Накопители на магнитооптических дисках (МО) основаны на оригинальной схеме сочетания магнитного и оптического принципов записи/чтения и стирания информации (воздействие магнитного поля на нагретый лазером до критической температуры материал покрытия диска). На таких дисках могут выделяться зоны только для чтения или для многократной записи. Информационная ёмкость МО-дисков составляет не менее сотен мегабайт. Из них могут составляться магнитооптические библиотеки с автоматической сменой дисков, емкость которых измеряется сотнями гигабайт.
Накопители на микросхемах памяти (Flash-память).
Это энергонезависимый тип памяти, позволяющий записывать и хранить данные в микросхемах. Flash -память представляет собой микросхему, помещенную в миниатюрный плоский корпус ( Карта flash -памяти). Такие карты памяти не имеют в своем составе движущихся частей, что обеспечивает высокую сохранность данных при их использовании в мобильных устройствах (портативных компьютерах, цифровых камерах и др.). Для считывания или записи информации карта памяти вставляется в специальные накопители, встроенные в мобильные устройства или подключаемые к компьютеру через USB-порт. Информационная емкость карт памяти может достигать 8 Гбайт.
4.6.Периферийные (внешние) устройства ПК.
К периферийным устройствам относятся: Клавиатура, Манипуляторы, Сканер, Цифровые камеры, Аудиоадаптер, Монитор, Принтер, Плоттер, Модем и другие устройства. Дадим им краткую характеристику [16] ).
Клавиатура.
Определение. Клавиатура — это устройство для ввода информации в компьютер и подачи управляющих сигналов. Содержит стандартный набор клавиш печатной машинки и некоторые дополнительные клавиши — функциональные и управляющие клавиши, клавиши управления курсором и малую цифровую клавиатуру.
Все символы, набираемые на клавиатуре, немедленно отображаются на экране монитора в позиции курсора.
Примечание.
к урсор — графический символ, указывающий позицию отображения следующего вводимого с клавиатуры знака.
Наиболее распространена сегодня клавиатура c раскладкой клавиш QWERTY (читается "кверти"), названная так по клавишам, расположенным в верхнем левом ряду её алфавитно-цифровой части. Такая клавиатура имеет 12 функциональных клавиш, расположенных вдоль верхнего края. Нажатие функциональной клавиши приводит к посылке в компьютер не одного символа, а целой совокупности символов. Функциональные клавиши могут программироваться пользователем. Например, во многих программах для получения помощи (подсказки) задействована клавиша F1, а для выхода из программы — клавиша F10.
Управляющие клавиши имеют следующее назначение:
1. Enter — клавиша ввода;
2. Esc (Escape — выход) клавиша для отмены каких-либо действий, выхода из программы, из меню и т.п.;
3. Ctrl и Alt — эти клавиши самостоятельного значения не имеют, но при нажатии совместно с другими управляющими клавишами изменяют их действие;
4. Shift (регистр) — обеспечивает смену регистра клавиш (верхнего на нижний и наоборот);
5. Insert (вставлять) — переключает режимы вставки (новые символы вводятся между уже набранных, раздвигая их) и замены (старые символы замещаются новыми);
6. Delete (удалять) — удаляет символ с позиции курсора;
7. Back Space — удаляет символ перед курсором;
8. Home и End — обеспечивают перемещение курсора в первую и последнюю позицию строки соответственно;
9. Page Up и Page Down — обеспечивают перемещение по тексту на одну страницу (один экран) назад и вперед соответственно;
10. Tab — клавиша табуляции, обеспечивает перемещение курсора вправо сразу на несколько позиций до очередной позиции табуляции;
11. Caps Lock — фиксирует верхний регистр, обеспечивает ввод прописных букв вместо строчных;
12. Print Screen — обеспечивает печать информации, видимой в текущий момент на экране.
13. Длинная нижняя клавиша без названия, ее назначение — ввод пробелов.
Клавиши управления курсором расположены между основной символьной и малой цифровой клавиатурой м представляют собой четыре клавиши со стрелками (влево, вправо, вверх, вниз), с помощью которых осуществляется перемещение курсора на экране монитора.
Малая цифровая клавиатура используется в двух режимах — для ввода чисел и управления курсором. Переключение режимов производится клавишей Num Lock.
Клавиатура содержит встроенный микроконтроллер (местное устройство управления), который выполняет следующие функции:
Последовательно опрашивает клавиши, считывая введенный сигнал и вырабатывая двоичный скан-код клавиши;
Управляет световыми индикаторами клавиатуры;
Проводит внутреннюю диагностику неисправностей;
Осуществляет взаимодействие с центральным процессором через порт клавиатуры.
Клавиатура имеет встроенный буфер — область оперативной памяти малого размера, куда помещаются введённые символы. В случае переполнения буфера нажатие клавиши будет сопровождаться звуковым сигналом — это означает, что символ не введён (отвергнут). Работу клавиатуры поддерживают специальные программы из BIOS, а также драйвер клавиатуры.
Манипуляторы.
Для ввода графической информации и для работы с графическим интерфейсом программ используются ко ординатные устройства вво да информации: манипуля торы (мышь, трекбол и др.), джойстики, сенсорные панели (тачпад) и графические планшеты.
В оптико-механических манипуляторах мышь и трекбол основным рабочим органом является массивный шар (металлический, покрытый резиной). У мыши он вращается при перемещении ее корпуса по горизонтальной поверхности, а у трекбола вращается непосредственно рукой.
Вращение шара передается двум пластмассовым валам, положение которых с большой точностью считывается инф ракрасными оптопарами (то есть парами «светоизлуча тель–фотоприемник») и затем преобразуется в электрический сигнал, управляющий движением указателя мыши на экране монитора. Главным «врагом» мыши является загрязнение, а способом борьбы с ним — использование специального «мышиного» коврика. В настоящее время широкое распространение получили оптические мыши, в которых нет механических частей. Источник света, размещенный внутри мыши, освещает поверхность, а отраженный свет фиксируется фотоприемником и преобразуется в перемещение курсора на экране.
Разрешающая способность мышей обычно составляет около 600 dpi (dot per inch — точек на дюйм). Это означает, что при перемещении мыши на 1 дюйм (1 дюйм = 2,54 см) указатель мыши на экране перемещается на 600 точек.
Манипуляторы имеют обычно две кнопки управления, которые используются при работе с графическим интерфейсом программ. В настоящее время появились мыши с допол нительным колесиком, которое располагается между кнопками. Оно предназначено для прокрутки вверх или вниз не умещающихся целиком на экране изображений, текстов или Web-страниц.
Современные модели мышей часто являются беспроводными, то есть подключаются к компьютеру без помощи кабеля.
В портативных компьютерах вместо манипуляторов использу ется сенсорная панель тачпад (от англ. — TouchPad), которая представляет собой панель прямоугольной формы, чувствительную к перемещению по ней пальца, которое преобразуется в перемещение курсора на экране монитора. Нажатие на поверхность сенсорной панели эквивалентно нажатию на кнопку мыши.
Для рисования и ввода рукописного текста используются графические планшеты (дигитайзеры). С помощью специальной ручки можно чертить схемы, добавлять заметки и подписи к электронным документам. Качество графических планшетов характеризуется разрешающей способностью, которая измеряется в lpi (lines per inch — линиях на дюйм) и способностью реагировать на силу нажатия пера. В хороших планшетах разрешающая способность достигает 2048 lpi (перемещение пера по поверхности планшета на 1 дюйм соответствует перемещению на 2048 точек на экране монитора), а количество воспринимаемых градаций нажатий на перо составляет 1024.
Сканер.
Для ввода в компьютер и преобразования в цифровую форму изображений (фотографий, рисунков, слайдов) и текстовых документов используется сканер. Существуют ручные сканеры, которые прокатывают по поверхности документа рукой, и планшетные сканеры, по внешнему виду напоминающие копировальные машины. Свет, отраженный от сканируемого изображения, проецируется на линейку фотоэлементов, которая движется, последовательно считывая изображение и преобразуя его в компьютерный формат. В отсканированном изображении количество различаемых цветов может достигать десятков миллиардов.
