Принцип открытой архитектуры.
Открытая архитектура — возможность свободно выбирать состав внешних устройств для компьютера, т.е. конфигурировать его в зависимости от круга решаемых задач.
Принцип открытой архитектуры заключается в следующем: регламентируются и стандартизируются только описание принципа действия компьютера и его конфигурация (определенная совокупность аппаратных средств и соединений между ними). Таким образом, компьютер можно собирать из отдельных узлов и деталей, разработанных и изготовленных независимыми фирмами-изготовителями.
Компьютер легко расширяется и модернизируется за счёт наличия внутренних расширительных гнёзд, в которые пользователь может вставлять разнообразные устройства, удовлетворяющие заданному стандарту, и тем самым устанавливать конфигурацию своей машины в соответствии со своими личными предпочтениями. Для того чтобы соединить друг с другом различные устройства компьютера, они должны иметь одинаковый интерфейс.
Интерфейс(англ. interface от inter — между, и face — лицо)— это средство сопряжения двух устройств, в котором все физические и логические параметры согласуются между собой.
Если интерфейс является общепринятым, например, утверждённым на уровне международных соглашений, то он называется стандартным.
Для согласования интерфейсов периферийные устройства подключаются к шине не напрямую, а через свои контроллеры (адаптеры) и порты.
Порты устройств — электронные схемы, содержащие один или несколько регистров ввода-вывода и позволяющие подключать периферийные устройства компьютера к внешним шинам микропроцессора.
Последовательный порт обменивается данными с процессором побайтно, а с внешними устройствами — побитно. Параллельный порт получает и посылает данные побайтно. К последовательному порту обычно подсоединяют медленно действующие или достаточно удалённые устройства, такие, как мышь и модем. К параллельному порту подсоединяют более «быстрые» устройства — принтер и сканер.
БАЗОВАЯ АППАРАТНАЯ КОНФИГУРАЦИЯ
Персональный компьютер или персональная ЭВМ (ПЭВМ) — электронная вычислительная машина, с которой может работать пользователь, не являющийся профессиональным программистом, основное достоинство которой — принцип открытой архитектуры. Такой компьютер легко расширяется и модернизируется за счет наличия внутренних расширительных разъемов, позволяющих пользователю устанавливать конфигурацию своей ЭВМ в соответствии со своими личными предпочтениями. Специалисты часто называют такие операции upgrade (расширить, обновить).
Тем не менее, существует понятие базовой конфигурации, которую считают типовой. В настоящее время в базовой конфигурации рассматривают четыре устройства:
— системный блок, в котором размещаются устройства обработки и хранения информации;
— монитор — устройство отображения информации;
— клавиатуру — основное устройство ввода информации в ПК;
— мышь – манипулятор, упрощающий взаимодействия пользователя с ПК.
Упрощенная блок-схема, отражающая основные функциональные компоненты ПЭВМ в их взаимосвязи, изображена на рисунке 5.
Рисунок 5 — Упрощенная блок-схема ПЭВМ
Системный блок
Системный блок представляет собой основной узел, внутри которого установлены наиболее важные компоненты, называемые внутренними, а устройства, подключаемые к нему снаружи, называют внешними или периферийными.
Корпус системного блока может иметь горизонтальную (DeskTop) или вертикальную (Tower — башня) компоновку.
Кроме формы, для корпуса важен параметр, называемый форм-фактором который обязательно должен быть согласован с форм-фактором главной (системной) платы компьютера — материнской платы.
