Реферат: Программное обеспечение ЭВМ. Программные средства эвм Совокупность эвм программного обеспечения

Программой называется последовательность машинных команд, позволяющая получить требуемый результат при заданных начальных (исходных) данных. Совокупность программ различного назначения носит название программного обеспечения (ПО). Возможности компьютеров в большей мере определяются наличие развитого программного обеспечения.
Программное обеспечение принято подразделять на четыре класса: прикладное, системное, вспомогательное и инструментальное.
Системное программное обеспечение, к которому относились операционные системы, драйверы устройств, операционные надстройки и оболочки, предназначено для управления аппаратными ресурсами компьютера.
Операционная система (ОС) — это главный программный комплекс, осуществляющий управление вычислительного процесса. ОС объединяет множество элементарных операций при работе с внешними устройствами и памятью в подпрограммы, которые затем используются другими программами. Командный процессор операционной системы взаимодействует с пользователем и обрабатывает команды, набранные пользователем. На железнодорожном транспорте применялись широко известные в свое время такие ОС как MS DOS и CP/M.
Для управления работой аппаратных устройств — клавиатуры, дисплея, принтера, расширенной памяти используются программы — драйверы. Принцип работы драйверов заключается в том, чтобы каждую команду — например, записи на диск представить в виде набора элементарных операций — включение двигателя, перемещения магнитной головки и т.п. В операционной системе MS-DOS, начиная с версии 2.0 принята концепция устанавливаемых драйверов, т.е драйверов, хранящихся на диске в виде файлов.
Операционные надстройки и операционные оболочки разработаны с учетом включения в операционные системы удобного пользовательского интерфейса, который предусматривает реализацию движения курсора по меню, нажатие на определенные клавиши для выполнения требуемых функций.

Операционные надстройки предназначены для удобной работы пользователя с каталогами и файлами. Они позволяют изображать содержание каталогов на дисках, копировать, переименовать файлы и каталоги, просматривать файлы различных форматов (текстовые, архивированные, базы данных, электронные таблицы), изменять атрибуты файлов, осуществлять поиск файлов на диске. Примером такой программы является Norton Commander.
Операционные оболочки , как следует из их названия, представляют собой комплекс различных программных средств. В их число входят драйверы различных устройств, коммутационные программы (для связи нескольких компьютеров между собой), программы фоновой печати (печать происходит параллельно с выполнением других программ), программы общего назначения: текстовый и графический редактор, календарь, калькулятор.
Оболочки значительно расширяют возможности операционной системы.
Утилиты — это системные программы вспомогательного назначения. Их основное назначение — создание дополнительных возможностей для пользователей. Это программы оптимизации и динамического сжатия диска, фоновой печати, антивирусные программы, архиваторы и многое другое. Распространение получили также комплексы программ утилитов, к их числу относятся Norton Utilities и PC Tools Deluxe.
Некоторые системные программы постоянно находились в памяти компьютера. Такие программы носят название резидентных в памяти программ. Существовали два типа резидентных программ: резидентные утилиты и всплывающие программы.
Резидентными утилитами (программами TSR) называются программы, которые загружаются в память и доступны даже в те моменты, когда работает другая прикладная программа.
Всплывающими программами (pop-up) называются в памяти программы, которые хоть и загружаются в память, но не выполняются до тех пор, пока пользователь не нажмет определенную комбинацию клавиш или не произойдет некоторое событие (например, получение сообщения по сети). Следует обратить внимание, что всплывающие программы снижают быстродействие компьютера. К всплывающим программам относились программы-фильтры, “перехватывающие” те обращения к операционной системе, которые теоретически могут использовать компьютерные вирусы: запись в выполняемые и системные файлы, запись на диск по абсолютному адресу, форматирование диска. Действие программ-фильтров было основано на программном перехвате действий, которые казались подозрительными: чаще всего это были перехват команд на запись данных в файл.
Диагностические программы предназначены для тестирования электронных устройств компьютеров, гибких и жестких магнитных дисков. Наиболее распространены программы тестирования магнитных дисков. Такие программы проверяют таблицу размещения файлов, структуру каталогов, наличие ошибок на диске. Ход проверки отображается на экране; при обнаружении ошибок пользователю предлагался один или несколько способов исправления. Из программ диагностики наиболее часто можно было увидеть программу NDD из комплекса Norton Utilities.
Коммуникационные программы предназначены для связи компьютеров и обмена файлами между ними.
Программы-архиваторы — один из видов наиболее распространенных программ-утилит, позволяющих сохранять файлы в сжатом виде. Для определения списка упакованных файлов архивный файл содержит оглавление, где указаны название заархивированных файлов и их атрибутов, исходный размер файла и после сжатия, процент сжатия или отношение сжатого файла к исходному, код циклического контроля.

