Использование возможностей цифровых технологий
проведение экономических и структурных реформ в целях создания обстановки открытости, эффективности, конкуренции и использования нововведений, которые дополнялись бы мерами по адаптации на рынках труда, развитию людских ресурсов и обеспечению социального согласия;
рациональное управление макроэкономикой, способствующее более точному планированию со стороны деловых кругов и потребителей и использование преимуществ новых информационных технологий;
·разработка информационных сетей, обеспечивающих быстрый, надежный, безопасный и экономичный доступ с помощью конкурентных рыночных условий и соответствующих нововведений к сетевым технологиям, их обслуживанию и применению;
развитие людских ресурсов, способных отвечать требованиям века информации, посредством образования и пожизненного обучения и удовлетворения растущего спроса на специалистов в области ИТ во многих секторах нашей экономики;
активное использование ИТ в государственном секторе и содействие предоставлению в режиме реального времени услуг, необходимых для повышения уровня доступности власти для всех граждан.
Лекция2. Классификация компьютеров и организационной техники.
Прежде чем рассмотреть вопрос о классификации компьютеров, остановимся на ряде определений.
Обработка информации является важной составляющей информационного процесса. Под обработкой информации будем понимать действия, совершаемые над информацией, представленной в формализованном виде, т. е. в виде структур данных, с помощью определенных алгоритмов – последовательности действий, осуществляемых по определенным правилам и реализуемых с помощью технических средств.
Результатом обработки является тоже информация, которая удовлетворяет поставленным целям (например, обработка числовой, текстовой, графической и другой информации) и может быть представлена в соответствующих формах. Попытки автоматизировать процесс обработки информации и вычислений на основе открытий в области математики, физики, химии и т. д. в течение нескольких столетий привели к созданию современного компьютера или электронно-вычислительная машина. В современных информационных технологиях компьютер используется в качестве основного технического средства для обработки информации.
Таким образом, компьютером называется техническая система, предназначенная для автоматизации процесса обработки информации и вычислений на основе принципа программного управления.
Программные средства представляют собой совокупность программ, обеспечивающих процесс обработки информации на компьютере. Программные средства часто называют сленговым словом «софт».
Основной целью классификации является формирование групп или классов с характерными свойствами, присущими только этой группе или классу, что позволяет более детально изучить эти свойства и проследить динамику их изменения во времени. В настоящее время классификация компьютеров не закреплена соответствующими стандартами, что объясняется высокими темпами развития компьютерной техники и информационных технологий. Приблизительно каждые два года происходит замена аппаратных и программных средств компьютера новыми. В этой связи любая классификация компьютеров является условной, поскольку некоторые свойства, которые были характерными для определенных групп (классов) компьютеров в прошлом, утрачивают эти свойства со временем. Выделим наиболее существенные признаки и проведем по ним классификацию. Условная классификация компьютеров по этим признакам приведена в табл. 5.1.
Таблица 5.1
1)По времени создания компьютеры подразделяют на поколения (первое, второе, третье и четвертое), которые характеризуются степенью развития аппаратных и программных средств.
Компьютеры первого поколения относятся к середине 40-х и концу 50-х гг. XX в. (1946 г. был создан первый цифровой электронный компьютер ENIAC). В качестве элементной базы использовались электронные лампы, программирование осуществлялось в машинных кодах. Программа вводилась в компьютер путем соединения соответствующих гнезд на специальных наборных платах с помощью электрических проводников. Максимальное быстродействие достигало 20 тыс. операций в секунду.
Компьютеры второго поколения относятся к концу 50-х и середине 60-х гг. XX в. В качестве элементной базы использовались полупроводниковые приборы – транзисторы, что позволило повысить надежность и быстродействие компьютеров. Программирование осуществлялось на языках программирования высокого уровня. Программа вводилась в компьютер с помощью перфокарт и перфолент. Максимальное быстродействие составляло до 1 млн операций в секунду.
Компьютеры третьего поколения относятся к периоду с середины 60-х по середину 70-х гг. XX в. В качестве элементной базы использовались интегральные микросхемы среднего уровня интеграции. Программирование осуществлялось на языках программирования высокого уровня. Программа вводилась в компьютер с помощью перфокарт и перфолент, появились накопители информации на гибких магнитных дисках. Максимальное быстродействие составляло около 1 млн операций в секунду. Компьютеры третьего поколения стали семейством компьютеров с единой архитектурой, что обеспечило их программную совместимость. Они имели развитые операционные системы и обладали возможностями мультипрограммирования.
Компьютеры четвертого поколения относятся к периоду с середины 70-х гг. XX в. по настоящее время. В качестве элементной базы использовались большие интегральные микросхемы (БИС), а затем (в настоящее время) сверхбольшие интегральные микросхемы (СБИС), что позволило существенно повысить надежность и быстродействие компьютеров. На основе БИС, а затем и СБИС строились и строятся микропроцессоры – устройства для непосредственного выполнения процесса обработки данных и программного управления этим процессом. Программирование осуществлялось и осуществляется на нескольких десятках языков программирования высокого уровня, включая и объектно-ориентированные языки программирования. Программы вводились и вводятся в компьютер с помощью разнообразных носителей информации – накопителей на гибких магнитных дисках, жестких магнитных дисков, оптических дисков и т. д. Максимальное быстродействие компьютеров четвертого поколения составляет около 1 трлн операций в секунду.