Материнская плата — основная плата персонального компьютера. На ней размещаются:
— МП(микропроцессор), или центральный процессор [CPU, от англ. Central Processing Unit) — основной рабочий компонент компьютера. Физически микропроцессор представляет собой интегральную схему — тонкую пластинку кристаллического кремния прямоугольной формы площадью всего несколько квадратных миллиметров, на которой размещены схемы, реализующие все функции процессора; Кристалл-пластинка обычно помещается в пластмассовый или керамический плоский корпус и соединяется золотыми проводками с металлическими штырьками, чтобы его можно было присоединить к системной плате компьютера;
— ОЗУ (оперативное запоминающее устройство), набор микросхем, предназначенных для временного хранения данных, когда компьютер включен;предназначено для оперативной записи, хранения и считывания информации (программ и данных), непосредственно участвующей в информационно-вычислительном процессе, выполняемом ПК в текущий период времени;
— ПЗУ (постоянное запоминающее устройство) микросхема, предназначенная для длительного хранения неизменяемой (постоянной) программной и справочной информации, в том числе и когда компьютер выключен;
— ГТИ (генератор тактовых импульсов), тактовые импульсы задает одна из микросхем, входящая в микропроцессорный комплект (чипсет), чем выше частота тактов, поступающих на процессор, тем больше команд он может исполнить в единицу времени, тем выше его производительность;
— Чипсет (ChipSets)(микропроцессорный комплект) набор микросхем, управляющих работой внутренних устройств компьютера и определяющих основные функциональные возможности материнской платы;
— Контроллер прерываний обслуживает процедуры прерывания, принимает запрос на прерывание от внешних устройств, определяет уровень приоритета этого запроса и выдает сигнал на выполнение прерывания процессору;
Прерывание — временный останов выполнения одной программы в целях оперативного выполнения другой, в данный момент более важной (приоритетной) программы.
— Контроллер клавиатуры;
— Таймер — внутримашинные электронные часы, обеспечивающие при необходимости автоматический съем текущего момента времени.
— Контроллеры (адаптеры) служат для подключения периферийных устройств к шинам микропроцессора, обеспечивая совместимость их интерфейсов. Они осуществляют непосредственное управление периферийными устройствами по запросам микропроцессора и реализуются, как правило, на отдельных печатных платах, вставляемых в унифицированные разъемы (слоты) на материнской плате. Через эти разъемы контроллеры устройств подключаются непосредственно к шине.
— Системная шина — основная интерфейсная система компьютера, обеспечивающая сопряжение и связь всех его устройств между собой. Системная шина включает в себя:
— -шину данных (ШД), содержащую провода и схемы сопряжения для параллельной передачи всех разрядов числового кода (машинного слова) операнда, обычно 64-разрядная;
— -шину адреса (ША), состоящую из проводов и схем сопряжения для параллельной передачи всех разрядов кода адреса ячейки основной памяти или порта ввода-вывода внешнего устройства, обычно 32-разрядная;
— -шину команд (ШК), содержащую провода и схемы сопряжения для передачи инструкций (управляющих сигналов, импульсов) во все блоки компьютера, в большинстве современных процессоров шина команд 32-разрядная, хотя существуют 64-разрядные процессоры и даже 128-разрядные.
В системном блоке расположен БП (блок питания), содержащий системы сетевого питания ПК и преобразующий переменное напряжение электросети в постоянное напряжение различной полярности и величины. Блок питания содержит вентилятор, создающий циркулирующие потоки воздуха для охлаждения системного блока. Шина питания БП, состоит из проводов и схем сопряжения для подключения блоков ПК к системе энергопитания.
Кроме сетевого, в компьютере имеется также автономный источник питания — аккумулятор. К аккумулятору подключается таймер — внутримашинные электронные часы, обеспечивающие при необходимости автоматический съем текущего момента времени. Таймер продолжает работать и при отключении компьютера от сети.
Дисковая память относится к внешним устройствам ПК и используется для долговременного хранения любой информации, которая может когда-либо потребоваться для решения задач, в ней, в частности, хранится все программное обеспечение компьютера. В качестве устройств внешней памяти, размещаемых в системном блоке, используются накопители на жестких (НЖМД) и гибких (НГМД) магнитных дисках, накопители на оптических дисках (НОД)и др.
Видеосистема компьютера
Видеосистема компьютера состоит из трех компонент:
— монитор (называемый также дисплеем);
— видеоадаптер;
— программное обеспечение (драйверы видеосистемы).
Видеоадаптер посылает в монитор сигналы управления яркостью лучей и синхросигналы строчной и кадровой развёрток.
Монитор преобразует эти сигналы в зрительные образы без их долговременной фиксации.
Программные средства обрабатывают видеоизображения — выполняют кодирование и декодирование сигналов, координатные преобразования, сжатие изображений и др.