Все архиваторы обладали схожим перечнем возможностей. Они архивировали (упаковывали) файлы, исключали часть файлов из числа архивирующих, создавали саморазархивирующие архивы, сохраняли файлы в архиве под паролем. Пожалуй самым распространенным на железных дорогах архиватором являлся архиватор ARJ, который используется и до настоящего времени.
Для защиты программного обеспечения от компьютерных вирусов используют специализированные антивирусные программы. Пожалуй самыми распространенными на железных дорогах антивирусными программами являлись Dr.Web и Касперский.
Значительную часть программного обеспечения, применяемого на железнодорожном транспорте составляют прикладные программы. Наиболее часто персональный компьютер использовался в качестве мощной печатающей машинки.
Типичный набор возможностей текстового редактора, которые использовали специалисты железнодорожного транспорта включал в себя команды: считывания и записи текстового файла на диск, перемещения курсора по тексту, стирания, вставки и замены символов, поиска символов в тексте и их замены, форматирования документа, установки межстрочных интервалов, нумерации страниц.

Очень существенным достоинством для текстового редактора было его оснащение программами для проверки правильности написания слов — спеллерами. Спеллер содержал словарь, по которому осуществлялась проверка. Если обнаруживалось неизвестное слово, то пользователю выдавалось предупреждение — звуковой сигнал (в редакторе Лексикон), или специальное окно (в редакторе Word). Следует отметить, что последний редактор завоевывал популярность благодаря наличию функции Автокоррекция, позволяющую автоматически в процессе набора текста исправлять наиболее часто повторяющиеся ошибки пользователя. Наличие спеллера позволяло уменьшить количество орфографических ошибок, что очень важно при написании указаний, отчетов и телеграмм.

Табличные процессоры , называемые часто электронными таблицами (spreadsheets), использовались для математической обработки больших массивов данных. Наличие в них огромного числа (до нескольких десятков) математических, статистических финансовых функций, средств для отображения данных в виде различных диаграмм и графиков, делало их незаменимыми при формировании отчетов по итогам работы, прогнозов на будущие периоды и многого другого.
Системы управления реляционными базами данных (СУБД) использовались для хранения и обработки больших объемов числовой, текстовой и графической информации.
Первоначально, ориентируясь на то, что СУБД позволял осуществлять многочисленные операции (просмотр и редактирование записей, поиск по заданному критерию (условию), выполнение математических, логических и других функций), начали разрабатываться программы, в которых пользователь мог самостоятельно формировать текст запроса. Но возникающие при этом у рядовых специалистов трудности с освоением этого специфического языка программирования, а также проблема защиты данных от несанкционированного изменения привели к отказу от этой идеи.

Скорее всего единственный вид программ, который не нашел применение в управлении перевозочным процессом — это графические редакторы. Их возможности от самых простейших(прорисовка линий, окружностей и других графических примитивов) до мощнейших (работа по принципу Natural-Media, создание ландшафтов природы, эффектов отражения света, тени, генерация облаков, гор, волн на воде и т.п.) оказались невостребованными.
В то же время силами научно-исследовательских институтов, вычислительных центров железных дорог, коммерческих фирм разработано большое количество программ по ведению статистической отчетности, расчетам плана формирования грузовых поездов, определению тарифов и другим вопросам. Написание таких специализированных программ осуществлялось с помощью всех существовавших в момент разработки языков программирования. Поэтому можно найти программы написанные на Ассемблере, Си (C), Бейсик (Basic), Паскаль(Paskal), Фортран (fortran) и других языках. Однако даже на сегодняшний день многие эксплуатационные задачи на железнодорожном транспорте программно до сих пор не реализованы.