2)По форме представления обрабатываемой информации компьютеры подразделяются на три класса: цифровые, аналоговые и гибридные.
Цифровые компьютеры обрабатывают информацию, представленную в цифровой форме (в двоичной системе счисления), и являются самым представительным классом современных компьютеров. Цифровые компьютеры используются для решения самых разнообразных задач, поддающихся формализации, для которых разработаны соответствующие численные методы решений.
Аналоговые компьютеры обрабатывают информацию, представленную в аналоговой форме, т. е. в виде непрерывно меняющихся значений физической величины (электрического напряжения или тока). Аналоговые компьютеры используются для решения физических и математических задач, содержащих дифференциальные уравнения. Кроме того, они используются в системах автоматического регулирования для решения задач в режиме реального времени.
Гибридные компьютеры обрабатывают информацию, представленную в цифровой и аналоговой форме. В таких компьютерах цифровая часть предназначена для управления и выполнения логических операций, а аналоговая – для решения математических уравнений.
3)По назначению компьютеры подразделяются на три класса: профессиональные, персональные и специализированные.
Профессиональные компьютеры предназначены для обработки больших объемов информации с высокой скоростью. По аппаратному и программному обеспечению они значительно превосходят другие классы.
Персональные компьютеры предназначены для обработки информации на одном автоматизированном рабочем месте (АРМ), при этом их вычислительных ресурсов должно быть достаточно для поддержки такого рабочего места. Кроме того, они должны быть доступны по цене для массового потребителя.
Специализированные компьютеры предназначены для обработки информации, связанной с решением узкоспециализированных задач (вычислительных и управляющих). Они не обладают универсальностью, т. е. ориентированы на конкретные практические задачи. Специализированные компьютеры, называемые также контроллерами, встраиваются в системы автоматического управления сложными техническими устройствами или технологическими процессами.
4)По степени универсальности компьютеры подразделяются на два класса: общего назначения и специализированные.
Компьютеры общего назначения являются универсальными и позволяют обрабатывать информацию, связанную с решением широкого круга задач.
Специализированные компьютеры позволяют обрабатывать информацию, связанную с решением узкопрофессиональных задач.
5)По способам использования компьютеры подразделяются на два класса: коллективного и индивидуального использования.
Компьютеры коллективного использования предназначены для обслуживания одновременной работы нескольких пользователей. Такие компьютеры, называемые также серверами, используются и для организации работы компьютерных сетей.
Компьютеры индивидуального использования предназначены для обслуживания работы индивидуального пользователя.
6)По производительности компьютеры подразделяются на три класса: ординарной, высокой и сверхвысокой производительности.
Производительность зависит от специфики решаемой задачи, быстродействия компьютера, информационного объема его оперативной памяти и т. д. Быстродействие (скорость обработки информации) компьютера в свою очередь определяется быстродействием микропроцессора, системной магистрали (служит для обмена информацией между функциональными блоками компьютера), периферийных устройств, качеством конструктивных решений и т. д
7)По особенности архитектуры компьютеры подразделяются на два класса: с открытой архитектурой и закрытой архитектурой
Под архитектурой компьютера понимается совокупность аппаратных и программных средств, организованных в систему, обеспечивающую функционирование компьютера.
К особенностям открытой архитектуры относятся:
• модульный принцип построения компьютера, в соответствии с которым все его компоненты выполнены в виде законченных конструкций – модулей, имеющих стандартные размеры и стандартные средства сопряжения;
• наличие общей (системной) информационной шины, к которой можно подключать различные дополнительные устройства через соответствующие разъемные соединения;
• совместимость новых аппаратных и программных средств с их предыдущими версиями, основанная на принципе «сверху – вниз», что означает, что последующие версии должны поддерживать предыдущие.
Подавляющее число современных компьютеров имеют открытую архитектуру.
Закрытая архитектура не обладает характерными чертами открытой архитектуры и не позволяет обеспечить подключение дополнительных устройств, не предусмотренных разработчиком. Компьютеры, имеющие такую архитектуру, эффективны при решении узкоспециализированных задач, например вычислительных.
Есть и иные классификации:
- Классификация по назначению связана с областью применения компьютеров:
большие ЭВМ – используются для обслуживания целых отраслей народного хозяйства (метеорология, оборонка, железные дороги и т.д.);
мини ЭВМ – используются для обслуживания крупных предприятий, НИИ, банков и т.д.;
микро ЭВМ – используются для обслуживания цехов на заводах, лабораторий в институтах и т.д.;
персональные компьютеры – используются для обслуживания одного рабочего места.
