийными устройствами, такими, как принтер, дисплей, дисководы и винчестер и т.д.; обеспечивает возможность общения между прикладными программами и модулями аппаратуры; служит в качестве посредника между компьютером и пользователем.
Драйверы - это специальные программы управления вводом/выводом, позволяющие ОС работать с теми или иными внешними устройствами, обучая ее новому протоколу обмена данными и т.д. Драйверы бывают стандартными и загрузочными. Стандартные драйверы управляют работой стандартных устройств (монитор, клавиатура, диски, принтеры), записываются в ПЗУ ПК и образуют в совокупности "базовую систему ввода/вывода" - BIOS. Загружаемые драйверы (нестандартные) используются для управления дополнительными внешними устройствами ПК(мышь, компакт-диск и т.д.); для управления стандартными устройствами, используемыми в режиме, отличном от штатного; для управления верхней, высокой и расширяемой памятью; для формированием виртуальных дисков и работой с ними и т.д.
Утилиты - это вспомогательные программы, чаще всего используемые для организации резервирования; для предотвращения заражения ПК вирусом и ликвидации последствий заражения; для архивации информации; для приспособления других программ к работе с нестандартными языками, текстами, пользователями; для диагностики конфигурации и работоспособности ПК; для убыстрения доступа к информации на дисках(организация кэш-буфера); для оптимизации размещения данных на диске; для динамического сжатия дисков (увеличения объема диска); для защиты хранящихся на компьютере данных.
Программы-оболочки - это программы, обеспечивающие более удобный и наглядный способ общения с ПК, чем ОС. Программы-оболочки не заменяют ОС, а дополняют ее. Например, Norton Commander, Volkov Commander, Norton Navigator.
Операционные оболочки - это программы, которые, как и программы-оболочки, являются надстройкой над ОС, обеспечивают удобство и наглядность общения с ПК, кроме того, расширяют возможности ОС в плане логического уровня интерфейса с пользователем: графический интерфейс, мультипрограммирование, создает интегрированную среду для работы с различными программными средами и информацией различных форматов. Например, WINDOWS 3.10, 3.11 для MS-DOS, Xwindows для Unix.
Средства тестирования и диагностики ЭВМ - это программы, составляющие средства технического обслуживания ЭВМ и предназначены для проверки работоспособности, наладки и технической эксплуатации и делятся на средства диагностики, программно-логического контроля, тестовые, программно-аппаратного контроля.
II. Прикладное программное обеспечение (или пакеты прикладных программ) – это программы или пакеты прикладных программ (ППП), предназначенные для решения задач из различных областей человеческой деятельности, в том числе такие ППП, которые снижают трудоемкость и повышают эффективность работы проблемного пользователя; сюда же относятся все разработанное многочисленными пользователями ПО. Прикладное программное обеспечение можно подразделить на целевое (для решения конкретных задач пользователя, имеет ограниченную область применения) и универсальное (для автоматизации решение целого класса задач или для обработки отдельных видов информации).
К ним относятся:
- текстовые и графические редакторы
- электронные таблицы (Суперкалк, EXCEL),
- системы управления базами данных (СУБД)
- системы автоматизированного проектирования (САПР),
- интегрированные среды
- обучающие и учебные программы
- пакеты прикладных программ, расширяющие функции СПО (антивирусы)
- бухгалтерские программы
- игровые программы.
- мультимедиа и т.д.
III . Инструментальное программное обеспечение (системы программирования) обеспечивает создание новых программ, включая системные программы, и являются промежуточным классом между системными и прикладными программами.
В его состав входят :
- компиляторы,
- интерпретаторы языков высокого уровня.
- библиотеки стандартных программ,
- прикладные утилиты,
- средства редактирования, отладки и тестирования программ.
Это комплексы программ и прочих средств, предназначенных каждый для разработки и эксплуатации программ на конкретном языке программирования для конкретного вида ЭВМ. Системы программирования обычно включают некоторую версию языка программирования, транслятор программ и т.д.
| | | следующая лекция ==> | |
