1) Для обеспечения работы любых прикладных комплексов необходима операционная система (ОС). От нее в значительной мере зависит устойчивость работы, специфика применяемых программных средств, особенности построения прикладных систем. При включении компьютера операционная система загружается в память раньше остальных программ и затем служит платформой и средой для их работы.
Во-первых, задачей операционной системы является управление ресурсами: процессорным временем, оперативной памятью, доступом к устройствам внешней памяти.
Во-вторых, ОС реализует взаимодействие программ (между собой и аппаратурой).
В-третьих, современные операционные системы обеспечивают взаимодействие компьютера с пользователем (человеко-машинный интерфейс) и с другими компьютерами — в сетях.
Основной компонент операционной системы — ядро. Ядро — это комплекс программ, постоянно присутствующих в оперативной памяти и выполняющих задачи управления процессами и памятью. Помимо этого, операционная система содержит библиотеки функций, выполняющих конкретные задачи, К этим библиотекам обращаются прикладные программы для выполнения типовых задач. Пример такой задачи — управление данными на внешних носителях (поддержка файловой системы).
Как правило, операционная система поставляется с набором прикладных программ, которые обеспечивают выполнение некоторых полезных функций: архивирование, поиск нужных файлов и др. Такие вспомогательные программы называются утилитами.
Существует большое количество классификаций операционных систем. Наиболее популярны следующие основные классификации.
1. По способу управления выполняемыми процессами:
а) однозадачные. В один момент времени выполняется одна задача, только по окончанию исполнения управление передается следующей задаче (или процессору команд ОС);
б) многозадачные. В оперативной памяти присутствует несколько программ, которые с точки зрения пользователя выполняются одновременно. На практике ОС постоянно переключается от одной программы к другой.
2. По разделению среды пользователей:
а) однопользовательские — ОС, не предусматривающие разделение ресурсов между пользователями (т. е. не различающими пользователей);
б) многопользовательские — ОС, имеющие в своем составе средства разграничения ресурсов между пользователями.
В настоящий момент активно используются две линии операционных систем:
1) операционные системы линии UNIX;
2) операционные системы линии Windows.
Все эти ОС являются многозадачными, многопользовательскими, обеспечивают взаимодействие с широким спектром аппаратуры, предусматривают расширение возможностей за счет разработки самых разных программ. В составе этих ОС в том или ином виде поставляются средства организации графического интерфейса пользователя. Все они имеют свои достоинства и недостатки, выбор конкретной ОС обусловливается конкретной задачей и предпочтениями пользователя.
2) Логическая переменная может принимать два значения: «истина» и «ложь», логическая константа представляет собой одно из этих двух значений. Иначе их можно записывать как TRUE и FALSE, или Т и F, или 1 и 0, или И и Л и т. д.
Над логическими величинами определяются логические операции, в результате которых получаются логические выражения.
Логическое умножение (конъюнкция) — это логическая операция, ставящая в соответствие каждым двум логическим величинам логическое выражение, являющееся истинным тогда и только тогда, когда обе исходные величины истинны. Обозначается: А и В> А & В, А л В, АВ, А • В, AANDВ, где А, В — логические величины.
Таблица простейших логических функций:
| Отрицание | Конъюнкция | Дизъюнкция | Следование | Эквивалентность | |||||||||
| А | А | А | В | А&В | А | В | AvB | А | B | А-+В | А | В | А~В |
| 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 |
| 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | ||
| 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | ||
Билет № 9
1) Информация, представляемая для обработки на компьютере, называется данными. Для организации хранения на устройствах внешней памяти данные записывают в файлы.
Файл — именованная область внешней памяти.
Способ сохранения как служебной, так и пользовательской информации о файлах на носителях называют файловой системой. Используется и другое эквивалентное объяснение файловой системы как физической организации дискового пространства, соответствующей файловой структуре или ее части. Файловая система определяет, в частности, правила именования файлов. Программные средства, необходимые для выполнения операций с файлами и носителями, входят в состав операционных систем. Такие программные средства не обращаются к содержимому файлов и не изменяют его, а работают с файлами просто как с целым, непрерывным массивом данных.