Система управления контейнерным парком

Программное обеспечение ЭВМ (ПО) , его основные характеристики. Взаимосвязь ПО и аппаратных средств ЭВМ. Общая классификация ПО.

Возможности компьютера как технической основы системы обработки данных связаны с используемым программным обеспечением.

Программа (program, routine) – упорядоченная последовательность команд (инструкций) компьютеру для решения задачи. Конечная цель любой компьютерной программы – управление аппаратными средствами вычислительной системы (или аппаратным обеспечением ВС ).

Программное обеспечение – это совокупность программ обработки данных.

Несмотря на то, что программное и аппаратное обеспечение рассматриваются раздельно, нельзя забывать, что между ними существует диалектическая связь, и раздельное рассмотрение их является условным.

Программное и аппаратное обеспечение в компьютере работают в неразрывной связи и взаимодействии. Состав программного обеспечения вычислительной системы называется программной конфигурацией . Между программами существует взаимосвязь, то есть работа множества программ базируется на программах низшего уровня.

Междупрограммный интерфейс - это распределение программного обеспечения на несколько связанных между собою уровней. Существует несколько уровней программного обеспечения. Эти уровни взаимодействуют между собой. Они представляют пирамидальную конструкцию. Каждый последующий уровень опирается на программное обеспечение предшествующих уровней, при этом каждый вышележащий уровень повышает функциональность всей системы. Так, например, вычислительная система с программным обеспечением базового уровня не способна выполнять большинство функций, но позволяет установить системное программное обеспечение. Различают четыре уровня программного обеспечения:

Более низкие, базовые уровни отвечают за выполнение простейших операций ввода-вывода, более высокие – за сложные действия, однако, функционирование более высоких уровней невозможно без низких уровней.

Базовый уровень - является низшим уровнем программного обеспечения и отвечает за взаимодействие с базовыми аппаратными средствами. Базовоепрограммное обеспечение содержится в составе базовогоаппаратного обеспечения и сохраняется в специальных микросхемах постоянного запоминающего устройства (ПЗУ), образуя базовую систему ввода-вывода (BIOS). Программы и данные записываются в ПЗУ на этапе производства (с помощью специальных автоматических устройств –программаторов ) и не могут быть изменены во время эксплуатации (изменениям могут быть подвергнуты только некоторые параметры функционирования отдельных модулей базового ПО).

В тех случаях, когда изменение базовых программных средств во время эксплуатации является технически целесообразным, вместо микросхем ПЗУ применяютперепрограммируемые постоянные запоминающие устройства (ППЗУ) . В этом случае содержание ППЗУ можно изменять.

BIOS – самый близкий к аппаратуре компонент.

Основная функция BIOS заключается в управлении стандартными внешними и внутренними устройствами:

    монитором

    клавиатурой

    дисководами

    принтером

    таймером

Вспомогательные функции реализуются при включении ПК на этапе так называемой «предварительной загрузки»:

    тестирование аппаратного обеспечения, в том числе оперативной памяти. В случае обнаружения неисправности выводится индикация

    инициализация векторов прерывания нижнего уровня (ранжирование устройств ПК по степени значимости, «важности»)

    поиск сначала на гибком, затем на жестком диске программы-загрузчика операционной системы (OS-loader) и загрузка ОС в оперативную память

Системный уровень - является переходным.Системное программное обеспечение (system software) – это, фактически, минимальный набор программных средств, обеспечивающих работу компьютера. Программы этого уровня обеспечивают взаимодействие других программ компьютера с программами базового уровня и непосредственно с аппаратным обеспечением, то есть выполняют "посреднические" функции. От программ этого уровня зависят эксплуатационные показатели всей вычислительной системы.

К системному программному обеспечению относятся:

    операционная система и её компоненты (оснастка ОС: файлы динамических библиотек, программы для управления оборудованием – так называемые драйверы, программы для обслуживания работы операционной системы (системные утилиты ), входящие в её состав и т. д.)

    операционные оболочки

    файловые менеджеры

Операционная система (operating system) – набор программ, обеспечивающих работоспособность компьютерной системы, управление аппаратурой и прикладными программами, интерфейс с пользователем.

