 |
Операционная система Windows
|
|
|
|
КОМПЬЮТЕР И ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
Персональный компьютер — это устройство для хранения и переработки информации или программно–управляемое устройство, предназначенное для приема, переработки, хранения и выдачи информации.
Архитектура ЭВМ
Под архитектурой персонального компьютера понимается его логическая организация, структура и ресурсы, т. е. средства вычислительной системы, которые могут быть выделены процессу обработки данных на определенный интервал времени. Архитектура компьютера определяет принцип действия, информационные связи и взаимное соединение основных логических узлов компьютера, к которым относятся:
- центральный процессор;
- основная память;
- внешняя память;
- периферийные устройства
В основу построения большинства компьютеров положены принципы, сформулированные Джоном фон Нейманом.
1. Принцип программного управления — программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определенной последовательности.
2. Принцип однородности памяти — программы и иные данные хранятся в одной и той же памяти; над командами можно выполнять те же действия, что и над данными.
3. Принцип адресности — основная память структурно состоит из пронумерованных ячеек.
Компьютеры, построенные на этих принципах, имеют классическую архитектуру (рис. 4.1).
 |
ПРОЦЕССОР — это центральный блок персонального компьютера, предназначенный для управления работой всех блоков машины и для выполнения арифметических и логических операций над информацией.
УВ — устройства ввода информации в ЭВМ (клавиатура, мышь, сканер)
УВЫВ — устройства вывода информации (дисплей, принтер, графопостроитель)
|
|
|
ОЗУ — оперативное запоминающее устройство (оперативная память). Принципиальной особенностью ОЗУ является его способность хранить информацию только во время работы машины. При выключении компьютера содержимое ОЗУ стирается.
ВЗУ — внешние запоминающие устройства, предназначены для постоянного хранения информации (дискета, жесткий диск, компакт-диск).
По мере развития ЭВМ классическая архитектура претерпела существенные усовершенствования. Основное направление этих изменений — разгрузка центрального процессора от функций обмена информацией и передачи их специальным устройствам — контроллерам. Это повышает быстродействие компьютера. В основу архитектуры современных персональных компьютеров положен магистрально–модульный принцип (рис. 4.2). Модульная организация компьютера опирается на магистральный (шинный) принцип обмена информацией между устройствами. Все устройства взаимодействуют с процессором и оперативной памятью через системную магистраль передачи данных, называемую системной шиной. Системная шина является основной интерфейсной системой компьютера и обеспечивает три направления передачи информации:
- между процессором и основной памятью;
- между процессором и портами ввода-вывода внешних устройств;
-
 |
между основной памятью и портами ввода–вывода внешних устройств.
Шина — это кабель, состоящий из множества проводников. По одной группе проводников — шине данных передаётся обрабатываемая информация, по другой — шине адреса — адреса памяти или внешних устройств, к которым обращается процессор. Третья часть магистрали — шина управления, по ней передаются управляющие сигналы (например, сигнал готовности устройства к работе, сигнал к началу работы устройства и др).
Модульный принцип — принцип открытой архитектуры, поскольку позволяет пользователю самому комплектовать нужную ему конфигурацию компьютера и производить при необходимости ее модернизацию.
|
|
|
Конструктивно персональные компьютеры выполнены в виде системного блока, к которому через специальные разъемы присоединяются другие устройства. Таким образом, системный блок — основная часть компьютера. Он состоит из металлического корпуса, в котором располагаются основные компоненты компьютера. С ним соединены кабелями клавиатура, мышь и монитор. Внутри системного блока расположены:
- микропроцессор, который выполняет все поступающие команды, производит вычисления и управляет работой всех компонентов компьютера;
- оперативная память, предназначенная для временного хранения программ и данных;
- системная шина, осуществляющая информационную связь между устройствами компьютера;
- материнская плата, на которой находятся микропроцессор, системная шина, оперативная память, коммуникационные разъемы, микросхемы управления различными компонентами компьютера, счётчик времени, системы индикации и защиты;
- блок питания, преобразующий электропитание сети в постоянный ток низкого напряжения, подаваемый на электронные схемы компьютера;
- вентиляторы для охлаждения греющихся элементов;
- устройства внешней памяти, к которым относятся накопители на гибких и жестких магнитных дисках, дисковод для компакт–дисков СD–ROM, предназначенные для длительного хранения информации.
