Что такое аппаратное и программное обеспечение компьютера. Аппаратное и программное обеспечение компьютера

Аппаратное и программное обеспечение. Уровни программного обеспечения ПК и их краткая характеристика
(155 kb.)
Доступные файлы (1):
1.doc 155kb. 19.12.2011 06:52

1.doc

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

Кафедра: «Информатика и Информационные технологии»

Доклад по дисциплине «Информатика»

«Аппаратное и программное обеспечение. Уровни программного обеспечения ПК и их краткая характеристика»

Выполнила студентка

(1 курс, группа ЭНС-09-2)

Грошева К.И.

Преподаватель

Петрова Л.В.
Иркутск, 2010

Аппаратное обеспечение компьютера 3

^ Программное обеспечение компьютера 7

Системное программное обеспечение компьютера 8

Прикладное программное обеспечение ПК 9

Инструментальное ПО 10

Библиографический список 12

Аппаратное обеспечение компьютера

^ Аппаратное обеспечение компьютера (АО) – это все аппаратные средства, из которых состоит компьютер, т.е. вся аппаратура, необходимая для работы компьютера.
АО можно разделить на две части:

  1. основные устройства компьютера;

  2. дополнительные устройства компьютера.
К основным устройствам компьютера относятся:

  1. монитор (или дисплей) – устройство вывода информации;

  2. клавиатура – устройство ввода информации;

  3. системный блок.
Эти устройства называются основными, потому что без них невозможна работа на компьютере.
Самым важным из этих трех устройств является системный блок. Если снять его корпус и посмотреть внутрь, то можно увидеть детали, соответствующие следующей схеме архитектуры ПК:

Данная схема является примером внутренней “начинки” компьютера, но при наличии или отсутствии тех или иных устройств схема изменится. Однако есть устройства, которые в любом случае установлены на современном персональном компьютере. В системном блоке располагаются основные элементы компьютера:


  • микропроцессор (центральный процессор) – электронная микросхема, предназначенная для обеспечения общего управления компьютером, а также для выполнения всех операций, команд и программ;

  • сопроцессор – устройство (микросхема), обеспечивающее повышение производительности компьютера. Работает сопроцессор не всегда;

  • оперативная память (ОЗУ или RAM) – область памяти, предназначенная для временного хранения программ и данных. После включения компьютера, туда помещается выполняемая в данное время программа, и компьютер работает с ней. При выключении питания ЭВМ, содержание оперативной памяти теряется;

  • кэш-память – сверхбыстродействующая память, которая является промежуточной между основной памятью и процессором. Кэш диска – область оперативной памяти, в которой операционная система сохраняет содержимое части магнитного диска, к которой происходили обращения. В результате при повторном обращении к диску данные выбираются из дискового Кэша, не требуя выполнения медленных операций ввода-вывода;

  • постоянная память (ПЗУ или ROM) содержит программы и данные, определяющие работу ПЭВМ после включения питания. Информация в ПЗУ заносится на заводе-изготовителе один раз и навсегда, то есть содержимое этой области памяти (реализованной чаще всего на одной микросхеме) не может быть изменено пользователем. В ПЗУ хранятся следующие программы: - самотестирования устройств ПК при включении питания; - начальной загрузки ОС;
    - пакет программ-драйверов, которые реанимируют базисный интерфейс между ОС и аппаратными средствами;
    - установки параметров конфигурации системы.
    - блок питания (генератор тактовых импульсов), который преобразует электрический ток сети и подает его на электронные схемы компьютера;
    - устройство управления вырабатывает и распределяет по различным устройствам управляющие сигналы.
    Перечисленные устройства (микропроцессор, сопроцессор, ПЗУ, ОЗУ, генератор тактовых импульсов, устройство управления) объединены системной (материнской) платой. Кроме того, в состав системного блока входят также:

    1. накопители на гибких магнитных дисках (НГМД, дисководы, FFD) – устройство ввода-вывода, предназначенное для чтения и записи на гибкие магнитные диски (дискеты);

    2. накопитель на жестком магнитном диске (НЖМД, винчестер, HDD) - устройство, предназначенное для постоянного хранения информации, используемой при работе с компьютером: программ операционной системы, часто используемых пакетов программ и т.д. Он жестко закреплен и является несъемным. К винчестеру доступ более быстрый, чем к дискете;

    3. шины (bus) – их называют компьютерными артериями, по которым передается информация. Различают два вида шин: системная и локальная шины. Системная шина предназначена для организации взаимодействия периферийных устройств с ядром компьютера, в состав которого входит микропроцессор, ОЗУ и ПЗУ. Локальной обычно называют шину, которая непосредственно выходит на контакты микропроцессора и которая обычно работает на внешней частоте микропроцессора.
Помимо общего управления, расположенного на системной плате, ПК содержит ряд специальных устройств, контроллеры или адаптеры. Они решают две основные задачи: обеспечивают включение в систему и управляют работой внешних устройств. Например, контроллер ОЗУ, контроллер жесткого диска и др.
Остальные устройства компьютера называют дополнительными, потому что они дают дополнительные возможности при работе на компьютере. По-другому эти устройства называются периферийные или периферия. К ним относят:

  • мышь – устройство, позволяющее управлять курсором, и предназначенное для ввода информации в компьютер;

  • джойстик – манипулятор курсора. Представляет собой рукоятку с кнопками, чаще всего используется в тренажерах и играх;

  • трекбол – манипулятор в виде шара на подставке. Используется для замены мыши, особенно в портативных компьютерах (Notebook);

  • принтер (печатающее устройство) – устройство, предназначенное для вывода информации на бумагу. Принтеры бывают матричные (печатает при помощи ленты), струйные (при помощи специальных чернил) и лазерные (используют порошок);

  • сканер – устройство, предназначенное для считывания текстовой и графической информации с бумаги при помощи оптических средств, их кодирования и ввода в компьютер. В настоящее время несколько разновидностей сканеров:

  • ручные – предназначены для мобильных пользователей;

  • протяжные – используются для специфического круга задач, позволяя работать с оригиналами нестандартных размеров (могут быть мобильными);

  • сканеры-насадки – используются в некоторых моделях принтеров для повышения их функциональности;

  • слайд-сканеры – предназначены для высококачественной оцифровки 35-мм пленок;

  • барабанные сканеры – это сугубо профессиональный вид сканеров;

  • планшетные сканеры – созданы для решения всевозможных задач широким кругом пользователей (сканирование фото форматов 9х13 и 10х15см., полноцветных изображений большого формата (вплоть до А4), текстовых документов, смешанных документов, содержащих и текст и графические изображения, 35-мм. пленок)

  • стример – устройство для сохранения информации с жесткого диска на кассеты с магнитной лентой;

  • графопостроитель (плоттер) – устройство, предназначенное для вывода графических изображений чертежей на бумагу;

  • модем – устройство, предназначенное для обмена информацией с другими компьютерами через телефонную линию. Большинство современных модемов являются факс-модемами – устройствами, которые могут автоматически пересылать подготовленные на вашем компьютере документы на факс, а также выполнять обратную операцию, прием факсов;

  • дисковод для компакт-дисков (CD-ROM) – устройство, обеспечивающее возможность чтения данных с компакт-дисков;

  • цифровые фотокамеры;

  • графические планшеты (дигитайзеры) – предназначены для ввода (оцифровки) контурных графических изображений с плоских, до 2 мм. толщиной, немагнитных носителей;

  • Ризограф – множительный аппарат (производитель – японская фирма RISO Cagaku, отсюда и название), который при подключении к компьютеру способен работать и как принтер, и как сканер;

  • Звуковая карта (звуковой адаптер) – обеспечивает качественное воспроизведение звука.

  • Мультимедиа-шлем – элемент системы виртуальной реальности, снабженный оптической системой высокого разрешения, трехмерным цветным изображением, стереосистемой.