{{ Исторически, первой операционной системой для IBM-совместимых компьютеров была MS - DOS , которую предложила фирма Microsoft в конце 70_х годов. Сегодня она практически не используется в качестве настольной операционной системы для домашнего и офисного применения. Лишь очень небольшая ниша рынка ПО занята ей и её аналогами: MS-DOS или аналогичные операционные системы используются для управления каким-либо специализированным оборудованием в так называемых «промышленных ЭВМ» (industrial PC ).

В настоящее время на IBM-совместимых персональных компьютерах с x32/x64-архитектурой центральных процессоров устанавливаются различные версии операционной системы Windows (разработка фирмы Microsoft), UNIX (разработка Bell Laboratories и UNIX Group) и Linux (свободно распространяемая UNIX-подобная ОС, разрабатываемая сообществом программистов во главе с Линусом Торвальдсом). Также возможна установка специализированных операционных систем (операционных систем реального времени – ОСРВ , а также сетевых операционных систем ). Эти вопросы будут более подробно рассмотрены в наших следующих лекциях.

Для Macintosh-совместимых компьютеров (Mac - compatible computers ) , разрабатываемых фирмой Apple , используются различные версии операционной системы Mac OS X , которая представляет собой UNIX-подобную ОС с очень развитым графическим интерфейсом, максимально дружественным для пользователя (user friendly interface ). }}

При подсоединении к компьютеру нового оборудования, на системном уровне должна быть установлена программа, обеспечивающая для остальных программ взаимосвязь с устройством. Конкретные системные программы, предназначенные для взаимодействия с конкретными устройствами, называют драйверами .

Другой класс программ системного уровня отвечает за взаимодействие с пользователем. Благодаря ему, можно вводить данные в вычислительную систему, руководить ее работой и получать результат в удобной форме. Это средства обеспечения пользовательского интерфейса, от них зависит удобство и производительность работы с компьютером.

Совокупность программного обеспечения системного уровня образует ядро операционной системы компьютера. Ядро операционной системы выполняет такие функции как: управление памятью, процессами ввода-вывода, файловой системой, организация взаимодействия и диспетчеризация процессов, учет использования ресурсов, обработка команд и т.д.

Операционные-оболочки ифайловые менеджеры . Во времена господства на IBM-совместимых компьютерах операционной системы MS-DOS пользователю было очень трудно с ней взаимодействовать. Это было связано с тем, что диалог с операционной системой проводился из «командной строки» - то есть, в виде ввода в компьютер команд с клавиатуры. Пользователь должен был помнить формат (правила записи) каждой команды, что вызывало определенные затруднения, особенно у технически малограмотных людей. Пользовательский интерфейсMS-DOS, кроме интерфейса командной строки, представленный программойDOS-Shell, также оставлял желать лучшего. В связи с необходимостью облегчить пользователю взаимодействие с операционной системой появились операционные оболочки – специальные программы, предназначенные для облегчения общения пользователя с командами операционной системы. Самой популярной программой-оболочкой стала программа Norton Commander, разработанная программистом Питером Нортоном (в последствие, он стал основателем фирмы Symantec). Кроме того, широко применялись также и другие операционные оболочки:CommandProcessor(разработка фирмыPhisTechSoft); DOS-Navigator (разработка RITResearch Labs);PCToolsDeLuxe(разработкаHoldenSoftware).

С появлением операционных систем, имеющих графический интерфейс, потребность в таких программах-оболочках отпала, однако те удобства, которые были предоставлены пользователям при базовых приемах работы с файлами (копирование, перемещение, переименование) были настолько велики, что появились программы под названием файловые менеджеры . Наибольшее распространение получили программы Windows Commander (ныне –TotalCommander) иFARManager.

Служебный уровень - программы этого уровня взаимодействуют как с программами базового уровня, так и с программами системного уровня. Назначение служебных программ (утилит) состоит в автоматизации работ по проверке и настройке системы в целом, а также для улучшения функций системных программ. Некоторые служебные программы (программы обслуживания) сразу входят в состав операционной системы, дополняя ее ядро, но большинство являются внешними программами и расширяют функции операционной системы. То есть, в разработке служебных программ отслеживаются два направления: интеграция с операционной системой и автономное функционирование.

ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭВМ

Совокупность программ, работающих на данной машине, составляют ее программное обеспечение . Очевидно, что семействам программно совместимых ЭВМ доступно одно и то же программное обеспечение. В настоящее время создано колоссальное количество программных продуктов для всех типов компьютеров.

Их можно разделить на два класса:

1. Программы, обеспечивающие работу компьютера и доступ к нему

пользователя - системное программное обеспечение.

2. Программы, обеспечивающие решение практических задач из разных

областей науки, экономики, производства и т. п.

СИСТЕМНОЕ ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ.

ОПЕРАЦИОННАЯ СИСТЕМА.

Системное программное обеспечение - это набор программ, обеспечивающих нормальную работу и удобное использование ЭВМ. Основной и необходимой частью системного программного обеспечения является операционная система (ОС). Она управляет работой внешних устройств, ведет учет и распределение ресурсов машины: процессорного времени, оперативной и внешней памяти, внешних устройств, обеспечивает интерфейс (связь) с

пользователем.

Операционная система есть на любой работающей машине, причем для каждого типа машин существует собственная ОС, а зачастую и несколько ОС. Операционные системы могут классифицироваться по ряду признаков.

1. Количество одновременно решаемых задач.

Если в текущий момент на машине обрабатывается одна задача и все ресурсы ЭВМ выделяются ей, то такой режим называется однопрограммным режимом работы. Этот режим существенно упрощает работу ОС и используется для мини - и микро-ЭВМ, является основой для ПЭВМ.

Мультипрограммный режим работы - это такой режим, при котором в текущий момент в оперативной памяти находится несколько программ, которые делят все ресурсы машины. При этом ОС решает сложные задачи по учету и распределению ресурсов, защите программ и данных друг от друга. Обычно задачи поочередно, в соответствии с их приоритетами получают

определенный квант времени процессора. Такой режим работы естественно резко увеличивает накладные расходы (например, для машин IBM-360/370 и OS 360/370 до 80% процессорного времени использовалось самой ОС и только 20-25% под сами задачи), но является оправданным и эффективным для больших машин со значительными ресурсами.

2. Способ взаимодействия с пользователем.

1) пакетный режим

Задачи и данные в этом режиме готовятся заранее, оформляются в виде блока (пакета), а затем передаются для выполнения, в результате которого пользователь получает готовые результаты. При этом пользователь не может вмешиваться в процесс решения задачи.

Такой режим используется обычно для больших ЭВМ с мультипрограммной ОС.

В этом режиме пользователь выполняет задание по шагам, может проанализировать результаты очередного шага и определить ход дальнейших действий. Такой режим предпочтителен для однопрограммного монопольного режима, но часто используется для мультипрограммного. В этом случае он называется режимом разделения времени.

3. Время ответа на запрос.

Если ЭВМ используется для управления реальным процессом (технологическим, производственным и др.), то самым важным является время ответа на запрос. Для таких применений ЭВМ разрабатывают специальные ОС, которые называются системами реального времени.

Другие ОС тоже небезразличны ко времени ответа на запрос,

но оно не имеет такого значения.

Операционная система определяет (практически полностью) среду работы пользователя, вернее его задач. Поэтому программы, разработанные в одной ОС обычно требуют переделок при переносе их в другую ОС.

В настоящее время для персональных ЭВМ совместимых с IBM PC самой распространенной является MS-DOS разных версий (однопрограммная, диалоговая) и все чаще стала использоваться система WINDOWS.

Но самой распространенной ОС для разных типов машин является система UNIX (мультипрограммная, диалоговая), которая претендует также на роль единой ОС, обеспечивающей одну среду пользователя для разных машин.

Операционная система MS-DOS для IBM PS совместимых компьютеров будет рассмотрена дальше.

ЯЗЫКИ И СИСТЕМЫ ПРОГРАММИРОВАНИЯ

Операционная система обеспечивает лишь выполнение программ. Их написание, отладка должны выполняться другими программными средствами. Поскольку машина может исполнять программы только на машинном языке, а человеку описывать алгоритмы на таком уровне затруднительно, то уже в начале использования компьютеров были разработаны языки

программирования - специализированные формальные средства описания алгоритма задачи и специальные программы, которые обеспечивают перевод с языка программирования на машинный язык, так называемые трансляторы. К числу первых языков программирования относятся такие языки как Фортан и Алгол.

