Накопители на оптических дисках

Оптический компакт-диск идеально подходит для записи цифровой информации больших объемов на сменном носителе. Объем информации, записанной на компакт-диске, составляет 600—700 Мбайт.

К достоинствам компакт-диска можно отнести и его относительную дешевизну в массовом производстве, высокую надежность и долговечность, нечувствительность к загрязнению и воздействию магнитных полей. К недостаткам дисковой памяти можно отнести наличие механических движущихся компонентов, имеющих малую надежность, и большую потребляемую мощность при записи и считывании.

Флэш-память

Отличаются малой энергоемкостью, небольшими размерами, значительной емкостью.

 

1. Внешние устройства

 

Видеотерминалы.

Предназначены для оперативного отображения текстовой и графической информации в целях визуального восприятия ее пользователем. Видеотерминал состоит из видеомонитора (дисплея) и видеоконтроллера.

Для персональных компьютеров используются мониторы следующих типов:

• на основе электроннолучевой трубки (ЭЛТ);

• на основе жидкокристаллических индикаторов (ЖКИ, LCD - Liquid Crystal Display);

• плазменные мониторы (PDP — Plasma Display Panels);

• электролюминесцентные мониторы (FED — Field Emission Display);

• самоизлучающие мониторы (LEP — Light Emission Plastics).

Основными характеристиками мониторов являются следующие.

Размер экрана монитора, который задается обычно величиной его диагонали в дюймах.

Разрешающая способность, которая определяется числом пикселей (световых точек) по горизонтали и вертикали. Значение разрешающей способности определяет качество изображения на экране.

Рабочая частота кадровой развертки определяет скорость смены кадров изображения, она влияет на утомляемость глаз при продолжительной работе на компьютере.

На разрешающую способность монитора и качество изображения влияет объем видеопамяти.

Устройство ручного ввода информации

Клавиатурой называется устройство для ручного ввода информации в компьютер.

Манипулятор типа «мышь».

Джойстик.

Устройства печати: два типа таких устройств: принтеры и плоттеры.

Печатающие устройства (принтеры) — это устройства вывода данных из компьютера, формирующие поточечное изображение копии документов на бумаге или ином аналогичном материале, например, прозрачной пленке, применяемой для размножения документов типографским способом.

Харак: разрешающая способность, производительность принтера.

Матричные принтеры. Изображение в матричных принтерах формируется из точек, которые получаются путем удара тонкой иглы по красящей ленте, прижимаемой в момент удара к бумаге. Достоинством матричных принтеров является низкая стоимость расходных материалов (красящей ленты) и возможность печати одновременно нескольких копий документа. К недостаткам относится низкая скорость печати и шум при печати.

Струйные принтеры. Печатающая головка струйного принтера вместо иголок содержит тонкие трубочки - сопла, через которые на бумагу выбрасываются мельчайшие дозированные капли красителя. К достоинствам струйных принтеров можно отнести: высокое разрешение, которое зависит от числа сопел в головке и составляет от 300 до 1200 dpi; высокая скорость печати (до 10 ppm);

бесшумность работы. Основными недостатками является высокая стоимость расходных

материалов и возможность засыхания красителя в сопле, что заставляет преждевременно заменять весь печатающий блок.

Лазерные принтеры. К достоинствам лазерных принтеров можно отнести высокое качество печати, высокую скорость печати (до 40 ррт), а также низкую себестоимость копии и бесшумность в работе.

Плоттеры. Плоттеры используются, в основном, для вывода графической информации - чертежи, схемы, диаграммы и т.п. Основное достоинство плоттеров заключается в том,

что они предназначены для получения изображения на бумаге большого формата, например, A1.

Плоттеры делятся на два больших класса: векторные и растровые. В векторных плоттерах пишущий узел перемещается относительно бумаги сразу по вертикали и горизонтали, вычерчивая на бумаге

непрерывные кривые в любом направлении. В растровых плоттерах пишущий узел перемещается относительно бумаги только в одном направлении, и изображение формируется строка за строкой из

последовательности точек.

Устройства поддержки безбумажных технологий

Характ: скорость сканирования, разрешающая способность, черно-белые или цветные,

Конструктивно сканеры делятся на четыре типа: ручные, планшетные, роликовые и проекционные.

Устройства обработки звуковой информации

Звуковая карта

Работает в трех основных режимах: создание, запись и воспроизведение звуковых сигналов.

Устройства для соединения компьютеров в сеть

Модем – устройство для подключения к сети.

Сетевая карта.

