Технические и программные средства реализации информационных процессов.
План лекции:
Функциональная схема компьютера
Классификация программного обеспечения
Системное программное обеспечение
Операционная система (ОС)
Операционные оболочки
Служебные программы
Классификация прикладного программного обеспечения (ППО)
ПС общего назначения
ПС специального назначения и профессионального уровня
Системы программирования
Для работы ЭВМ необходимы
Аппаратное обеспечение (hardware)
Программное обеспечение /ПО/ (software)
Функциональная схема компьютера
Для работы компьютера необходим обмен информации между ОЗУ и внешними устройствами (ввод-вывод), но этот обмен не происходит непосредственно – существует 2 промежуточных звена:
Для любого внешнего устройства имеется электронная схема, которая им управляет – контроллер (адаптер).
Все контроллеры и адаптеры взаимодействуют с микропроцессором и ОЗУ через системную магистраль данных (шину).
Магистраль включает в себя три многоразрядные шины (многопроводные линии): шину данных, шину адреса и шину управления.
Информация по шине данных передается от процессора к какому-либо устройству, либо, наоборот, от устройства процессору (т.о. шина двунаправленная).
По адресной шине передается код адреса от процессора к ОЗУ и устройствам (однонаправленная шина).
По шине управления передаются сигналы, определяющие характер обмена информацией (считывание/запись), и сигналы, синхронизирующие взаимодействие устройств, участвующих в обмене информацией.
Программное обеспечение
Программное обеспечение – это совокупность программ и сопутствующей документации, которая предназначена для решения задач на ПК.
Программное
обеспечение /ПО/ (software)
Системы программирования
Прикладное ПО
Системное ПО
Системное программное обеспечение
Системное программное обеспечение, по сути, является продолжением аппаратного обеспечения, абсолютно необходимо для работы компьютера. Это совокупность программ для обеспечения работы компьютера и сетей ЭВМ.
Системное программное обеспечение делится на:
базовое ПО, содержащее операционные системы (ОС) и операционные оболочки;
сервисное ПО (служебные программы или утилиты). Содержит программы диагностики работоспособности компьютера, антивирусные программы, программы обслуживания дисков, программы архивирования данных, программы обслуживания сетей.
Операционная система (ОС) – комплекс программ, входящих в состав ПО компьютера, обеспечивающих
управление ресурсами, т.е. согласованную работу всех аппаратных средств компьютера;
управление процессами, т.е. выполнение программ, их взаимодействие с устройствами компьютера, с данными;
пользовательский интерфейс, т.е. диалог пользователя с компьютером, выполнение определенных простых команд – операций по обработке информации.
Наиболее популярные ОС для компьютеров класса IBM PC – MS DOS, ОС семейства Windows и Linux. Причем эти ОС не являются взаимоисключающими: они взаимодействуют в процессе функционирования компьютера и MS DOS, как правило, встроена в ОС Windows.
Первые ОС были однопользовательскими и однозадачными.
Далее появились многозадачные однопользовательские ОС. Такие ОС обеспечивают постановку заданий в очередь на выполнение, параллельное выполнение заданий, разделение ресурсов компьютера между выполняющимися заданиями. При многозадачном режиме
в оперативной памяти находится несколько заданий пользователей;
время работы процессора разделяется между программами, находящимися в оперативной памяти и готовыми к обслуживанию процессором;
параллельно с работой процессора происходит обмен информацией с различными внешними устройствами.
Современные ОС являются многопользовательскими и многозадачными, они предусматривают разделение ресурсов компьютера в соответствии с приоритетами пользователей и защиту данных каждого пользователя от несанкционированного доступа. ОС работает в режиме разделения времени. При этом каждой программе, находящейся в оперативной памяти и готовой к исполнению, выделяется для исполнения фиксированный, задаваемый в соответствии с приоритетом пользователя интервал времени (интервал мультиплексирования). Если программа не выполнена до конца за этот интервал, ее исполнение принудительно прерывается и программа переводится в конец очереди. Далее из начала очереди извлекается следующая программа и т.д.
Сетевая ОС не имеет фундаментальных отличий от ОС автономного компьютера. Ее отличительной чертой являются развитые средства защиты от несанкционированного доступа.
Операционные оболочки – это специальные программы, предназначенные для облегчения общения пользователя с командами ОС. Имеют текстовый и графический варианты интерфейса конечного пользователя. Примерами являются Norton Commander (NC) и Far для ОС MS DOS, Total Commander для ОС Windows.
В настоящий момент, когда операционные системы облагают удобным графическим интерфейсом и имеют встроенные очень удобные средства для выполнения системных операций, операционные оболочки используют значительно реже.
Служебные программы делятся на несколько типов:
Программы для диагностики компьютера – проверяют конфигурацию компьютера, следят за работой системных компонентов, создают отчетов об аппаратных неисправностях, обнаружении программных ошибок;
Программы для оптимизации дисков обеспечивают более быстрый доступ к информации, хранящейся на диске за счет оптимизации размещения данных (дефрагментация);
Программы для очистки дисков находят и удаляют ненужную информацию (временные файлы, файлы в корзине);
Программы – деинсталляторы предназначены для корректной очистки операционной системы от элементов удаляемых программ
Программы-кэши для дисков ускоряют доступ к данным на диске путем организации в ОП кэш-буфера, содержащего наиболее часто используемые участки диска;
Программы для динамического сжатия дисков увеличивают объем информации, хранящейся на жестких дисках;
Программы сжатия файлов и резервного копирования предназначены для создания копий программ и документов (что требуется при переносе данных с одного ПК на другой, для создания резервного архива данных и программ)
Антивирусные программы предназначены для защиты файловой системы от компьютерных вирусов
Программы для ускоренного просмотра файлов предназначены для просмотра файлов в различных форматах, не запуская полнофункциональных приложений или даже не имея их вовсе
Программы для работы в Internet предназначены для ускоренного обмена данными, подключения к различным услугам, для контроля над использованием ресурсов и защиты от несанкционированного доступа
Программы компьютерной безопасности защищают ПК и хранящиеся в нем данные от взлома (т.е. системы шифрования и наблюдения за данными)