Системы распознавания текстовой информации позволяют преобразовать отсканированный текст из графического формата в текстовый. Такие системы способны распознавать текстовые документы на различных языках, представленные в различных формах (например, таблицах) и с различным качеством печати (начиная от машинописных документов). Разрешающая способность сканеров составляет 600 dpi и выше, то есть на полоске изображения длиной 1 дюйм сканер может распознать 600 и более точек.
Цифровые камеры.
Цифровые камеры (видеокамеры и фотоаппараты) позволяют получать видеоизображения и фотоснимки непосредственно в цифровом (компьютерном) формате. Для передачи «живого» видео по компьютерным сетям используются Web -камеры, разрешающая способность которых обычно не превышает 640x480 точек. Цифровые фотоаппараты позволяют получать высококачественные фотографии с разрешением 2272x1704 точек и более. Для хранения фотографий используются модули flash -памяти или жесткие диски малого размера.
4.6.5.Аудиоадаптер.
Определение. Аудиоадаптер (Sound Blaster или звуковая плата) это специальная электронная плата, которая позволяет записывать звук, воспроизводить его и создавать программными средствами с помощью микрофона, наушников, динамиков, встроенного синтезатора и другого оборудования.
Аудиоадаптер содержит в себе два преобразователя информации:
Аналого-цифровой, который преобразует непрерывные (аналоговые) звуковые сигналы (речь, музыку, шум) в цифровой двоичный код и записывает его на магнитный носитель;
Цифро-аналоговый, выполняющий обратное преобразование сохранённого в цифровом виде звука в аналоговый сигнал, который затем воспроизводится с помощью акустической системы, синтезатора звука или наушников.
Профессиональные звуковые платы позволяют выполнять сложную обработку звука, обеспечивают объёмное звучание, имеют собственное ПЗУ с хранящимися в нём сотнями тембров звучаний различных музыкальных инструментов. Звуковые файлы обычно имеют очень большие размеры. Так, трёхминутный звуковой файл со стереозвучанием занимает примерно 30 Мбайт памяти. Поэтому платы Sound Blaster, помимо своих основных функций, обеспечивают автоматическое сжатие файлов.
Примечание.
Область применения звуковых плат — компьютерные игры, обучающие программные системы, рекламные презентации, "голосовая почта" (voice mail), озвучивание посредством динамиков различных процессов, происходящих в компьютерном оборудовании, таких, например, как отсутствие бумаги в принтере и т.п.
Монитор.
Определение. Монитор — это универсальное устройство вывода информации, подключаемое к видеокарте (видеоадаптеру). Видеокарта непосредственно управляет монитором и процессом вывода информации на экран.
Изображение на экране монитора, построенного на базе электронно-лучевой трубки (ЭЛТ, Рис. 4.6.), создается пучком электронов, испускаемых электронной пушкой. Этот пучок разгоняется высоким электрическим напряжением (десятки киловольт) и падает на внутреннюю поверхность экрана, покрытую лю-минофором (веществом, светящимся под воздействием пучка электронов). Перед экраном на пути электронов ставится теневая маска, обеспечивающая попадание электронных лучей только в точки люминофора соответствующего цвета. Существует три типа масок: дельтовидная маска, апертурная решетка (струнная технология) и щелевая маска (комбинация первых двух технологий).
Мониторы с апертурной решеткой формируют более яркие изображения с более богатыми и насыщенными цветами. К широко распространенным технологиям апертурных решеток относятся SonicTron корпорации ViewSonic, DiamondTron компании Mitsubishi и Trinitron компании Sony. В свою очередь, дельтовидная маска дает возможность воспроизводить детали изображения на экране монитора с большей точностью и с меньшими искажениями. Лучшие маски изготавливаются из инвара — магнитного сплава железа с никелем, обладающего малым коэффициентом линейного расширения.
Система управления процессом формирования изображения посредством изменения сигналов строчной и кадровой развертки ЭЛТ-монитора, заставляет пучок электронов пробегать построчно весь экран (создает растр), а также регулирует его интенсивность (соответственно яркость свечения точки люминофора). Это позволяет управлять яркостью элементов изображения и параметрами смешения цветов, создавая тем самым требуемое изображение на экране, которое пользователь видит, так как люминофор излучает световые лучи в видимой части спектра. Качество изображения тем выше, чем меньше размер точки изображения (точки люминофора). В высококачественных мониторах размер точки составляет 0,20 — 0,24 мм.
Современной архитектурой видеоадаптера является архитектура с графическим сопроцессором. Она предполагает включение в состав видеокарты собственного специализированного процессора, который выполнял бы все вычисления, необходимые для построения изображения. Тогда центральный процессор почти полностью освобождается для выполнения других задач (не связанных непосредственно с формированием картинки), что повышает реальное быстродействие вычислительной системы при решении прикладных задач, связанных с обработкой или синтезом изображений.
Примечание.
На стабильность изображения на экране монитора сильное влияние оказывает частота считывания изображения из видеопамяти видеоадаптера. В современных мониторах обновление изображения происходит обычно с частотой 85 и более раз в секунду, что обеспечивает комфортность восприятия (человек не замечает мерцания изображения). Для сравнения можно напомнить, что частота смены кадров в кино составляет 24 кадра в секунду.
При использовании ЭЛТ-мониторов следует учитывать, что они являются источником высокого статического электрического потенциала, электромагнитного и рентгеновского излучений. Однако, современные ЭЛТ-мониторы практически безопасны, так как соответствуют жестким санитарно-гигиеническим требованиям, зафиксированным в международном стандарте безопасности ТСО'99.
В портативных и карманных компьютерах применяют плоские мониторы на жидких кристаллах (ЖК). В последнее время такие мониторы стали использоваться и в настольных компьютерах.
LCD ( Liquid Crystal Display ) — жидкокристаллические дисплеи имеют экраны, при изготовлении которых используется вещество, находящееся в жидком состоянии и обладающее некоторыми свойствами, присущими кристаллическим телам. Фактически это жидкости с анизотропией свойств (в частности, оптических), связанных с упорядоченностью в ориентации молекул. Молекулы жидких кристаллов под воздействием электрического напряжения могут изменять свою ориентацию и вследствие этого изменять свойства светового луча, проходящего сквозь них.
Мониторы могут иметь различный размер экрана, измеряемый в дюймах по его диагонали и обычно составляющий 14, 15, 17, 19, 20, 21 и более дюймов.
Принтер.
Принтер предназначен для вывода на бума гу (создание «твердой копии») числовой, текстовой и графической информации. По принципу действия принтеры делятся на матричные, струйные и лазерные.
1. Матричные принтеры — это принтеры ударного действия. Печатающая головка матричного принтера состоит из вертикального столбца маленьких стержней (обычно 9 или 24), которые под воздействием магнитного поля «выталкиваются» из головки и ударяют по бумаге через красящую ленту. Перемещаясь, печатающая головка оставляет на бумаге строку символов. Недостатки матричных принтеров состоят в том, что они печатают медленно, производят много шума и качество печати оставляет желать лучшего (соответствует примерно качеству пишущей машинки).
2. Струйные принтеры могут печатать достаточно быстро (до нескольких страниц в минуту) и производят мало шума. В них используется чернильная печатающая головка, которая под давлением выбрасывает чернила из ряда мельчайших отверстий на бумагу. Перемещаясь вдоль бумаги, печатающая головка оставляет строку символов или полоску изображения. Цветные струйные принтеры комбинируют чернила четырех основных цветов — ярко-голубого, пурпурного, желтого и черного. Качество печати (в том числе и цветной) определяется разрешающей способностью струйных принтеров, которая может достигать фотографического качества 2400 dpi. Это означает, что полоска изображения по горизонтали длиной в 1 дюйм формируется из 2400 точек (чернильных капель).