  • Сетевой адаптер (сетевая карта) – служит для объединения компьютеров в локальную сеть. Выполнен в виде стандартной платы, обычно имеет свой микропроцессор и ПЗУ.

  • Сетевой фильтр и блок бесперебойного питания – устройства, обеспечивающие поддержание нормального режима питания ПЭВМ. Помехи в сети могут привести (а кратковременное отключение питающего напряжения обязательно приведет) к уничтожению текущих результатов работы пользователя, хранящихся в ОЗУ. Для минимизации потерь и служат указанные устройства.


Программное обеспечение компьютера

^ Программное обеспечение (ПО) - совокупность программ, предназначенная для решения задач на ПК. Состав программного обеспечения ПК называют программной конфигурацией. Программное обеспечение можно условно разделить на три категории:

  • системное ПО (программы общего пользования), выполняющие различные вспомогательные функции, например создание копий используемой информации, выдачу справочной информации о компьютере, проверку работоспособности устройств компьютера и т.д.

  • прикладное ПО, обеспечивающее выполнение необходимых работ на ПК: редактирование текстовых документов, создание рисунков или картинок, обработка информационных массивов и т.д.

  • инструментальное ПО (системы программирования), обеспечивающее разработку новых программ для компьютера на языке программирования.

Системное программное обеспечение компьютера

Это программы общего пользования, не связанные с конкретным применением ПК и выполняющие традиционные функции: планирование и управление задачами, управления вводом-выводом и т.д.
К системному ПО относятся:

  1. операционные системы (эта программа загружается в ОЗУ при включении компьютера)

  2. программы – оболочки (обеспечивают более удобный и наглядный способ общения с компьютером, чем с помощью командной строки DOS, например, Norton Commander)

  3. операционные оболочки – интерфейсные системы, которые используются для создания графических интерфейсов, мультипрограммирования и т.д.

  4. Драйверы (программы, предназначенные для управления портами периферийных устройств, обычно загружаются в оперативную память при запуске компьютера)

  5. утилиты (вспомогательные или служебные программы, которые представляют пользователю ряд дополнительных услуг)
    К утилитам относятся:

  6. диспетчеры файлов или файловые менеджеры

  7. средства динамического сжатия данных (позволяют увеличить количество информации на диске за счет ее динамического сжатия)

  8. средства просмотра и воспроизведения

  9. средства диагностики; средства контроля позволяют проверить конфигурацию компьютера и проверить работоспособность устройств компьютера, прежде всего жестких дисков

  10. средства коммуникаций (коммуникационные программы) предназначены для организации обмена информацией между компьютерами

  11. средства обеспечения компьютерной безопасности (резервное копирование, антивирусное ПО).

Необходимо отметить, что часть утилит входит в состав операционной системы, а другая часть функционирует автономно. Большая часть общего (системного) ПО входит в состав ОС. Часть общего ПО входит в состав самого компьютера (часть программ ОС и контролирующих тестов записана в ПЗУ или ППЗУ, установленных на системной плате). Часть общего ПО относится к автономным программам и поставляется отдельно.

Прикладное программное обеспечение ПК

Прикладные программы могут использоваться автономно или в составе программных комплексов или пакетов. Прикладное ПО – программы, непосредственно обеспечивающие выполнение необходимых работ на ПК: редактирование текстовых документов, создание рисунков или картинок, создание электронных таблиц и т.д.
Пакеты прикладных программ – это система программ, которые по сфере применения делятся на проблемно – ориентированные, пакеты общего назначения и интегрированные пакеты. Современные интегрированные пакеты содержат до пяти функциональных компонентов: тестовый и табличный процессор, СУБД, графический редактор, телекоммуникационные средства.
К прикладному ПО, например, относятся:

Комплект офисных приложений MS OFFICE

Бухгалтерские системы

Финансовые аналитические системы

Интегрированные пакеты делопроизводства

CAD – системы (системы автоматизированного проектирования)

Редакторы HTML или Web – редакторы

Браузеры – средства просмотра Web - страниц

Графические редакторы

Экспертные системы
-и т.д.

Инструментальное ПО

Инструментальное ПО или системы программирования - это системы для автоматизации разработки новых программ на языке программирования.
В самом общем случае для создания программы на выбранном языке программирования (языке системного программирования) нужно иметь следующие компоненты:
1. Текстовый редактор для создания файла с исходным текстом программы.
2. Компилятор или интерпретатор. Исходный текст с помощью программы-компилятора переводится в промежуточный объектный код. Исходный текст большой программы состоит из нескольких модулей (файлов с исходными текстами). Каждый модуль компилируется в отдельный файл с объектным кодом, которые затем надо объединить в одно целое.
3. Редактор связей или сборщик, который выполняет связывание объектных модулей и формирует на выходе работоспособное приложение – исполнимый код.
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.
4. В последнее время получил распространение визуальный метод программирования (с помощью языков описания сценариев), ориентированный на создание Windows-приложений. Этот процесс автоматизирован в средах быстрого проектирования. При этом используются готовые визуальные компоненты, которые настраиваются с помощью специальных редакторов.
Наиболее популярные редакторы (системы программирования программ с использованием визуальных средств) визуального проектирования:

  • Borland Delphi - предназначен для решения практически любых задач прикладного программирования

  • Borland C Builder – это отличное средство для разработки DOS и Windows-приложений

  • Microsoft Visual Basic – это популярный инструмент для создания Windows-программ

  • Microsoft Visual C - это средство позволяет разрабатывать любые приложения, выполняющиеся в среде ОС типа Microsoft Windows

Библиографический список

1. Леонтьев, В.П. ПК: универсальный справочник пользователя [Текст]: учебное пособие/В.П.Леонтьев. - Москва: [Дрофа], 2000.-с.200

2. Фигурнов, В.Э. IBM PC для пользователя [Текст]:/учебное пособие/В.Э.Фигурнов.-5-е изд.- СПб.: [Коруна],1994.-160с.

3. Пастухов, И.Ф.Аппаратное обеспечение компьютера [Текст]/И.Ф.Пастухов// Весь компьютерный мир.- декабрь 1995 г.-№12-с.20-23.

4. Воробьев, С.А.Программное обеспечение компьютера [Текст]/С.А.Воробьев//Домашний компьютер.- август 2001г.-№8-с.35-36.

компакт-диски CD-R , обеспечивающие возможность только однократной записи, и диски CD-RW , обеспечивающие многократную запись.

Накопитель DVD (Digital Video Disk, цифровой видеодиск)-ROM. В настоящее время в базовую конфигурацию ПК включают дисковод DVD -ROM для чтения информации с компакт-дисков. Диски DVD способны вместить полнометражный видеофильм высокого качества.

Видеоадаптер (графический адаптер) – плата, выполняющая все операции, связанные с управлением экраном (монитором) компьютера.

Существуют несколько стандартов видеоадаптеров. В настоящее время применяются видеоадаптеры стандарта SVGA, обеспечивающие по выбору воспроизведение от сотен до нескольких миллионов цветов с возможностью выбора разрешения экрана. Разрешение указывает на количество точек на экране по горизонтали и вертикали для отображения

информации. Стандартными значениями для разрешения являются 800 600 или 1024 768. Современные видеоадаптеры могут выполнять функции обработки изображений, для этого они имеют собственную видеопамять.

Звуковая карта – специальная плата, выполняющая операции по обработке звука.

Для воспроизведения звука к выходу звуковой карты можно подключить колонки или наушники. Для записи звука имеется разъем, позволяющий подключить микрофон. Основным параметром звуковой карты является разрядность, определяющая количество битов, используемых для кодирования звука. Предпочтительным вариантом сегодня считается 32-разрядная звуковая карта.

Адаптеры и контроллеры – устройства, которые служат для управления работой устройств ПК.

Коммуникационные порты – специальные разъемы для подключения периферийных устройств к системному блоку.

