билеты по инфе (1005104), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Системная магистраль
Системная магистраль (шина) - это совокупность проводов и разъемов, обеспечивающих объединение всех устройств ПК в единую систему и их взаимодействие.
Для подключения накопителей (жестких дисков и компакт-дисков) используются интерфейсы.
Подключение периферийных устройств (принтеры, мышь, сканеры и т.д.) осуществляется через специальные интерфейсы, которые называются портами. Порты устанавливаются на задней стенке системного блока.
Слоты (разъемы) расширения конфигурации ПК предназначены для подключения дополнительных устройств к основной шине данных компьютера.
К основным платам расширения относятся:
-
Видеоадаптеры (видеокарты).
-
Звуковые платы.
-
Внутренние модемы.
-
Сетевые адаптеры (для подключения к локальной сети).
-
SCSI - адаптеры
Внешняя память. Классификация накопителей
Накопители - это устройства для записи и считывания информации с различных носителей информации. Различают накопители со сменным и встроенным носителем.
По типу носителя информации накопители разделяются на накопители на магнитных лентах и дисковые накопители.
По способу записи и чтения информации на носитель дисковые накопители разделяются на магнитные, оптические и магнитооптические.
Дополнительные устройства
Периферийные устройства - это устройства, которые подключаются к контроллерам ПК и расширяют его функциональные возможности.
По назначению дополнительные устройства разделяются на:
-
устройства ввода (трэкболлы, джойстики, световые перья, сканеры, цифровые камеры, диджитайзеры)
-
устройства вывода (плоттеры или графопостроители);
-
устройства хранения (стримеры, zip - накопители, магнитооптические накопители)
-
устройства обмена (модемы)
17Програмное обеспечение эвм. Типы и состав
4.1. Программное обеспечение ЭВМ
Совокупность программ, процедур и правил, а также документации, связанных с
функционированием системы обработки данных, составляют программное обеспечение
(ПО; software). Программное и аппаратное обеспечение в ЭВМ работают в неразрывной
связи и взаимодействии.
ПО предназначено для решения конкретных задач. Приложение (application) – это
программная реализация решения задачи на ЭВМ. В большинстве случаев, приложения
разрабатываются для последующего выхода с ним на рынок ПО. Программный продукт
(ПП) – это комплекс взаимосвязанных программ для решения определенной проблемы
(задачи) массового спроса, подготовленный к реализации как любой вид промышленной
продукции.
Жизненный цикл ПП состоит из трех стадий: 1) разработка ПП; 2) эксплуатация и
сопровождение; 3) завершение жизненного цикла.
МС
ПС
ПР
ДК
ВР ЭП
СП
СН
Разработка
программного
продукта
Эксплуатация и
сопровождение
Завершение
жизненного
цикла
Стадия разработки ПП включает следующие частично перекрывающиеся этапы.
МС – маркетинг рынка ПО и формирование требований к ПП предназначены для
изучения требований к создаваемому ПП, включающие следующие действия:
- изучение сегмента рынка ПО, где предполагается использование
разрабатываемого ПП, и анализ аналогичных ПП; определение состава и назначения
функций обработки данных ПП;
- установление требований пользователя к способу взаимодействия с ПП (система
меню, использование манипулятора «мышь», типы подсказок, виды экранных документов
и т. п.);
- определение аппаратных и программных средств, необходимых для
эксплуатации ПП.
ПС – проектирование структуры ПП связано с разработкой структуры ПП,
структуры информационной базы задачи, выбором методов и средств создания программ
– технологии программирования.
Можно выделить следующие уровни ПО (в порядке убывания):
1) прикладной уровень;
2) служебный уровень;
3) системный уровень;
4) базовый уровень.
Базовый уровень отвечает за взаимодействие с аппаратными средствами и
хранится в базовой системе ввода-вывода (BIOS). Программы и данные записываются в
ПЗУ на этапе производства и не могут быть изменены во время эксплуатации. ПО
базового уровня выполняет следующие функции:
- тестирование оборудования после каждого включения ЭВМ, которое состоит из
инициализации системных ресурсов и регистров микросхем, тестирования ОЗУ,
инициализации контроллеров, определения и подключения ВЗУ;
- передача управления загрузчику операционной системы;
- управление электропитанием при выключении ЭВМ.
