Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология
Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии


Представление информации в компьютере



Компьютер способен обрабатывать информацию, представленную в числовой форме. Вся другая информация для обработки должна быть преобразована в числовую форму.

Минимальной единицей измерения информации в компьютере является ячейка памяти, называемая бит. В эту ячейку памяти можно занести одно из двух значений – 0 или 1. Последовательно расположенные восемь бит называются байтом. Два байта составляют слово. Более крупные единицы измерения информации – это килобайт (210 байт, 1024 б), мегабайт (220 байт, 1024 Кб), гигабайт (230 байт, 1024 Мб), терабайт (240 байт, 1024 Гб), петабайт (250 байт, 1024 Тб), экзабайт (260 байт, 1024 Пб).

Для обработки на компьютере текстовой информации каждая буква кодируется определенным числом. Кодирование осуществляется при вводе данных в компьютер в соответствии со специальной таблицей кодирования. При выводе на какие-либо внешние устройства по этим числам строятся соответствующие изображения букв. Соответствие между набором букв и цифр называется кодировкой символов.

Существует довольно много различных кодировок символов для разных языков. В них, как правило, есть общая часть, соответствующая таблице кодирования ASCII (American Standart Code for Information Intercange), в которой в позиции 0-127 записаны знаки препинания, цифры и буквы латинского алфавита, знаки арифметических действий и скобки, а также различные непечатаемые символы, которые не имеют графического представления, но могут влиять на обработку и отображение текста.

 

Программное обеспечение

 

Классификация ПО

Программное обеспечение (ПО) компьютера – это совокупность программ, предназначенных для выполнения различных действий, в конечном итоге призванных решить пользовательские задачи. В состав ПО входят программы и необходимые для их функционирования данные. Программы хранятся в файлах в виде машинного кода, готового к исполнению, либо в виде текста на определенном языке программирования. Во втором случае для выполнения программы необходимо наличие транслятора или соответствующей системы программирования.

Программное обеспечение принято классифицировать по назначению на три группы:

– системное – комплекс программ, которые обеспечивают управление аппаратными компонентами компьютерной системы, выступая в качестве посредника между аппаратурой и пользовательскими приложениями. Системное ПО не решает конкретные прикладные задачи, а лишь обеспечивает работу других программ, управляет ресурсами вычислительной системы и т.д.;

– прикладное (ППО) – или приложения, – программы, предназначенные для выполнения определенных пользовательских задач и рассчитанные на непосредственное взаимодействие с пользователем. Как правило, прикладные программы не могут обращаться к ресурсам компьютера напрямую, а взаимодействуют с оборудованием и проч. через системное ПО;

– инструментальное – предназначено для использования в ходе проектирования, разработки и сопровождения программ. Строго говоря, инструментальное ПО можно считать обособленным подклассом прикладного ПО.

Есть также классификация по способу распространения и использования:

– несвободное/закрытое (проприетарное) – (от англ. proprietary, т.е. частное, патентованное) – программное обеспечение, являющееся частной собственностью авторов или правообладателей, которые сохраняют за собой монополию на его использование, копирование и модификацию, полностью или в существенных моментах. Обычно проприетарным называют любое несвободное ПО;

– открытое – (англ. open-source software) программное обеспечение с открытым исходным кодом. Исходный код таких программ доступен для просмотра, изучения и изменения, что позволяет самому пользователю принять участие в доработке этой программы, либо использовать код для создания новых программ и исправления в них ошибок;

– свободное – (англ. free software) программное обеспечение, в отношении которого пользователь имеет право на неограниченную установку, запуск, использование, изучение, распространение и изменение (совершенствование), при этом все это защищено юридически при помощи свободных лицензий.

 

Системное ПО

В состав компьютера входит большое число функциональных элементов, таких как оперативная память, процессор, контроллеры, внешние запоминающие устройства, периферийные устройства и др. Для эффективного управления работой этими устройствами как системой используют программы, получившие название системных, или системное программное обеспечение. Без системного программного обеспечения работа на современном компьютере невозможна.

 

Операционные системы

 

При включении компьютера первоначально активизируется базовая система ввода-вывода BIOS, хранимая в постоянной памяти. Программа инициализации BIOS с помощью программы POST проверяет, что устройства компьютера работают корректно и инициализирует их.