Аппаратной основой системного блока является материнская плата — самостоятельный элемент, который управляет внутренними связями и с помощью системы прерываний взаимодействует с внешними устройствами. На материнской плате расположены все важнейшие микросхемы.
Центральный процессор — это центральное устройство компьютера, которое выполняет операции по обработке данных и управляет периферийными устройствами компьютера.
В состав центрального процессора входят:
- устройство управления (УУ);
- арифметико–логическое устройство (АЛУ);
- запоминающее устройство (ЗУ) на основе регистров процессорной памяти и кэш–памяти процессора;
- генератор тактовой частоты (ГТЧ).
Устройство управления организует процесс выполнения программ и координирует взаимодействие всех устройств ЭВМ во время её работы.
|
|
|
Арифметико–логическое устройство выполняет арифметические и логические операции над данными: сложение, вычитание, умножение, деление, сравнение и др.
Запоминающее устройство – это внутренняя память процессора. Она является промежуточной быстрой памятью, используя которую, процессор выполняет расчёты и сохраняет промежуточные результаты. Для ускорения работы с оперативной памятью используется кэш–память, в которую с опережением подкачиваются команды и данные из оперативной памяти, необходимые процессору для последующих операций.
Генератор тактовой частоты генерирует электрические импульсы, синхронизирующие работу всех узлов компьютера. В ритме ГТЧ работает центральный процессор.
К основным характеристикам процессора относятся:
- Быстродействие (вычислительная мощность) – это среднее число операций процессора в секунду.
- Тактовая частота в МГц. Тактовая частота равна количеству тактов в секунду. Такт — это промежуток времени между началом подачи текущего импульса ГТЧ и началом подачи следующего. Характерные тактовые частоты микропроцессоров: 40 МГц, 66 МГц, 100 МГц, 130 МГц, 166 МГц, 200 МГц, 333 МГц, 400 МГц, 600 МГц, 800 МГц, 1000 МГц и т. д. До 3ГГц Тактовая частота отражает уровень промышленной технологии, по которой изготавливался данный процессор. Она также характеризирует и компьютер, поэтому по названию модели микропроцессора можно составить достаточно полное представление о том, к какому классу принадлежит компьютер. Поэтому часто компьютерам дают имена микропроцессоров, входящих в их состав. Ниже приведены названия наиболее массовых процессоров, выпущенных фирмой Intel и годы их создания: 8080 (1974 г.), 80286 (1982 г.), 80386DX (1985 г.), 80486DX (1989 г.), 80586 или Pentium (1993 г.), Pentium Pro (1995 г.), Pentium II (1997 г.), Pentium III (1999 г.), Pentium IV (2001 г.). Как видно, увеличение частоты – одна из основных тенденций развития микропроцессоров. На рынке массовых компьютеров лидирующее место среди производителей процессоров занимают 2 фирмы: Intel и AMD. За ними закрепилось базовое название, переходящее от модели к модели. У Intel —это Pentium и модель с урезанной кэш–памятью Pentium Celeron; у AMD — это Athlon и модель с урезанной кэш–памятью Duron.
|
|
|
- Разрядность процессора - это максимальное количество бит информации, которые могут обрабатываться и передаваться процессором одновременно. Разрядность процессора определяется разрядностью регистров, в которые помещаются обрабатываемые данные. Например, если регистр имеет разрядность 2 байта, то разрядность процессора равна 16 (2x8); если 4 байта, то 32; если 8 байтов, то 64.
Для пользователей процессор интересен прежде всего своей системой команд и скоростью их выполнения. Система команд процессора представляет собой набор отдельных операций, которые может выполнить процессор данного типа. Разные модели микропроцессоров выполняют одни и те же операции за разное число тактов. Чем выше модель микропроцессора, тем, как правило, меньше тактов требуется для выполнения одних и тех же операций.