Системный уровень обеспечивает взаимодействие других программ компьютера с
базовым уровнем и непосредственно с аппаратным обеспечением. Совокупность ПО
системного уровня образует ядро операционной системы (ОС) ЭВМ. Ядро ОС выполняет
следующие функции:
- управление и распределение памяти ОЗУ и ВЗУ;
- управление процессами ввода-вывода;
- поддержка файловой системы – упорядоченной совокупности объектов
различного типа (файлов), хранящихся в ВЗУ;
- управление устройствами через специальные программы – драйверы;
- организация взаимодействия и диспетчеризации процессов – выполняемых в
данный момент программ и задач;
- предоставление интерфейса пользователю для управления перечисленными
функциями – системы окон, меню, панелей инструментов для вызова соответствующих
функций.
Драйвер устройств – это программа, которая обеспечивает взаимодействие
(преобразование сигналов, данных) с компонентами ЭВМ. Почти все компоненты
взаимодействуют с ОС через драйверы.
18 ОС.Основные функции и виды
4.3. Операционные системы
Операционная система (ОС) представляет собой комплекс системных и
служебных программных средств. С одной стороны, она опирается на базовое ПО,
входящее в его систему BIOS, с другой стороны, она сама является основой для ПО более
высоких уровней – прикладных и большинства служебных приложений. Приложениями
ОС принято называть программы, предназначенные для работы под управлением данной
системы.
Основная функция всех ОС – посредническая. Она заключается в обеспечении
нескольких видов взаимодействия:
- взаимодействие между пользователем с одной стороны и программным и
аппаратным обеспечением ЭВМ с другой стороны, называемое интерфейсом
пользователя;
- взаимодействие между программным и аппаратным обеспечением, называемое
аппаратно-программным интерфейсом;
41
- взаимодействие между программным обеспечением разного уровня, называемое
программным интерфейсом.
ОС появились и развивались в процессе совершенствования аппаратного
обеспечения компьютеров, поэтому эти события исторически тесно связаны. Развитие
компьютеров привело к появлению огромного количества различных ОС, из которых
далеко не все широко известны. Для одной и той же аппаратной платформы существует
несколько ОС. Различия между ними рассматриваются в двух категориях: внутренние и
внешние. Внутренние различия характеризуются методами реализации основных
функций. Внешние различия определяются наличием и доступностью приложений данной
системы, необходимых для удовлетворения технических требований, предъявляемых к
конкретному рабочему месту.
ОС можно подразделить по типу аппаратного обеспечения, на котором ОС
работают.
Серверные ОС одновременно обслуживают множество пользователей и
позволяют им делить между собой программно-аппаратные ресурсы сервера. Серверы
также предоставляют возможность работы с печатающими устройств
Серверные ОС одновременно обслуживают множество пользователей и
позволяют им делить между собой программно-аппаратные ресурсы сервера. Серверы
также предоставляют возможность работы с печатающими устройствами, файлами или
сетью Интернет. У Интернет-провайдеров обычно работают несколько серверов для того,
чтобы поддерживать одновременный доступ к сети множества клиентов. На серверах
хранятся страницы веб-сайтов и обрабатываются входящие запросы. Unix и специальная
серверная версия ОС Windows являются примерами серверных ОС. Теперь для этой цели
стала использоваться и ОС Linux.
Следующую категорию составляют ОС для персональных компьютеров. Их
работа заключается в предоставлении удобного интерфейса для одного пользователя.
Такие системы широко используются и повседневной работе. Основными ОС в этой
категории являются Windows XP / Vista / 7, Apple MacOS и Linux.
Другим видом ОС являются системы реального времени. Главным параметром
таких систем является время. Например, в системах управления производством
компьютеры, работающие в режиме реального времени, собирают данные о
промышленном процессе и используют их для управления оборудованием. Такие
процессы должны удовлетворять жестким временным требованиям. Если по конвейеру
передвигается автомобиль, то каждое действие должно быть осуществлено в строго
определенный момент времени. Если сварочный робот сварит шов слишком рано или
слишком поздно, то нанесет непоправимый вред изделию. Системы VxWorks и QNX
являются ОС реального времени.