В случае успешного прохождения всех тестов BIOS опрашивает устройства, перечисленные в заранее созданном списке, пока не найдёт загрузочное устройство. Если такое устройство не найдено, выводится сообщение об ошибке, а процесс загрузки останавливается. Если BIOS обнаруживает загрузочное устройство, то с определенного кластера на нем считывается и запускается загрузчик операционной системы (ОС), управление процессором передается ему.

Загрузчик ОС считывает, загружает в память и запускает ядро операционной системы, управление передается ядру.

Ядро ОС, в свою очередь, загружает и настраивает для работы драйверы устройств, системные библиотеки и службы, фильтры данных, сервисные программы, инициализирует пользовательский профиль и т.д.

После завершения этих процедур компьютер готов к работе.

Приведенная последовательность соответствует архитектуре IBM Personal Computer, для других компьютерных архитектур она может несколько отличаться.

Операционная система – комплекс системных программ, обеспечивающих управление аппаратными и программными ресурсами компьютера, загрузку и выполнение прикладных программ, взаимодействие с пользователем. В большинстве вычислительных систем ОС являются основной, а иногда и единственной частью системного ПО.

В зависимости от признака ОС подразделяют на следующие.

1. По поддержке многозадачности различают однозадачные и многозадачные ОС. В однозадачных системах используются средства управления периферийными устройствами, средства управления файлами, средства общения с пользователями. Многозадачные ОС тоже используют все перечисленное и, кроме того, управляют разделением доступа к совместно используемым ресурсам: процессору, ОЗУ, файлам и внешним устройствам.

Многозадачные ОС, в свою очередь, делят на три типа:

– системы пакетной обработки. Они предназначены для решения задач, не требующих быстрого получения результатов. Главной целью такой ОС является решение максимального числа задач за единицу времени. Они обеспечивают высокую производительность при обработке больших объемов информации, но при работе непосредственно с пользователем их эффективность многократно снижается;

– системы с разделением времени (Unix, Linux, Windows);

– системы реального времени (QNX, RT11).

2. По поддержке многопользовательского режима. Различают однопользовательские и многопользовательские. В частности, многопользовательские системы позволяют реализовать настройку системного окружения индивидуально для каждого пользователя компьютера. Но главным отличием многопользовательских систем от однопользовательских является наличие средств защиты информации каждого пользователя от несанкционированного доступа других пользователей.

3. Поддержка многоядерных компьютеров. Важным свойством ОС является отсутствие или наличие в ней средств поддержки многопроцессорной обработки. С одной стороны, это приводит к усложнению всех алгоритмов управления ресурсами, с другой – сейчас поддержка этой функции является обязательной.

4. По поддержке распараллеливания программ. Многонитевая ОС умеет разделять процессорное время не только между задачами, но и между отдельными нитями одной и той же задачи. Однонитевые, соответственно, такого не умеют. Это может быть полезно, например, при реализации взаимодействия с пользователем: ресурсоемкая часть выполняется в одной нити задачи, интерфейсная – в другой нити. Или, другой пример, загрузка в браузер страницы с несколькими изображениями – каждое изображение обрабатывается в отдельной нити. При этом нити могут выполняться на разных ядрах.

5. По реализации сетевых возможностей. В современных ОС сетевые функции, как правило, присутствуют. Однако здесь специфика проявляется в том, каким образом ОС реализует сетевые функции. При этом возникает комплекс задач, связанных с распределенным характером хранения и обработки данных в сети: ведение справочной информации о доступных ресурсах и серверах, адресация взаимодействующих процессов, обеспечение прозрачности доступа, тиражирование данных, согласование копий, поддержка безопасности данных и т.д. Если эти функции на уровне интерфейса пользователя или программиста идентичны тем, которые используются для доступа к локальным ресурсам, то такую ОС можно назвать сетевой. Иначе – это локальная ОС.

 


Поделиться:



Последнее изменение этой страницы: 2019-03-29; Просмотров: 324; Нарушение авторского права страницы


lektsia.com 2007 - 2024 год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! (0.02 с.)
Главная | Случайная страница | Обратная связь