Монитор — не единственно возможное, но главное устройство вывода. Мониторы бывают алфавитно-цифровые и графические, монохромные и цветного изображения. Современные компьютеры комплектуются, как правило, цветными графическими дисплеями на базе электронно-лучевой трубки, газоразрядными, жидкокристаллическими и сенсорными.
Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.
Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ — конструкции, предназначенные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.
Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.
© cyberpedia.su 2017-2020 — Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!
Появление открытой архитектуры
Восьмидесятые годы прошлого века ознаменовались появлением ЭВМ четвертого поколения и началом эры персональных компьютеров. В 1981 году свет увидел персональный компьютер IBM PC, став самым продаваемым за всю историю.
Причины успеха этой модели кроются в принципе открытой архитектуры, который был реализован впервые. Все проекты компьютера находились в открытом доступе. Это позволило другим производителям начать выпуск совместимых комплектующих и периферийных устройств.
Вся проектная документация по IBM PC, включая электронные схемы, была опубликована в виде книги, стоимостью около 50 долларов, что и явилось первым примером открытой архитектуры.
Впоследствии решение о публикации спецификаций негативно сказалось на компании IBM, поскольку появились IBM-совместимые копии по гораздо меньшим ценам. Но рядовой пользователь от этого только выиграл.
Подобные документы
Понятие, сущность, назначение, структура и принципы архитектуры ЭВМ. Основополагающие принципы логического устройства ЭВМ и ее структура по фон Нейману. Основные методы классификации компьютеров. Характерные особенности архитектуры современных суперЭВМ.
реферат [103,3 K], добавлен 26.03.2010
Исторические предшественники компьютеров. Появление первых персональных компьютеров. Концепция открытой архитектуры ПК. Развитие элементной базы компьютеров. Преимущества многопроцессорных и многомашинных вычислительных систем перед однопроцессорными.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 27.04.2013
Недостатки современных методов проектирования аппаратно-программных систем. Программа схемной эмуляции «Пульс» и ее преимущества. Сравнительный анализ архитектуры потоковой суперЭВМ, построенной на принципах схемной эмуляции, с известными архитектурами.
статья [1,2 M], добавлен 31.10.2011
Модель взаимодействия открытых систем. Стандартные типы разъемов и назначение контакта. Понятие «система» и управляемые объекты. Коммуникационные протоколы и интерфейс. Механизмы обнаружения и исправления ошибок. Открытая система, обозначения и сообщения.
лекция [322,9 K], добавлен 22.10.2014
Изучение внутренней и внешней архитектуры персонального компьютера. Логическая организация и структура аппаратных и программных ресурсов вычислительной системы. Описание различных компонентов ПК. Принципы их взаимодействия, функции и характеристики.
контрольная работа [33,0 K], добавлен 15.06.2014
Системный блок компьютера и средства манипулирования. Архитектура фон Неймана. Архитектура компьютера разных поколений: на электронных лампах, на транзисторах, на интегральных схемах, на сверхбольших интегральных схемах. Принцип открытой архитектуры.
реферат [31,2 K], добавлен 05.07.2014
История персональной вычислительной техники, классификация ПЭВМ. Принципы фон Неймана. Разработка первых персональных компьютеров фирмы IВМ. Концепция «открытой архитектуры». IBM PS/2 и IBM-совместимые 386-е. Использование нового микропроцессора у ПК.
Принцип открытой архитектуры, составные компоненты компьютера
Появление в 1975 г. персонального компьютера вызвало революционный переворот во всех областях человеческой деятельности.
До этого ЭВМ была атрибутом крупной организации или учебно-научного центра. Устанавливать большие ЭВМ на мелких предприятиях было экономически невыгодно. Персональные ЭВМ (ПЭВМ) относятся к машинам индивидуального пользования. Таким образом, они стали универсальным инструментом, многократно превышающим производительность интеллектуального труда.
Выполняя сходные задачи, различные ЭВМ, тем не менее, конкурировали между собой, так же, как и их производители. Различные производители пытались улучшить свой продукт путем применения каких-то конструктивных решений. Естественно, эти решения становились коммерческой тайной, и никто не знал, каким образом работает то или иное устройство. Каждый компьютер являлся монолитным блоком, не подлежащим модернизации и замене деталей. Вся архитектура компьютера была скрыта от пользователя.