Блок питания – устройство, содержащее системы автономного и сетевого энергопитания персонального компьютера.

1.7. СТАНДАРТНЫЕ ПЕРИФЕРИЙНЫЕ УСТРОЙСТВА ПК. ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ПЕРИФЕРИЙНЫЕ УСТРОЙСТВА ПК: ПРИНТЕР, СКАНЕР, МОДЕМ, МИКРОФОН, ЗВУКОВЫЕ КОЛОНКИ ИЛИ НАУШНИКИ, ЦИФРОВАЯ ФОТОКАМЕРА, ВИДЕОКАМЕРА

Рассмотрим более подробно устройство персонального компьютера, то есть его аппаратные средства. Конфигурацию (состав оборудования) ПК можно изменять в соответствии с классом решаемых задач. Тем не менее, существует стандартная конфигурация, в которой обязательно присутствуют следующие устройства: системный блок, монитор, клавиатура, мышь.

Клавиатура – основное устройство для ввода текстовой информации.

Стандартная клавиатура имеет 101 или 104 клавиши. Центральная часть клавиатуры называется алфавитно-цифровой и служит для ввода символов кодовой таблицы. За каждой клавишей, как правило, закреплено несколько символов. В случае алфавитной части клавиатуры это означает возможность работы с несколькими языками. Для разных языков существуют различные схемы закрепления символов национального алфавита за конкретными клавишами. Такая схема называется раскладкой клавиатуры. Переключение между различными раскладками осуществляется с помощью специальных программ. Нижние символы, обозначенные на клавише, и строчные буквы печатаются просто при нажатии клавиш, а верхние символы и заглавные буквы – в комбинации со служебной

Аппаратное обеспечение персонального компьютера

клавишей Shift (клавиша верхнего регистра). В отличие от клавиатуры пишущей машинки, на клавиатуре компьютера есть ряд специальных клавиш, например, клавиши, управляющие перемещением курсора по экрану, или функциональные клавиши (F1 ,F2 ,...) отрабатывающие специфические для конкретной программы действия. Служебные клавиши (Alt ,Ctrl ,…) изменяют назначение других клавиш при совместном нажатии с ними. Краткая характеристика групп клавиатурных клавиш представлена в таблице 1.

Таблица 1. Характеристика групп клавиатурных клавиш

Краткая характеристика

Группа клавиш

Алфавитно-цифровые

Предназначены для ввода букв различных алфавитов, цифр, а

(основное

также специальных знаков.

Клавиша пробел – самая большая клавиша, применяется для

ввода пробела (пустого символа).

Функциональные

Действие этих клавиш определяется программой, с которой в

клавиши F1 – F12

данный момент работает пользователь.

управления

Нажатие данных клавиш приводит к перемещению курсора

курсором

(указателя текущего места в обрабатываемом документе) в

соответствующем направлении или к «перелистыванию»

изображаемого на экране текста.

Назначение клавиш: Delete – удаление символа справа от курсора;

Insert – установка или сброс режима вставки символа;Page Up –

перемещение на страницу вверх; Page Down – на страницу вниз;

Home – в начало,End – в конец строки или списка.

Поле дополнительных

Используется для двух целей: в режиме ввода цифр (Num Lock

цифровых клавиш

включен) – для ввода числовой информации и знаков

арифметических действий, а в режиме управления курсором (Num

Lock выключен) – эти клавиши дублируют клавиши управления

курсором.

Служебные

Enter (ввод) – используется для завершения ввода команды либо

(специальные)

подтверждения выбора, при вводе текста – конец абзаца;

Esc (Escape – отмена) – используется для отмены какого-либо

действия, либо выхода из режима программы;

Backspace («шаг назад», длинная стрелка влево над клавишей

Enter) – удаляет символ слева от курсора;

Print Screen – используется для печати или копирования

содержимого экрана;

Tab (табуляция) – используется для перемещения вправо на

заданное количество позиций при наборе текста или перехода по

ячейками таблицы;

Caps Lock – переключение между строчными и прописными

Pause – приостановка работы компьютера.

Клавиши Ctrl, Alt, Shift – используются для изменения значений

других клавиш; например, нажатие клавиши Shift в сочетании с

алфавитно-цифровой клавишей позволяет ввести прописную

букву или символ верхнего регистра, изображенный на этой

Комбинация клавиш Ctrl+Alt+Del – одновременное нажатие этих

клавиш приводит к перезагрузке операционной системы MS DOS

или завершению текущей программы в операционной системе MS

Индикаторы режимов

Num Lock – режим ввода цифр на дополнительной части


Аппаратное обеспечение персонального компьютера

Периферийные устройства ПК Монитор – устройство вывода и визуального представления информации.

От качества монитора очень сильно зависит комфортность работы пользователя с персональным компьютером. Основными параметрами монитора являются размер по диагонали, размер зерна, частота кадров. Стандартные размеры монитора: 15, 17, 19, 21 дюйм. Предпочтительнее иметь монитор больших размеров. Вторая важная характеристика – размер зерна экрана. Качественными считаются мониторы с величиной зерна 0,25-0,27 мм. Частота кадров означает количество изменений изображения в секунду. Этот параметр зависит не только от монитора, но и от свойств видеоадаптера. Минимальное приемлемое для безопасности человека значение данного параметра 75 Гц, хотя чем выше это значение, тем меньше негативное воздействие на зрение.

Мышь – указательное устройство, используемое в графических операционных системах.

Перемещение мыши по поверхности стола или по специальному коврику приводит к синхронному перемещению по экрану значка, называемого указателем мыши. Наводя указатель на определенный объект, можно выполнять над ним определенное действие. Обычными действиями по работе с мышью являются щелчок (левой или правой кнопкой мыши), двойной щелчок (два последовательных щелчка, выполненных в течение малого

промежутка времени), перетаскивание (операция «drag and drop »,« перетащить и бросить»). Перетаскивание означает установку указателя мыши на объект, нажатие кнопки мыши и (при нажатой кнопке!) дальнейшее перемещение объекта вместе с перемещением мыши.

Принтер – печатающее устройство для вывода информации на бумажный носитель.

С персональными компьютерами в основном применяются матричные, лазерные и струйные принтеры. Матричные принтеры характеризуются низкой стоимостью, обеспечивают качество печати, близкое к качеству пишущей машинки. К недостаткам можно отнести низкую скорость и шум, производимый при печати. Лазерные принтеры обеспечивают очень высокое качество печатной продукции, отличаются высокой скоростью работы, однако являются более дорогими по стоимости самого принтера и расходных материалов. Струйные принтеры используют специальные чернила для печати, обеспечивают худшее качество по сравнению с лазерными принтерами. Стоимость струйного принтера ниже лазерного, но стоимость распечатки одной страницы гораздо выше. Струйные принтеры в основном применяются для цветной печати.

Сканер – фотоэлектронное устройство для ввода графической информации.

Сканеры зачастую используются для автоматизации ввода текстовой информации. В этом случае текстовый материал сканируется в графическом виде, а затем обрабатывается специальными программами, позволяющими распознавать символы. Таким образом, нет необходимости набирать текстовую информацию вручную. Наилучшие результаты сканирования достигаются на планшетных сканерах. Менее удобны ручные сканеры, обеспечивающие невысокое качество полученного изображения.

Модем – устройство, выполняющее преобразование компьютерных данных в сигнал, способный распространяться по линии связи определенного типа, и обратно.

Аппаратное обеспечение персонального компьютера

Наиболее широко распространены модемы для подключения компьютера к коммутируемой телефонной линии, преобразующие цифровой сигнал в аналоговый (модуляция) и обратно (демодуляция).

2. ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПЕРСОНАЛЬНОГО КОМПЮТЕРА. ФАЙЛОВАЯ СИСТЕМА ПЕРСОНАЛЬНОГО КОМПЬЮТЕРА.