В настоящее время насчитывается несколько тысяч языков программирования, но наиболее распространены из них около десятка. Среди них различают универсальные, предназначенные для написания любых алгоритмов, и специализированные, ориентированные на описание определенного круга задач.

Кроме того, языки классифицируются по уровням. Если нижним уровнем считать машинный язык, а верхним - естественный, то можно различать языки низкого и высокого уровня.

К языкам низкого уровня относятся автокоды, мнемокоды и ассемблеры. Это машинно-ориентированные языки, по конструкции операторов близкие к машинному, но позволяющие использовать мнемокоды команд и символическую адресацию. Для всех машин во всех операционных системах существуют ассемблеры, иногда несколько. Программы, написанные на них, очень эффективны. В частности программы ОС обычно написаны на ассемблере.

Языки высокого уровня позволяют описывать задачу на некотором подмножестве естественного языка, обычно английского. К их числу относятся Паскаль, Си, Фортран, Клиппер, Лисп, Пролог, Бейсик и многие другие.

Паскаль, Фортран, Си - это универсальные алгоритмические языки. Лисп и Пролог - специализированные языки для задач логического вывода, обработки сложных структур данных и логических умозаключений. Они используются для разработки экспертных систем, доказательств теорем и т. д.

Для всех этих языков существуют трансляторы, а иногда и несколько для разных типов машин. Трансляторы могут работать в двух режимах:

Компиляция; при этом весь текст законченной программы, написанной на соответствующем языке программирования, переводится в программу на машинном коде (объектном коде).После дополнительной обработки такая программа уже может работать независимо от языка, на котором она написана.

Интерпретация; при этом происходит пооператорный

перевод и исполнение программы. Такой режим очень удобен для

отладки простых программ. Но для больших программ практически

непригоден, т. к. требует для исполнения программы наличия в

памяти интерпретатора.

В настоящее время для написания, трансляции и отладки программ используются различные TURBO-системы (TURBO-C, TURBO-PASCAL и др.), в которые включены, помимо транслятора, простые редакторы текстов для подготовки программ, средства отладки, сборки готовым программ из объектных модулей.

ПРИКЛАДНОЕ ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

Прикладное программное обеспечение (ППО) ЭВМ - это совокупность программ, обеспечивающих решение практических задач из разных областей знания. ППО составляет большую часть общего ПО. Трудно, да и практически невозможно, перечислить все программные средства, входящие в ППО, но можно попытаться определить основные классы или типы ППО. При этом следует помнить, что это деление достаточно условно. Если взять за основу уровень сложности программного продукта, то можно выделить следующие классы:

1. простые, зачастую отдельные программы, написанные программистом

для решения его собственных задач и используемые в основном им же.

2. программа или система для решения некой сложной комплексной

задачи, обеспечивающей автоматизацию некоторого процесса, формы

деятельности и т. д. Но подобная система может использоваться только в

сопровождении разработчика и рассчитана на применение в конкретных

условиях.

3. Системы, пакеты программ, комплексы, автоматизирующие некоторый

процесс, сторону деятельности предприятия организации и т. д.

возможность настройки на конкретное применение в заданных

условиях (например, на размерность задачи, объем обрабатываемой

информации, конфигурация машины и др.).

Такая система уже является коммерческим продуктом. В настоящее время существуют специальные правовые нормы по распространению и использованию таких пакетов.

На сегодняшний день такие программные средства составляют

большую часть всего ПО.

Среди них различают:

1) методо-ориентированные пакеты программ (в основном

научного характера)

2) проблемно-ориентированные системы, обеспечивающие

автоматизацию некоторой области деятельности предприятия

Если за основу взять уровень разумности или "интеллектуальности" системы, то можно различить:

1. "Жесткие" или "примитивные" системы, выполняющие четко очерченную

и сформулированную задачу по определенному алгоритму. Такими

является основная часть работающих сейчас программ.