- Классификация по уровню специализации определяется степенью универсальности компьютеров:
универсальные – на базе которых можно собирать вычислительные системы произвольного состава (работа с текстом, графикой, музыкой и т.д.);
специализированные – предназначены для решения узкого круга задач (бортовые компьютеры самолётов, управление работой СВЧ-печей и т.д.).
- Классификация по размерам зависит от конструктивного исполнения компьютеров:
настольные (рабочие станции);
портативные (Notebook);
карманные (электронные записные книжки);
мобильные (КПК).
- Классификация по уровню совместимости:
по уровню аппаратной совместимости (IBM PC, Apple Macintosh, Sun Microsystems);
по уровню программной совместимости (Ms Windows, Mac OS, Solaris).
К средствам оргтехники относится достаточно большой перечень технических средств, устройств и приспособлений, начиная от карандашей и заканчивая сложными системами и средствами передачи информации.
Рассмотрим классификацию средств оргтехники, применяемой при создании и обработке документов в офисе.
Средства составления и изготовления текстовых и табличных документов:
−ручные пишущие средства,
−пишущие машины,
−диктофонная техника,
−печатающие устройства для персональных компьютеров,
−средства копирования и тиражирования документов,
−средства электрофотографического копирования,
−средства обработки документов,
−конвертовскрывающие машины,
−машины для нанесения защитных покрытий на документы (ламинаторы),
−машины для уничтожения документов (шреддеры),
−средства коммуникационной техники,
−средства и системы стационарной и мобильной телефонной связи (в том числе мини-АТС),
−средства и системы телеграфной связи,
−средства и системы факсимильной передачи информации и модемной
связи,
−локальные (офисные) вычислительные сети,
−средства и системы оперативно-диспетчерской связи,
−средства транспортировки документов,
−офисная мебель и оборудование.
Классификация средств организационной техники для современных офисных технологий.
Носители информации:
– носители на бумажной основе не светочувствительные;
–носители для репрографических процессов (термобумага, диазобумага, фотопленка, калька, бумага многослойная для электронно-искрового копирования и т. д.);
–микроносители;
–звуконосители;
–видеоносители;
–магнитные носители.
Банковская оргтехника:
−машины для счета купюр;
−детекторы валют;
−машины для упаковки банкнот; банкоматы.
−сканеры;
−многофункциональные центры;
−средства защиты; компьютерные аксессуары.
Специализированные средства оргтехники. В первую очередь речь идет о технических средствах, при помощи которых деловая документация приобретает вид, позволяющий ее дальнейшее эффективное использование. Это могут быть настольные переплетные машины с пластмассовыми или металлическими пружинами (бендеры), термопереплетные машины (термобиндеры), резаки для бумаги настольного исполнения. Для повышения сроков сохранности документов применяются ламинаторы, наносящие на поверхность листа документа различные покрытия.
Лекция3. Архитектура персонального компьютера.
Основная компоновка частей компьютера и связь между ними называется архитектурой. При описании архитектуры компьютера определяется состав входящих в него компонент, принципы их взаимодействия, а также их функции и характеристики.
Рис. 1 Архитектура персонального компьютера
Практически все универсальные ЭВМ отражают классическую неймановскую архитектуру, представленную на схеме. Эта схема во многом характерна как для микроЭВМ, так и для мини ЭВМ и ЭВМ общего назначения.
Рассмотрим устройства подробнее.
1. Основная часть системной платы — микропроцессор (МП) или CPU (Central Processing Unit), он управляет работой всех узлов ПК и программой, описывающей алгоритм решаемой задачи. МП имеет сложную структуру в виде электронных логических схем. В качестве его компонент можно выделить:
A). АЛУ - арифметико-логическое устройство, предназначенное для выполнения арифметических и логических операций над данными и адресами памяти;
Б). Регистры или микропроцессорная память — сверхоперативная память, работающая со скоростью процессора, АЛУ работает именно с ними;
B). УУ - устройство управления - управление работой всех узлов МП посредством выработки и передачи другим его компонентам управляющих импульсов, поступающих от кварцевого тактового генератора, который при включении ПК начинает вибрировать с постоянной частотой (100 МГц, 200-400 МГц). Эти колебания и задают темп работы всей системной платы;
Г). СПр - система прерываний - специальный регистр, описывающий состояние МП, позволяющий прерывать работу МП в любой момент времени для немедленной обработки некоторого поступившего запроса, или постановки его в очередь; после обработки запроса СПр обеспечивает восстановление прерванного процесса;
Д). Устройство управления общей шиной — интерфейсная система.
Для расширения возможностей ПК и повышения функциональных характеристик микропроцессора дополнительно может поставляться математический сопроцессор, служащий для расширения набора команд МП.
Например, математический сопроцессор IBM-совместимых ПК расширяет возможности МП для вычислений с плавающей точкой; сопроцессор в локальных сетях (LAN-процессор) расширяет функции МП в локальных сетях.
Характеристики процессора:
быстродействие (производительность, тактовая частота) — количество операций, выполняемых в секунду.
