учебная логика. учебник СПО. Практикум по программному обеспечению содержит большое количество примеров и заданий
 Скачать 5.66 Mb.
|
1.1.3. Принцип открытой архитектурыПринцип открытой архитектуры – принцип построения персонального компьютера, который регламентирует и стандартизирует только описание принципа действия компьютера и его конфигурации ( это позволяет собирать компьютер из отдельных узлов и деталей, разработанных и изготовленных независимыми фирмами-изготовителями), а также предусматривает наличие в компьютере внутренних расширительных гнезд, в которые пользователь может вставлять различные устройства, удовлетворяющие заданному стандарту. Рассмотренные нами устройства компьютера соединяются друг с другом. Разработаны специальные стандартные интерфейсы (средства сопряжения двух устройств, в котором все физические и логические параметры согласуются между собой), утвержденные на уровне международных соглашений. Все устройства компьютера связаны между собой через общую шину (магистраль), которая передает данные между этими функциональными блоками компьютера (см. рис. 1.7). Сигналы по шине идут по трем каналам (шинам) – шине данных, шине адресов, шине управления. По шине управления передаются только управляющие сигналы (команды). По шине адресов – адреса ячеек памяти, из которых считываются данные или команды, а по шине данных – только данные. В первых ЭВМ процессор управлял не только работой внутренних, но и внешних устройств. Так как скорость обмена данными между процессором и внешними устройствами очень низкая по сравнению со скоростью обработки информации процессором, то большую часть времени процессор простаивал, ожидая завершения операций обмена. В дальнейшем управление работой внешних устройств было передано специальным блокам (электронным схемам) – контроллерам внешних устройств (controller – управляющий). Контроллеры часто называют адаптерами, так как они преобразуют информацию, поступающую от процессора, в соответствующие сигналы, управляющие работой устройств, тем самым обеспечивая совместимость интерфейсов этих устройств. Например, когда контроллер монитора (видеоадаптер или видеокарта) получает код буквы «А» – 01000001, то при помощи управляющих сигналов он организует работу монитора так, чтобы на экране появилась буква «А». Видеокарта, звуковая карта также являются контроллерами. Таким образом, обмен информацией между процессором, памятью и периферийными устройствами осуществляется по системной шине через контроллеры устройств. Аппаратный порт – специализированный разъем в компьютере, предназначенный для подключения оборудования определенного типа (например, LPT – параллельный порт, COM – последовательный порт, USB –порт и др.).  Рис. 1.7. Схема взаимодействия устройств компьютера Применение данной схемы построения компьютера позволяет легко изменять конфигурацию компьютера путем добавления новых или замены старых устройств. Применение этого принципа позволило фирме IBM, выпустившей в 1981 г. свой первый персональный компьютер IBM PC, выйти в лидеры на рынке персональных компьютеров. Этот подход к построению компьютера был подхвачен другими фирмами, и таким образом появились компьютеры, совместимые с IBM PC (то есть выпущенные другими фирмами (не IBM), но по стандарту IBM PC), основанному на принципе открытой архитектуры. 1.2. Программное обеспечение ЭВМ Компьютер – это единство двух составляющих: аппаратного и программного обеспечения. Программное обеспечение (software) – совокупность программных средств для создания и эксплуатации систем обработки данных средствами ЭВМ. Разработано огромное количество программ, не только управляющих работой компьютера, но и решающих многообразные задачи пользователей. Программное обеспечение (ПО) принято разделять на три класса: системное ПО; прикладное ПО; инструментальное ПО (системы программирования). Системное ПО – совокупность программных средств, предназначенных для поддержания функционирования и эффективного выполнения основных задач ЭВМ, то есть программы, предназначенные для обслуживания компьютера, управления работой его устройств. К этому классу ПО относятся операционные системы, которые обеспечивают управление процессом обработки информации и взаимодействие аппаратных средств и сервисные программы, расширяющие возможности ОС. Прикладное ПО – совокупность программ, предназначенных для решения конкретных задач, стоящих перед пользователем, то есть программы, которые обеспечивают выполнение различных пользовательских задач (не прибегая к программированию). Это текстовые и графические редакторы, системы управления базами данных, табличные процессоры, бухгалтерские пакеты, математические пакеты, компьютерные игры и т. п. Инструментальное ПО (системы программирования) – программы, которые обеспечивают создание новых программ. Российское законодательство к объектам интеллектуальной деятельности относит и программные продукты. В связи с этим все программное обеспечение можно разделить на три группы: коммерческое (проприетарное от proprietar – собственник); условно-бесплатное (shareware); свободно распространяемое (freeware). При приобретении программы как коммерческого продукта, способ использования программы определяется лицензионным соглашением. Лицензионное соглашение – это договор на передачу права использования ПО. При покупке ПО приобретается дистрибутив – программный продукт на каком-либо носителе информации (в основном, на DVD). Лицензионное ПО всегда имеет инструкцию по установке и руководство пользователя. К условно-бесплатному ПО относятся программы, которые распространяются за деньги, но существует возможность бесплатно использовать их некоторое время. Условно-бесплатными обычно бывают следующие программы: программы с ограниченным