3. Лазерные принтеры обеспечивают практически самую бесшумную печать. Высокая скорость печати (до 30 страниц в минуту) лазерными принтерами достигается за счет постраничной печати (страница печатается сразу целиком). Компьютер формирует в своей памяти "образ" страницы текста и передает его принтеру. Информация о странице проецируется с помощью лазерного луча на вращающийся барабан со светочувствительным покрытием, меняющим электрические свойства в зависимости от освещённости. После засветки на барабан, находящийся под электрическим напряжением, наносится красящий порошок — тонер, частицы которого налипают на засвеченные участки поверхности барабана. Принтер с помощью специального горячего валика протягивает бумагу под барабаном, тонер переносится на бумагу и "вплавляется" в неё, оставляя стойкое высококачественное изображение. Высокое типографское качество печати лазерных принтеров обеспечивается за счет высокой разрешающей способности, которая может достигать 1200 dpi и более. Существуют и цветные лазерные принтеры.
4.6.8.Плоттер (графопостроитель).
Плоттер (графопостроитель) — это устройство, которое чертит графики, рисунки или диаграммы большого формата под управлением компьютера. Плоттеры используются для получения сложных конструкторских чертежей, архитектурных планов, географических и метеорологических карт, деловых схем и рисуют изображения с помощью пера.
Роликовые плоттеры прокручивают бумагу под пером, а планшетные — перемещают перо через всю поверхность горизонтально лежащей бумаги.
4.6.9.Модем.
Определение. Модем — это устройство для обмена компьютерными данными по телефонным линиям связи.
Примечание.
Цифровые сигналы, вырабатываемые компьютером, нельзя напрямую передавать по телефонной сети, потому что она предназначена для передачи человеческой речи — непрерывных сигналов звуковой частоты. Модем обеспечивает преобразование цифровых сигналов компьютера в переменный ток частоты звукового диапазона — этот процесс называется модуляцией, а также обратное преобразование, которое называется демодуляцией (рис.4.7.). Отсюда название устройства: модем — модулятор/демодулятор.
Рис. 4.7.Схема реализации модемной связи.
Для осуществления связи один модем вызывает другой по номеру телефона, а тот отвечает на вызов. Затем модемы посылают друг другу сигналы, согласуя подходящий им обоим режим связи. После этого передающий модем начинает посылать модулированные данные с согласованными скоростью (количеством бит в секунду) и форматом. Модем на другом конце преобразует полученную информацию в цифровой вид и передает её своему компьютеру. Закончив сеанс связи, модем отключается от линии. Управление модемом осуществляется с помощью специального коммутационного программного обеспечения.
Модемы бывают внешние, выполненные в виде отдельного устройства, и внутренние, представляющие собой электронную плату, устанавливаемую в системном блоке компьютера.
Почти все модемы поддерживают и функции факсов. Факс — это устройство факсимильной передачи изображения по телефонной сети. Название "факс" произошло от слова "факсимиле", означающее точное воспроизведение графического оригинала (подписи, документа и т.д.) средствами печати. Модем, который может передавать и получать данные как факс, называется факс-модемом.
4.7.Классификация программного обеспечения ПК.[17])
Основной функцией компьютера является обработка ин формации. Выше была рассмотрена аппаратная реализация компьютера. Рассмотрим теперь, каким образом компьютер обрабатывает информацию.
В 50-60-е годы компьютер мог только вы числять. Процесс обработки информации состоял в операциях над числовыми данными.
В 70-е годы компьютер «научился» работать с текстом. Пользователь получил возможность редактировать и форматировать текстовые документы. В настоящее время большая часть компьютеров и большая часть времени используется для работы именно с текстовыми данными.
В 80-е годы появились первые компьютеры, способные работать с графической информацией. Сейчас компьютерная графика широко используется в деловой графике (построение диаграмм, графиков и так далее), в компьютерном моделировании, при подготовке презентаций, при создании Web-сайтов, в рекламе на телевидении, в анимационном кино и так далее. Применение компьютеров для обработки графических данных постоянно расширяется.
В 90-е годы компьютер получил возможность обрабатывать звуковую информацию. Любой пользователь современного персонального компьютера может воспользоваться стандартными приложениями Windows для прослушивания, записи и редактирования звуковых файлов. Работа со звуковыми данными является неотъемлемой частью мультимедиа технологии.
Для того чтобы числовая, текстовая, графическая и звуковая информация могли обрабатываться, они должны быть представлены в форме данных. Данные хранятся и обрабатываются в компьютере на машинном языке, то есть в виде последовательностей нулей и единиц.
Для того чтобы процессор мог обрабатывать данные, он должен получить определенную команду (инструкцию). Обычно для решения какой-либо задачи требуется не единичная команда, а их последовательность. Такая последовательность команд (инструкций) называется программой.
На заре компьютерной эры, в 40-50-е годы, программы разрабатывались непосредственно на машинном языке, то есть на том языке, который понимает процессор. Такие программы представляли собой очень длинные последовательности нулей и единиц, в которых человеку разобраться было очень трудно.
В 60-е годы стали использовать языки программирования высокого уровня (Алгол, Фортран, Basic, Pascal и др.), которые позволили существенно облегчить работу программистов. В настоящее время с появлением систем визуального програм мирования (Visual Basic, Delphi и др.) создание программ стало доступно даже для начинающих пользователей компьютера.
Примечание.
Программная обработка данных на компьютере реализуется следующим образом. После запуска на выполнение программы, хранящейся во внешней долговременной памяти, она загружается в оперативную память. Процессор последовательно считывает команды програм мы и выполняет их. Необходимые для выполнения команды данные загружаются из внешней памяти в оперативную и над ними производятся необходимые операции. Данные, полученные в процессе выполнения команды, записываются процессором обратно в оперативную или внешнюю память.
Таким образом, под программным обеспечением (Software) понимается совокупность всех программ, выполняемых вычислительной системой. Программное обеспечение (ПО) — это неотъемлемая часть компьютерной системы. Оно является логическим продолжением технических средств. Сфера применения конкретного компьютера определяется созданным для него ПО. В зависимости от функций, выполняемых программным обеспечением, его можно разделить на две группы: системное и прикладное ПО.
Системное ПО организует процесс обработки информации в компьютере и обеспечивает нормальную рабочую среду для прикладных программ. Оно достаточно тесно связано с аппаратными средствами компьютера.
Прикладное ПО предназначено для решения конкретных задач пользователя и организации вычислительного процесса в целом.
При построении классификации ПО нужно учитывать тот факт, что стремительное развитие вычислительной техники и расширение сферы приложения компьютеров резко ускорили процесс эволюции программного обеспечения. Соотношение между требующимися программными продуктами и имеющимися на рынке меняется очень быстро. Даже классические программные продукты, такие, как операционные системы, непрерывно развиваются и наделяются интеллектуальными функциями, многие из которых ранее относились только к интеллектуальным возможностям человека.
4.7.1.Системное ПО. [18])
В состав системного ПО входят:
Операционные системы (ОС);
Сервисные программы;
Системы программирования (трансляторы языков программирования, библиотеки подпрограмм и т.д.);
Программы технического обслуживания.
Рассмотрим эти разновидности системного ПО подробнее.
4.7.1.1.Операционные системы.
Определение. Операционная система — это комплекс взаимосвязанных системных программ, назначение которых — организовать взаимодействие пользователя с компьютером и выполнение всех других программ.
Примечание.
Операционная система выполняет роль связующего звена между аппаратурой компьютера, выполняемыми программами и пользователем. Операционная система обычно хранится во внешней памяти компьютера — на жестком диске. При включении питания компьютера она считывается с дисковой памяти и размещается в ОЗУ. Этот процесс называется загрузкой операционной системы.
