Контрольные вопросы
1. Изобразите структурную схему персонального компьютера.
2. Каким является типовое устройство микропроцессора (модель)?
3. Какие типы микропроцессоров применяются на персональном компьютере?
4. Что такое регистр? Приведите примеры регистров микропроцессора.
5. Устройство управления микропроцессора, что это такое?
6. Какие типы памяти Вы знаете?
7. Что представляет собой кэш-память?
8. Что представляет собой CMOS память?
9. Что такое контроллер, какие типы контроллеров бывают?
10. Какие внешние устройства компьютера Вы знаете?
11. Что такое системная магистраль и какие основные магистрали данных используются в персональном компьютере?
12. Системный блок компьютера, что он включает?
13. Дайте сравнительную характеристику внешних устройств персонального компьютера.
Программное обеспечение ЭВМ
Современные информационно-вычислительные системы, применяемые для решения научно-технических, учетно-плановых и управленческих задач включают две взаимосвязанные, но качественно различные компоненты: комплекс средств вычислительной техники и программное (математическое) обеспечение.
Программное обеспечение (ПО) можно разделить на две части: системное программное обеспечение (СПО) и прикладное программное обеспечение (ППО).
Системное программное обеспечение (СПО) – это комплекс управляющих и обрабатывающих программ, описаний и инструкций, которые обеспечивают техническое функционирование вычислительной системы, а также разработку, отладку и выполнение программ пользователей. Набор программ системного программного обеспечения мало зависит от характера решаемых задач пользователей.
Прикладное программное обеспечение (ППО) представляет собой совокупность программ решения конкретных задач, которые систематически используются в интересах данного предприятия, учреждения или органа управления для обеспечения его производственной, научной или административной деятельности.
Специализированные комплексы программ решения конкретных задач называют пакетами прикладных программ. При создании прикладных программ применяют методы специальных научных, инженерных и экономических дисциплин, а также общие методы вычислительной математики, теории оптимизации, теории информационного поиска и программирования для вычислительных машин.
Разработкой системного программного обеспечения занимается особая дисциплина – системное программирование. Предмет системного программирования – теория и методы разработки и эксплуатации программ системного ПО.
По функциональному назначению и применяемым методам внутри системного программного обеспечения можно выделить две системы программ: операционную систему и систему программирования.
Операционная система есть комплекс управляющих программ, которые обеспечивают техническое функционирование вычислительной системы, включая диагностику неисправностей, планирование использования ресурсов системы и решение задач по управлению заданиями пользователя. Кроме того, на операционную систему часто возлагают управление вводом-выводом и обменом данными между различными компонентами системы (например, между оперативной и внешней памятью), а также ведение архива, т.е. размещение данных во внешней памяти и обеспечение доступа к ним.
Операционную систему можно рассматривать как программное продолжение и расширение аппаратурной части вычислительной системы.
Основной задачей операционной системы является управление выполнением программ пользователей с целью максимального повышения производительности машины.
От выбора операционной системы зависит производительность работы пользователя, степень защиты его данных, необходимое аппаратное и программное обеспечение.
На персональных компьютерах типа IBM PC чаще всего применяются следующие операционные системы:
1. Операционная система MS DOS фирмы Microsoft или совместимые с ней операционные системы – PC DOS фирмы IBM или Novell DOS фирмы Novell;
2. Операционная система Windows 98, Windows NT Workstations или самая новая операционная система Windows 2000 фирмы Microsoft;
3. Операционная система OS/2 Warp одной из версий фирмы IBM;
4. Операционная система Unix или одна из ее модификаций Linux, FreeBSD и т.д.
Помимо операционной системы к системному программному обеспечению относят также драйверы, программы-оболочки, вспомогательные программы или утилиты.
Драйверы являются важнейшим классом системных программ, поскольку они расширяют возможности операционной системы, позволяя ей работать с новыми внешними устройствами. Обычно операционная система содержит некоторый набор драйверов, но чаще всего драйверы поставляются разработчиками новых устройств и контроллеров.
Программы-оболочки обычно представляют собой более удобные средства для общения с ЭВМ, чем стандартные средства ОС. Так для MSDOS это – NortonCommander, для Windows – NortonNavigator и т.д. Причем, чаще всего программы-оболочки не стараются заменить операционную систему, а наоборот пополняют ее новыми, более удобными функциями.