2. Программы, которые сами определяют и уточняют алгоритм решения

задачи, в зависимости от условий и накопленного опыта. Большая часть

работающих экспертных систем относится к к этому типу.

3. Системы, которые берут на себя постановку задачи из трудно

формализуемых областей, определяющие алгоритм ее решения и

исполняющие его. Это так называемые системы с элементами

искусственного интеллекта. В настоящее время примером такого

рода систем могут служить некоторые экспертные системы.

Общая схема ЭВМ с поставленным на ней программным обеспечением может быть представлена в следующем виде:

¦Системы с эл-тами искусственного интеллекта ¦

¦ ¦Текстовые ред., САПР, прикл. пакеты¦ ¦

¦ ¦ ¦Языки программирования¦ ¦ ¦

¦ ¦ ¦ Си, Паскаль, СУБД и др.¦ ¦ ¦

¦ ¦ ¦ - ¦ ¦ ¦

¦ ¦ ¦ ¦ О С ¦ ¦ ¦ ¦

¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦

¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ЭВМ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦

¦ ¦ ¦ ¦ L ¦ ¦ ¦ ¦

¦ ¦ ¦ L- ¦ ¦ ¦

ОПЕРАЦИОННАЯ СИСТЕМА MS DOS

Для ПЭВМ, программно совместимых с IBM PC, существует несколько ОС, таких как MS DOS, UNIX, WINDOWS и др. Наиболее распространенной среди них является MS DOS, т. к. она наиболее проста и требует мало ресурсов. Ее разумно использовать для машин класса ХТ, 286, 386. WINDOWS и UNIX требуют значительного количества ресурсов, но при этом обеспечивают некоторые дополнительные возможности: мультизадачность и развитый интерфейс.

Программное обеспечение ЭВМ – это набор программ, процедур, правил и соответствующей документации системы по обработки информации.

В компьютерном жаргоне часто используется слово «софт» от английского software.

Программное обеспечение - неотъемлемая часть компьютерной системы. Оно является логическим продолжением технических средств. Сфера применения конкретного компьютера определяется созданным для него ПО.

По назначению ПО подразделяется на три класса : системное программное обеспечение, инструментальное и прикладное программное обеспечение (см. рис.).

Системное программное обеспечение организует процесс обработки информации в компьютере, служат для управления ресурсами компьютера - центральным процессором, памятью,

Оно включает в себя: Операционные системы и оболочки, утилиты, программы диагностики, драйвера.

Операционная система - это комплекс взаимосвязанных системных программ, назначение которого - организовать взаимодействие пользователя с компьютером и выполнение всех других программ.

Средства диагностики и контроля (программы -утилиты) обеспечивают автоматический поиск ошибок и проверку функционирования отдельных узлов ЭВМ.

составляют те программы, ради которых существует компьютер..



Прикладное программное обеспечение включает три больших группы : пакет прикладных программ (общего назначения), методо-ориентированные, проблемно-ориентированные.

Программы общего назначения обеспечивают автоматизацию решения достаточно широкого круга задач, связанных с обработкой информации.

Проблемно-ориентированное программное обеспечение предназначено для решения конкретных задач пользователя и вследствие того имеет ограниченную область применения. Методо-ориентированные программы применяются для решения специальных задач в различных областях деятельности человека.

Инструментальное программное обеспечение - это программы, которые используются в ходе разработки, корректировки или развития других прикладных или системных программ.

Инструментарий технологии программирования состоит из двух частей:

языки и системы;

CASE – технологии.

Языки и системы – это продукты, позволяющие создавать программные коды (программы на алгоритмических языках высокого уровня). К ним относятся:

трансляторы;

библиотеки стандартных программ;

средства редактирования, отладки и тестирования программ.

Язык программирования - формализованный язык для описания алго­ритма решения задачи на компьютере.

Средства для создания приложений - совокупность языков и систем программирования, а также различные программные комплексы для отлад­ки и поддержки создаваемых программ.