Настоящей революцией было решение одной из крупнейших фирм на компьютерном рынке, компании IBM выпустить компьютер, архитектура которого не скрывалась, а прямо указывалась. Этим компьютером стал IBM PC (на базе процессора Intel-8086), выпущенный в 1981 г. Кроме того, фирма подчеркивала, что данную модель компьютера можно модернизировать, добавляя различные детали и периферийные устройства, а также заменяя их. В дальнейшем другие фирмы начали создавать компьютеры, совместимые с IBM PC и, таким образом, этот компьютер стал как бы стандартом.
По-видимому, это решение и сгубило фирму. Так или иначе, сейчас ее доля на рынке компьютерной продукции ничтожно мала, но всем знакомо понятие «IBM-PC-совместимые», что навсегда вписало это фирму в историю.
Таким образом, принцип открытой архитектуры заключается в том, что производителем не скрываются узлы и детали, из которых состоит компьютер, эти узлы и детали могут быть легко демонтированы и заменены другими. Это дает возможность говорить о замене конкретной детали в компьютере, не беспокоясь о том, что она может быть несовместима с конкретной моделью. Другими словами, желая модернизировать компьютер, пользователь должен найти только деталь с более высокими параметрами, но любого производителя (если только эта деталь относится к классу IBM-PC-совместимых устройств).
Примерно 85% всего компьютерного рынка составляют компьютеры, сконструированные по принципу «открытой архитектуры». Примером компьютеров, построенному не по этому принципу, являются компьютеры фирмы Apple. Они не очень распространены в России из-за их большой стоимости и абсолютно несовместимым программным обеспечением. Однако благодаря этому достигается большой уровень безопасности, ибо очень трудно взломать «закрытую архитектуру».
Составные части компьютера
Современный компьютер состоит из системного блока, монитора, клавиатуры и манипулятора типа «мышь» [2] Эти 4 составные части составляют т.н. «базовую конфигурацию» ПК. К системному блоку можно также подключить множество дополнительных периферийных устройств с помощью специальных разъемов (принтеров, сканеров, переносных жестких дисков и т.д.).
Внутри системного блока располагается материнская плата (системная плата) – самая большая электронная схема. Она предназначена для синхронизации работы всех остальных частей компьютера, объединения их в одно целое. На системной плате располагаются все остальные составные части компьютера. Для этого в материнской плате существуют специальные слоты расширения [3] .
Оперативная память – устройство, предназначенное для хранения промежуточных данных. Является внутренней энергозависимой памятью. Физически представляет собой одну или несколько планок, вставляемых в специальные слоты параллельно друг другу. Объем оперативной памяти может быть 256 Мб, 512 Мб, 1024 Мб, 2048 Мб, но обязательно степенью числа 2. Это связано с адресацией каждой ячейки. Адрес каждой ячейки является двоичным числом, поэтому количество ячеек должно быть таким, чтобы для каждой из них нашелся одинаковый по длине двоичный код.
Современные «планки» оперативной памяти имеют вид DDR-2, что означает, что их внутренняя тактовая частота в 2 раза выше частоты системной шины. В материнскую плату, имеющую слоты для оперативной памяти другого типа, такие планки просто не войдут.
Видеокарта – устройство, предназначенное для вывода изображения на экран монитора. Это наиболее дорогое и сложное устройство компьютера. Она имеет свой собственный процессор, чипсет, собственную тактовую частоту и оперативную память, которую называют видеопамятью. Подключается в материнской плате с помощью контроллеров AGP (устарел) и PCI-E.
Основные параметры видеокарты:
— Чипсет – набор микросхем. Обычно характеризует фирму-изготовитель. Выделяют двух лидеров: NVIDIA с их видеокартой (Ge Force) и ATI с видеокартой (Radeon). Отмечают, что первая славится своей производительностью, а у второй больше дополнительных мультимедиа возможностей.
— Объем оперативной памяти. Оперативная память необходима для хранения текстур. На сегодняшний момент вполне достаточных является показатель в 512 Мб.
— Разрядность шины. Нормальный показатель 256 бит.
— Интерфейс подключения к системной плате. Все современные платы имеют возможность подключения только к PCI-Express.