Для математических вычислений к основному микропроцессору добавляют математический сопроцессор. Начиная с модели 80486DX, процессор и сопроцессор выполняют на одном кристалле.
Устройства памяти ЭВМ.
Памятью компьютера называется совокупность устройств для хранения программ, вводимой информации, промежуточных результатов и выходных данных. Классификация памяти представлена на рис. 4.3.
Внутренняя память предназначена для хранения относительно небольших объемов информации при ее обработке микропроцессором.
Внешняя память предназначена для длительного хранения больших объемов информации независимо от того включен или выключен компьютер.
Энергозависимой называется память, которая стирается при выключении компьютера.
Энергонезависимой называется память, которая не стирается при выключении компьютера.
К энергонезависимой внутренней памяти относится постоянное запоминающее устройство (ПЗУ). Содержимое ПЗУ устанавливается на заводе-изготовителе и в дальнейшем не меняется. Эта память составлена из микросхем, как правило, небольшого объема. Обычно в ПЗУ записываются программы, обеспечивающие минимальный базовый набор функций управления устройствами компьютера. При включении компьютера первоначально управление передается программе из ПЗУ, которая тестирует компоненты компьютера и запускает программу–загрузчик операционной системы.
К энергозависимой внутренней памяти относятся оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), видеопамять и кэш–память. В оперативном запоминающем устройстве в двоичном виде запоминается обрабатываемая информация, программа ее обработки, промежуточные данные и результаты работы. ОЗУ обеспечивает режимы записи, считывания и хранения информации, причём в любой момент времени возможен доступ к любой произвольно выбранной ячейке памяти. Это отражено в англоязычном названии ОЗУ — RAM (Random Access Memory – память с произвольным доступом). ОЗУ обеспечивает быстрый доступ к информации. Эта память составлена из сложных электронных микросхем и расположена внутри корпуса компьютера. Часть оперативной памяти отводится для хранения изображений, получаемых на экране монитора, и называется видеопамять. Чем больше видеопамять, тем более сложные и качественные картинки может выводить компьютер. Высокоскоростная кэш–память служит для увеличения скорости выполнения операций компьютером и используется при обмене данными между микропроцессором и RAM. Кэш–память является промежуточным запоминающим устройством (буфером). Существует два вида кэш–памяти: внутренняя, размещаемая внутри процессора и внешняя, размещаемая на материнской плате.
|
|
|
Внешняя память может быть с произвольным доступом и последовательным доступом. Устройства памяти с произвольным доступом позволяют получить доступ к произвольному блоку данных примерно за одно и то же время доступа.
Выделяют следующие основные типы устройств памяти с произвольным доступом:
1. Накопители на жёстких магнитных дисках (винчестеры, НЖМД) — несъемные жесткие магнитные диски. Ёмкость современных винчестеров от сотен мегабайт до нескольких сотен гигабайт. На современных компьютерах это основной вид внешней памяти. Первые жесткие диски состояли из 2 дисков по 30 Мбайт и обозначались 30/30, что совпадало с маркировкой модели охотничьего ружья “Винчестер” — отсюда пошло такое название этих накопителей.
2. Накопители на гибких магнитных дисках (флоппи–дисководы, НГМД) – устройства для записи и считывания информации с небольших съемных магнитных дисков (дискет), упакованных в пластиковый конверт. Максимальная ёмкость дискеты — 1,44 Мбайт.
3. Оптические диски (СD–ROM — Compact Disk Read Only Memory) — компьютерные устройства для чтения с компакт-дисков. Это пластиковые диски с напылением тонкого слоя светоотражающего материала, на поверхности которых информация записана с помощью лазерного луча. Лазерные диски являются наиболее популярными съемными носителями информации. При размерах 12 см в диаметре их ёмкость достигает 700 Мб. В настоящее время все более популярным становится формат компакт–дисков DVD-ROM, позволяющий при тех же размерах носителя разместить информацию объемом 4,3 Гб. Кроме того, доступными массовому покупателю стали устройства записи на компакт диски. Данная технология получила название CD–RW и DVD–RW соответственно.