В функции операционной системы входит:
Осуществление диалога с пользователем;
Управление вводом-выводом данных;
Распределение ресурсов вычислительной системы;
Запуск программ на выполнение;
Вспомогательные операции обслуживания;
Передача информации между различными внутренними устройствами;
Программная поддержка работы периферийных устройств и т.д.
ОС загружается при включении компьютера. Она предоставляет пользователю удобный способ общения (пользовательский интерфейс) с вычислительной системой.
Определение. Пользовательский интерфейс — это программные и аппаратные средства взаимодействия пользователя с программой или ЭВМ.
Пользовательский интерфейс может быть командным или объектно-ориентированным.
Определение. Командный интерфейс предполагает ввод пользователем команд с клавиатуры при выполнении действий по управлению ресурсами компьютера.
Определение. Объектно-ориентированный интерфейс — это управление ресурсами вычислительной системы посредством осуществления операций над объектами, представляющими файлы, каталоги (папки), дисководы, программы, документы и т. д.
Кроме того, выделяют также и программный интерфейс.
Определение. Программный интерфейс — это совокупность средств, обеспечивающих взаимодействие устройств и программ в рамках вычислительной системы.
Операционные системы классифицируются по:
Количеству одновременно работающих пользователей: однопользовательские, многопользовательские.
Числу задач, одновременно выполняемых под управлением системы: однозадачные, многозадачные.
Количеству поддерживаемых процессоров: однопроцессорные, много-процессорные.
Разрядности кода ОС: 8-разрядные, 16-разрядные, 32-разрядные, 64-разрядные.
типу интерфейса: командные (текстовые) и объектно-ориентированные (графические).
Типу доступа пользователя к ЭВМ: с пакетной обработкой, с разделением времени, реального времени.
Типу использования ресурсов: сетевые, локальные.
Рассмотрим некоторые из наиболее известных ОС.
Операционная система MS DOS . ОС MS DOS (Microsoft Disk Operating System) — самая распространенная ОС на 16-разрядных персональных компьютерах. Она была выпущена в 1981 году в связи с появлением IBM PC.
Операционные системы семейства DOS являются 16-ти разрядными однозадачными ОС и обладают следующими характерными чертами и особенностями:
Пользовательский интерфейс осуществляется с помощью команд, вводимых пользователем;
ОС имеют модульную структуру, что упрощает перенос системы на другие типы аппаратных платформ;
Небольшой объем доступной оперативной памяти (640 Кбайт).
Существенным недостатком операционных систем DOS является отсутствие средств защиты от несанкционированного доступа к ресурсам ПК и ОС.
MS DOS состоит из следующих основных модулей:
Базовая система ввода/вывода (BIOS — Basic Input-Output System). Она выполняет наиболее простые и универсальные услуги операционной системы, связанные с осуществлением ввода-вывода. В функции BIOS входит также автоматическое тестирование основных аппаратных компонентов при включении машины и вызов блока начальной загрузки DOS.
Блок начальной загрузки (Boot Record — загрузчик) Это короткая программа, функция которой заключается в считывании с диска в оперативную память двух других частей DOS — модуля расширения базовой системы ввода/вывода и модуля обработки прерываний.
Модуль расширения базовой системы ввода/вывода (IO.SYS) создает возможность использования дополнительных драйверов, обслуживающих новые внешние устройства, а также драйверов для нестандартного обслуживания внешних устройств.
Модуль обработки прерываний (MSDOS.SYS). Он реализует основные высокоуровневые услуги DOS.
Командный процессор (COMMAND.COM). Обрабатывает команды, вводимые пользователем.
Утилиты MS DOS (от лат. utilitas) — программы, поставляемые вместе с операционной системой в виде отдельных файлов и выполняющие действия обслуживающего характера.
Операционные системы Windows. В настоящее время большинство ПК работают под управлением той или иной версии операционной системы Windows фирмы Microsoft.
Так Windows 95 представляет собой универсальную высокопроизводительную многозадачную 32-разрядную ОС нового поколения с графическим интерфейсом и расширенными сетевыми возможностями.
Определение. Windows 95 — интегрированная среда, обеспечивающая эффективный обмен информацией между отдельными программами и предоставляющая пользователю широкие возможности работы с текстовой, графической, звуковой и видеоинформацией. Интегрированность подразумевает также совместное использование ресурсов компьютера всеми программами.
Эта операционная система обеспечивает работу пользователя в сети, предоставляя встроенные средства поддержки для обмена файлами и меры по их защите, возможность совместного использования принтеров, факсов и других общих ресурсов. Windows 95 позволяет отправлять сообщения электронной почтой, факсимильной связью, поддерживает удаленный доступ. Применяемый в Windows 95 защищённый режим не позволяет прикладной программе в случае сбоя нарушить работоспособность системы, надежно предохраняет приложения от случайного вмешательства одного процесса в другой, обеспечивает определённую устойчивость к вирусам.
Пользовательский интерфейс Windows 95 прост и удобен. Система предназначена для установки на настольных ПК и компьютерах блокнотного типа с процессором i 486 или Pentium. Рекомендуемый размер оперативной памяти 64-128 Мбайт. После включения компьютера и выполнения тестовых программ BIOS операционная система Windows 95 автоматически загружается с жесткого диска.
Windows 98 отличается от Windows 95 тем, что в ней операционная система объединена с браузером Internet Explorer посредством интерфейса, выполненного в виде Web-браузера. Кроме этого, в ней улучшена совместимость с новыми аппаратными средствами ПК, она одинаково удобна для использования как в настольных, так и в портативных компьютерах.
Windows NT (NT — New Technology) — это операционная система, использующая все возможности новейших моделей персональных компьютеров и работающая без DOS. Windows NT — 32-разрядная ОС со встроенной сетевой поддержкой и развитыми многопользовательскими средствами. Она предоставляет пользователям истинную многозадачность, многопроцессорную поддержку, секретность, защиту данных и многое другое. Эта операционная система очень удобна для пользователей, работающих в рамках локальной сети, для коллективных пользователей, особенно для групп, работающих над большими проектами и обменивающихся данными.
Windows 2000 Professional — операционная система нового поколения для делового использования на самых разнообразных компьютерах — от портативных до серверов. Эта ОС является удобной для ведения коммерческой деятельности в Internet. Она объединяет присущую Windows 98 простоту использования с присущими Windows NT надежностью, экономичностью и безопасностью.
Windows CE 3.0 — операционная система для мобильных вычислительных устройств, таких, как карманные компьютеры, цифровые информационные пейджеры, сотовые телефоны, мультимедийные и развлекательные приставки, включая DVD-проигрыватели и устройства целевого доступа в Internet. Windows CE — 32-разрядная многозадачная операционная система, имеющая открытую архитектуру, разрешающую использование множества устройств. Она компактна, но высоко производительна. Это мобильная система, функционирующая с микропроцессорами различных марок и изготовителей. Для нее есть программы Word и Excel, которые совместимы с их настольными аналогами. Имеет интегрированную систему управления питанием.
Операционная система OS/2. ОС OS /2 была разработана фирмой IBM в 1987 году в связи с созданием нового семейства ПК PS/2. OS /2 ( Operating System /2) является 32-разрядной графической многозадачной операционной системой для IBM PS-совместимых компьютеров, позволяет организовать параллельную работу нескольких прикладных программ, обеспечивая при этом защиту одной программы от другой и операционной системы от работающих в ней программ. OS /2 обладает удобным графическим пользовательским интерфейсом и совместима с файловой системой DOS, что дает возможность использовать данные как в DOS, так и в OS /2 без каких-либо преобразований. Главный недостаток OS /2 — малое число приложений для нее, что делает эту систему менее популярной, чем MS - DOS и Windows.