разрядность — максимальное количество разрядов двоичного числа, над которыми одновременно может выполняться машинная операция.
2. Интерфейсная система - это:
-шина управления (ШУ) - предназначена для передачи управляющий импульсов и синхронизации сигналов ко всем устройствам ПК;
-шина адреса (ША) - предназначена для передачи кода адреса ячейки памяти или порта ввода/вывода внешнего устройства;
-шина данных (ШД) - предназначена для параллельной передачи всех разрядов числового кода;
-шина питания - для подключения всех блоков ПК к системе электропитания.
Интерфейсная система обеспечивает три направления передачи информации:
- между МП и оперативной памятью;
- между МП и портами ввода/вывода внешних устройств;
- между оперативной памятью и портами ввода/вывода внешних устройств. Обмен информацией между устройствами и системной шиной происходит с помощью кодов ASCII.
3. Память - устройство для хранения информации в виде данных и программ. Память делится прежде всего на внутреннюю (расположенную на системной плате) и внешнюю (размещенную на разнообразных внешних носителях информации).
Внутренняя память в свою очередь подразделяется на:
- ПЗУ (постоянное запоминающее устройство) или ROM (read only memory), которое содержит - постоянную информацию, сохраняемую даже при отключенном питании, которая служит для тестирования памяти и оборудования компьютера, начальной загрузки ПК при включении. Запись на специальную кассету ПЗУ происходит на заводе фирмы-изготовителя ПК и несет черты его индивидуальности. Объем ПЗУ относительно невелик - от 64 до 256 Кб.
- ОЗУ (оперативное запоминающее устройство, ОП — оперативная память) или RAM (random access memory), служит для оперативного хранения программ и данных, сохраняемых только на период работы ПК. Она энергозависима, при отключении питания информация теряется. Объем ОП колеблется в пределах от 64 Кб до 64 Мб и выше, как правило, ОП имеет модульную структуру и может расширяться за счет добавления новых микросхем.
- Кэш-память - имеет малое время доступа, служит для временного хранения промежуточных результатов и содержимого наиболее часто используемых ячеек ОП и регистров МП.Объем кэш-памяти зависит от модели ПК и составляет обычно 256 Кб.
Внешняя память. Устройства внешней памяти весьма разнообразны.
(1) Накопители на магнитной ленте исторически появились раньше, чем накопители на магнитном диске. Бобинные накопители используются в суперЭВМ и mainframe.Ленточные накопители называются стримерами, они предназначены для создания резервных копий программ и документов, представляющих ценность. Запись может производиться на обычную видеокассету или на специальную кассету. Емкость такой кассеты до 1700 Мб, длина ленты 120 м, ширина 3.81 мм (2 - 4 дорожки). Скорость считывания информации-до 100 Кб/сек.
(2) Магнитные диски (МД)— в качестве запоминающей среды используются магнитные материалы со специальными свойствами, позволяющими фиксировать два направления намагниченности. Каждому из этих состояний ставятся в соответствие двоичные цифры — 0 и 1. Информация на МД записывается и считывается магнитными головками вдоль концентрических окружностей - дорожек. Каждая дорожка разбита на сектора (1 сектор = 512 б). Обмен между дисками и ОП происходит целым числом секторов. Кластер — минимальная единица размещения информации на диске, он может содержать один и более смежных секторов дорожки. При записи и чтении МД вращается вокруг своей оси, а механизм управления магнитной головкой подводит ее к выбранной для записи или чтения дорожке.
Данные на дисках хранятся в файлах — именованных областях внешней памяти, выделенных для хранения массива данных. Кластеры, выделяемые файлу, могут находиться в любом свободном месте дисковой памяти и необязательно являются смежными. Вся информация о том, где именно записаны кусочки файла, хранится в таблице размещения файлов FAT (file allocation table).
(3) НЖМД или «винчестеры» изготовлены из сплавов алюминия или из керамики и покрыты ферролаком, вместе с блоком магнитных головок помещены в герметически закрытый корпус. Емкость накопителей за счет чрезвычайно плотной записи достигает нескольких гигабайт, быстродействие также выше, чем у съемных дисков (за счет увеличения скорости вращения, т.к. диск жестко закреплен на оси вращения). Первая модель появилась на фирме IBM в 1973 г. Она имела емкость 16 Кб и 30 дорожек/30 секторов, что случайно совпало с калибром популярного ружья 30'730" «винчестер». Диаметр ЖМД: 3,5" (есть 1,8" и 5,25"). Скорость вращения 7200 об/мин, время доступа — 6 мс. Каждым ЖМД проходит процедуру низкоуровневого форматирования — на носитель записывается служебная информация, которая определяет разметку цилиндров диска на сектора и нумерует их, маркируются дефектные сектора для исключения их из процесса эксплуатации диска. В ПК имеется один или два накопителя. Один ЖД можно разбить при помощи специальной программы на несколько логических дисков и работать с ними как с разными ЖД.