Различные виды памяти имеют свои достоинства и недостатки. Так, внутренняя память имеет хорошее быстродействие, но ограниченный объем. Внешняя память, наоборот, имеет низкое быстродействие, но неограниченный объем. Производителям и пользователям компьютеров приходится искать компромисс между объемом памяти, скоростью доступа и ценой компьютера, так комбинируя разные виды памяти, чтобы компьютер работал оптимально. В любом случае, объем оперативной памяти является основной характеристикой ЭВМ и определяет производительность компьютера.
Кратко рассмотрим принцип работы оперативной памяти. Минимальный элемент памяти — бит или разряд способен хранить минимально возможный объем информации — одну двоичную цифру. Бит очень маленькая информационная единица, поэтому биты в памяти объединяются в байты — восьмерки битов, являющиеся ячейками памяти. Все ячейки памяти пронумерованы. Номер ячейки называют ее адресом. Зная адрес ячейки можно совершать две основные операции:
1) прочитать информацию из ячейки с определенным адресом;
2) записать информацию в байт с определенным адресом.
Чтобы выполнить одну из этих операций необходимо, чтобы от процессора к памяти поступил адрес ячейки, и чтобы байт информации был передан от процессора к памяти при записи, или от памяти к процессору при чтении. Все сигналы должны передаваться по проводникам, которые объединены в шины.
По шине адреса передается адрес ячейки памяти, по шине данных – передаваемая информация. Как правило, эти процессы проходят одновременно.
Для работы ОЗУ используются еще 3 сигнала и соответственно 3 проводника. Первый сигнал называется запрос чтения, его получение означает указание памяти прочесть байт. Второй сигнал называется запрос записи, его получение означает указание памяти записать байт. Передача сразу обоих сигналов запрещена. Третий сигнал – сигнал готовности, используемый для того, чтобы память могла сообщить процессору, что она выполнила запрос и готова к приему следующего запроса.
Устройства ввода–вывода
Компьютер обменивается информацией с внешним миром с помощью периферийных устройств. Только благодаря периферийным устройствам человек может взаимодействовать с компьютером, а также со всеми подключенными к нему устройствами. Любое подключенное периферийное устройство в каждый момент времени может быть или занято выполнением порученной ему работы или пребывать в ожидании нового задания. Влияние скорости работы периферийных устройств на эффективность работы с компьютером не меньше, чем скорость работы его центрального процессора. Скорость работы внешних устройств от быстродействия процессора не зависит. Наиболее распространенные периферийные устройства приведены на рисунке 4.4..
Периферийные устройства делятся на устройства ввода и устройства вывода. Устройства ввода преобразуют информацию в форму понятную машине, после чего компьютер может ее обрабатывать и запоминать. Устройства вывода переводят информацию из машинного представления в образы, понятные человеку.
|
Самым известным устройством ввода информации является клавиатура (keyboard) – это стандартное устройство, предназначенное для ручного ввода информации. Работой клавиатуры управляет контроллер клавиатуры, расположенный на материнской плате и подключаемый к ней через разъем на задней панели компьютера. Обычная современная клавиатура имеет, как правило, 101–104 клавиши, среди которых выделяют алфавитно-цифровые клавиши, необходимые для ввода текста, клавиши управления курсором и ряд специальных и управляющих клавиш. Существуют беспроводные модели клавиатуры, в них связь клавиатуры с компьютером осуществляется посредством инфракрасных лучей.
К манипуляторам относят устройства, преобразующие движения руки пользователя в управляющую информацию для компьютера. Среди манипуляторов выделяют мыши, трекболы, джойстики.
Мышь предназначена для выбора и перемещения графических объектов экрана монитора компьютера. Для этого используется указатель, перемещением которого по экрану управляет мышь. Современные операционные системы также активно используют мышь для управляющих команд.
