Конспект лекций к семинарам (998289), страница 11

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 11)

Исполнимый код - это законченная программа, которую можно запустить на любом компьютере, где установлена операционная система, для которой эта программа создавалась. Как правило, итоговый файл имеет расширение .ЕХЕ или .СОМ.

Для популярных языков программирования на ПК существует множество систем программирования. В качестве примеров таких систем программирования можно назвать Turbo С, Turbo C++, Turbo Pascal, Microsoft C, Microsoft Basic.

Среди программистов, пишущих программы для персональных компьютеров, наибольшей популярностью пользуются языки Си, Си++, Паскаль и Бейсик. Приведем краткие сведения об этих языках.

Язык Си был разработан в 1972 г. Денисом Ричи для использования при написании весьма ныне популярной операционной системы Unix. Си соединяет свойства языка высокого уровня с возможностью эффективного использования ресурсов компьютера. Си не очень прост в обучении и требует тщательности в программировании, но позволяет писать сложные и весьма высокоэффективные программы. Бьярном Страустрапом был разработан язык Си++ - расширение языка Си, реализующее популярные в последнее время концепции объектно-ориентированного программирования и облегчающее создание сложных программ.

Язык Паскаль был разработан в 1970 г. Никлаусом Виртом как язык для обучения студентов программированию. Паскаль позволяет писать программы, легко читаемые даже новичком, и содержит в себе все элементы, необходимые для соблюдения хорошего строгого стиля программирования (называемого структурным программированием), упрощающего разработку сложных программ. Это обусловило большую популярность Паскаля. В своем первоначальном виде Паскаль имел довольно ограниченные возможности, так как был предназначен для учебных целей, но при разработке реализации Паскаля на компьютерах в него были внесены дополнения, делающие его более пригодным для практического использования. Системы программирования на Паскале для ПК также реализуют расширенные варианты этого языка.

Язык Бейсик был создан в 1964 г. Томасом Куртом и Джоном Кемени как язык для начинающих, облегчающий написание простых программ. Существуют сотни различных версий Бейсика, которые не полностью (а иногда и мало) совместимы друг с другом. Бейсик очень распространен на микрокомпьютерах, он легок для обучения, но мало подходит для написания больших и сложных программ. На ПК широко используются Quick Basic фирмы Microsoft и Turbo Basic фирмы Borland.

2. ОПЕРАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ

2.1. Операционные системы. Виды ОС

Для того, чтобы компьютер мог работать, на его жестком диске должна быть записана (установлена) операционная система. Напомним, что операционная система (ОС) - программные средства, обеспечивающие управление выполнением программ и способные реализовать функции управления вводом-выводом, управления данными и т.д.

Основными функциями, которые выполняет ОС, являются следующие:

• прием от пользователя заданий или команд, сформулированных на соответствующем языке - в виде директив (команд) оператора или в виде указаний (своеобразных команд) с помощью соответствующего манипулятора (например, с помощью мыши), - и их обработка;

• прием и исполнение программных запросов на запуск, приостановку, остановку других программ;

• загрузка в оперативную память подлежащих исполнению программ;

• инициация программы (передача ей управления, в результате чего процессор исполняет программу);

• обеспечение работы систем управлений файлами (СУФ) и/или систем управления базами данных (СУБД), что позволяет резко увеличить эффективность всего программного обеспечения;

• обеспечение режима мультипрограммирования, то есть выполнение двух или более программ на одном процессоре, создающее видимость их одновременного исполнения;

• обеспечение функций по организации и управлению всеми операциями ввода/вывода;

• распределение памяти;

• обеспечение сохранности данных;

• обеспечение работы систем программирования, с помощью которых пользователи готовят свои программы и др.

Операционная система, а точнее ее системные файлы, после включения компьютера автоматически загружается в оперативную память ПК и постоянно находится там.

Системный файл - файл, содержащий один из модулей операционной системы.

ОС является как бы посредником между пользователем, другими программами и компьютером.

Системные файлы размещаются в корневом каталоге диска и обычно загрузка ОС выполняется с винчестера.