(4) НОД (накопители на оптических дисках) делятся на:
не перезаписываемые лазерно-оптические диски или компакт-диски (CD-ROM). Поставляются фирмой-изготовителем с уже записанной на них информацией. Запись на них возможна в лабораторных условиях лазерным лучом большой мощности. В оптическом дисководе ПК эта дорожка читается лазерным лучом меньшей мощности. Ввиду чрезвычайно плотной записи CD-ROM имеют емкость до 1,5 Гб, время доступа от 30 до 300 мс, скорость считывания данных от 150 до 1500 Кб/сек;
перезаписываемые CD-диски имеют возможность записывать информацию прямо с ПК, но для этого необходимо специальное устройство.
магнитооптические диски (ZIP) — запись на такой диск производится под высокой температурой намагничиванием активного слоя, а считывание — лучом лазера. Эти диски удобны для хранения информации, но оборудование стоит дорого. Емкость такого диска до 20,8 Мб, время доступа от 15 до 150 мс, скорость считывания информации до 2000 Кб/сек.
4. Контроллеры служат для обеспечения прямой связи с ОП, минуя МП, они используются для устройств быстрого обмена данными с ОП - НГМД, НЖД, дисплей и др., обеспечения работы в групповом или сетевом режиме. Клавиатура, дисплей, мышь являются медленными устройствами, поэтому они связаны с системной платой контроллерами и имеют в ОП свои отведенные участки памяти.
5. Порты бывают входными и выходными, универсальными (ввод - вывод), они служат для обеспечения обмена информацией ПК с внешними, не очень быстрыми устройствами. Информация, поступающая через порт, направляется в МП, а потом в ОП. Выделяют два вида портов:
последовательный — обеспечивает побитный обмен информацией, обычно к такому порту подключают модем;
параллельный — обеспечивает побайтный обмен информацией, к такому порту подключают принтер. Современные ПК обычно оборудованы 1 параллельным и 2 последовательными портами.
6. Видеомониторы — устройства, предназначенные для вывода информации от ПК пользователю. Мониторы бывают монохромные (зеленое или янтарное изображение, большая разрешающая способность) и цветные. Самые качественные RGB-мониторы, обладают высокой разрешающей способностью для графики и цвета. Используется тот же принцип электронной лучевой трубки как у телевизора. В портативных ПК используют электролюминесцентные или жидкокристаллические панели. Мониторы могут работать в текстовом и графическом режимах. В текстовом режиме изображение состоит из знакомест — специальных знаков, хранимых в видеопамяти дисплея, а в графическом изображение состоит из точек определенной яркости и цвета. Основные характеристики видеомониторов - разрешающая способность (от 600х350 до 1024х768 точек), число цветов (для цветных) -от 16 до 256, частота кадров фиксированная 60 Гц.
7. Принтеры — это устройства вывода данных из ЭВМ, преобразовывающие информационные ASCII-коды в соответствующие им графические символы и фиксирующие эти символы на бумаге. Принтеры - наиболее развитая группа внешних устройств, насчитывается более 1000 модификаций.
Принтеры бывают черно-белые или цветные по способу печати они делятся на:
матричные — в этих принтерах изображение формируется из точек ударным способом, игольчатая печатающая головка перемещается в горизонтальном направлении, каждая иголочка управляется электромагнитом и ударяет бумагу через красящую ленту. Количество игл определяет качество печати (от 9 до 24), скорость печати 100-300 символов/сек, разрешающая способность 5 точек на мм;
струйные — в печатающей головке имеются вместо иголок тонкие трубочки - сопла, через которые на бумагу выбрасываются мельчайшие капельки чернил (12 - 64 сопла),скорость печати до 500 символов/сек, разрешающая способность - 20 точек на мм;
термографические — матричные принтеры, оснащенные вместо игольчатой печатающей головки головкой с термоматрицей, при печати используется специальная термобумага;
лазерные — используется электрографический способ формирования изображений, лазер служит для создания сверхтонкого светового луча, вычерчивающего на поверхности светочувствительного барабана контуры невидимого точечного электронного изображения. После проявления изображения порошком красителя (тонера), налипающего на разряженные участки, выполняется печать - перенос тонера на бумагу и закрепление изображения на бумаге при помощи высокой температуры. Разрешение у таких принтеров до 50 точек/мм, скорость печати - 1000 символов/сек.
8. Сканеры - устройства ввода в ЭВМ информации непосредственно с бумажного документа. Можно вводить тексты, схемы, рисунки, графики, фотографии и другую информацию. Файл, создаваемый сканером в памяти ЭВМ называется битовой картой.
Сканеры бывают:
черно-белые и цветные (число передаваемых цветов от 256 до 65 536);
ручные перемещаются по изображению вручную, за один проход вводится небольшое количество информации (до 105 мм), скорость считывания - 5-50 мм/сек;
планшетные — сканирующая головка перемещается относительно оригинала автоматически, скорость сканирования -2-10 сек на страницу;
роликовые — оригинал автоматически перемещается относительно сканирующей головки;
проекционные - напоминают фотоувеличитель, внизу -сканируемый документ, сверху - сканирующая головка;
штрих-сканеры — устройства для считывания штрих-кодов на товарах в магазинах.