Мышь состоит из пластикового корпуса, cверху находятся кнопки, соединенные с микропереключателями. Внутри корпуса находится обрезиненный металлический шарик, нижняя часть которого соприкасается с поверхностью стола или специального коврика для мыши, который увеличивает сцепление шарика с поверхностью. При движении манипулятора шарик вращается и переедает движение на соединенные с ним датчики продольного и поперечного перемещения. Датчики преобразуют движения шарика в соответствующие импульсы, которые передаются по проводам мыши в системный блок на управляющий контроллер. Контроллер передает обработанные сигналы операционной системе, которая перемещает графический указатель по экрану. В беспроводной мыши данные передаются с помощью инфракрасных лучей. Существуют оптические мыши, в них функции датчика движения выполняют приемники лазерных лучей, отраженных от поверхности стола.
Трекбол по функциям близок мыши, но шарик в нем больших размеров, и перемещение указателя осуществляется вращением этого шарика руками. Трекбол удобен тем, что его не требуется перемещать по поверхности стола, которого может не быть в наличии. Поэтому, по сравнению с мышью, он занимает на столе меньше места. Большинство переносных компьютеров оснащаются встроенным трекболом.
Джойстик представляет собой основание с подвижной рукояткой, которая может наклоняться в продольном и поперечном направлениях. Рукоятка и основание снабжаются кнопками. Внутри джойстика расположены датчики, преобразующие угол и направление наклона рукоятки в соответствующие сигналы, передаваемые операционной системе. В соответствии с этими сигналами осуществляется перемещение и управление графических объектов на экране.
Дигитайзер — это устройство для ввода графических данных, таких как чертежи, схемы, планы и т. п. Он состоит из планшета, соединенного с ним визира или специального карандаша. Перемещая карандаш по планшету, пользователь рисует изображение, которое выводится на экран.
Сканер — устройство ввода графических изображений в компьютер. В сканер закладывается лист бумаги с изображением. Устройство считывает его и пересылает компьютеру в цифровом виде. Различают сканеры ручные, протягивающие и планшетные. В ручных сканерах пользователь сам ведет сканер по поверхности изображения или текста. Протягивающие сканеры предназначены для сканирования изображений на листах только определенного формата. Протягивающее устройство таких сканеров последовательно перемещает все участки сканируемого листа над неподвижной светочувствительной матрицей. Наибольшее распространение получили планшетные сканеры, которые позволяют сканировать листы бумаги, книги и другие объекты, содержащие изображения.
Главные характеристики сканеров — это скорость считывания, которая выражается количеством сканируемых станиц в минуту (pages per minute — ppm), и разрешающая способность, выражаемая числом точек получаемого изображения на дюйм оригинала (dots per inch — dpi).
Монитор (дисплей) является основным устройством вывода графической информации. По размеру диагонали экрана выделяют мониторы 14–дюймовые, 15–дюймовые, 17–дюймовые, 19–дюймовые, 21–дюймовые. По цветности мониторы бывают монохромные и цветные. Любое изображение на экране монитора образуется из светящихся разными цветами точек, называемых пикселями (это название происходит от PICture CELL — элемент картинки). Пиксель — это самый мелкий элемент, который может быть отображен на экране. Чем качественнее монитор, тем меньше размер пикселей, тем четче и контрастнее изображение, тем легче прочесть самый мелкий текст, а значит, и меньше напряжение глаз. По принципу действия мониторы подразделяются на мониторы с электронно–лучевой трубкой (Catode Ray Tube — CRT) и жидкокристаллические — (Liquid Crystal Display — LCD).
Для получения копий изображения на бумаге применяют принтеры, которые классифицируются:
- по способу получения изображения: литерные, матричные, струйные, лазерные и термические;
- по способу формирования изображения: последовательные, строчные, страничные;
- по способу печати: ударные, безударные;
- по цветности: чёрно-белые, цветные.