сроком действия (после истечения указанного срока программа перестает работать, если за нее не произведена оплата); программы с ограниченными функциональными возможностями (в случае оплаты пользователю сообщается код, включающий все функции); нормально работающие программы, которые размещают вновь образованные фирмы или отдельные программисты в целях рекламы и с предложением произвести добровольную оплату (обычно в небольшом размере). Свободно распространяемое ПО не предусматривает никаких ограничений относительно срока работы или функционирования программы. «Свобода ПО» означает право пользователя свободно запускать, копировать, распространять, изучать, изменять и улучшать его. Многие программы этого класса имеют открытые исходные коды (Open sourse). Программист Ричард Столлман создал некоммерческую организацию «Фонд свободного программного обеспечения». Своей основной целью Фонд ставит сохранение программного обеспечения, процесс разработки которого всегда будет гарантированно открытым, а исходные тексты всегда доступны. Для этого разработана специальная лицензия по аналогии с лицензиями на несвободное программное обеспечение: типовой договор автора программы (обладателя авторских прав) с пользователем, в котором автор оговаривает права пользователя по отношению к программе. В отличие от типовой собственнической лицензии, лицензия Столлмана предоставляет пользователю права, являющиеся критериями свободной программы: получать исходные тексты программ, изменять их, распространять измененные и неизмененные версии. Впоследствии лицензия Столлмана получила название GNU General Public License («Основная общественная лицензия GNU»), сокращенно – GNU GPL, или просто GPL. Согласно этой лицензии ни один пользователь, сделавший модифицированную версию свободной программы, не имеет права распространять ее, не соблюдая всех принципов свободного ПО, то есть делать модификацию свободной программы несвободной. Свободное ПО в основном бесплатное, хотя лицензия GNU GPL не запрещает коммерциализации. Нужно отличать свободное бесплатное ПО от бесплатного проприетарного ПО. Многие производители программного обеспечения и компьютерного оборудования заинтересованы в широком бесплатном распространении своего программного обеспечения, которое не является свободным. К таким программным продуктам относятся следующие: новые недоработанные (бета) версии программных продуктов (это позволяет провести их широкое тестирование); программные продукты, являющиеся частью принципиально новых технологий (это позволяет завоевать рынок); дополнения к ранее выпущенным программам, исправляющие найденные ошибки или расширяющие возможности; устаревшие версии программ; драйверы к новым устройствам или улучшенные драйверы к уже существующим. Вопросы для самоконтроля Что такое архитектура ЭВМ? Перечислите основные устройства ЭВМ. В чем состоит принцип открытой архитектуры? Кем были сформулированы основные принципы организации ЭВМ и в чем они состоят? Опишите архитектуру современного компьютера. Как можно классифицировать программное обеспечение по его назначению? На какие классы можно разделить программное обеспечение по способу его распространения? Что общего и в чем отличие условно-бесплатного и свободного программного обеспечения? ГЛАВА 2. ОПЕРАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ И СИСТЕМНОЕ ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ 2.1. Функции операционной системы Операционная система по праву считается самой главной программой компьютера. Это объясняется многообразием функций, которые она выполняет. Операционная система (ОС) – совокупность программных средств, осуществляющих управление аппаратной частью ЭВМ, обеспечивающих эффективное использование ресурсов, запуск программ, их взаимодействие с внешними устройствами и другими программами, диалог пользователя с компьютером. Есть и другие определения ОС, но большинство из них сводится к перечислению функций операционной системы. По сути, операционная система обеспечивает три вида интерфейса (взаимодействия, взаимосвязи): Аппаратный интерфейс – совместное функционирование всех устройств компьютера, распределение ресурсов. Программный интерфейс – обеспечение эффективной работы и взаимодействия программ между собой и с аппаратурой. Пользовательский интерфейс – совокупность средств, при помощи которых пользователь взаимодействует с различными программами и устройствами. Исходя из этого, можно перечислить основные функции операционной системы: Управление устройствами ввода-вывода, обеспечение взаимодействия с устройствами компьютера. Управление внутренней и внешней памятью компьютера, обслуживание файловой системы. Управление работой приложений (программ). Обеспечение взаимодействия пользователя с компьютером (пользовательского интерфейса). Классифицируют ОС по нескольким признакам: однозадачные и многозадачные (по числу одновременно выполняющихся задач, или программ); однопользовательские и многопользовательские (по числу одновременно работающих пользователей); автономные и сетевые (по наличию сетевых служб и сервисов). В многозадачных, многопользовательских и сетевых ОС функциональность системы расширяется. Дополнительные функции многозадачной ОС: обеспечение одновременного выполнения нескольких программ, управление процессами; распределение ресурсов компьютера между выполняющимися программами; обеспечение обмена данными между программами. Дополнительные функции многопользовательской ОС: обеспечение многопользовательского режима работы; разграничение прав доступа; защита данных то несанкционированного доступа. Дополнительные функции сетевой ОС: обеспечение сетевого интерфейса. Рассмотрим подробнее наиболее важные функции ОС. 2.1.1. Управление устройствами ввода-вывода |