Операционная система Unix . ОС Unix была создана в Bell Telephone Laboratories. Unix — многозадачная многопользовательская операционная система. Ядро ОС Unix написано на языке высокого уровня C и имеет только около 10 процентов кода на ассемблере. Это позволяет переносить Unix на другие аппаратные платформы и достаточно легко вносить в нее серьезные изменения и дополнения. В многочисленные существующие версии Unix постоянно вносятся изменения. С одной стороны, это расширяет возможности системы, делает ее мощнее и надежнее, с другой — ведет к появлению различий между существующими версиями. В связи с этим возникает необходимость стандартизации различных свойств системы. Наличие стандартов облегчает переносимость приложений между различными версиями Unix и защищает как пользователей, так и производителей программного обеспечения. Поэтому в 80-х годах разработан ряд стандартов, оказывающих влияние на развитие Unix. Сейчас существуют десятки операционных систем, которые можно объединить под общим названием Unix. В основном, это коммерческие версии, выпущенные производителями аппаратных платформ для компьютеров своего производства. Несмотря на разнообразие версий Unix, основой всего семейства являются принципиально одинаковая архитектура и ряд стандартных интерфейсов. Для системного администратора переход на другую версию не составит большого труда, а для пользователей он может и вовсе оказаться незаметным. Файловая система Unix — это не только доступ к данным, хранящимся на диске. Через унифицированный интерфейс файловой системы осуществляется доступ к терминалам, принтерам, сети и т.п. Для Unix имеется большое количество приложений, в том числе свободно распространяемых, начиная от простейших текстовых редакторов и заканчивая мощными системами управления базами данных.
Примечание.
Unix является одной из наиболее открытых систем. Кроме того, она способна выполнять большое количество различных функций, в частности, работать, как вычислительный сервер, как сервер базы данных, как сетевой сервер, поддерживающий важнейшие сервисы сети и т.д.
Операционная система Linux . Начало созданию системы Linux положено финским студентом Линусом Торвальдсом (Linus Torvalds). В сентябре 1991 года он распространил по электронной почте первый прототип своей операционной системы, и призвал откликнуться на его работу всех, кому она нравится или нет. С этого момента многие программисты стали поддерживать Linux, добавляя драйверы устройств, разрабатывая разные приложения и др. Атмосфера работы энтузиастов над полезным проектом, а также свободное распространение и использование исходных текстов стали основой феномена Linux. В настоящее время Linux — очень мощная бесплатно распространяемая (free) операционная система. Линус Торвальдс разработал не саму операционную систему, а только ее ядро, подключив уже имеющиеся компоненты. Сторонние компании, увидев хорошие перспективы для развития своего бизнеса, довольно скоро стали насыщать ОС утилитами и прикладным ПО. Недостаток такого подхода — отсутствие унифицированной и продуманной процедуры установки системы, и это до сих пор является одним из главных сдерживающих факторов для более широкого распространения Linux.
Примечание.
Феномен Linux вызвал к жизни разговоры о том, что родилась новая философия программирования, принципиально отличающаяся от того, что было раньше. Традиционные стадии жизненного цикла программного продукта таковы — анализ требований, разработка спецификаций, проектирование, макетирование, написание исходного текста, отладка, документирование, тестирование и сопровождение. Однако, Linux создавалась по-иному. Готовый работающий макет постоянно совершенствовался и развивался группой энтузиастов, действия которых лишь слегка координировались.
Операционные системы реального времени (ОС РВ) . Термин «реальное время» в самом широком смысле слова можно применять к системе по обработке информации в тех случаях, когда требуется, чтобы система имела гарантированное время реакции, то есть задержка ответа не превышала определенного времени. Как правило, это время колеблется от нескольких микросекунд до нескольких десятых долей секунды.
ОС РВ в основном применяются в автоматизации таких областей, как добыча и транспортировка нефти и газа, управление технологическими процессами, водоснабжение, энергетика, управление роботами, банковское дело и др.
Среди наиболее известных ОС РВ для IBM PC используются RTMX , AMX , OS -9000, FLEX OS , QNX и др. Из них выгодно выделяется 32-разрядная ОС PB QNX своим полным набором инструментальных средств, к которым пользователь привык при работе с ОС семейства DOS или UNIX.
4.7.1.2.Сервисные программы.
Определение. Сервисное программное обеспечение — это совокупность программных продуктов, представляющих пользователю дополнительные услуги в работе с компьютером и расширяющих возможности операционных систем.
По функциональным возможностям сервисные программы можно разделить на:
Улучшающие пользовательский интерфейс;
Защищающие данные от разрушения и несанкционированного доступа;
Восстанавливающие данные;
Ускоряющие обмен данными между диском и ОЗУ;
Архивации - разархивации;
Антивирусные средства.
По способу организации и реализации сервисные средства могут быть представлены оболочками, утилитами и автономными программами. Разница между оболочками и утилитами зачастую выражается лишь в универсальности первых и специализации вторых.
Определение. Оболочки — это программы, созданные для упрощения работы со сложными программными системами, такими, например, как DOS. Они преобразуют неудобный командный пользовательский интерфейс в дружественный графический интерфейс или интерфейс типа "меню". Оболочки предоставляют пользователю удобный доступ к файлам и обширные сервисные услуги.
Самая популярная оболочка для ОС MS DOS IBM-совместимых ПК — пакет программ Norton Commander. Он обеспечивает:
Создание, копирование, пересылку, переименование, удаление, поиск файлов, а также изменение их атрибутов;
Отображение дерева каталогов и характеристик входящих в них файлов в форме, удобной для восприятия человека;
Создание, обновление и распаковку архивов (групп сжатых файлов);
Просмотр текстовых файлов;
Редактирование текстовых файлов;
Выполнение из её среды практически всех команд DOS;
Запуск программ;
Выдачу информации о ресурсах компьютера;
Создание и удаление каталогов;
Поддержку межкомпьютерной связи;
Поддержку электронной почты через модем.
Наиболее известными сервисными средствами являются программы обслуживания магнитных дисков, программы архивации данных и антивирусные программные средства. Рассмотрим их подробнее.
Программы обслуживания магнитных дисков -— эти программы предназначены для автоматического поиска ошибок и неисправностей в работе магнитных дисков (гибких и жестких), причинами которых могут быть:
Физическое повреждение магнитного слоя;
Загрязнение поверхности диска;
Аварийное отключение ПК;
Несвоевременное извлечение дискет из дисководов;
Перезагрузка ОС после аварийной ситуации;
Воздействие компьютерных вирусов;
Фрагментация файлов при интенсивной эксплуатации ПК и т.д.
Для восстановления удаленных файлов и каталогов на диске применяются программы Undelete (в составе ОС MS DOS) и UnErase (пакет сервисных программ Norton Utilites).
Для восстановления поврежденных файлов или дисков используются программы Scandisk (в составе OS MS DOS) и NDD - Norton Disk Doktor (пакет Norton Utilites). Повреждения могут проявляться в виде физических или логических дефектов.
Физические дефекты возникают в результате механических повреждений, воздействия электромагнитных полей или старения магнитного покрытия диска (дефектные сектора и кластеры).
Логические дефекты связаны с повреждениями системной области диска на нулевой дорожке (таблица разделов жесткого диска, FAT–таблица, загрузочный сектор, каталоги диска). При этом на диске образуются потерянные или общие кластеры, что приводит к засорению дискового пространства.
Файл, занимающий на диске несмежные кластеры, называется фрагментированным. Для устранения фрагментации дисков применяются программы Speed Disk (пакет Norton Utilites) и Defrag (в составе MS DOS).
Программы-архиваторы .
Определение. Сжатие информации — это процесс её преобразования к виду, при котором уменьшается избыточность представления данных и требуется меньший объем памяти для её хранения на диске. Сжиматься могут как один, так и несколько файлов, которые в сжатом виде помещаются в архивный файл (архив).