Загрузка операционной системы - считывание операционной системы из внешнего запоминающего устройства в оперативную память, ее настройка и запуск.

Но в аварийных ситуациях (ОС на жестком диске разрушена вирусами и т.п.) загрузка ОС может быть выполнена с дискеты, вставленной в дисковод А:. Для этого дискета должна быть системной, т.е. на нее предварительно должны быть скопированы системные файлы ОС. На современных ПК загрузка может быть выполнена и с системного компакт-диска, установленного в привод.

Проведем классификацию операционных систем. По режиму обработки задач различают ОС, обеспечивающие однопрограммный и мультипрограммный режимы. Под мультипрограммированием понимается способ организации вычислений, когда на однопроцессорной вычислительной системе создается видимость одновременного выполнения нескольких программ. Любая задержка в решении программы (например, для осуществления операций ввода/вывода данных) используется для выполнения других (таких же либо менее важных) программ.

При организации работы с вычислительной системой в диалоговом режиме можно говорить об однопользовательских (однотерминальных) и многопользовательских (мультитерминальных) ОС. В мультитерминальных ОС с одной вычислительной системой одновременно могут работать несколько пользователей, каждый со своего терминала. При этом у пользователей возникает иллюзия, что у каждого из них имеется своя собственная вычислительная система. В качестве одного из примеров мультитерминальных ОС для ПК можно назвать Linux.

Основной особенностью операционных систем реального времени (ОСРВ) является обеспечение обработки поступающих заданий в течение заданных интервалов времени, которые нельзя превышать. Поток заданий в общем случае не является планомерным и не может регулироваться оператором (характер следования событий можно предсказать лишь в редких случаях), то есть задания поступают в непредсказуемые моменты времени и без всякой очередности. Одной из наиболее известных ОСРВ для ПК является ОС QNX.

В настоящее время используется много типов различных операционных систем для ЭВМ различных видов, однако в их структуре существуют общие принципы. В составе многих операционных систем можно выделить некоторую часть, которая является основой всей системы и называется ядром. В состав ядра входят наиболее часто используемые модули, такие, как модуль управления системой прерываний, средства по распределению таких основных ресурсов, как оперативная память и процессор. Программы, входящие в состав ядра, при загрузке ОС помещаются в оперативную память, где они постоянно находятся и используются при функционировании ЭВМ. Такие программы называют резидентными. К резидентным относят также и программы-драйверы, управляющие работой периферийных устройств. Важной частью ОС является командный процессор - программа, отвечающая за интерпретацию и исполнение простейших команд, подаваемых пользователем, и его взаимодействие с ядром ОС.

Как правило, все современные ОС включают в себя соответствующие системы управления файлами. Назначение системы управления файлами - организация более удобного доступа к данным, организованным как файлы. Всем известная файловая система FAT (file allocation table) имеет множество реализаций как система управления файлами, например FAT-16 для MS-DOS, super-FAT для OS/2, FAT для Windows NT и т. д. Другими словами, для работы с файлами, организованными в соответствии с некоторой файловой системой, для каждой ОС должна быть разработана соответствующая система управления файлами; и эта система управления файлами будет работать только в той ОС, для которой она и создана.

Ряд ОС позволяет работать с несколькими файловыми системами (либо с одной из нескольких, либо сразу с несколькими одновременно). В этом случае говорят о монтируемых файловых системах (дополнительную систему управления файлами можно установить).

Одной из самых распространенных операционных систем до середины 90-х годов была дисковая операционная система фирмы Microsoft MS DOS (Microsoft Disk Operating System - дисковая операционная система).

В операционную систему MS DOS входят следующие основные элементы:

• системные файлы io.sys, msdos.sys, command.com, размещенные в корневом каталоге системного загрузочного диска;

• файлы-драйверы, которые после их загрузки в память обеспечивают работу таких устройств, как мышь, CD-ROM и др.;

• файлы-утилиты, выполняющие различные сервисные функции (форматирование дисков, их проверка, создание системных дисков и др.).