Разрешающая способность сканеров от 75 до 1600 точек/дюйм.
9. Манипуляторы - компьютерные устройства, управляемые руками оператора:
мышь — устройство для определения относительных координат (смещения относительно предыдущего положения или направления) движения руки оператора. Относительные координаты передаются в компьютер и при помощи специальной программы могут вызывать перемещения курсора на экране. Для отслеживания перемещения мыши используются различные виды датчиков. Самый распространенный - механический (шарик, к которому прикасаются несколько валиков), существует еще оптический датчик, обеспечивающий более высокую точность считывания координат;
джойстик — рычажный указатель - устройство для ввода направления движения руки оператора, их чаще используют для игр на компьютере;
дигитайзер или оцифровывающий планшет — устройство для точного ввода графической информации (чертежей, графиков, карт) в компьютер. Он состоит из плоской панели (планшета) и связанного с ней ручного устройства - пера. Оператор ведет вдоль графика перо, при этом абсолютные координаты поступают в компьютер.
10. Клавиатура — устройство для ввода информации в память компьютера. Внутри расположена микросхема, клавиатура связана с системной платой, нажатие любой клавиши продуцирует сигнал (код символа в системе ASCII -16-ричный порядковый номер символа в таблице), в памяти ЭВМ специальная программа по коду восстанавливает внешний вид нажатого символа и передает его изображение на монитор.
Конкретный набор компонент, входящих в данный компьютер, называется его конфигурацией. Минимальная конфигурация ПК необходимая для его работы включает в себя системный блок (там находятся МП, ОП, ПЗУ, НЖМД, НГМД), клавиатуру (как устройство ввода информации) и монитор (как устройство вывода информации).
Лекция4. Программное обеспечение. Операционная система.
Персональный компьютеры (ПК) – это универсальные устройства для обработки информации. ПК могут выполнять любые действия по обработке информации. Для этого необходимо составить для него на понятном ему языке точную и подробную последовательность инструкций (т.е. программу), как надо обрабатывать информацию. Сам по себе компьютер не обладает знаниями ни в одной области своего применения, все эти знания сосредоточены в выполняемых на компьютере программах. Поэтому часто употребляемое выражение «компьютер сделал» означает ровно то, что на ПК была выполнена программа, которая позволила выполнить соответствующие действия. Меняя программы для ПК, можно превратить его в рабочее место бухгалтера, конструктора, редактора, художника и т.д. Таким образом, для эффективного использования ПК необходимо знать назначение и свойства необходимых при работе с ним программ. Рассмотрим основные разновидности программ.
Программы, работающие на ПК, можно разделить на три категории:
-
Системные программы – программы и программные комплексы, расширяющие возможности базового программного обеспечения (ПО) и организующие более удобную среду работы пользователя, выполняющие различные вспомогательные функции, например, создание копий, выдачу справочной информации, проверку работоспособности, устройств ПК и т.д. К системным программам относятся также:
программы – драйверы;
программы – оболочки;
программы – утилиты;
программы – упаковщики;
антивирусные программы;
программы для диагностики ПК;
программы управления локальной сетью и т.д.
Прикладные программы (прикладное обеспечение) – программа, решающая проблему конечного пользователя. Вспомогательные программы, не относящиеся к системному ПО, тоже считаются прикладными. В последнее время употребляют термин «приложение».
Инструментальные системы (системы программирования) – программные продукты, предназначенные для разработки программного обеспечения. К ним относят системы программирования (MS Visual Studio, Borland C и др).
Драйвер – программа, обеспечивающая связь и управление между ОС и периферийным устройством и регулирующая поток данных, проходящих через это устройство. Его можно считать частью ОС. Разработка драйвера, если он не поставляется с устройством, возможна программистом.
Оболочка – программа (комплекс программ), упрощающая работу пользователя с командами ОС, расширяют набор основных и сервисных функций, обеспечивают более удобный и наглядный способ общения с ПК, например, Norton Commander.
Утилита (от лат. utilitas – польза) – служебные программы, предоставляющие пользователю ряд дополнительных услуг (дисковые компрессоры, архиваторы, программы резервного копирования, антивирусные программы и др.). Например:
утилита дефрагментации диска – предназначена для оптимизации работы диска и повышения скорости доступа к нему, собирает фрагменты файла в один блок;
программа проверки диска проверяет правильность информации, содержащейся в FAT, NTFS и др. таблицах размещения файлов, осуществляет поиск сбойных блоков диска; программа уплотнения диска предназначена для создания и обслуживания уплотненных (сжатых) дисков;
программы оптимизации диска изменяют местоположение файлов и каталогов для ускорения доступа к ним.
