Конспект лекций составлен в соответствии с рабочей программой по. Конспект лекций составлен в соответствии с рабочей программой по информатике и предназначен для обучения студентов по специальностям Эксплуатация судовых энергетических установок
 Скачать 0.98 Mb.
|
2.3 Лекционное занятие 3Программное обеспечение ПК Современный компьютер представляет собой единую систему, в которую входят аппаратное обеспечение (hardware) и программное обеспечение (software). Программное обеспечение (ПО) — это совокупность программ, используемых при работе на компьютере и обеспечивающих функционирование его аппаратных средств, выполнение различных задач пользователя, а также разработку и отладку новых программ. Классификация программного обеспечения Существует несколько вариантов классификации программного обеспечения по типам. Чаще всего можно встретить следующий вариант. Системное ПО — комплекс программ, обеспечивающих работу компьютера и компьютерных сетей в целом. Основу системного ПО составляют операционные системы. Прикладное ПО — программы, предназначенные для решения определенного круга задач в различных областях человеческой деятельности (офисные пакеты, бухгалтерские программы, графические пикеты, системы управления базами данных и т. д). Инструментальное ПО — средства для разработки и отладки программ. Все системное и прикладное программное обеспечение создается программистами с помощью инструментального ПО. Системное программное обеспечение Системное программное обеспечение, в свою очередь, можно разделить на две части: базовое ПО, сервисные программы (утилиты). В состав базового ПО входят операционные системы, сетевые программные средства, а также драйверы устройств. Без базового программного обеспечения работа компьютера и компьютерных сетей в принципе невозможна. Сервисные программы (утилиты) — это вспомогательные компьютерные программы, расширяющие возможности операционной системы. К ним относятся файловые менеджеры, архиваторы, антивирусные программы, средства диагностики системы и некоторые другие. Файловые менеджеры — это программы, обеспечивающие удобный и наглядный интерфейс для работы с файлами. Любая операционная система содержит в своем составе некоторый файловый менеджер (например, Проводник для Windows). Однако некоторые пользователи предпочитают использовать для работы с файлами программы от сторонних производителей. К числу наиболее популярных файловых менеджеров в ОС Windows относятся Windows Commander (рис. 2.38), Far Manager, Total Commander. Для ОС Linux используются такие файловые менеджеры, как BeeSoft Commander, Midnight Commander, Gentoo, Nautilus и др. Архиваторы — это программы, позволяющие с помощью специальных алгоритмов сжатия данных уменьшить размер файлов и выполнить упаковку одного или нескольких файлов в один архив. Существуют различные алгоритмы сжатия, в соответствии с которыми создаются архивные файлы различных форматов (ZIP, RAR, ARJ и т.д.). Обычно одна программа архивации позволяет использовать несколько различных форматов. Для операционной системы Windows самыми популярными являются архиваторы WinRAR, WinZip, 7-Zip. В ОС Linux наиболее часто применяется совокупность двух программ: tar (которая объединяет несколько файлов в один) и gzip (которая выполняет непосредственно сжатие). Антивирусные программы — это программы для обнаружения вредоносных программ и лечения зараженных файлов. Вредоносное программное обеспечение — это класс программ, предназначенных для выполнения различных несанкционированных пользователем действий, чаще всего направленных на причинение ущерба (уничтожение или повреждение данных, замедление работы компьютерной системы, перехват секретной информации и т. д.). К вредоносным программам относятся компьютерные вирусы, троянские программы, сетевые черви, шпионские программы (spyware), программы для навязывания рекламы (adware), перехватчики клавиатуры (keylogger) и другие. Многие антивирусные программы способны не только вылечить зараженные файлы, но и предотвратить заражение компьютера. Для этого в памяти компьютера должна постоянно находиться программа, которая контролирует любые действия с файлами. Она называется монитором. Современные антивирусы способны также проверять на наличие вредоносного ПО не только файлы, но и электронную почту, а также страницы, загружаемые из Интернета. К наиболее популярным антивирусным программам относятся Антивирус Касперского, NOD32, Dr.Web, Panda Antivirus. К средствам диагностики системы относятся программы сканирования и дефрагментации жестких дисков, программы сбора сведений о системе и др. Функции операционной системы Операционная система — это комплекс программ, обеспечивающих управление заданиями и распределение ресурсов компьютера, предоставляющих интерфейс для работы с пользователем, а также организующих работу с файлами. Рассмотрим подробнее основные функции операционной системы. Управление заданиями и распределение ресурсов Основными ресурсами современных компьютеров являются процессорное время, оперативная память, дисковая память, устройства ввода/вывода данных. Распределение ресурсов компьютера происходит между процессами. Процесс — это объект, который возникает в операционной системе после того, как пользователь или сама система запустили программу на выполнение. При этом одна и та же программа может породить несколько процессов (например, если на одном компьютере какая-либо программа будет запущена от имени нескольких разных пользователей). Управление ресурсами включает решение следующих задач: определение, какому процессу, когда и в каком объеме следует выделить данный ресурс; отслеживание состояния и учет использования ресурса; разрешение конфликтов между процессами. От эффективности алгоритмов управления ресурсами компьютера во многом зависит производительность всей компьютерной системы в целом. В зависимости от особенностей управления ресурсами операционные системы делят на следующие типы: многозадачные(допускается одновременное выполнение