Цель занятия – ознакомиться с основными категориями программного обеспечения ПК, а также изучить основные понятия, типичные объекты и элементы интерфейсов операционных систем семейства MS Windows.

2.1. КЛАССИФИКАЦИЯ ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВ. КАТЕГОРИИ СЛУЖЕБНОГО ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ. ОСНОВНЫЕ КАТЕГОРИИ ПРИКЛАДНЫХ ПРОГРАММ.

Конечной целью любой программы является управление аппаратными средствами. В общем случае можно выделить четыре уровня программного обеспечения по взаимодействию с аппаратными средствами, причем каждый следующий уровень опирается на программное обеспечение предшествующих.

Базовое программное обеспечение (ПО) отвечает за взаимодействие с базовыми аппаратными средствами. Как правило, базовое ПО хранится в специальных микросхемах, называемых ПЗУ (постоянное запоминающее устройство), не подлежит изменению и начинает выполняться автоматически после включения питания компьютера. Для обеспечения работы с нестандартными устройствами на материнской плате есть специальная микросхема энергонезависимой памяти, которая допускает изменение данных в зависимости от типа оборудования и сохраняет их при выключении питания.

Системный уровень является связующим звеном, обеспечивающим взаимодействие всех пользовательских или прикладных программ с ПО базового уровня и аппаратурой. От программного обеспечения этого уровня во многом зависит качество и количество программ следующих уровней. Совокупность ПО системного уровня иногда называют платформой.

Основное назначение программ служебного уровня (утилит) состоит в обслуживании аппаратных средств ПК.

На прикладном уровне существует огромное количество программ, предназначенных для выполнения самых разнообразных задач, от обработки текстов до компьютерных игр. Между прикладным и системным ПО существует взаимная связь, это означает, что ПО прикладного уровня всегда разрабатывается для конкретной платформы.

Можно выделить следующие категории программных средств по назначению: системные программы, прикладные программы и инструментальные средства для разработки программного обеспечения. К системным программам в первую очередь относятся операционные системы (ОС ), обеспечивающие взаимодействие всех других программ с оборудованием и взаимодействие пользователей ПК с программами. Также к этой категории относятся служебные (сервисные) программы. Среди служебных программ (утилит) можно выделить программы по обслуживанию дисков, антивирусные программы, программыархиваторы и т.д.

Программное обеспечение персонального компютера. Файловая система персонального компьютера

Программное

обеспечение

Системные

Прикладные

Инструментальные

программы

программы

средства

разработки

программ

Операционные

Служебные

программы

с текстом

(утилиты)

Обслуживание

с графикой

Антивирусные

программы

Архиваторы

К прикладным программам относят ПО, которое является инструментарием информационных технологий – технологий работы с текстами, графикой, табличными данными и т.д. Обратите внимание, прикладные программы иногда называют пакетами прикладных программ. Для прикладных и служебных программ часто используют синоним приложение, добавляя название конкретной операционной системы, под управлением которой это приложение работает.

Наконец, к последней категории относятся инструментальные средства для разработки ПО (языки программирования, такие как Pascal, Си и т.д.).

Пакеты прикладных программ можно условно классифицировать по типу обрабатываемых данных или по области применения. Довольно обширный класс программ предназначен для работы с текстовыми данными. Здесь самыми популярными приложениями являются текстовые процессоры. Программы этого класса позволяют не только вводить и редактировать текст, но и оформлять его, а также вставлять в документ графическое изображение, таблицы и другие объекты. Самым распространенным текстовым процессором в странах СНГ является MS Word (продукт фирмы Microsoft), входящий в состав знаменитого пакета прикладных офисных программ MS Office.

Для автоматизации процедуры ввода текстов разработаны системы распознавания текстов, которые позволяют выделить текст из полученного после сканирования изображения. Примером может служить программа FineReader.

Для работы с текстами на иностранных языках разработаны электронные словари (например, Lingvo) и системы автоматического перевода с одного языка на другой, такие как Prompt.

Среди программ, предназначенных для работы с графическими данными, можно выделить редакторы растровой графики, например Adobe Photoshop. Следующий класс программ предназначен для создания высококачественных векторных изображений. Популярным представителем этого направления является редактор векторной графики CorelDraw. Существуют специализированные системы для создания трехмерной графики (3D-Studio Max) и анимационных изображений.

Следующее направление в прикладных пакетах программ связано с подготовкой специальных слайдов, демонстрируемых на мониторе компьютера для сопровождения всевозможных выступлений. Для подобных целей разработаны системы подготовки презентаций, примером может служить MS PowerPoint (компонент MS Office).

Программное обеспечение персонального компютера. Файловая система персонального компьютера

Программы работы с табличными данными включают в первую очередь электронные таблицы или табличные процессоры, работающие с информацией, представленной в виде таблицы, в ячейки которой можно размещать символы, цифры и формулы, производящие операции над колонками цифр. Популярным представителем табличных процессоров является MS Excel (компонент MS Office).

Системы управления базами данных (СУБД) позволяют проводить обработку и анализ огромного массива данных, организованных в табличные структуры. В комплект программ

MS Office входит СУБД MS Access.

Следующее направление в классификации прикладных программ связано с обработкой и анализом специальных данных. Для статистической обработки числовых данных разработаны специальные программы, например, приложение SPSS.

Для людей, занимающихся проблемами высшей математики, неоценимую услугу окажут программы, позволяющие проводить аналитические преобразования и численные расчеты. Одним из самых мощных пакетов программ этого направления считается пакет Mathematica.

Разработаны специальные пакеты для автоматизации управленческой деятельности. Здесь следует упомянуть системы управления проектами на примере MS Project, а также системы поддержки принятия решений.

В настоящее время компьютер активно используется для автоматизации процессов верстки электронных изданий. Программы, реализующие эту возможность, называются настольными издательскими системами. В принципе текстовые процессоры также обладают чертами издательских систем, однако профессионалы предпочитают работать со специализированными пакетами типа PageMaker.

Системы автоматизации проектирования в основном предназначены для автоматизации чертежно-графических и расчетных работ в приборостроении и архитектуре. Примером подобной системы является AutoCAD.

Системы для автоматизации бухгалтерской деятельности сочетают в себе функции текстовых и табличных процессоров и систем управления базами данных. Они позволяют проводить облегчить процедуру подготовки и учета бухгалтерских документов, а также автоматизировать процесс подготовки всевозможных финансовых отчетов. Примером подобной программы может служить программа 1C-Бухгалтерия.

Для работы в компьютерных сетях активно используются программы-клиенты электронной почты, обозреватели всемирной паутины WWW (браузеры) и т.д.

Наконец, существует ряд программных сред или комплексов, реализующих технологии искусственного интеллекта.

2.2. СОВРЕМЕННЫЕ ОПЕРАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ ДЛЯ НАСТОЛЬНЫХ ПК. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СОВРЕМЕННЫХ ОПЕРАЦИОННЫХ СИСТЕМ

Операционная система – комплекс программных средств, организующий выполнение всех других программ и взаимодействие пользователя с компьютером.

Как следует из определения, основное назначение операционной системы состоит в обеспечении взаимодействия между прикладными и служебными программами и аппаратной частью персонального компьютера. Другой важнейшей задачей является организация работы пользователя с программными и аппаратными средствами ПК.

По способу реализации внешнего вида операционной системы (интерфейса), предстающего перед пользователем, различают неграфические и графические ОС. Примером неграфической операционной системы может служить MS DOS, которая общается с пользователем ПК в текстовом режиме посредством так называемой командной строки, где

Программное обеспечение персонального компютера. Файловая система персонального компьютера

нужно вводить команды. Современные операционные системы (например, MS Windows XP и MS Windows 7) имеют графический интерфейс, что существенно упрощает процедуру взаимодействия пользователя с программами и аппаратурой.

Важным моментом является автоматический запуск операционной системы, установленной на данном компьютере, после включения питания.

Понятие устройства. Имена дисков.