Утилиты или программы обслуживания объединяют большое количество системных программ вспомогательного назначения:
1. Антивирусные программы – основные функции которых - предотвращение заражения компьютера вирусами и ликвидация последствий таких заражений. Различают антивирусные программы детекторы, вакцины, полифаги - в зависимости от их способов борьбы с компьютерными вирусами. В нашей стране наибольшее распространение получили программы AidsTest и Dr.Web.
2. Программы архиваторы или упаковщики позволяют создавать резервные копии файлов, путем уменьшения их размеров за счет выполнения сжатия, уплотнения информации. Наиболее распространены Arj, Zip, Rar для операционных систем MSDOS и Windows.
3. Программы для диагностики технического состояния компьютера, которые позволяют проверять исправность всех устройств компьютера;
4. Программы для оптимизации дисков позволяют обеспечить более быстрый доступ к информации на диске за счет оптимизации размещения данных на диске;
5. Программы ограничения доступа позволяют защитить хранящиеся на компьютере данные от несанкционированного доступа.
Система программирования есть комплекс средств, обеспечивающих автоматизацию программирования и отладки программ. К системе программирования относят библиотеку стандартных подпрограмм, языки программирования и трансляторы, а также отладочные программы. Эти средства предназначены для обеспечения и повышения труда программистов.
Программные компоненты системы программирования выполняются под управлением операционной системы наравне с прикладными программами пользователей. Эти системы обычно включают компилятор, осуществляющий преобразование программ на языке программирования в программу в машинных кодах, или интерпретатор, осуществляющий непосредственное выполнение программы на языке программирования высокого уровня, редактор текстов программ, библиотеки подпрограмм, отладчики и вспомогательные программы.
Для персонального компьютера имеются системы программирования для всех популярных языков программирования, таких как Си, С++, Паскаль, Фортран, Бейсик и т.д. В настоящее время стали распространяться системы программирования с языка Java, позволяющие создавать программы-сценарии для Web-страниц в Интернет.
Особым классом систем программирования являются системы разработки приложений типа клиент-сервер. Они позволяют быстро создавать информационные системы для подразделений и предприятий, с использованием средств визуального программирования. Как правило, эти системы позволяют работать с самыми разными базами данных. Наиболее популярными являются системы Delphi, VisualBasic, C-Builder, Sybase, PowerBuilder, SQLWindows.
Прикладное программное обеспечение насчитывает в своем составе сотни тысяч программ для различных применений. Из всего многообразия прикладных программ можно вычленить следующие группы программ, получивших наибольшее распространение:
1. Редакторы документов, позволяющие подготавливать различные документы высокого качества. Они полностью заменили пишущую машинку, да еще позволили дополнительно выполнять целый ряд функций по подготовке высококачественных документов: управление шрифтами, абзацами, перенос слов, проверка орфографии, вставка рисунков, диаграмм и т.д. Наиболее популярны для ОС MSDOS ЛЕКСИКОН, MicrosoftWord, WordPerfect, а для Windows – MicrosoftWord, CorelWordPerfect, WordPro фирмы Lotus, JustWrite фирмы Symantec.
2. Табличные процессоры, представляющие документ в виде таблицы из прямоугольных клеток, в которых могут храниться числа, формулы, пояснительные тексты. Все распространенные табличные процессоры позволяют производить перевычисление значений, строить различные графики, включать в таблицы рисунки, использовать макрокоманды, работать с базами данных. Наибольшей популярностью пользуются Microsoft Excel, Lotus 1-2-3, Quattro Pro.
3. Издательские системы предназначены для подготовки рекламных буклетов, оформления газет, журналов, книг. Их основная функция – верстка, т.е. размещение текста, рисунков и пр. на страницах документа. Наибольшую популярность получили издательские системы – PageMaker фирмы Adobe и QuarkXpress фирмы Quark.
4. Программы подготовки презентаций могут оформлять слайды для презентаций, помещая туда красивые диаграммы, рисунки, надписи, включать звуковое сопровождение и показывать презентации на компьютере. Наиболее известны программ – PowerPoint фирмы Microsoft, HarvardGraphics фирмы SoftwarePublishing.
5. Графические редакторы, позволяющие работать с графическими объектами – рисунками, фотографиями. Наиболее известны - Adobe PhotoShop, Corel Draw.
6. Анимационные программы позволяют создавать трехмерные движущиеся модели объектов, создавать анимационные фильмы. Примером может служить программа 3D Studio фирмы Autodesk.