Упаковщик – программа, преобразующая данные из стандартной формы, предназначенной для обработки данных, в форму компактного представления для хранения и передачи по каналам связи. Существует много программ, осуществляющих эту и обратную (распаковка) операции с разными алгоритмами и разными коэффициентами сжатия. Упаковка – самостоятельная операция, но может использоваться и при архивации. Иногда ее называют архивацией или сжатием.
Архиваторы – программы, осуществляющие архивирование данных – упаковку файлов путем сжатия хранимой в них информации. Сжатие информации в файлах производится различными способами за счет устранения избыточности. Степень сжатия зависит от используемой программы, типа сжимаемых данных, метода сжатия и характеризуется коэффициентом Кс, определяемым как отношение объема сжатого файла Vc к объему исходного файла Vо, выраженное в процентах. Наиболее популярные: ZIP, CAB, ARJ, PKPAK, LHA, ICE, разработанные за рубежом, а также AIN и RAR, разработанные в России. Обычно упаковка и распаковка выполняется одной и той же программой. В настоящее время широко используются архиваторы WinRar и WinZip.
Системное программное обеспечение
Базовое ПО – минимальный набор программных средств, обеспечивающих работу компьютера (операционная система, операционные оболочки – текстовые и графические).
Программное обеспечение, которое дает пользователям возможность работать с компьютером и облегчает эту работу. Основной частью системного программного обеспечения является операционная система (ОС).
Операционная система – комплекс программ для управления и координации всех устройств компьютера, управления процессом выполнения прикладных программ и обеспечения диалога с пользователем. ОС обеспечивает управление компьютером как единым целым, его взаимодействие с окружающей средой (человеком, прикладными программами, другими системами). Примеры: MS DOS, MS Windows, Unix / Linux и др.
ОС является главной частью программного обеспечения, управляется командами.
Операционная среда – полнофункциональная надстройка на операционной системой.
Системы технического обслуживания – совокупность программно-аппаратных средств ПК для обнаружения сбоев в процессе работы компьютера.
Операционные системы привязывают к процессорам, на основе которых разрабатываются компьютеры. Для IBM-совместимых компьютеров различают:
Однозадачные (МS-DOS, PC-DOS, PTS-DOS, Windows);
Многозадачные (многозадачность – режим одновременного решения нескольких задач. Задача – часть работы, выполняемой компьютером);
Сетевые – обеспечивающие работу сети. Основные функции: управление передачей сообщений, защита данных от несанкционированного доступа, управление каталогами, электронная почта (Lan Server, Windows NT, NetWare);
Операционные системы, обеспечивающие режим реального времени – ОС с гарантированным временем реакции на событие, например, в системах технологического управления: атомными станциями, химическими производствами и пр. (QNX фирмы Quantum SoftWare Systems Ltd).
Система Windows 3.х для разделения процессорного времени между программами использовала так называемый корпоративный метод, при котором ответственность за многозадачность лежала на самих прикладных программах. Они сами должны были сообщать, когда освобождается то или иное устройство.
Windows NT и OS/2 используют многозадачный режим с вытеснением, при котором система устанавливает некоторый промежуток времени, по истечению которого происходит принудительное переключение программ (UNIX, OS/2, Windows'95 и старше).
Настоящая многозадачность может быть только в многопроцессорных системах.
Обзор прикладного программного обеспечения:
Проблемно-ориентированные пакеты прикладных программ (ППП) (разделяются по типам предметных областей, информационным системам, функциям и комплексам задач), узко направлены на решение определенных задач.
ППП автоматизированного проектирования (для поддержания работы конструкторов и технологов – разработка чертежей, схем, диаграмм и т.д.).
ППП общего назначения поддерживает информационные технологии конечных пользователей (системы управления базами данных СУБД, генераторы отчетов, текстовые процессоры, табличные процессоры, средства презентационной графики, интегрированные пакеты),
Интегрированные ППП – совокупность функционально различных программных модулей, способных взаимодействовать между собой путем обмена данными через единый пользовательский интерфейс (обработка текстовых, числовых и графических данных в одном пакете программ).
Офисные ППП обеспечивают организационное управление деятельностью офиса (органайзеры – для планирования рабочего времени и т.п., программы-переводчики, коммуникационные ППП – взаимодействие пользователя с удаленными абонентами или информационными ресурсами).
Издательские системы.
Программные средства мультимедиа.
Системы искусственного интеллекта.
ОС хранится на жестком диске, а также может хранится на специальной системной дискете или компакт-диске.
Функции ОС:
1. Организация согласованного выполнения всех процессов в компьютере.
2. Обеспечение хранения информации во внешней памяти и обмен с устройствами ввода-вывода, т.е. ОС отвечает за правильный ввод информации с устройства ввода и ее вывод на монитор, принтер и т.д., а также за правильное распределение информации на дисках внешней памяти.
3. Реакция на ошибки и аварийные ситуации.
4. Осуществление диалога и общения с пользователем.
Операционная система является достаточно сложно организованной программой, и более уместно будет говорить о ней, как о целом комплексе программ.