Наиболее распространены матричные, лазерные и струйные принтеры. Матричные принтеры схожи по принципу действия с печатной машинкой. Печатающая головка перемещается в поперечном направлении и формирует изображение из множества точек, ударяя иголками по красящей ленте. Красящая лента перемещается через печатающую головку с помощью микроэлектродвигателя. Соответствующие точки в месте удара иголок отпечатываются на бумаге, расположенной под красящей лентой. Бумага перемещается в продольном направлении после формирования каждой строчки изображения. Полиграфическое качество изображения, получаемого с помощью матричных принтеров низкое и они шумны во время работы. Основное достоинство матричных принтеров — низкая цена расходных материалов и невысокие требования к качеству бумаги.
Струйный принтер относится к безударным принтерам. Изображение в нем формируется с помощью чернил, которые распыляются через капилляры печатающей головки.
Лазерный принтер также относится к безударным принтерам. Он формирует изображение постранично. Первоначально изображение создается на фотобарабане, который предварительно электризуется статическим электричеством. Луч лазера в соответствии с изображением снимает статический заряд на белых участках рисунка. Затем на барабан наносится специальное красящее вещество — тонер, который прилипает к фотобарабану на участках с неснятым статическим зарядом. Затем тонер переносится на бумагу и нагревается. Частицы тонера плавятся и прилипают к бумаге.
Для ускорения работы, принтеры имеют собственную память, в которой они хранят образ информации, подготовленной к печати.
К основным характеристикам принтеров можно относятся:
- ширина каретки, которая обычно соответствую бумажному формату А3 или А4;
- скорость печати, измеряемая количеством листов, печатаемых в минуту;
- качество печати, определяемое разрешающей способностью принтера — количеством точек на дюйм линейного изображения. Чем разрешение выше, тем лучше качество печати.
- расход материалов: лазерным принтером — порошка, струйным принтером - чернил, матричным принтером — красящих лент.
Плоттер (графопостроитель) — это устройство для отображения векторных изображений на бумаге, кальке, пленке и других подобных материалах. Плоттеры снабжаются сменными пишущими узлами, которые могут перемещаться вдоль бумаги в продольном и поперечном направлениях. В пишущий узел могут вставляться цветные перья или ножи для резки бумаги. Графопостроители могут быть миниатюрными, и могут быть настолько большими, что на них можно вычертить кузов автомобиля или деталь самолета в натуральную величину.
1.1.3. Контрольные вопросы
1. Общая структура вычислительной системы, назначение ее элементов.
2. Классификация внешних запоминающих устройств.
3. Классификация оперативной памяти.
4. Конструктивные элементы системного блока
5. Основной цикл работы ЭВМ.
6. Устройства ввода информации.
7. Устройства вывода информации.
8. Что такое адрес ячейки памяти ЭВМ?
9. Что такое адресное пространство ЭВМ, чем определяются его размеры?
10. Процессор ЭВМ, его компоненты и их назначение.
11. Для чего в процессоре нужно устройство управления?
12. Для чего в процессоре нужно арифметико-логическое устройство?
13. Что собой представляет шина компьютера? Каковы функции общей шины (магистрали)?
14. Какую функцию выполняют контроллеры?
15. Что собой представляет гибкий диск?
16. Как работают накопители на гибких магнитных дисках и накопители на жёстких магнитных дисках?
17. Каковы достоинства и недостатки накопителей на компакт-дисках?
18. Опишите работу матричных, лазерных и струйных принтеров.
19. Чем работа плоттера отличается от работы принтера?
20. Перечислите основные виды манипуляторов и опишите принципы их работы.
Программное обеспечение
Программное обеспечение (ПО) — это совокупность всех программ и соответствующей документации, обеспечивающая использование ЭВМ в интересах каждого ее пользователя.