Сетевая карта– устройство, позволяющее осуществлять взаимодействие компьютеров посредством соединения их кабелем.
Процессор –основная деталь компьютера, производящая все вычисления и обеспечивающая выполнение команд. Представляет собой кремниевый кристалл квадратной формы. Соединяется с системной платой с помощью разъема типа «сокет». В ходе работы непременно нагревается, поэтому требует постоянного охлаждения. Для охлаждения используется радиатор, кулер, а в последнее время появилось и гидроохлаждение.
Жесткий диск –устройство долговременного хранения информации. Является энергонезависимой внешней памятью. Стоит отметить, что это единственное логическое устройство, имеющее движущиеся детали.
Параметры жесткого диска:
— емкость. Может достигать размера одного Тб.
— Объем кэш-памяти (до 8 Мб).
— Количество оборотов в минуту (до 10000).
Тип интерфейса. Здесь может быть только 2 стандарта: ATA (использует шлейф – специальный кабель – IDE) и SATA (использует специальный кабель SATA). В настоящее время стандарт ATA устарел. Имеется возможность подключения жесткого диска с интерфейсом IDE к SATA-шлейфу, используя специальный переходник
Лекция 4. Архитектура ЭВМ. Принцип открытой архитектуры
Вычислительная техника – это совокупность устройств, предназначенных для автоматической или автоматизированной обработки данных. Под вычислительной системой понимают конкретный набор взаимодействующих между собой устройств и программ, предназначенный для обслуживания одного рабочего участка.
Центральным средством большинства вычислительных систем является компьютер. Компьютер (англ. computer) – это электронное устройство, предназначенное для автоматизации работы с информацией. Компьютер также часто называют электронно-вычислительной машиной (ЭВМ).
Состав вычислительной системы называется конфигурацией. Различают аппаратную конфигурацию, куда входят аппаратные средства вычислительной техники, и программную конфигурацию, куда входят программные средства вычислительной техники. Соответственно в вычислительной системе принято рассматривать:
1. Аппаратное обеспечение (англ. hardware) – это совокупность устройств, которые могут входить в состав компьютера или подключаться к нему. Набор таких устройств образует аппаратную конфигурацию.
2. Программное обеспечение (англ. software) – это совокупность программ, которые могут применяться на компьютере для реализации информационных процессов. Набор таких программ на компьютере образует программную конфигурацию. Под компьютерной программой понимается упорядоченная последовательность команд компьютера.
В конце 40-х годов ХХ в. американский математик Джон фон Нейман предложил хранить программу для ЭВМ в памяти ЭВМ. Он предложил структуру ЭВМ, названную архитектурой фон Неймана, согласно которой компьютер должен включать 5 базовых элементов:
1. Арифметико-логическое устройство (АЛУ).
2. Устройство управления (УУ).
3. Запоминающее устройство (ЗУ).
4. Устройство ввода (УВв).
5. Устройство вывода (УВыв).
Персональный компьютер (ПК, англ. Personal Computer, PC) – это компьютер для обслуживания одного рабочего места. Как правило, это небольшая ЭВМ индивидуального пользования.
Магистрально-модульный принцип функционирования ПК означает, что к системной шине (магистрали) могут подключаться различные устройства, называемые модулями.
Обязательно к шине должны подключаться:
1. Процессор (в котором совмещаются функции АЛУ, УУ, кэш-памяти и регистровой памяти).
2. Устройства ввода (обычно клавиатура и мышь).
3. Устройства вывода (обычно монитор).
4. ПЗУ (постоянное запоминающее устройство).
5. ОЗУ (оперативное запоминающее устройство).
6. ВЗУ (внешние запоминающие устройства).
Причём ПЗУ и устройства ввода передают информацию в другие устройства через шину, а устройства вывода получают информацию через неё от других устройств. Остальные устройства могут быть как приёмниками, так и передатчиками информации.
Основными характеристиками ПК являются:
1. Тактовая частота процессора (обычно 1 – 4 ГГц).
2. Объём оперативной памяти (обычно 128 МБ – 1 ГБ).
3. Объём памяти жёсткого диска (обычно 20 – 200 ГБ).
Персональный компьютер включает 4 основных устройства:
1. Системный блок.