После включения питания компьютера, на котором установлена операционная система MS DOS, автоматически происходят следующие процессы (рис. 2.1).

Рис. 2.1. Загрузка операционной системы MS DOS

Настройка ОС выполняется по командам, записанным в файлах config.sys и autoexec.bat.

Файл автозапуска (autoexec.bat) - командный файл, автоматически выполняемый при загрузке операционной системы.

Файл конфигурации (config.sys) - системный файл, задающий изменения стандартных параметров при генерации операционной системы.

Это обычные текстовые файлы, имеющие, однако, специальное назначение. Они создаются пользователем и находятся в корневом каталоге загрузочного диска. В этих файлах содержатся команды настройки (конфигурации) ОС и, в частности, команды подключения драйверов различных устройств (мышь, CD-ROM и др.), драйверов кириллицы. В процессе выполнения этих команд на экране монитора могут появляться различные сообщения.

Файлы config.sys и autoexec.bat могут и не создаваться. В этом случае выполняются некоторые минимальные стандартные найтройки, при которых не будет возможности использовать мышь, CD-ROM и т.д., а вместо букв кириллицы на экране будут появляться непонятные символы.

Через несколько лет после появления MS DOS, для того чтобы избежать трудоемких операций по набору текста в командной строке, стали создаваться программы-оболочки. Эти программы, прежде всего, позволяли свести к минимуму необходимость набора текста и предоставляли некоторые дополнительные удобства общения с компьютером. Оболочки при этом не исключали возможность использования командной строки. Самой популярной оболочкой стала программа Norton Commander, разработанная корпорацией Symantec. Кроме Norton Commander существуют и другие подобные ей оболочки: Disk Navigator, Volkov Commander.

В начале 90-х годов появилась принципиально новая оболочка дл:я работы в MS DOS, которая называлась Windows 3.1(3.11). Она существенно расширила возможности компьютера и упростила работу на нем. Однако это была лишь оболочка, надстройка над операционной системой MS DOS.

С середины 1993 г. Microsoft начала выпуск новых операционных систем "новой технологии" (New Technology - NT) Windows NT.

В сентябре 1995 г. компания Microsoft выпустила еще одну новую операционную систему Windows 95, предназначенную для замены Windows 3.1 и Windows 3.11 в настольных компьютерах с процессорами

Intel х86.

Windows 95 обеспечивает более высокую производительность и большие возможности за счет применения 32-, а не 16-разрядных данных. Windows 95 является универсальной, многозадачной 32-разрядной операционной системой нового поколения с расширенными сетевыми возможностями, работающей в защищенном режиме и обеспечивающей графический интерфейс с пользователем. Windows 95 представляет собой интегрированную среду, обеспечивающую эффективный обмен информацией между отдельными программами и предоставляющую пользователю широкие возможности по обработке текстовой, графической, звуковой и видеоинформации. Понятие интегрированности подразумевает также совместное использование ресурсов компьютера всеми программами.

Операционная система позволяет прослушивать компакт-диски, редактировать музыкальные произведения, работать с видеофрагментами. Новая операционная система обладает также улучшенными телекоммуникационными возможностями, которые позволяют использовать ее в локальных и глобальных сетях, работать с электронной почтой. Windows 95 обеспечивает работу пользователя в сети, с электронной почтой, факсом и со средствами мультимедиа, поддерживает большинство приложений DOS и предыдущих версий Windows.

Одна из основных задач, поставленная разработчиками новой операционной системы, заключалась в обеспечении простоты, удобства, интуитивной очевидности пользовательского интерфейса. Интерфейс Windows 95 спроектирован так, чтобы создать комфортные условия для пользователя и обеспечить объектно-ориентированную и документированную работу. По сравнению с предыдущими версиями улучшилось оформление экрана: появились эффектные трехмерные интерфейсные элементы, изменилось оформление диалогового окна, ОКОН приложений и документов. Улучшенный пользовательский интерфейс, однотипность выполнения всех базовых операций призваны ускорить процесс освоения операционной системы.

Характеристики

Список файлов лекций