Структура операционной системы:
Ядро – переводит команды с языка программ на язык “машинных кодов”, понятный компьютеру.
Драйверы – программы, управляющие устройствами.
Интерфейс – оболочка, с помощью которой пользователь общается с компьютером.
Операционная система Windows.
ОС, с которой мы работаем называется Windows.
Такое название эта ОС получила в связи с тем, что основным средством общения с пользователем в ней являются различные типы окон (“окно” по анг. “Windows”).
Программы, которые работают под управлением Windows, называются приложениями.
Некоторые принципы ОС Windows:
1. Windows “умеет” работать со всеми современными и менее используемые устройствами и программами. Подключение таких устройств происходит автоматически.
2. Другим достоинством этой ОС является унифицированный пользовательский интерфейс (способ общения), благодаря которому в различных программах сохраняются одинаковые принципы управления их работой, а также выполнять операции можно несколькими способами, среди которых можно выбрать лично удобный.
3. Единый программный интерфейс позволяет создавать информацию в одних приложениях и переносить ее в другие.
4. Следующий принцип, заложенный в Windows – это принцип, за счет которого на принтере формируется такое же изображение, как на экране монитора (What You See Is What You Get).
Этапы загрузки ОС:
Включение или запуск компьютера – это самый ответственный момент его работы. В первую очередь необходимо загрузить ОС в оперативную память.
1. Первую свою команду ПК получает от ПЗУ – микросхемы, которые расположены на материнской плате, питаются от батарейки, и поэтому записанные в ней программы не стираются после выключения компьютера.
Именно в ПЗУ обращается процессор в момент включения и делает это всегда и автоматически.
В ПЗУ находятся программы тестирования компьютера BIOS.
Работа BIOS отображается на экране белыми бегущими строками. В этот момент ПК проверяет свои устройства – оперативную память, жесткий диск и дисководы других дисков, наличие клавиатуры и других устройств.
Если что-то не работает, BIOS докладывает о неисправности, иначе заканчивает свою работу и дает команду загрузить с жесткого диска в оперативную память специальную программу.
2. Эта программа находится в специальном загрузочном секторе диска и называется Master Boot (загрузчик ОС).
Она очень маленькая и ее основное назначение – считать в ОЗУ операционную систему с системного диска.
Если системные диски отсутствуют в ПК, на экране монитора появляется сообщение Non system disk и загрузка ОС прекращается, ПК остается неработоспособным.
Если же все в порядке, загрузчик считывает ОС с диска в оперативную память.
После окончания загрузки ОС управления передается командному процессору и на экране появляется графический интерфейс. Отныне все, что мы делаем с компьютером, происходит под управлением операционной системы.
Лекция5. Служебные программы. Архивирование.
Набор служебных программ содержит сама операционная система Windows. Для работы с дисками и файлами служат программы Scandisk и Defrag.
Scandisk позволяет проверить целостность файловой системы и дисков, а Defrag оптимизирует размещение файлов на дисках.
Разбивка жесткого диска на логические диски (разделы) возможна с помощью программы Partition Magic. Желательно запускать программу с дискеты в режиме DOS, в который можно перейти нажав при загрузке Windows клавишу F8 (появится меню выхода в DOS). Partition Magic может «переразбить» диск без потери данных даже после установки программного обеспечения на компьютер.
Реестр – база данных операционной системы, содержащая конфигурационные сведения. Физически вся информация реестра разбита на несколько файлов. Реестры разных версий Windows немного различаются. В Windows 95/98 реестр содержится в двух файлах system.dat и user.dat, находящихся в каталоге Windows. В Windows Me был добавлен еще один файл classes.dat.
Данные в реестре изменяются при установке нового оборудования, установке и работе программ и в ряде других случаев. При работе программ-шпионов, конфликте разных программ, неправильном удалении программного обеспечения возможно некорректное изменение данных в реестре. Это может привести к сбоям в работе Windows и, в лучшем случае, информацию придется восстанавливать из резервной копии. Основным средством для просмотра и редактирования записей реестра служит программа «Редактор реестра», которая входит в состав Windows. Для ее запуска нажмите Пуск на панели задач Windows и в меню Выполнить наберите команду regedit. Откроется окно программы, в которой слева отображается дерево реестра, похожее по виду на отображение структуры диска в Проводнике, а справа выводятся ключи, содержащиеся в выбранном разделе. С помощью редактора Вы можете редактировать значения, импортировать или экспортировать реестр, осуществлять поиск. Конечным элементом дерева реестра являются ключи или параметры, делящиеся на три типа: строковые, двоичные и Dword (занимает 4 байта).
Редакторы настройки Windows
Настройка Windows обычно проводится с помощью Панели управления, вызываемой из меню Пуск > Панель управления. Ряд настроек находятся в меню Сервис в окне «Сведения о системе» (для вызова нажмите Пуск > Программы > Стандартные > Служебные > Сведения о системе).
Служебные программы:
Дефрагментация диска.
Очистка диска.
Назначение заданий.
Проверка диска.
|