Программное обеспечение в настоящее время составляет сотни тысяч программ, которые предназначены для обработки самой разнообразной информации с самыми различными целями. Все программы состоят из совокупности операторов и данных, описанных на некотором языке программирования и создаются с помощью инструментальных программ. Программы хранятся в файлах либо в виде текста программы на определенном языке программирования, либо в виде исполняемой программы. В первом случае для выполнения программы ее необходимо наличие транслятора или соответствующей системы программирования, во втором случае для выполнения программы достаточно просто запустить ее.
Различают системное и прикладное ПО (рис. 4.5.).
Системное ПО — это совокупность программ, обеспечивающих работу компьютера. Системные программы предназначены для управления работой вычислительной системы, выполняют различные вспомогательные функции (копирования, выдачи справок, тестирования, форматирования и т. д). Системное ПО подразделяется на базовое и сервисное.
Базовое ПО включает в себя:
- операционные системы;
- оболочки;
- сетевые операционные системы.
Сервисное ПО включает в себя программы (утилиты):
- диагностики;
- антивирусные;
- обслуживания носителей;
- архивирования;
- обслуживания сети.
Прикладное ПО — это комплекс программ для решения задач определённого класса конкретной предметной области. Прикладное ПО работает только при наличии системного ПО.
Прикладные программы называют приложениями. К прикладным программам относятся:
- текстовые процессоры;
- табличные процессоры;
- базы данных;
- интегрированные пакеты;
- системы иллюстративной и деловой графики (графические процессоры);
- экспертные системы;
- обучающие программы;
- программы математических расчетов, моделирования и анализа;
- игры;
- коммуникационные программы.
Особую группу составляют системы программирования (инструментальные системы), которые являются частью системного ПО, но носят прикладной характер. Системы программирования — это совокупность программ для разработки, отладки и внедрения новых программных продуктов. К системам программирования относятся:
- трансляторы;
- среды разработки программ;
- библиотеки справочных программ (функций, процедур);
- отладчики;
- редакторы связей и др.
Сервисные программы
Сервисные программы (утилиты) обычно предназначены не для решения конкретных пользовательских задач, а для обслуживания и повышения эффективности вычислительной системы. Кратко остановимся на основных видах вспомогательных программ.
Программы–архиваторы позволяют за счет применения специальных алгоритмов упаковки информации сжимать информацию на дисках, т.е. создавать копии файлов меньшего размера, а также объединять копии нескольких файлов в один архивный файл. Применение программ–архиваторов очень полезно при создании архива файлов, так как в большинстве случаев значительно удобнее их хранить, предварительно сжав программами–архиваторами. Представители данных программ — WinRar и WinZip.
Программы для создания резервных копий информации позволяют периодически копировать важную информацию, находящуюся на жестком диске компьютера, на дополнительные носители. Представители программ резервного копирования — APBackUp, Acronis True Image.
Антивирусные программы предназначены для предотвращения заражения компьютерными вирусами и ликвидации последствий заражения вирусом. Представители антивирусного семейства программ — Kaspersky Antivirus, DrWeb, Norton Antivirus.
Коммуникационные программы предназначены для организации обмена информацией между компьютерами. Это программы позволяют удобно пересылать файлы с одного компьютера на другой при соединении кабелем их последовательных портов. Другой вид таких программ обеспечивает возможность связи компьютеров по телефонной сети (при наличии модема). Они дают возможность посылать и принимать телефаксные сообщения. Представители коммуникационных программ — Venta Fax, Cute FTP.
Программы для диагностики компьютера позволяют проверить конфигурацию компьютера (количество памяти, ее использование, типы дисков и т. д.), проверить работоспособность устройств компьютера, оценить его производительность. Представители программ диагностики компьютеров — Sisoft Sandra, Norton System Information.
Программы для оптимизации дисков позволяют обеспечить более быстрый доступ к информации на диске за счет оптимизации размещения данных на диске. Эти программы перемещают все участки каждого файла друг к другу (устраняют фрагментацию), собирают все файлы в начале диска и т.д., за счет чего уменьшается число перемещений головок диска (т.е. ускоряется доступ к данным) и снижается износ диска. Представители программ для оптимизации дисков — Norton Disk Doctor, Microsoft Scandisk.