Рассмотрим основные понятия операционной системы. С одним понятием мы отчасти уже ознакомились. Это понятие устройства. Дело в том, что для каждого устройства, входящего в состав аппаратной конфигурации ПК, существует имя. Например, для клавиатуры зарезервировано имя CON, а для принтера – имя PRN. Для пользователя наибольший интерес представляют правила присвоения имен дисковым устройствам. В MS DOS и MS Windows имя диска состоит из буквы латинского алфавита и двоеточия. Общепринято, что накопителям на гибких магнитных дисках присваиваются имена A: или B: в зависимости от комплектации ПК одним или двумя дисководами. Что касается винчестера, то, как правило, он имеет достаточно большую емкость, поэтому целесообразно с помощью специальной программы разбить его логически на несколько частей. Каждая часть предстает перед пользователем как отдельный диск. Присвоение имени частям винчестера всегда начинается с буквы C:. Например, если винчестер разбит на две части, то первая зазывается C:, а вторая

– D:. Для обозначения накопителя CD-ROM обычно используется следующая по алфавиту буква.

2.3. ФАЙЛ. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ФАЙЛА..

Другое важнейшее понятие операционной системы – понятие файла. Файл – совокупность данных, имеющих свое имя и рассматриваемых как единое целое.

Файл является основным объектом хранения данных в компьютере. Кроме имени файл обладает следующими характеристиками: объем (измеряемый в байтах), дата создания, время создания и атрибуты. Необходимо, чтобы файл имел уникальное имя для того, чтобы его можно было отличить от других файлов.

Таким образом, все программы и все создаваемые пользователем документы хранятся на диске в виде отдельных файлов. Более того, зачастую программа настолько сложна, что представляет собой группу файлов.

Правила присвоения имен файлам могут отличаться в различных операционных системах. Тем не менее, можно выделить некоторые общие черты. Как правило, имя файла состоит из двух частей, разделенных точкой. Левая часть такого составного имени называется именем файла. Поскольку имя файлу дает его создатель, принято, чтобы имя файла отражало общий смысл его содержимого. Правая часть составного имени называется расширением. Расширение имени файла является необязательной частью. Современные прикладные программы умеют автоматически присваивать расширение документам, создаваемым в их среде. Следовательно, расширение имени файла указывает на тип файла или на программу, с помощью которой создавался данный файл. Примеры расширений: DOC – файл, создаваемый текстовым процессором MS Word, BMP – растровый графический файл, TXT – текстовый файл.

В зависимости от операционной системы, в именах файлов допустимо использование различных символов по количеству и виду. В MS DOS действует так называемый стандарт 8.3, означающий максимальное количество символов в имени 8, а в расширении – 3. По правилам MS DOS в имени и расширении файла допустимо использование только символов латинского алфавита, цифр и некоторых символов. Ряд символов запрещено использовать, например, пробел, / \ : ? * " < > |. С появлением первой системы серии 9Х – MS Windows 95 было разрешено использовать до 256 символов в имени файла, включая пробел и символы

Программное обеспечение персонального компютера. Файловая система персонального компьютера

любых алфавитов (ограничение на символы / \ : ? * " < > | осталось). Прописные и строчные символы не различаются в MS Windows, но отображаются операционной системой, поэтому для наглядности можно использовать заглавные буквы в именах файлов.

В общем случае файлы можно разделить на две категории: файл-программа и файлдокумент.

Файл-программа – файл, содержащий набор инструкций, отрабатываемых операционной системой. Имеет расширенияEXE илиCOM .

Современные программные продукты, как правило, состоят из целого набора файлов. Поэтому чрезвычайно важно уметь определять, какой файл из набора является главным, при запуске на выполнение которого заработает приложение. Здесь действуют следующие правила: у главного файла обязательно будет расширение COM (для DOS-приложений) или EXE (для DOSили Windows-приложений). Имя главного файла часто совпадает с названием программного продукта. Например, главный файл текстового процессора MS Word называется winword.exe, главный файл программы-архиватора WinZip называется winzip32.exe.

Файл-документ – файл, который создается и модифицируется программами.

Как уже упоминалось, каждая прикладная программа работает с файлами своего типа, то есть с файлами, имеющими определенное расширение. Некоторые мощные программы способны работать с файлами нескольких типов. В операционной системе MS Windows устанавливается связь между расширением имени файла и программой, по умолчанию обрабатывающей файлы данного типа. В этом случае файлу зарегистрированного типа присваивается графический значок определенного вида, помогающий пользователю различать файлы различных типов.

Различают также текстовые ,графические извуковые файлы. Текстовый файл содержит данные или программы, хранящиеся в виде кодов символов, которые могут использоваться различными программами. Графический файл содержит изображения, звуковой – звуковые фрагменты. Графический и звуковой файлы включают также специальные управляющие коды, используемые программами и устройствами. В последнее время появилисьмультимедийные файлы, в которых содержатся тексты, изображения и звук.

Операционная система позволяет использовать символы подстановки при ссылке на имена файлов. Это особенно удобно для объединения файлов в группу по каким-либо признакам или при поиске файла, имя которого вы помните частично.

Маска имени файла – имя, в котором некоторые символы заменены специальными знаками:

* – заменяет любое количество символов в имени или расширении файла; ? – заменяет ровно один символ.

Например, маска *.doc означает «все файлы с расширениемDOC »*.* – все файлы

2.4. ПАПКА, КАТАЛОГ, ДИРЕКТОРИЙ. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПАПКИ.

Как говорилось выше, современные программные продукты могут состоять из значительного (до сотен) числа файлов. Поэтому возникла необходимость разработки удобной системы размещения файлов на диске. Введем понятие папки.

Папка (каталог, директорий) – место хранения объектов (файлов и папок). Характеристики папки: дата создания, время создания, атрибуты.

Программное обеспечение персонального компютера. Файловая система персонального компьютера

Из определения следует, что весь диск разбивается на папки, причем в каждую папку можно разместить как файлы, так и папки. В результате получается иерархическая структура ресурсов диска. Графическое представление размещения объектов на диске называется деревом папок (каталогов).

Дерево папок (ресурсов) – графическое представление размещения объектов на диске.

Название каталог (директорий) использовалось в операционной системе MS DOS, в MS Windows данный объект назвали папкой.

Рассмотрим пример дерева папок (см. рис. ниже). У каждого диска есть своя начальная папка, называемая главной (корневой).

Главная папка (корневой каталог) – начальная папка, в которой хранится исходный список папок и файлов. Как правило, главной папкой является сам диск.

В нашем случае главной папкой является папка D:\. Если папка содержит вложенные папки, она для них является родительской (надкаталогом). Тогда для нее вложенная папка являетсядочерней (подкаталогом). На рисунке папка D:\ – родительская для папок Users и Program Files. Папки Ivanov и Petrov – дочерние для папки Users.

Краткое имя файла, состоящее из имени и расширения, неоднозначно идентифицирует файл в рамках конкретного диска или компьютера. Введем понятие пути к файлу.

Полный путь к файлу – последовательность папок, разделенных символом \, начинающаяся с главной папки.

Например, полный путь к файлу letter.doc будетD:\Users\Ivanov\

Полное имя файла – путь к файлу, начиная с имени диска и заканчивая кратким именем файла.

Полное имя файла readme.txt– D:\Program Files\WinZip\readme.txt. Теперь становится понятно, почему в разных папках можно хранить файлы с одинаковыми краткими именами, ведь операционная система работает именно с длинными именами объектов. Значит, файл my.txt, находящийся в папке Ivanov(полное имя D:\Users\Ivanov\my.txt) для операционной системы отличается от файла my.txt, размещенного в папке Petrov(полное имя

D:\Users\Petrov\my.txt).