Таким образом, устройства ПК по степени использования делятся на:
1. Основные устройства, которые почти всегда используются в ПК.
2. Периферийные устройства, которые могут использоваться не всегда.
Все аппаратные средства по отношению к системному блоку делятся на:
1. Внутренние устройства (внутри системного блока).
2. Внешние устройства (вне системного блока). К внешним устройствам относятся монитор, клавиатура, мышь и все периферийные устройства.
По назначению компьютерные устройства относят к следующим категориям:
1. Запоминающие устройства.
2. Устройства ввода информации.
3. Устройства вывода информации.
Кроме того, иногда выделяют также следующие категории:
4. Устройства обмена информацией.
5. Устройства обработки информации.
6. Компьютерные носители информации.
7. Вспомогательные компьютерные устройства.
Системный блок служит для обеспечения бесперебойной и надежной работы ПК. По форме корпуса системные блоки выпускают:
В системном блоке находятся материнская плата, процессор, винчестер, дисководы, ПЗУ, ОЗУ, блок питания, системная шина, контроллеры, разъёмы и т.д. На передней части системного блока могут находиться:
1. Кнопка «POWER» (для включения или выключения ПК).
2. Кнопка «RESET» (для перезагрузки ПК).
3. Дисковод (для считывания и записи информации на диски).
4. CD-привод или DVD-привод (для считывания и записи информации на диски CD и DVD).
Материнская плата – это основная плата персонального компьютера. На ней размещаются:
1. Процессор – основная микросхема, выполняющая большинство математических и логических операций.
2. Микропроцессорный комплект (чипсет) – набор микросхем, управляющих работой внутренних устройств компьютера и определяющих основные функциональные возможности материнской платы.
3. Шины – наборы проводников, по которым происходит обмен сигналами между внутренними устройствами компьютера.
6. Разъёмы (слоты) для подключения дополнительных устройств.
Все внешние устройства подключаются к материнской плате через специальные устройства, называемые контроллерами.
Системная шина – это проводник для связи между устройствами, подключаемыми к материнской плате. Основными типами шин ввода-вывода с соответствующими слотами расширения в ПК являются: ISA, EISA, PCI.
Устройство обработки информации – устройство, позволяющее производить вычисления и преобразования над информацией. К устройствам обработки информации можно отнести:
3. Звуковую карту.
Процессор (микропроцессор) – устройство для арифметико-логической обработки информации и для управления этой информацией (наиболее популярные марки процессоров – Pentium, Celeron, Xeon, Athlon, Sempron).
Основными характеристиками процессоров являются:
1. Тактовая частота – это количество операций (тактов), выполняемых процессором в единицу времени.
2. Разрядность регистров – это количество битов данных, обрабатываемых процессором за один такт.
3. Размер кэш-памяти – это количество команд, которые процессор запоминает, в результате чего получает к ним быстрый доступ.
Процессор соединяется с остальными устройствами шинами.
Видеокарта (видеоадаптер) – устройство для проведения операций по формированию изображения на экране. Видеокарта совмещает в себе функции видеоконтроллера, видеопроцессора и видеопамяти. Основными типами видеоадаптеров являются:
1. MDA (монохромный).
3. EGA (16 цветов).
4. VGA (256 цветов).
5. SVGA (16,7 миллиона цветов).
Звуковая карта – устройство для проведения операций по обработке звука, речи, музыки.
Вспомогательное компьютерное устройство не участвует в работе с информацией и выполняет дополнительные функции по обслуживанию компьютера. К вспомогательным устройствам относятся:
1. Таймер (системные часы).
3. Источник бесперебойного питания (ИБП).
5. Кулер (охлаждающее устройство).
Персональные компьютеры обычно проектируются на основе принципа открытой архитектуры.
Принцип открытой архитектуры заключается в следующем:
— Регламентируются и стандартизируются только описание принципа действия компьютера и его конфигурация (определённая совокупность аппаратных средств и соединений между ними). Таким образом, компьютер можно собирать из отдельных узлов и деталей, разработанных и изготовленных независимыми фирмами-производителями.