Степень сжатия файлов характеризуется коэффициентом сжатия Кс и выражается в %. Кс зависит от конкретной программы сжатия, метода сжатия и типа исходного файла. Лучше всего сжимаются графические и текстовые файлы (5 - 40%), хуже — программные файлы (60-90%). Почти не сжимаются архивные файлы.
Определение. Архивация (упаковка) — это помещение исходных файлов в архивный файл в сжатом (или несжатом) виде. А разархивация (распаковка) — это процесс восстановления файлов из архива и размещение их на диске или в оперативной памяти).
Большие по объему архивные файлы могут размещаться на нескольких дисках (многотомные архивы).
Примечание.
Наиболее популярными программами-архиваторами являются: ZIP , RAR и их более современные версии WinZIP , WinRAR и др.
Определение. C амораспаковывающийся архивный файл — это исполняемый программный модуль (*.exe), который способен к самостоятельной разархивации находящихся в нем файлов без использования программы-архиватора.
Антивирусные программные средства .
Определение. Компьютерный вирус [19] ) — это специальная программа, способная присоединяться к другим программам, создавать свои копии и внедрять их в файлы, системные области дисков, оперативную память и вычислительные сети с целью нарушения их работоспособности.
Примечание.
Вирус может проникнуть в ПК через дискеты, лазерные диски, сеть и электронную почту.
Определение. Зараженная программа — это программа, содержащая внедренный в неё компьютерный вирус, а зараженный диск — это диск, в загрузочном секторе которого находится компьютерный вирус.
Примечание.
Основные признаки проявления вирусов:
Ошибки в работе ранее исправных программ;
Замедление работы ПК;
Невозможность загрузки ОС;
Исчезновение с диска файлов и каталогов или искажение их содержимого;
Изменение даты и времени создания файлов;
Уменьшение размера свободной ОП;
Изменение размеров файлов;
Появление на экране непредусмотренных сообщений или изображений, подача звуковых сигналов;
Частые сбои в работе ПК и т.д.
Однако, все это может быть и следствием других причин.
Известно несколько десятков тысяч различных вирусов. Наиболее часто заражению подвержены загрузочные сектора дисков и исполняемые файлы (*.com, * exe). Реже заражаются текстовые и графические файлы.
Компьютерные вирусы 1) классифицируют по следующим признакам:
По среде обитания:
Сетевые - имеют способность распространяться по компьютерным сетям;
ф айловые — внедряются в исполняемые файлы (*.com, *.exe). В других типах файлов они не получают управления и теряют способность к размножению;
з агрузочные — внедряются в загрузочный сектор диска (Boot Record);
ф айлово-загрузочны e - заражают как файлы, так и загрузочные сектора дисков.
По способу заражения среды обитания:
р езидентные — внедряют в ОП свою резидентную часть, которая остаётся активной вплоть до выключения или перезагрузки ПК. Перехватывают обращения ОС к файлам или системным областям дисков и заражают их;
н ерезидентные — не заражают память ПК и остаются активными лишь ограниченное время.
По степени воздействия на объект заражения:
н еопасные — проявляются в каких-либо графических или звуковых эффектах. Не мешают работе ПК, но уменьшают объем свободной ОП;
о пасные — приводят к различным серьёзным нарушениям в работе ПК;
о чень опасные — уничтожают данные и служебную информацию на дисках.
По особенностям алгоритма воздействия:
п аразитические — изменяют содержимое файлов и секторов диска. Могут быть легко обнаружены и уничтожены;
р епликаторы (черви) — распространяются по компьютерным сетям, вычисляют адреса компьютеров и записывают по ним свои копии;
н евидимки (стелс-вирусы) — перехватывают обращения ОС к зараженным файлам и подставляют вместо своего тела незараженные участки диска;
м утанты — содержат алгоритмы шифровки, благодаря которым копии вирусов имеют различия, что затрудняет их обнаружение;
т роянские (квазивирусы) — неспособны к самораспространению, но, маскируясь под полезную программу, разрушают файловую систему и загрузочный сектор диска.
Для организации антивирусной проверки и лечения компьютера от вирусов используются Антивирусные программы. Их классифицируют следующим образом:
Детекторы — выявляют характерную для конкретного вируса сигнатуру (последовательность байтов) и выдают соответствующее сообщение об этом. Недостаток – могут находить только те вирусы, которые были известны при разработке таких программ.
Доктора (фаги) – находят зараженные файлы и лечат их (удаляют из файла тело вируса). В начале своей работы фаги проверяют ОП, а затем переходят к лечению файлов. Полифаги – это доктора, предназначенные для поиска и уничтожения большого количества вирусов (Scan , Antivirus , Aidstest , Doctor Web , AVP Касперского).
Ревизоры — запоминают исходное состояние файлов, каталогов и системных областей диска, а затем периодически (или по желанию пользователя) сравнивают его с текущим состоянием в процессе работы ПК. Обнаруженные изменения выводятся на экран монитора. Ревизоры имеют достаточно развитые алгоритмы, могут обнаруживать стелс-вирусы и относятся к самым надежным средствам защиты (Adinf фирмы «Диалог-Наука»).
Фильтры (сторожа) — небольшие резидентные программы, выявляющие подозрительные действия при работе ПК, характерные для вирусов: попытки коррекции файлов *.com, *. exe; изменение атрибутов файлов; запись в загрузочный сектор диска; загрузка резидентной программы и т.д. При этом сторож выдает пользователю запрос о разрешении или запрете указанных действий. Недостатки – не могут лечить файлы и диски, замедляют работу пользователя (часто выдают предупреждения), могут конфликтовать с другими программами.
Вакцины (иммунизаторы) – резидентные программы, предотвращающие заражение файлов и дисков. Вакцина модифицирует объект защиты так, что это не отражается на его работоспособности, а вирус будет считать объект уже зараженным и не внедриться в него. Недостаток –вакцинация возможна только от известных вирусов.
Для защиты компьютеров от вирусов обычно используются следующие меры:
Установка на ПК современных антивирусных программ и постоянное обновление их версий;
Проверка дискет перед считыванием с них информации, записанной на другом ПК;
Проверка архивных файлов до и после их разархивации;
Периодическая проверка жесткого диска с защищенной от записи дискеты (окошко открыто) с предварительной загрузкой ОС с системной дискеты, также защищенной от записи;
Защита своих дискет от записи при работе на других ПК, если на них не будет записываться информация;
Создание на дискетах архивных копий особо ценной информации;
Изъятие из дисковода дискеты перед включением или перезагрузкой ПК для исключения возможности заражения загрузочными вирусами;
Проверка всех файлов, получаемых по компьютерным сетям;
Проверка лазерных дисков.
4.7.1.3.Системы программирования.
Определение. Системы программирования — это системы для разработки новых программ на конкретном языке программирования.
Современные системы программирования обычно предоставляют пользователям мощные и удобные средства разработки программ. В них входят:
Компилятор или интерпретатор;
Интегрированная среда разработки;
Средства создания и редактирования текстов программ;
Обширные библиотеки стандартных программ и функций;
Отладочные программы, т.е. программы, помогающие находить и устранять ошибки в программе;
"Дружественная" к пользователю диалоговая среда;
Многооконный режим работы;
Встроенная справочная служба и др.
Определение. Транслятор (от translator – переводчик) — это программа-переводчик. Она преобразует программу, написанную на одном из языков высокого уровня, в программу, состоящую из машинных команд.
Трансляторы реализуются в виде компиляторов или интерпретаторов. С точки зрения выполнения работы компилятор и интерпретатор существенно различаются.
Определение. Компилятор (от compiler — составитель, собиратель) читает всю программу целиком, делает ее перевод и создает законченный вариант программы на машинном языке, который затем и выполняется.
Определение. Интерпретатор (от interpreter — истолкователь, устный переводчик) переводит и выполняет программу строка за строкой.
Примечание.