По названию папок можно догадаться, какую информацию они содержат. Скорее всего, папка Users создана для пользователей данного ПК, а находящиеся в ней папки Ivanov и Petrov предназначены для хранения личных файлов людей по фамилии Иванов и Петров. Что касается папки WinZip, размещенной в папке Program Files, она содержит набор файлов приложения WinZip (на рисунке представлены только некоторые файлы). Обратите внимание на то, что некоторые файлы данной папки имеют стандартные названия. Например, файл readme.txt обычно содержит инструкцию по установке программного продукта и его краткое описание, файлlicence.txt – лицензионное соглашение. Файл с расширениемHLP представляет собой справочную систему программы. Главный файл данного приложения по признакам главного файла (расширение EXE, имя совпадает с названием программы) –winzip32.exe .

Для понимания можно провести такую аналогию: если файл – это документ, то каталог – папка для документов. Другой аналогией может служить размещение книг в библиотеке. Файл – это книга; главная папка – это здание библиотеки; папки первого уровня – это этажи; папки второго уровня – залы; папки третьего уровня – это стеллажи и т.д. Обратите внимание на то, что немного смягчается требование уникальности имени файла: файлы с одинаковыми именами нельзя хранить в одной папке! В разных папках допустимо наличие объектов с одинаковыми именами. Дело в том, что операционная система в данный момент

Современные компьютеры можно считать универсальны­ми, поскольку они применяются для автоматизации обра­ботки и обмена самой разной информацией практически во всех отраслях современной жизни. Эта универсальность до­стигается, в первую очередь, применением огромного коли­чества самого разного программного обеспечения, реализую­щего собственно операции по обработке информации.

Условно, программное обеспечение можно разделить на два крупных блока:

1. Системное программное обеспечение . Сюда относятся программы, обеспечивающие выполнение общих для всех программ технических задач, взаимодействие с аппаратурой.

  • Ядро операционной системы . Функции этих программ, данных и библиотек функций - управление выполнением программ, оперативной памятью, обеспечение взаимодействия программ.
  • Системные библиотеки функций . Сюда входят биб­лиотеки и программы, обеспечивающие работу с устройствами внешней памяти (файловые системы),устройств ввода/вывода (обеспечение интерфейса с пользователем) и др. В большинстве современных ОС в ядро или важные системные библиотеки также входят библиотеки для работы с сетями.
  • Драйверы . Программное обеспечение, разрабатыва­емое поставщиками аппаратных средств и в опера­ционной системе управляющее нестандартными (непредусмотренными при разработке ОС) устройства­ми. Драйвер обеспечивает выполнение стандарт­ных для класса устройств функций, что позволяет разрабатывать новые, более совершенные устройст­ва и применять их без принципиальных модификаций ОС.
  • Утилиты. Небольшие программы, реализующие частные технические задачи по обслуживанию компьютера: архивирование, контроль состояния устройств внешней памяти, поиск нужных файлов и пр.

2. Прикладное программное обеспечение . Сюда отно­сятся программные комплексы, обеспечивающие вы­полнение различных прикладных задач, т. е. выпол­нение фактических задач пользователей. Множество таких программ и комплексов огромно и исчерпываю­щей классификации не поддается. Среди таких комп­лексов можно выделить несколько часто используе­мых видов:

  • Офисные пакеты . Комплексы программ, решаю­щих основные задачи делопроизводства: подготовку документов, выполнение подсчетов, презентации, ведение переписки и организацию работы и др.
  • Системы управления балами данных (СУБД), справочные системы и оболочки автоматизированных информационных систем. Эти программы позволя­ют организовать ввод, хранение и работу с больши­ми объемами специализированных данных. СУБД часто являются общими компонентами, обеспечива­ющими работу большого количества специализиро­ванных комплексов.
  • Программы обработки графической информации . Крупный класс программ, целью применения которых является формирование какого-либо изображения. Среди них можно упомянуть программы обработки фотоизображений, издательские комплексы, системы подготовки реалистичных трехмерных изображений и многие другие.
  • Среды разработки . Программные комплексы, включающие специализированные текстовые редакторы, трансляторы, средства отладки и контроля за исполнением программ, средства разработки дополнительных элементов программ, библиотеки компонентов и многие другие средства, используемые профессиональными разработчиками системного и прикладного программного обеспечения.

Эффективная реализация тех или иных задач требует не только специализированного программного обеспечения, но и предъявляет определенные требования к применяемой ап­паратуре.

При этом исходят из того, что необходимые задачи дол­жны быть решены без привлечения чрезмерно дорогостоя­щей аппаратуры, возможности которой все равно не будут востребованы.

Чаще всего рассматривают следующие варианты:

Компьютеры для решения задач делопроизводства . Основным требованием к таким компьютерам является вы­сокая надёжность. Здесь не требуется высокая производите­льность, большие объемы оперативной памяти, качествен­ный вывод и ввод звука, но необходимо достаточно качест­венное (хотя и не так быстро обновляемое) изображение на мониторе, высокая надежность хранения данных, хорошая сетевая поддержка. Такие машины, как правило, комплек­туются принтерами, обеспечивающими высокое качество монохромного отпечатка при его минимальной стоимости - лазерными и светодиодными.

Домашние компьютеры. Основные (то есть в данном слу­чае требующие специального учета) задачи таких компьюте­ров связаны с подключением довольно большого количества разнообразной периферии, необходимостью запуска графи­ческих программ (игровых), т. е. применение графических акселераторов, качественное воспроизведение звука. Мони­торы таких компьютеров должны работать быстро, соответ­ствовать санитарным нормам, но не обязательно точно отра­жать оттенки. Домашние ПК не обязательно должны иметь высоконадежные крупные системы хранения данных.

Компьютеры для обработки графической информации . Такие машины, в зависимости от характера графики, дол­жны иметь большие профессиональные мониторы, профес­сиональные графические ускорители, мощные и точные сис­темы печати. Практически всем таким компьютерам требу­ются мощные процессоры и большие объемы оперативной памяти. Сходные требования, с поправкой на специфику, предъявляются и к компьютерам для обработки звука. Для таких задач существует большое количество специализиро­ванных периферийных устройств - различные принтеры, графические планшеты для художников и инженеров, сис­темы цветовой калибровки и пр.

Операционная система: понятие, основные функции. Примеры операционных систем, многообразие операци­онных систем.

С формальной точки зрения, чем меньше «посторонних» по отношению к конкретной программе действий выполняет компьютер, чем меньше дополнительных условий для ее ра­боты требуется - тем лучше. Но на практике значительная часть действий, которые необходимо выполнить программе (особенно действий по взаимодействию с аппаратурой), - типовые, являются общими для многих программ. Кроме того, если каждая программа полностью независима от ос­тальных и полностью управляет всеми ресурсами, то коор­динировать работу затруднительно, работоспособность компьютера зависит от каждой программы, а наблюдать за ситуацией может только человек.

До тех пор, пока компьютеры не имели никаких лишних ресурсов, существование каких-то вспомогательных про­грамм было невозможно. С разработкой машин второго поко­ления возникла задача сокращения простоя машины между запуском расчетных задач, поскольку появились средства ускоренного ввода программ и данных (перфокарты и перфо­ленты с автоматическими считывателями). В этот период были созданы первые координирующие исполнение програм­мы - менявшие задачи по мере их завершения.

Позднее из этих программ выросли современные опера­ционные системы : комплексы программ и данных, выпол­няющие задачи управления взаимодействием программ, ап­паратуры и пользователей между собой.

Во-первых, задачей операционных систем (ОС) является управление ресурсами : процессорным временем, оператив­ной памятью, доступом к устройствам внешней памяти.

Во-вторых, обеспечение взаимодействия программ (между собой и аппаратурой).

В-третьих, в современных операционных системах появи­лась задача обеспечения взаимодействия с пользователем (человеко-машинный интерфейс) и с другими компьютера­ми - в сетях.

