Принципы работы ПК

 
   

• Контроллеры и шины

   Чтобы  компьютер мог работать, необходимо, чтобы в его оперативной памяти находились программа и данные. А попадают они туда из различных устройств компьютера – клавиатуры, дисководов для магнитных дисков и т.д. Для работы компьютера необходим обмен информацией между оперативной памятью и внешними устройствами. Такой обмен называется вводом-выводом. Но этот обмен не происходит непосредственно: между любым внешним устройством и оперативной памятью в компьютере имеются два промежуточных звена:

• Для каждого внешнего устройства в компьютере имеется электронная схема, которая им управляет. Эта схема называется контроллером, или адептом;
• Все контроллеры и адаптеры взаимодействуют с микропроцессором и оперативной памятью через системную магистраль передачи данных, которую обычно называют шиной.

 
   

• Кэш-память или сверхоперативная память.

   Скорость  обработки информации центральным процессором уже так высока, что современные устройства ОЗУ не справляются с функцией посредника между ЦП и внешней памятью. Поэтому было добавлено еще одно устройство – кэш-память – служащее посредником между ОЗУ и ЦП. Современные микропроцессоры имеют встроенную кэш-память.

• Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) – предназначено для хранения оперативной информации, обеспечивающей запуск компьютера.

   Блок  ПЗУ состоит из двух частей:

• BIOS (Basic Input/Output System) – базовая система ввода и вывода. В ней хранится постоянная информация, заложенная на заводе-изготовителе, обеспечивающая запуск ПК.
• СМOS – переменная часть ПЗУ, где хранится информация о конфигурации ПК (перечень устройств, входящих в комплект ПК и их характеристики).

   После выключения питания компьютера, информация в ПЗУ сохраняется, за счет энергии от специальных автономных батарей. Таким образом, ПЗУ является энергонезависимой памятью.

     Совершенствование архитектуры ПК идет стремительно, и не исключено что в течение нескольких лет речевое общение с компьютером станет основным способом взаимодействия человека с ЭВМ. Завершая разговор об архитектуре ПК, нельзя не упомянуть о влиянии развития технологии электронных приборов на архитектуру, а, следовательно, и возможности ПК. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

Классификация программного обеспечения

     Стремительное развитие вычислительной техники и  входящих  нее дисциплин с одной  стороны, и расширение сферы приложений компьютеров – с другой, привели  к  интенсивному развитию программного обеспечения ( ПО). Если раньше можно было по пальцам перечислять основные категории ПО, такие как операционные системы, трансляторы, системы управления базами данных, пакты прикладных программ, то сейчас ситуация коренным образом изменилась. Развитие ПО пошло как вглубь ( появились новые концепции операционных систем, языков программирования и т.д.), так и вширь ( прикладные программы перестали быть прикладными и приобрели самостоятельную ценность).

     Программное обеспечение - неотъемлемая часть ЭВМ. Оно является логическим продолжением технических средств ЭВМ, расширяющие их возможности и сферу использования.  
 
 

 

   

 
Существует три категории:

1) Прикладные программы, непосредственно обеспечивающие выполнение необходимых пользователям работ:

• Редакторы текстов и издательские системы
• Табличные процессоры
• Системы управления базами данных СУБД
• Графические редакторы
• Звуковые и видео редакторы
• Системы деловой и научной графики
• Системы автоматизированного проектирования
• Интегрированные офисные пакеты – Microsoft Office
• И многие др.

 

2) Системные программы – обесп6ечивают настройку, обслуживание и нормальную работу компьютера, компьютерных сетей  и прочих устройств:

• управление ресурсами ЭВМ.
• создание копий используемой информации.
• проверку работоспособности устройств компьютера.
• выдачу справочной информации о компьютере и др..

 

3) Инструментальные программные системы, облегчающие процесс создания новых программ для компьютера.

   Более или менее определенно сложились следующие группы программного обеспечения:

• операционные системы;
• системы программирования;
• инструментальные системы;
• интегрированные пакеты;
• динамические электронные таблицы;
• системы машинной графики;
• системы управления базами данных (СУБД);
• прикладное программное обеспечение.

Назначение и организация системного ПО

 
 
 
 

     Назначение  операционной системы — обеспечение  взаимодействия оборудования, его драйверов, прикладных программ и человека. Она  управляет компьютером, запускает  программы, выполняет файловые операции и различные сервисные функции по запросам человека и прикладных программ. Любая программа для своих нужд (файловые операции, распределения ресурсов в памяти, взаимодействие с оборудованием и другими программами) пользуется сервисом операционной системы и не может быть запущена иначе как под управлением операционной системы, обеспечивающей этот сервис. Отсюда следует вывод о важности выбора операционной системы, поскольку система должна соответствовать тем программам, которые должны работать на компьютере.