Имя файлу присваивает пользователь, или программа, создающая файл, предлагает имя в автоматическом режиме. По историческим причинам, для пользователя имя файла в операционных системах корпорации Microsoft состоит из двух частей, разделенных точкой: собственно имени и расширения. Тип файла определяется по его расширению, которое задает программа, сохраняющая файл, исходя из вида сохраняемой информации.
С точки зрения прикладных программ, файл представляет собой некоторую последовательность байтов. Такой подход позволяет интерпретировать некоторые устройства как файлы.
В некоторых операционных системах предусмотрена такая организация работы и со служебной информацией носителей. Для носителей предусмотрены специальные, зарезервированные системой, имена файлов.
Для удобства хранения и работы файловые структуры организуются с помощью системы вложенных каталогов (папок).
Каталог — специальный системный файл, в котором хранится служебная информация о других файлах.
На каждом носителе может быть множество каталогов. В каждом каталоге может быть зарегистрировано много файлов, но каждый файл регистрируется только в одном каталоге (для ОС DOS и Windows).
На каждом носителе присутствует один главный, или корневой, каталог. В нем регистрируются файлы и подкаталоги (каталоги 1-го уровня). В каталогах 1-го уровня регистрируются файлы и каталоги 2-го уровня и т. д. Получается иерархическая (древовидная) структура каталогов.
Каталог, с которым работает пользователь в настоящий момент, называется текущим.
Когда используется файл не из текущего каталога, программе, осуществляющей доступ к файлу, необходимо указать, где именно этот файл находится. Это делается с помощью указания пути к файлу.
Путь к файлу — это последовательность из имен каталогов, в операционных системах Windows разделенных символом «\» (в ОС линии UNIX используется символ «/>>). Этот путь задает маршрут к тому каталогу, в котором находится нужный файл. Полным именем файла называют имя файла, дополненное путем к нему. Например, запись D:\KLASS10\DOCS\START2\text.doc означает, что файл text.doc находится в подкаталоге START2, который находится в каталоге DOCS, а он, в свою очередь, находится в каталоге KLASS10 корневого каталога тома с названием D:. Если перед первым символом «обратный слэш» стоит точка, то отсчет ведется от текущего каталога. Символ «..» означает каталог, в который входит текущий каталог (каталог уровнем выше).
Над файлами можно производить следующие основные операции: копирование, перемещение, удаление, переименование и пр. Эти операции могут быть выполнены независимо от содержимого файлов средствами, входящими в поставку любой ОС.
При работе с информационными носителями необходимо уметь архивировать информацию. Архивирование файлов представляет собой уменьшение объема, занимаемого файлом на носителе, без значимой для человека потери исходных данных. Архивируют файлы специализированные приложения — архиваторы или файловые менеджеры. В настоящее время разработано много алгоритмов архивирования информации (без потери информации, с потерей информации). Пример: уменьшение объема файла путем замены последовательности одинаковых байтов (символов) двумя байтами — самим символом и числом его повторений.
2) Базовые логические элементы реализуют рассмотренные выше три основные логические операции:
• логический элемент «И» — логическое умножение;
• логический элемент «ИЛИ» — логическое сложение;
• логический элемент «НЕ» — инверсию.
Поскольку любая логическая операция может быть представлена в виде комбинации трех основных, любые устройства компьютера, производящие обработку или хранение информации, могут быть собраны из базовых логических элементов, как из «кирпичиков».
Логические элементы компьютера оперируют с сигналами, представляющими собой электрические импульсы. Есть импульс — логический смысл сигнала — 1, нет импульса — 0. На входы логического элемента поступают сигналы-значения аргументов, на выходе появляется сигнал-значение. Преобразование сигнала логическим элементом задается таблицей состояния, которая фактически является таблицей истинности, соответствующей логической функции.
Логический элемент «НЕ». На вход А логического элемента (рис. 3.3) подается сигнал 0 или 1. На выходе получается сигнал 0 или 1 в соответствии с таблицей истинности инверсии.
Билет № 10
1) Любая информация (данные) в компьютере представлена дискретно — последовательностью отделенных друг от друга элементов. Значит, информацию для компьютера необходимо закодировать. Кодирование — это преобразование информации из одной знаковой формы в другую, удобную для ее обработки, хранения или передачи. Используемый для кодирования конечный набор знаков называют алфавитом. Кодирование осуществляется по принятым правилам. Правило кодирования называется кодом. Длина кода — количество знаков алфавита, используемых для кодирования.