Основной компонент операционной системы - ядро. Ядро - это комплекс программ, постоянно присутствующий в оперативной памяти и выполняющий 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. Например, как часть такой библиотеки реализуются программы управления данны­ми на внешних носителях - поддержки файловых систем.

Как правило, операционная система поставляется с набо­ром прикладных программ, которые обеспечивают выполне­ние некоторых типовых задач. Такие вспомогательные про­граммы называются утилитами.

Существует большое количество операционных систем и вариантов их исполнения. Классифицируют их по разным основаниям, наиболее популярно деление:

1) По способу управления выполняемыми процессами:

  • однозадачные. В один момент времени выполняется одна задача, только по окончанию исполнения управление передается следующей (или процессору команд ОС);
  • многозадачные. В оперативной памяти присутствует несколько программ, которые с точки зрения поль­зователя выполняются одновременно. На практике ОС переключается от одной программы к другой.

2) По разделению среды пользователей:

  • однопользовательские . Это ОС, не предусматривающие разделение ресурсов между пользователями (т. е. не различающими пользователей);
  • многопользовательские. Это 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 обуславливается задачами и предпочтениями пользователя.

[ документ ]
  • Прикладное программное обеспечение САПР [ документ ]
  • Отчет по Производственной практике [ дипломная работа ]
  • Шпоры по госам [ шпаргалка ]
  • Программное обеспечение суперкомпьютеров [ документ ]
  • Аппаратное обеспечение ПК [ документ ]
  • Бахтизин В.В., Глухова Л.А. Лабораторный практикум по дисциплине Технологии разработки программного обеспечения [ документ ]
  • Отчет по производственной практике [ документ ]
  • Презентация - Вычислительная система [ реферат ]
  • Аппаратное обеспечение персонального компьютера [ документ ]
  • Ответы к экзамену по БД [ документ ]

    • 1.doc

    ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

    Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

    ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

    Кафедра: «Информатика и Информационные технологии»

    Доклад по дисциплине «Информатика»

    «Аппаратное и программное обеспечение. Уровни программного обеспечения ПК и их краткая характеристика»

    Выполнила студентка

    (1 курс, группа ЭНС-09-2)

    Грошева К.И.

    Преподаватель

    Петрова Л.В.
    Иркутск, 2010

    Аппаратное обеспечение компьютера 3

    ^ Программное обеспечение компьютера 7

    Системное программное обеспечение компьютера 8

    Прикладное программное обеспечение ПК 9

    Инструментальное ПО 10

    Библиографический список 12

    Аппаратное обеспечение компьютера

    ^ Аппаратное обеспечение компьютера (АО) – это все аппаратные средства, из которых состоит компьютер, т.е. вся аппаратура, необходимая для работы компьютера.
    АО можно разделить на две части:

    1. основные устройства компьютера;

    2. дополнительные устройства компьютера.
    К основным устройствам компьютера относятся:

    1. монитор (или дисплей) – устройство вывода информации;

    2. клавиатура – устройство ввода информации;

    3. системный блок.
    Эти устройства называются основными, потому что без них невозможна работа на компьютере.
    Самым важным из этих трех устройств является системный блок. Если снять его корпус и посмотреть внутрь, то можно увидеть детали, соответствующие следующей схеме архитектуры ПК:

    Данная схема является примером внутренней “начинки” компьютера, но при наличии или отсутствии тех или иных устройств схема изменится. Однако есть устройства, которые в любом случае установлены на современном персональном компьютере. В системном блоке располагаются основные элементы компьютера:


    • микропроцессор (центральный процессор) – электронная микросхема, предназначенная для обеспечения общего управления компьютером, а также для выполнения всех операций, команд и программ;

    • сопроцессор – устройство (микросхема), обеспечивающее повышение производительности компьютера. Работает сопроцессор не всегда;

    • оперативная память (ОЗУ или RAM) – область памяти, предназначенная для временного хранения программ и данных. После включения компьютера, туда помещается выполняемая в данное время программа, и компьютер работает с ней. При выключении питания ЭВМ, содержание оперативной памяти теряется;

    • кэш-память – сверхбыстродействующая память, которая является промежуточной между основной памятью и процессором. Кэш диска – область оперативной памяти, в которой операционная система сохраняет содержимое части магнитного диска, к которой происходили обращения. В результате при повторном обращении к диску данные выбираются из дискового Кэша, не требуя выполнения медленных операций ввода-вывода;

    • постоянная память (ПЗУ или ROM) содержит программы и данные, определяющие работу ПЭВМ после включения питания. Информация в ПЗУ заносится на заводе-изготовителе один раз и навсегда, то есть содержимое этой области памяти (реализованной чаще всего на одной микросхеме) не может быть изменено пользователем. В ПЗУ хранятся следующие программы: - самотестирования устройств ПК при включении питания; - начальной загрузки ОС;
      - пакет программ-драйверов, которые реанимируют базисный интерфейс между ОС и аппаратными средствами;
      - установки параметров конфигурации системы.
      - блок питания (генератор тактовых импульсов), который преобразует электрический ток сети и подает его на электронные схемы компьютера;
      - устройство управления вырабатывает и распределяет по различным устройствам управляющие сигналы.
      Перечисленные устройства (микропроцессор, сопроцессор, ПЗУ, ОЗУ, генератор тактовых импульсов, устройство управления) объединены системной (материнской) платой. Кроме того, в состав системного блока входят также:

      1. накопители на гибких магнитных дисках (НГМД, дисководы, FFD) – устройство ввода-вывода, предназначенное для чтения и записи на гибкие магнитные диски (дискеты);

      2. накопитель на жестком магнитном диске (НЖМД, винчестер, HDD) - устройство, предназначенное для постоянного хранения информации, используемой при работе с компьютером: программ операционной системы, часто используемых пакетов программ и т.д. Он жестко закреплен и является несъемным. К винчестеру доступ более быстрый, чем к дискете;

      3. шины (bus) – их называют компьютерными артериями, по которым передается информация. Различают два вида шин: системная и локальная шины. Системная шина предназначена для организации взаимодействия периферийных устройств с ядром компьютера, в состав которого входит микропроцессор, ОЗУ и ПЗУ. Локальной обычно называют шину, которая непосредственно выходит на контакты микропроцессора и которая обычно работает на внешней частоте микропроцессора.
    Помимо общего управления, расположенного на системной плате, ПК содержит ряд специальных устройств, контроллеры или адаптеры. Они решают две основные задачи: обеспечивают включение в систему и управляют работой внешних устройств. Например, контроллер ОЗУ, контроллер жесткого диска и др.
    Остальные устройства компьютера называют дополнительными, потому что они дают дополнительные возможности при работе на компьютере. По-другому эти устройства называются периферийные или периферия. К ним относят:

    • мышь – устройство, позволяющее управлять курсором, и предназначенное для ввода информации в компьютер;

    • джойстик – манипулятор курсора. Представляет собой рукоятку с кнопками, чаще всего используется в тренажерах и играх;

    • трекбол – манипулятор в виде шара на подставке. Используется для замены мыши, особенно в портативных компьютерах (Notebook);

    • принтер (печатающее устройство) – устройство, предназначенное для вывода информации на бумагу. Принтеры бывают матричные (печатает при помощи ленты), струйные (при помощи специальных чернил) и лазерные (используют порошок);

    • сканер – устройство, предназначенное для считывания текстовой и графической информации с бумаги при помощи оптических средств, их кодирования и ввода в компьютер. В настоящее время несколько разновидностей сканеров:

    • ручные – предназначены для мобильных пользователей;

    • протяжные – используются для специфического круга задач, позволяя работать с оригиналами нестандартных размеров (могут быть мобильными);

    • сканеры-насадки – используются в некоторых моделях принтеров для повышения их функциональности;

    • слайд-сканеры – предназначены для высококачественной оцифровки 35-мм пленок;

    • барабанные сканеры – это сугубо профессиональный вид сканеров;