— Компьютер легко расширяется и модернизируется за счёт наличия внутренних расширительных гнёзд, в которые пользователь может вставлять разнообразные устройства, и, тем самым устанавливать конфигурацию своей машины в соответствии со своими личными предпочтениями.
Лекция 5. Уровни программной конфигурации. Операционные системы. Файловая структура.
Под программным обеспечением (Software) обычно понимается совокупность программ, выполняемых вычислительной системой.
К программному обеспечению (ПО) относится также вся область деятельности по проектированию и разработке ПО:
— технология проектирования программ (например, нисходящее проектирование, структурное и объектно-ориентированное проектирование и др.);
— методы тестирования программ;
— методы доказательства правильности программ;
— анализ качества работы программ;
— разработка и использование программных средств, облегчающих процесс проектирования программного обеспечения, и многое другое.
Программное обеспечение – неотъемлемая часть компьютерной системы. Оно является логическим продолжением технических средств. Сфера применения конкретного компьютера определяется созданным для него ПО.
Схематично представить структуру программного обеспечения можно в таком виде:
Базовый уровень — отвечает за правильную работу аппаратных средств, является уровнем класса «низкий». Программное обеспечение данного уровня хранится в микросхемах запоминающегося устройства (ПЗУ), его задача обеспечить работу входа и выхода BIOS. В процессе эксплуатации компьютера нельзя изменять программы и данные ПЗУ, они записываются в производственных условиях.
Системный уровень– отвечает за связь программ вычислительного устройства с программами базового уровня и аппаратного обеспечения, он считается переходным уровнем. Этот уровень и его программы отвечают за эксплуатационные возможности компьютера. Когда на вычислительное устройство устанавливается новое оборудование, этот уровень должен быть обеспечен программой, которая свяжет устанавливаемое оборудование и другие программы. Программы, которые отвечают за взаимную связь с устройствами компьютера, называются драйверами.
В данном уровне есть еще и программы другого класса, которые отвечают за связь с пользователем компьютера. С помощью этих программ пользователь может вводить информацию в компьютер, пользоваться ее. Данный класс называется средствами пользовательского интерфейса, состояние этих программ регламентируют работу компьютера.
Ядром системы вычислительной машины является совокупность программ этого уровня. Задачи, выполняемые этим ядром, и за что они отвечают, это: работа входа и выхода информации, работа памяти машины, работа файловой системы, и другие.
Служебный уровень – отвечает за настройку систем компьютера, за автоматизацию процессов. Многие программы данного уровня изначально входят в операционную систему, установленную на вычислительной машине. Существует 2 направления в развитии служебных программ, это программы для автономного применения и уже интегрированные в ОС.
Прикладной уровень — отвечает за выполнение уже определенных задач, которые могут быть развлекательного направления, для решения вопросов производства, учебными программами. Между системным уровнем программ и прикладным уровнем программ есть взаимная связь, работа вычислительной машины зависит от ОС стоящей на данном устройстве. Этот уровень подключает в себе: редакторы для текста, процессоры текстовые, системы автоматического создания проектирования, графические редакторы, браузеры, программы перевода текстов, системы которые управляют базами данных, таблицы, и многие другие программы прикладного уровня.
Операционная система (ОС) – это комплекс взаимосвязанных системных программ, назначение которого – организовать взаимодействие пользователя с компьютером и выполнение всех других программ.
К операционным системам относится комплекс программ, обеспечивающих управление работой всех аппаратных устройств и доступ пользователя к ним. ОС загружается при включении или перезагрузке ПК, управляет его ресурсами, обеспечивает взаимодействие пользователя с компьютером. ОС также обеспечивает поддержку работы всех остальных программ, аппаратных средств ПК и сетей ЭВМ (наиболее известные ОС – MS-DOS, Windows, Unix, Linux,
MacOS, Free BSD, Solaris, Cisco Systems, OS/2, NetWare, CP/M).
Операционная система обычно хранится во внешней памяти компьютера – на диске. При включении компьютера она считывается с дисковой памяти и размещается в ОЗУ.
Этот процесс называется загрузкой операционной системы.