Операционные системы
Операционная система — это комплекс программ, обеспечивающих управление работой компьютера и его взаимодействие с пользователем.
С точки зрения человека операционная система служит посредником между человеком, электронными компонентами компьютера и прикладными программами. Она позволяет человеку запускать программы, передавать им и получать от них всевозможные данные, управлять работой программ, изменять параметры компьютера и подсоединённых к нему устройств, перераспределять ресурсы. Работа на компьютере фактически является работой с его операционной системой. При установке на компьютер только операционной системы (ОС) ничего содержательного на компьютере также сделать не удастся. Для ввода и оформления текстов, рисования графиков, расчёта зарплаты или прослушивания лазерного диска нужны специальные прикладные программы. Но и без ОС ни одну прикладную программу запустить невозможно.
Операционная система решает задачи, которые можно условно разделить на две категории:
- управление всеми ресурсами компьютера;
- обмен данными между устройствами компьютера, между компьютером и человеком.
Современные операционные системы выполняют индивидуальную настройку компьютера: ОС определяет, из каких компонентов собран компьютер, на котором она установлена, и настраивает сама себя для работы с этими компонентами. Данная возможность обеспечивается протоколом plug – and–play (включил — заработало). Этот протокол позволяет операционной системе в момент подключения нового компонента получить информацию о новом устройстве, достаточную для настройки ОС на работу с ним.
Операционные системы для ПК различаются по нескольким параметрам:
- однозадачные и многозадачные;
- однопользовательские и многопользовательские;
- сетевые и несетевые.
Кроме того, операционная система может иметь командный или графический многооконный интерфейс (или оба сразу).
Однозадачные операционные системы позволяют в каждый момент времени решать только одну задачу. Такие системы обычно позволяют запустить одну программу в основном режиме.
Многозадачные системы позволяют запустить одновременно несколько программ, которые будут работать параллельно.
Главным отличием многопользовательских систем от однопользовательских является наличие средств защиты информации каждого пользователя от несанкционированного доступа других пользователей. Следует заметить, что не всякая многозадачная система является многопользовательской, и не всякая однопользовательская ОС является однозадачной.
В последние годы фактическим стандартом стал графический многооконный интерфейс, где требуемые действия и описания объектов не вводятся в виде текста, а выбираются из меню, списков файлов и т.д.
В настоящее время, с появлением мощных компьютеров, широкое распространение получили два типа ОС. К первому типу относятся достаточно похожие ОС семейства Windows компании Microsoft. Они многозадачные и имеют многооконный графический интерфейс. На рынке персональных компьютеров с Windows конкурируют ОС типа UNIX. Это многозадачная многопользовательская ОС с командным интерфейсом. В настоящее время разработаны расширения UNIX, обеспечивающие многооконный графический интерфейс. UNIX развивалась в течение многих лет разными компаниями, но до недавнего времени она не использовалась на персональных компьютерах, т.к. требует очень мощного процессора, весьма дорога и сложна, её установка и эксплуатация требуют высокой квалификации. В последние годы ситуация изменилась. Компьютеры стали достаточно мощными, появилась некоммерческая, бесплатная версия системы UNIX для персональных компьютеров — система Linux. По мере роста популярности этой системы в ней появились дополнительные компоненты, облегчающие её установку и эксплуатацию. Немалую роль в росте популярности Linux сыграла мировая компьютерная сеть Internet. Хотя освоение Linux гораздо сложнее освоения систем типа Windows, Linux - более гибкая и в то же время бесплатная система, что и привлекает к ней многих пользователей.
Существуют и другие ОС. Известная компания Apple производит компьютеры Macintosh с современной ОС MacOS. Эти компьютеры используются преимущественно издателями и художниками. Фирма IBM производит ОС OS/2. Операционная система OS/2 такого же класса надёжности и защиты, как и Windows NT.
В полной конфигурации ОС для персонального компьютера, ориентированного на профессиональное применение, должна содержать следующие компоненты:
- файловую систему,
- др
|
|
|