После того, как программа откомпилирована, ни сама исходная программа, ни компилятор более не нужны. В то же время программа, обрабатываемая интерпретатором, должна заново переводиться на машинный язык при каждом очередном запуске программы. Откомпилированные программы работают быстрее, но интерпретируемые проще исправлять и изменять.
Каждый конкретный язык ориентирован либо на компиляцию, либо на интерпретацию — в зависимости от того, для каких целей он создавался. Так, в частности, Паскаль обычно используется для решения довольно сложных задач, в которых важна скорость работы программ. По этим причинам язык Паскаль обычно реализуется с помощью компилятора. С другой стороны, Бейсик создавался как язык для начинающих программистов, для которых построчное выполнение программы имеет неоспоримые преимущества. Иногда для одного языка имеется и компилятор, и интерпретатор. В этом случае для разработки и тестирования программы можно воспользоваться интерпретатором, а затем откомпилировать отлаженную программу, чтобы повысить скорость ее выполнения.
Примечание.
К наиболее популярным системам программирования относятся Turbo Basic, Quick Basic, Turbo Pascal, Turbo C.
В последнее время получили распространение системы программирования, ориентированные на создание Windows-приложений. Это:
Пакет Borland Delphi (Дельфи) — блестящий наследник семейства компиляторов Borland Pascal, предоставляющий качественные и очень удобные средства визуальной разработки. Его исключительно быстрый компилятор позволяет эффективно и быстро решать практически любые задачи прикладного программирования.
Пакет Microsoft Visual Basic — удобный и популярный инструмент для создания Windows-программ с использованием визуальных средств. Содержит инструментарий для создания диаграмм и презентаций.
Пакет Borland C++ — одно из самых распространённых средств для разработки DOS- и Windows-приложений.
Системы программирования могут выделяться в отдельную категорию инструментальных программных средств.
4.7.1.4.Программы технического обслуживания.
Определение. Программы технического обслуживания — это совокупность программно-аппаратных средств для диагностики и обнаружения ошибок в процессе работы компьютера или вычислительной системы в целом.
Они включают в себя:
Средства диагностики и тестового контроля правильности работы ЭВМ и ее отдельных частей, в том числе автоматического поиска ошибок и неисправностей.
Специальные программы диагностики и контроля вычислительной среды информационной системы в целом, в том числе программно-аппаратный контроль, осуществляющий автоматическую проверку работоспособности системы обработки данных.
4.7.2.Прикладное ПО.
Прикладное программное обеспечение предназначено для разработки и выполнения конкретных задач (приложений) пользователя. Прикладное ПО работает под управлением базового ПО, в частности, операционных систем. В состав прикладного ПО входят следующие пакеты прикладных программ (ППП):
4.7.2.1.Редакторы.
Определение. Редактором называется ППП, предназначенный для создания и изменения текстов, документов, графических данных и иллюстраций.
Редакторы по своим функциональным возможностям можно подразделить на текстовые, графические и издательские системы.
Текстовые редакторы предназначены для обработки текстовой информации. К наиболее распространенным текстовым редакторам можно отнести MultiEdit , ChiWriter , Word Perfect, Microsoft Word и др.
Графические редакторы предназначены для обработки графических документов. Из наиболее известных графических редакторов можно назвать РС Paintbrush, Visio, Corel DRAW, Adobe Photoshop, Adobe Illust-rator и другие.
Издательские системы соединяют в себе возможности текстовых и графических редакторов. Эти системы ориентированы на использование в издательском деле и называются системами верстки. Из таких систем можно назвать продукты PageMaker фирмы Adobe и Ventura корпорации Publisher Corel.
4.7.2.2.Электронные таблицы.
Определение. Электронной таблицей называется ППП, предназначенный для обработки табличных документов.
Данные в таблице хранятся в ячейках, находящихся на пересечении столбцов и строк. В ячейке могут храниться числа, символические данные и формулы. Формулы задают зависимость значения одних ячеек от содержимого других ячеек. Изменение содержимого ячейки приводит к изменению значений в зависящих от нее ячейках.
К наиболее популярным ППП этого класса относятся такие продукты, как Microsoft Exel , Lotus 1-2-3, Quatro Pro и др.
4.7.2.3.Системы управления базами данных.
Для создания внутримашинного информационного обеспечения используются специальные ППП - системы управления базами данных.
Определение. База данных — это совокупность специальным образом организованных наборов данных, хранящихся на диске.
Управление базой данных включает в себя ввод данных, их коррекцию и манипулирование данными, то есть добавление, удаление, извлечение, обновление и т.д. Развитые СУБД обеспечивают независимость прикладных программ, работающих с ними, от конкретной организации информации в базах данных. В зависимости от способа организации данных различают: сетевые, иерархические, распределенные, реляционные СУБД.
Из имеющихся СУБД наибольшее распространение получили Microsoft Access , Microsoft FoxPro , Paradox (корпорации Borland), а также СУБД компаний Oracle , Informix , Ingles , Sybase , Progress и др. Более подробная характеристика СУБД содержится в разделе 10.
4.7.2.4.Интегрированные пакеты.
Определение. Интегрированными пакетами называются ППП, объединяющие в себя функционально различные программные компоненты ППП общего назначения.
Современные интегрированные ППП могут включать в себя:
Текстовый редактор;
Электронную таблицу;
Графический редактор;
СУБД;
Коммуникационный модуль.
В качестве дополнительных модулей в интегрированный пакет могут включаться такие компоненты, как система экспорта-импорта файлов, калькулятор, календарь, система программирования.
Информационная связь между компонентами обеспечивается путем унификации форматов представления различных данных. Интеграция различных компонентов в единую систему предоставляет пользователю неоспоримые преимущества в интерфейсе, но неизбежно проигрывает в части повышенных требований к оперативной памяти.
Из имеющихся пакетов можно выделить следующие: Framework , Starnave , Microsoft Office.
4.7.2.5.CASE-технологии.
CASE -технологии применяются при создании сложных информационных систем, обычно требующих коллективной реализации проекта, в котором участвуют различные специалисты: системные аналитики, проектировщики и программисты. Под CASE -технологией понимается совокупность средств автоматизации разработки информационной системы, включающей в себя методологию анализа предметной области, проектирования, программирования и эксплуатации ИС.
CASE -технология позволяет отделить проектирование информационной системы от собственно программирования и отладки — разработчик системы занимается проектированием на более высоком уровне, не отвлекаясь на детали. Это позволяет не допустить ошибок уже на стадии проектирования и получить более совершенные программные продукты. Эта технология изменяет все стадии разработки ИС, более всего отражаясь на этапах анализа и проектирования.
В настоящее время CASE -технологии — одна из наиболее динамично развивающихся отраслей информатики, объединяющая сотни компаний. Из имеющихся на рынке CASE-технологий можно выделить: Application Development Workbench ( ADW ) фирмы Knowlledge Ware, BPwin ( Logic Works ), CDEZ Tods ( Oracle ) и т.п.
Современные CASE-технологии успешно применяются для создания ИС различного назначения и сложности для банков, финансовых корпораций, крупных фирм. Они обычно имеют достаточно высокую стоимость и требуют длительного обучения и кардинальной реорганизации всего процесса создания ИС. Тем не менее экономический эффект применения CASE-технологий весьма значителен, и большинство современных серьезных программных проектов осуществляется именно с их помощью.
4.7.2.6.Экспертные системы (ЭС)
Постоянно возрастающие требования к средствам обработки информации в экономике и социальной сфере стимулировали компьютеризацию процессов решения эвристических (неформализованных) задач типа «что будет, если», основанных на логике и опыте специалистов. Основная идея при этом заключается в переходе от строго формализованных алгоритмов, предписывающих, как решать задачу, к логическому программированию с указанием, что нужно решать на базе знаний, накопленных специалистами предметных областей.
Примечание.