    • планшетные сканеры – созданы для решения всевозможных задач широким кругом пользователей (сканирование фото форматов 9х13 и 10х15см., полноцветных изображений большого формата (вплоть до А4), текстовых документов, смешанных документов, содержащих и текст и графические изображения, 35-мм. пленок)

    • стример – устройство для сохранения информации с жесткого диска на кассеты с магнитной лентой;

    • графопостроитель (плоттер) – устройство, предназначенное для вывода графических изображений чертежей на бумагу;

    • модем – устройство, предназначенное для обмена информацией с другими компьютерами через телефонную линию. Большинство современных модемов являются факс-модемами – устройствами, которые могут автоматически пересылать подготовленные на вашем компьютере документы на факс, а также выполнять обратную операцию, прием факсов;

    • дисковод для компакт-дисков (CD-ROM) – устройство, обеспечивающее возможность чтения данных с компакт-дисков;

    • цифровые фотокамеры;

    • графические планшеты (дигитайзеры) – предназначены для ввода (оцифровки) контурных графических изображений с плоских, до 2 мм. толщиной, немагнитных носителей;

    • Ризограф – множительный аппарат (производитель – японская фирма RISO Cagaku, отсюда и название), который при подключении к компьютеру способен работать и как принтер, и как сканер;

    • Звуковая карта (звуковой адаптер) – обеспечивает качественное воспроизведение звука.

    • Мультимедиа-шлем – элемент системы виртуальной реальности, снабженный оптической системой высокого разрешения, трехмерным цветным изображением, стереосистемой.

    • Сетевой адаптер (сетевая карта) – служит для объединения компьютеров в локальную сеть. Выполнен в виде стандартной платы, обычно имеет свой микропроцессор и ПЗУ.

    • Сетевой фильтр и блок бесперебойного питания – устройства, обеспечивающие поддержание нормального режима питания ПЭВМ. Помехи в сети могут привести (а кратковременное отключение питающего напряжения обязательно приведет) к уничтожению текущих результатов работы пользователя, хранящихся в ОЗУ. Для минимизации потерь и служат указанные устройства.


    Программное обеспечение компьютера

    ^ Программное обеспечение (ПО) - совокупность программ, предназначенная для решения задач на ПК. Состав программного обеспечения ПК называют программной конфигурацией. Программное обеспечение можно условно разделить на три категории:

    • системное ПО (программы общего пользования), выполняющие различные вспомогательные функции, например создание копий используемой информации, выдачу справочной информации о компьютере, проверку работоспособности устройств компьютера и т.д.

    • прикладное ПО, обеспечивающее выполнение необходимых работ на ПК: редактирование текстовых документов, создание рисунков или картинок, обработка информационных массивов и т.д.

    • инструментальное ПО (системы программирования), обеспечивающее разработку новых программ для компьютера на языке программирования.

    Системное программное обеспечение компьютера

    Это программы общего пользования, не связанные с конкретным применением ПК и выполняющие традиционные функции: планирование и управление задачами, управления вводом-выводом и т.д.
    К системному ПО относятся:

    1. операционные системы (эта программа загружается в ОЗУ при включении компьютера)

    2. программы – оболочки (обеспечивают более удобный и наглядный способ общения с компьютером, чем с помощью командной строки DOS, например, Norton Commander)

    3. операционные оболочки – интерфейсные системы, которые используются для создания графических интерфейсов, мультипрограммирования и т.д.

    4. Драйверы (программы, предназначенные для управления портами периферийных устройств, обычно загружаются в оперативную память при запуске компьютера)

    5. утилиты (вспомогательные или служебные программы, которые представляют пользователю ряд дополнительных услуг)
      К утилитам относятся:

    6. диспетчеры файлов или файловые менеджеры

    7. средства динамического сжатия данных (позволяют увеличить количество информации на диске за счет ее динамического сжатия)

    8. средства просмотра и воспроизведения

    9. средства диагностики; средства контроля позволяют проверить конфигурацию компьютера и проверить работоспособность устройств компьютера, прежде всего жестких дисков

    10. средства коммуникаций (коммуникационные программы) предназначены для организации обмена информацией между компьютерами

    11. средства обеспечения компьютерной безопасности (резервное копирование, антивирусное ПО).

    Необходимо отметить, что часть утилит входит в состав операционной системы, а другая часть функционирует автономно. Большая часть общего (системного) ПО входит в состав ОС. Часть общего ПО входит в состав самого компьютера (часть программ ОС и контролирующих тестов записана в ПЗУ или ППЗУ, установленных на системной плате). Часть общего ПО относится к автономным программам и поставляется отдельно.

    Прикладное программное обеспечение ПК

    Прикладные программы могут использоваться автономно или в составе программных комплексов или пакетов. Прикладное ПО – программы, непосредственно обеспечивающие выполнение необходимых работ на ПК: редактирование текстовых документов, создание рисунков или картинок, создание электронных таблиц и т.д.
    Пакеты прикладных программ – это система программ, которые по сфере применения делятся на проблемно – ориентированные, пакеты общего назначения и интегрированные пакеты. Современные интегрированные пакеты содержат до пяти функциональных компонентов: тестовый и табличный процессор, СУБД, графический редактор, телекоммуникационные средства.
    К прикладному ПО, например, относятся:

    Комплект офисных приложений MS OFFICE

    Бухгалтерские системы

    Финансовые аналитические системы

    Интегрированные пакеты делопроизводства

    CAD – системы (системы автоматизированного проектирования)

    Редакторы HTML или Web – редакторы

    Браузеры – средства просмотра Web - страниц

    Графические редакторы

    Экспертные системы
    -и т.д.

    Инструментальное ПО

    Инструментальное ПО или системы программирования - это системы для автоматизации разработки новых программ на языке программирования.
    В самом общем случае для создания программы на выбранном языке программирования (языке системного программирования) нужно иметь следующие компоненты:
    1. Текстовый редактор для создания файла с исходным текстом программы.
    2. Компилятор или интерпретатор. Исходный текст с помощью программы-компилятора переводится в промежуточный объектный код. Исходный текст большой программы состоит из нескольких модулей (файлов с исходными текстами). Каждый модуль компилируется в отдельный файл с объектным кодом, которые затем надо объединить в одно целое.
    3. Редактор связей или сборщик, который выполняет связывание объектных модулей и формирует на выходе работоспособное приложение – исполнимый код.
    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.
    4. В последнее время получил распространение визуальный метод программирования (с помощью языков описания сценариев), ориентированный на создание Windows-приложений. Этот процесс автоматизирован в средах быстрого проектирования. При этом используются готовые визуальные компоненты, которые настраиваются с помощью специальных редакторов.
    Наиболее популярные редакторы (системы программирования программ с использованием визуальных средств) визуального проектирования:

    • Borland Delphi - предназначен для решения практически любых задач прикладного программирования

    • Borland C Builder – это отличное средство для разработки DOS и Windows-приложений

    • Microsoft Visual Basic – это популярный инструмент для создания Windows-программ

    • Microsoft Visual C - это средство позволяет разрабатывать любые приложения, выполняющиеся в среде ОС типа Microsoft Windows

    Библиографический список

    1. Леонтьев, В.П. ПК: универсальный справочник пользователя [Текст]: учебное пособие/В.П.Леонтьев. - Москва: [Дрофа], 2000.-с.200

    2. Фигурнов, В.Э. IBM PC для пользователя [Текст]:/учебное пособие/В.Э.Фигурнов.-5-е изд.- СПб.: [Коруна],1994.-160с.

    3. Пастухов, И.Ф.Аппаратное обеспечение компьютера [Текст]/И.Ф.Пастухов// Весь компьютерный мир.- декабрь 1995 г.-№12-с.20-23.

    4. Воробьев, С.А.Программное обеспечение компьютера [Текст]/С.А.Воробьев//Домашний компьютер.- август 2001г.-№8-с.35-36.



    СХОЖИЕ СТАТЬИ