Языки программирования , если в качестве признака классификации взять синтаксис образования его конструкций, можно условно разделить на классы:

машинные языки (computer language) - языки программирования, воспринимаемые аппаратной частью компьютера (машинные коды);

машинно-ориентированные языки (computer-oriented language) - языки программиро­вания, которые отражают структуру конкретного типа компьютера (ассемблеры);

алгоритмические языки (algorithmic language) - не зависящие от архитектуры ком­пьютера языки программирования для отражения структуры алгоритма (Паскаль, Фортран, Бейсик и др.);

процедурно-ориентированные языки (procedure-oriented language) - языки програм­мирования, где имеется возможность описания программы как совокупности проце­дур (подпрограмм);

проблемно-ориентированные языки (universal programming language) - языки про­граммирования, предназначенные для решения задач определенного класса (Лисп, РПГ, Симула и др.);

Транслятор (translation – перевод, преобразование) - это специальная программа, которая производит преобразование записи алгоритма с языка программирования в последовательность машинных команд.

CASE – технологии – (Computer Aid Software Engineering) – в переводе с английского языка означает “конструирование программного продукта”. CASE технология - это совокупность методов проектирования и разработки сложных систем ПО

ОПЕРАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ

Операционная система - это комплекс взаимосвязанных программ, обеспечивающих интерфейс между приложениями и пользователями, с одной стороны, и аппаратурой компьютера - с другой, и реализующих рациональное управление ресурсами компьютера (в соответствии с некоторыми критериями).

ОС выполняет две основные функции:

предоставляет пользователю дружественный интерфейс;

обеспечивает эффективное использование аппаратно-программных ресурсов ЭВМ.

Наряду с указанными выше двумя основными функциями ОС выполняет и ряд других, в том числе сервисных, основными из которых являются:

обработка нештатных (аварийных) ситуаций, возникаю­щих при решении задач;

диагностика и сервисное обслуживание дисков - исправ­ление ошибок в адресации данных, расположенных на дисках, оптимизация расположения данных на диске;

конфигурирование аппаратных средств ЭВМ под нужды пользователя.

ОС персональных ЭВМ можно разделить на:

однозадачные и многозадачные (в зависимости от допус­тимого числа одновременно решаемых задач);

однопользовательские и многопользовательские (в зави­симости от допустимого

3. СЕМЕЙСТВА И ХРОНОЛОГИЯ ОПЕРАЦИОННЫХ СИСТЕМ

ОС Microsoft Windows

MS Windows- семейство операционных систем компании Microsoft (Майкрософт). Изначально Windows была всего лишь графической надстройкой для MS-DOS. Начиная с 1995 года Windows - самая популярная операционная система на рынке персональных компьютеров – стандарт де-факто. К 2005-му году Microsoft Windows была установлена более чем на 89% персональных компьютеров. А по состоянию на август 2014 года под управлением операционных систем семейства Windows по данным ресурса NetMarketShare работает более 91% персональных компьютеров.

Windows 1.0 (1985)

Windows 2.0 (1987)

Windows/386 (1987)

Windows 3.0 (1990)

Windows 3.1 (1992)

Для MS Windows существует очень удобный и освоенный большинством пользователей пакет прикладных программ Microsoft Office, включающий:

текстовый процессор MS Word,

табличный процессор MS Excel,

органайзер MS Outlook,

приложение для подготовки презентаций MS PowerPoint,

приложение для управления базами данных MS Access.

Операционная система GNU/Linux (произносится «гну ли́нукс») - свободная UNIX-подобная операционная система. Обычно, по историческим причинам и для краткости, эта система называется просто «Linux». Это самая мощная альтернатива MS Windows, популярная в качестве серверной и резко набирающая популярность в качестве настольной (desktop) операционной системы в последние годы, в связи с усилением контроля за соблюдением лицензионного использования ОС Windows со стороны Microsoft в версиях XP и Vista.

Самые распространённые в мире дистрибутивы:

американский Red Hat и его наследник Fedora Core;

немецкий SuSE;

французский Mandriva (бывший Mandrake);

не имеющий национальной принадлежности международный дистрибутив Debian GNU/Linux;

один из самых старых дистрибутивов Slackware;

сравнительно молодой и активно развивающийся дистрибутив Gentoo;

молодой, но перспективный дистрибутив Ubuntu Linux.

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

Похожие публикации
© 2024 Компьютерные подсказки