нескольких пользовательских программ) и однозадачные(допускается выполнение только одной пользовательской программы); многопользовательские(допускается одновременный запуск программ от имени нескольких пользователей) и однопользовательские(допускается запуск программ только от имени одного пользователя); многопроцессорные(допускается использование на компьютерах с несколькими процессорами) и однопроцессорные(допускается использование на компьютерах только с одним процессором). Предоставление интерфейса работы для пользователи Чтобы успешно решать свои задачи, пользователь не обязан знать подробности аппаратного устройства компьютера. Операционная система скрывает от него большую часть особенностей архитектуры и предоставляет возможность простой и удобной работы с файлами и аппаратными средствами (принтерами, сканерами, дисками и т. д.). Если бы пользователь работал с компьютером без участия ОС, то, например, для организации чтения блока данных с диска ему пришлось бы использовать более десятка команд с указанием множества параметров: номера блока на диске, номера сектора на дорожке и т. д. Впакетных операционных системах общение с ОС осуществлялось оператором, а сам программист был лишен возможности ведения диалога. Всистемах разделения времени появился командный интерфейсработы пользователя, и общение между пользователем и компьютером велось посредством набора специальных команд. Каждая операционная система имела свой подобный набор команд. Примерами ОС с командным интерфейсом работы являются СР/М, UNIX, MS-DOS. Для удобства работы пользователей в некоторых ОС были разработаны специальные программы-оболочки, позволяющие работать с файлами с помощью меню. Это избавляло от необходимости вводить команды с клавиатуры. Примером такой оболочки является программа Norton Commander, разработанная для ОС MS-DOS. В начале 1980-х годов появляются первые цветные графические мониторы, что послужило толчком для создания операционных систем с графическим интерфейсом работы для пользователя. В1984 году для компьютеров Macintosh фирмы Apple была разработана первая операционная система с графическим интерфейсом MacOS. Пользователи получили возможность управлять своим компьютером с помощью нового устройства, названного мышью. Операционная система MacOS использовала оконный интерфейс для представления и организации информации. Графический интерфейс работы имеют многие современные операционные системы (Windows, Linux, MacOS), используемые на персональных компьютерах. Организация работы с файлами Переход от носителей данных с последовательным доступом(перфолент, перфокарт и магнитных лент) к накопителям с произвольным доступом — магнитным дискам привел к необходимости разработки системных программных средств для организации хранения и поиска данных на таких носителях. В составОС были включены файловые системы. Файловая системаопределяет способ организации данных на внешнем носителе; выполняет преобразование символьныхимен файлов, с которыми работает пользователь, в физические адреса данных на диске; организует совместный доступ кфайлам; защищает их от несанкционированного доступа и т. д. Как известно, информация на диске хранится в секторах и само устройство может выполнять лишь команды «считать/написать информацию в определенный сектор на диске». Файловаясистема предоставляет возможность пользователю работать с болей удобным для него понятием «файл». Для идентификации файломиспользуются имена. Файловые системы обычно и мают иерархическую структуру, в которой файлы организуются в каталоги нескольких уровней. Различие между файловыми системами заключается в основном в способах распределения между файлами пространства на диске и организации на диске служебных областей. Файловая система состоит из следующих компонентов: совокупности всех файлов на диске; наборов служебных структур данных, используемых для управления файлами (например, каталогов файлов); комплекса системных программных средств, реализующих управление файлами. Современные операционные системы стремятся обычно при установке выбирать одну из нескольких файловых систем. В ОС Windows используются файловые системы FAT32 и NTFS, в ОС Linux применяется достаточно большое количество файловых систем, из которых наиболее распространены ext2/ext3. Так как файловая система активно использует устройства ввода/вывода, она должна поддерживать работу с драйверами устройств. Драйвер — это программа управления работой внешнего устройства компьютера. Драйверы бывают стандартными и загружаемыми. Стандартные драйверы управляют работой стандартных устройств (монитор, клавиатура, диски, принтеры), записываются в ПЗУ и образуют в совокупности «базовую систему ввода/вывода» — BIOS. Загружаемые драйверыиспользуются для управлениядополнительными (внешнимиустройствами ПК. Частьзагружаемых драйверов входит в состав операционной системы, часть драйверовнеобходимо устанавливать дополнительно с дисков, которые обычноприлагаются впоставке с каждым устройством. При необходимости драйверы можно скачать изИнтернета с сайтов разработчиков устройств. Контрольные вопросы: Что такое программное обеспечение? Что входит и состав базового программного обеспечения? Для чего используются файловые менеджеры? Какую функцию выполняют архиваторы? Что такое операционная система? В чем необходимость ее использования? Что такое многозадачная операционная система? Почему возникла потребность в разработке файловых систем? Что такое процесс? В чем его отличие от программы? Перечислите основные задачи ОС по управлению ресурсами. Чем был вызван переход к ОС с графическим интерфейсом работы? За что отвечает файловая система? Перечислите компоненты файловой системы. Как называется программа, управляющая работой отдельного внешнего устройства компьютера? В чем различие стандартных и загружаемых драйверов? Список использованной (рекомендуемой) литературы: И.Г. Семакин, Е.К. Хеннер, Т.Ю. Шеина. Информатика. Углубленный уровень: учебник для 10 класса, 2 часть, С. 75- 89 |