Основу экспертных систем составляет база знаний, в которую закладывается информация о данной предметной области. Имеются две основные формы представления знаний в ЭС: факты и правила. Факты фиксируют количественные и качественные показатели явлений и процессов. Правила описывают соотношения между фактами, обычно в виде логических условий, связывающих причины и следствия.
Определение. Экспертные системы — это системы обработки знаний в узкоспециализированной области подготовки решений пользователей на уровне профессиональных экспертов.
В качестве средств реализации экспертных систем используют так называемые оболочки экспертных систем. Примерами подобных оболочек являются: Шэдл (Диалог), Expert - Ease и др.
4.8.Файловая система и файловая структура.
Все программы и данные хранятся на устройствах внешней памяти компьютера в виде файлов.
Определение. Файл (file – папка) — это именованная область памяти (последовательность байтов произвольной длины) на диске или другом носителе, хранимая и обрабатываемая как единое целое. Данными, хранящимися в файлах, могут быть тексты, программы, закодированная графическая или звуковая информация и т. д.
Файл имеет имя и атрибуты и характеризуется размером в байтах, датой и временем его создания или последнего изменения.
Примечание.
Имя файла может быть полным и неполным. Полное (составное) имя файла в MS - DOS состоит из двух частей: имени файла и расширения, отделяемых точкой. Расширение, называемое также типом файла, может отсутствовать, в этом случае имя файла является неполным.
Символы, используемые в имени файла и его расширении, берутся из следующего набора:
Прописные (большие) и строчные (маленькие) буквы латинского алфавита;;
Цифры;
Символы: - _ $ # & @ ! % ( ) { } ‘ ~ ^
В имени файла может быть от одного до восьми символов а в расширении — от нуля до трех (для операционных систем типа MS DOS). В ОС Windows эти ограничения менее строгие – имя файла может содержать до 255 символов.
Некоторые из расширений (типов) файлов являются стандартными:
COM - готовый к выполнению файл (1-я разновидность);
EXE - готовый к выполнению файл (2-я разновидность) или исполняемый файл, главный файл любой пользовательской программы;
BAT - командный пакетный файл;
TXT - текстовый файл произвольного типа;
MDB - файл СУБД Access;
XLS – файл электронной таблицы Excel;
DOC - текстовый файл, содержащий документацию по какому-либо программному продукту или файл редактора Microsoft Word;
BMP - графический файл в точечном формате;
ARJ, RAR, ZIP - архивированные файлы и т.д.
Определение. Атрибутом файла называется параметр, определяющий правила просмотра и редактирования его содержимого.
Файл может иметь следующие атрибуты:
R ( Read - only ) — «только для чтения». При попытке обновить или уничтожить такой файл системными средствами ОС будет выдано сообщение об ошибочных действиях. Атрибут файла устанавливается для защиты файла от случайного изменения или уничтожения.
H ( Hidden ) — «скрытый файл». При просмотре каталога стандартными средствами ОС сведения о скрытом файле не выдаются.
S ( System ) — «системный файл». Эти файлы использует операционная система.
A ( Archive ) — «архивный файл». Этот атрибут устанавливается при создании каждого нового файла и сбрасывается программными средствами архивации и резервирования.
Определение. Каталогом называется специальный файл, в котором содержаться сведения о других файлах и каталогах, а именно:
Полное имя;
Время и дата создания или последнего изменения;
Размер в байтах;
Атрибуты;
Некоторые другие сведения о файловой структуре диска.
Примечание.
Выражение «файл входит в каталог» или «файл содержится в каталоге» означает, что сведения об этом файле содержатся в данном каталоге (или директории, directory - справочник, указатель).
На магнитном диске всегда существует главный, или корневой каталог, который создается в процессе форматирования диска. Количество файлов, зарегистрированных в корневом каталоге, зависит от типа и емкости диска. Большое количество файлов в корневом каталоге неудобно для пользователя. Кроме того, может возникнуть ситуация, когда емкости главного каталога окажется недостаточно для всех файлов, подлежащих хранению на диске. Поэтому любая ОС предоставляет возможность создавать на диске иерархическую систему каталогов. В этой системе элементами каталога могут быть не только обычные файлы, но и другие подчиненные каталоги (подкаталоги), которые, в свою очередь, могут включать наряду с файлами подкаталоги более низкого уровня. Количество элементов в подкаталоге ограничено (практически) только емкостью диска. Обычно подкаталоги для краткости называют просто каталогами.
Примечание.
Корневой каталог именуется (обозначается) символом \ (обратный слэш). Корневой каталог на каждом диске единственный и не может быть удален программными средствами.
Правила именования некорневых каталогов совпадают с правилами именования файлов, однако расширения при этом, как правило, не используются.
Все современные операционные системы обеспечивают создание файловой системы, предназначенной для хранения данных на внешних носителях и обеспечения доступа к ним.
Для носителей с небольшим количеством файлов (до нескольких десятков) может использоваться одноуровневая файловая система, когда корневой каталог представляет собой линейную последовательность имен файлов. Такой каталог можно сравнить с оглавлением детской книжки, которое содержит только названия отдельных рассказов.
Если на носителе хранятся сотни файлов, то для удобства работы с ними используется многоуровневая иерархическая файловая система, имеющая древовидную структуру. Такую систему можно сравнить, например, с оглавлением книги, содержащим разделы, главы, параграфы и пункты.
Примерами файловых систем, используемых в ПК, могут служить системы FAT-16, FAT-32, NTFS (New Technology File System) и др.
Каждый диск имеет свою файловую структуру, которая формируется по следующим правилам:
В разных каталогах у файлов могут быть одинаковые имена, но в одном каталоге имена файлов должны различаться;
На порядок следования файлов и каталогов в каталоге никаких ограничений не накладывается;
Глубина вложенности каталогов ограничивается количеством символов в длине пути каталогов.
Каталоги ОС образуют иерархическую структуру, называемую деревом каталогов, в котором главный каталог образует «корень» дерева (отсюда второе название главного каталога — «корневой»), а остальные каталоги подобны ветвям.
Примечание.
Если какие-либо файлы и (или) подкаталоги объединены в каталог, то говорят, что они входят (вложены) в этот каталог. Однако, это объединение не означает, что они каким-либо образом сгруппированы в одном месте на диске.
При обращении к файлу необходимо указать путь доступа к нему согласно спецификации, имеющей следующий формат:
[устройство] [путь каталогов] имя файла [. тип]
Квадратные скобки означают, что соответствующую часть формата можно опустить. Часть формата устройство означает носитель, на котором находится файл или куда он записывается. Если носитель не указан, то по умолчанию используется текущее устройство. Путь каталогов задает маршрут от корневого или текущего каталога к файлу.
Определение. Текущее устройство — это устройство (носитель), с которым в настоящий момент работает пользователь. Его имя является значением по умолчанию для имени устройства в спецификации файла.
Примечание.
Имена каталогов в пути разделяются символом «\». Если путь начинается символом «\», то поиск файла начинается с корневого каталога. Если путь опущен, то подразумевается текущий каталог.
Определение. Текущим называется каталог, который открыт в настоящий момент на текущем устройстве. Иногда используют понятие рабочего каталога, подразумевая под этим текущий каталог текущего устройства. Его имя является значением по умолчанию для имени каталога в спецификации файла.
Жесткий магнитный диск программно может быть разделен на несколько частей, с которыми можно работать как с отдельными дисками. Эти части называются логическими дисками или разделами, каждому из которых, как и отдельному устройству, присваивается имя в виде латинской буквы с символом «:». При этом, как правило, дисковод FDD именуется А:, а разделы HDD – начиная с С: . Другие устройства внешней памяти в составе ПК (CD-ROM, стример и т.д.) получают имена, следующие в алфавитном порядке за именем последнего раздела винчестера. Логический диск (или устройство), с которого производится загрузка операционной системы, называется системным.
4.9.Правовая охрана программ и данных.
Дата: 2018-12-28, просмотров: 401.