В функции операционной системы входит:
— осуществление диалога с пользователем;
— ввод-вывод и управление данными;
— планирование и организация процесса обработки программ;
— распределение ресурсов (оперативной памяти и кэша, процессора, внешних устройств);
— запуск программ на выполнение;
— всевозможные вспомогательные операции обслуживания;
— передача информации между различными внутренними устройствами;
— программная поддержка работы периферийных устройств (дисплея, клавиатуры, дисковых накопителей, принтера и др.).
По типу использования общих аппаратных и программных ресурсов ОС делятся на:
По типу пользовательского интерфейса ОС делятся на:
— Командные (текстовые ОС).
— Объектно-ориентированные (графические ОС).
По количеству работающих пользователей ОС делятся на:
— Однопользовательские.
— Многопользовательские.
По числу выполняемых задач ОС делятся на:
— Однозадачные.
— Многозадачные (ОС пакетной обработки, ОС разделения времени, ОС реального времени).
Различают вытесняющую и невытесняющую многозадачность. ОС пакетной обработки позволяют выполнить заранее сформированный пакет задач, ОС разделения времени позволяют разделить время для выполнения каждой задачи, а ОС реального времени позволяют выполнять каждую задачу за заранее заданное время.
По количеству используемых процессоров ОС делятся на:
— Однопроцессорные.
— Многопроцессорные.
По разрядности процессора ОС делятся на:
— 32-разрядные.
— 64-разрядные.
Именованными компонентами Windows являются:
— Приложения (программы, адаптированные к работе в данной ОС).
— Документы (файлы, представляющие собой результаты работы приложения).
— Папки (области, хранящие группу файлов или обозначающие устройства, подключаемые к ПК).
Компоненты можно просматривать в окне (прямоугольная область экрана).
Файл – это именованная область на диске, обозначаемая именем и расширением. Расширение означает назначение файла. Наиболее известные расширения такие:
exe – выполняемые файлы;
com – командные файлы;
bat – пакетные файлы;
bak – резервные копии файлов;
arj, rar, zip – архивные файлы;
txt, rtf – текстовые файлы;
doc – файлы текстовых документов;
xls – файлы электронных таблиц;
mdb – файлы баз данных;
mcd – файлы вычислительных документов;
bmp, jpg, gif – файлы растровых рисунков и фотографий;
ppt, pps – файлы презентаций;
dwg – файлы чертежей;
pas, bas, c – файлы с текстами программ на языках Pascal, Basic, C;
htm – файлы с описанием Web-страницы на языке HTML;
wav, mp3 – звуковые файлы;
avi – файлы аудиовидеоклипов.
Файловая система – это средство для организации хранения файлов на каком-либо носителе.
Файлы физически реализуются как участки памяти на внешних носителях – магнитных дисках, флеш-картах, картах памяти или CD-ROM.
Каждый файл занимает некоторое количество блоков дисковой памяти.
Обслуживает файлы специальный модуль операционной системы, называемый драйвером файловой системы. Каждый файл имеет имя, зарегистрированное в каталоге – оглавлении файлов.
Каталог (иногда называется директорией или папкой) доступен пользователю через командный язык операционной системы.
Его можно просматривать, переименовывать зарегистрированные в нем файлы, переносить их содержимое на новое место и удалять.
Каталог может иметь собственное имя и храниться в другом каталоге наряду с обычными файлами: так образуются иерархические файловые структуры.
Драйвер файловой системы обеспечивает доступ к информации, записанной на магнитный диск, по имени файла и распределяет пространство на магнитном диске между файлами.
Для выполнения этих функций драйвер файловой системы хранит на диске не только информацию пользователя, но и свою собственную служебную информацию. В служебных областях диска хранится список всех файлов и каталогов, а также различные дополнительные
Структура файловой системы и структура хранения данных на внешних магнитных носителях определяет удобство работы пользователя, скорость доступа к файлам и т.д. (на жестком диске Fat32, NTFS)
Как распознать напряжение: Говоря о мышечном напряжении, мы в первую очередь имеем в виду мускулы, прикрепленные к костям .
Как построить свою речь (словесное оформление): При подготовке публичного выступления перед оратором возникает вопрос, как лучше словесно оформить свою.
Модели организации как закрытой, открытой, частично открытой системы: Закрытая система имеет жесткие фиксированные границы, ее действия относительно независимы.
©2015-2020 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (3712)