     ОС  загружается при включении компьютера и постоянно (резидентно) находится в оперативной памяти компьютера. Каждая программа пользуется услугами ОС, поэтому может работать только под управлением той ОС, которая обеспечивает для нее эти услуги. 

     Основные  функции операционных систем (ОС) заключаются в управлении ресурсами (физическими и логическими) и процессами вычислительных систем. Физическими ресурсами являются: оперативная память, процессор, монитор, печатающее устройство, магнитные и оптические диски. К логическим ресурсам можно отнести программы, файлы, события и т.д. под процессом понимается некоторая последовательность действий, предписанная соответствующей программой и используемыми ею данными.

     Сетевое ПО предназначено для управления общими ресурсами в распределенных вычислительных системах: сетевыми накопителями на магнитных дисках, принтерами, сканерами, передаваемыми сообщениями и т.д. к сетевому ПО относят ОС, поддерживающие работу ПК в сетевых конфигурациях (сетевые ОС), а также отдельные сетевые программы (пакеты), используемые совместно с обычными, не сетевыми ОС.

     Оболочки  операционных систем предоставляют  пользователю качественно новый  интерфейс по сравнению с реализуемым  операционной системой. Такие системы  существенно упрощают выполнение часто  запрашиваемых функций, например, операций с файлами. В целом, программы-оболочки заметно повышают уровень пользовательского интерфейса, наиболее полно удовлетворяя потребностям пользователя. 

ОС может  быть

• однозадачной (DOS) – одновременно выполняется не более одной задачи и
• многозадачной (Windows) – способной выполнять несколько процессов одновременно.

ОС может  быть

• однопользовательской (обслуживает только одного пользователя W98)
• многопользовательской (группу пользователей WNT)

   Драйверы  расширяют возможности ОС, позволяя ей работать с тем или иным внешним устройством.

     Драйверы – это специальная программа, управляющая работой конкретного устройства ПК

     Утилиты – это вспомогательные программы, предназначенные для выполнения различных вспомогательных операций – проверки исправности оборудования, архивации файлов, борьбы с вирусами, форматирования дисков и т.д.

     Программы-оболочки – предоставляют пользователю более удобный и наглядный интерфейс общения с компьютером, чем средства ОС (FAR, Norton Commander)

     Сетевые системы – программы обеспечивающие работу компьютерных сетей.

  Интегрированные  пакеты программ

 

   Интегрированные пакеты представляют собой набор нескольких программных продуктов, объединенных в единый удобный инструмент. Наиболее развитые из них включают в себя текстовый редактор, органайзер, электронную таблицу, СУБД, средства поддержки электронной почты, программу создания презентационной графики. Результаты, полученные отдельными подпрограммами, могут быть объединены в окончательный документ, содержащий табличный, графический и текстовый материал. Интегрированные пакеты, как правило, содержат некоторое ядро, обеспечивающее возможность тесного взаимодействия между составляющими.  
 

   Пример: интегрированный пакет для написания книг, содержащих иллюстрации. Он содержит:

• текстовый редактор;
• орфографический корректор на 80000 слов (программу обнаружения орфографических ошибок);
• программу слияния текстов;
• программу формирования оглавлений и составления указателей;
• автоматический поиск и замену слов и фраз;
• средства телекоммуникации;
• электронную таблицу;
• систему управления базами данных;
• модули графического оформления;
• графический редактор;
• возможность печати сотнями разных шрифтов и т.д.

 
 
 

Сетевые операционные системы

     Операционная  система компьютерной сети во многом аналогична ОС автономного компьютера — она также представляет собой комплекс взаимосвязанных программ, который обеспечивает удобство работы пользователям и программистам путем предоставления им некоторой виртуальной вычислительной системы, и реализует эффективный способ разделения ресурсов между множеством выполняемых в сети процессов.

     Компьютерная  сеть — это набор компьютеров, связанных коммуникационной системой и снабженных соответствующим программным  обеспечением, позволяющим пользователям  сети получать доступ к ресурсам этого набора компьютеров. Сеть могут образовывать компьютеры разных типов, которыми могут быть небольшие микропроцессоры, рабочие станции, мини-компьютеры, персональные компьютеры или суперкомпьютеры. Компьютерная сеть позволяет пользователю работать со своим компьютером как с автономным и добавляет к этому возможность доступа к информационным и аппаратным ресурсам других компьютеров сети.

     При организации сетевой работы операционная система играет роль интерфейса, экранирующего  от пользователя все детали низкоуровневых программно-аппаратных средств сети. Например, вместо числовых адресов компьютеров сети, таких как МАС-адрес и IP-адрес, операционная система компьютерной сети позволяет оперировать удобными для запоминания символьными именами. В результате в представлении пользователя сеть с ее множеством сложных и запутанных реальных деталей превращается в достаточно понятный набор разделяемых ресурсов.