Встроенные ОС используются в смартфонах, карманных компьютерах и бытовой
технике. Карманный компьютер – это маленький компьютер, помещающийся в кармане и
выполняющий небольшой набор функции, например, телефонной книжки и блокнота.
Смартфон – это мобильный телефон, обладающий многими возможностями карманного
компьютера. Встроенные микропроцессорные системы, управляющие работой устройств
бытовой техники, не считаются компьютерами, но обладают теми же характеристиками,
что и системы реального времени, и при этом имеют малые размер и память и
ограничения мощности, что выделяет их в отдельный класс. Примерами таких ОС
являются Google Andrоid и Apple iOS
19Типы диалога пользователя с компьютером.
1) командный интерфейс – пользователь дает команды компьютеру, который их выполняет и выдает результат пользователю. Командный интерфейс реализован в виде пакетной технологии и технологии командной строки;
2) WIMP-интерфейс (WIMP от: Window – окно; Image – образ; Menu – меню; Pointer – указатель) – диалог пользователя с компьютером ведется при помощи графических образов: меню, окон и других элементов. Интерфейс реализован на двух уровнях технологий: простой графический интерфейс и WIMP-интерфейс;
3) SILK-интерфейс (SILK от: Speech – речь; Image – образ; Language – язык; Knowlege – знание) – разговор пользователя с компьютером. Интерфейс наиболее приближен к обычной, человеческой форме общения. При этом компьютер определяет команды, анализируя человеческую речь и находя в ней ключевые фразы. Результат выполнения команд компьютер преобразует в понятную человеку форму. Этот вид интерфейса наиболее требователен к аппаратным ресурсам компьютера, поэтому его применяют в основном для военных целей.
21. Системы программирования. Назначение и состав.
Система програмирования - это набор специализированных программных продуктов, которые являются инструментальны средствами разработчика. Программные продукты данного класса поддерживают все этапы процесса программирования, отладки и тестирования создаваемых программ.
Система программирования включает следующие программные компоненты:
• редактор текста;
• транслятор с соответствующего языка;
• компоновщик (редактор связей);
• отладчик;
• библиотеки подпрограмм.
Заметим, что любая система программирования может работать только в соответствующей ОС, под которую она и создана, однако при этом она может позволять разрабатывать программное обеспечение и под другие ОС.
22. Технология разработки программных комплексов.
- Содержательная постановка задачи;
- Разработка модели и выбор метода решения;
- Разработка алгоритма решения задачи;
- Кодирование алгоритма;
- Компиляция программы;
- Тестирование программы;
- Создание документации;
- Сопровождение и эксплуатация.
23Основы структурного программирования.
В основу структурного программиррования как научной методологии разработки алгоритмов и программ заложен ряд принципов системного подхода:
1)программа должна составляться поэтапно, небольшими шагами;
2)размер шага определяется количетвом информации, применяемой программистом на каждом шаге;
3)сложная задача должна разбиваться на простые, легко воспринимаемые блоки, каждый из которых имеет один вход и выход;
4)логика алгоритма и программы должна опираться на минимальное число достаточно простых базовых и управляющих структур.
Структурированная программа представляет собой композицию из последовательных или вложенных в друг друга блокоов с одним входом и одним выходомм каждый.
24Базовые управляющие конструкции
Базисные управляющие структуры
Базисный набор управляющих структур является функционально полным, то есть с его помощью можно создать любой сколь угодно сложный алгоритм. Однако с целью создания более компактных и наглядных алгоритмов дополнительно используются следующие управляющие структуры: а) структура сокращенного ветвления; б) структура выбора; в) структура цикла с параметром; г) структура цикла с постусловием (следующий рисунок).
В разных языках программирования реализация базовых управляющих структур может быть различной. В языке Паскаль реализованы все рассмотренные структуры.
Дополнительные управляющие структуры
Любой алгоритм может быть построен посредством композиции базисных и дополнительных структур:
- их последовательным соединением − образованием последовательных конструкций;