 

1. Системное программное обеспечение. Базовое программное обеспечение

Вся совокупность программ, образующих ту программную среду, в которой работает компьютер и называется программным обеспечением. Системное программное обеспечение (СПО) – это программы, управляющие работой компьютера и выполняющие различные вспомогательные функции, например, управление ресурсами компьютера, создание копий информации, проверка работоспособности устройств компьютера, выдача справочной информации о компьютере и др

Системное ПО:

*Базовое ПО

*Операционные системы (файловые системы, драйверы устройств)

*Служебные программы (Утилиты, антивирусные стредства, редакторы, отладчики, диагностические

программы, архиваторы)

Базовое ПО, или BIOS (Basic Input/Output System — базовая система ввода/вывода)., представляет программа, которая отвечает за управление всеми компонентами, установленными на материнской плате. Базовое ПО - самый низкий уровень программного обеспечения, отвечающий за взаимодействие с базовыми аппаратными средствами.

Функции:

*поддержка функций ввода-вывода за счет предоставления ОС интерфейса для взаимодействия с

аппаратурой.

*процедура тестирования (POST — Power On Self Test) всего установленного на материнской плате оборудования (за исключением дополнительных плат расширения), проводимая после каждого включения компьютера.

*загрузка ОС.

*управление потребляемой мощностью

*включения и выключения источника питания в соответствии со спецификацией ACPI.

Физически BIOS находится в энергонезависимой перепрограммируемой флэш-памяти, которая вставляется в специальную колодку на материнской плате

 

1. Операционные системы. Назначение операционной системы. Виды операционных систем

Операционная система — это комплекс взаимосвязанных системных программ, назначение которого — организовать взаимодействие пользователя с компьютером и выполнение всех других программ.

Программа, скрывающая истину об аппаратном обеспечении и представляющая простой список файлов, которые можно читать и записывать, называется операционной системой.

Операционные системы выполняют две основные функции - расширение возможностей машины и управление ее ресурсами. С точки зрения пользователя ОС выполняет функцию виртуальной машины, с которой проще и легче работать, чем непосредственно с аппаратным обеспечением, составляющим реальный компьютер. А для программ ОС предоставляет ряд возможностей, которые они могут использовать с помощью специальных команд, называемых системными вызовами.

Концепция, рассматривающая ОС прежде всего как удобный интерфейс пользователя, — это взгляд сверху вниз. Альтернативный взгляд снизу вверх дает представление об ОС как о механизме управления всеми частями компьютера.

Виды:

На самом верхнем уровне находятся ОС для мэйнфреймов. Операционные системы для мэйнфреймов в основном ориентированы на обработку множества одновременных заданий, большинству из которых требуется огромное количество операций ввода-вывода. Примером операционной системы для мэйнфрейма является OS/390.

Уровнем ниже находятся серверные ОС. Эти ОС одновременно обслуживают множество пользователей и позволяют им делить между собой программно-аппаратные ресурсы. Серверы также предоставляют возможность работы с печатающими устройствами, файлами или Internet. UNIX и Windows 2000 являются типичными серверными ОС. Также Linux.

Следующую категорию составляют ОС для персональных компьютеров. Их работа заключается в предоставлении удобного интерфейса для одного пользователя. Основными ОС в этой категории являются операционные системы платформы Windows, Linux и операционная система компьютера Macintosh.

Еще один вид ОС — это системы реального времени. Главным параметром таких систем является время.

Встроенные операционные системы используются в карманных компьютерах и бытовой технике.

Самые маленькие операционные системы работают на смарт-картах, представляющих собой устройство размером с кредитную карту и содержащих центральный процессор.

 

1. Базовые понятия операционных систем. Процессы и потоки

 

Для операционных систем существует набор базовых понятий, таких как процессы, память и файлы, которые являются самыми важными для понимания общей идеи построения и функционирования ОС.

Ключевое понятие ОС — процесс. Процессом называют программу в момент ее выполнения.

С каждым процессом связывается его адресное пространство — список адресов в памяти от некоторого

минимума до некоторого максимума. По этим адресам процесс может занести информацию и прочесть ее. Адресное пространство содержит саму программу, данные к ней и ее стек. Со всяким процессом

связывается некий набор регистров, включая счетчик команд, указатель стека и другие аппаратные ресурсы, а также вся информация, необходимая для запуска программы. Во многих ОС

вся информация о каждом процессе хранится в таблице операционной системы. Эта таблица называется таблицей процессов и представляет собой связанный список структур, по одной на каждый существующий в данный момент процесс.

В каждом компьютере есть оперативная память, используемая для хранения исполняемых программ. Более сложные системы позволяют одновременно хранить в памяти несколько программ. Для того чтобы они не мешали друг другу, необходим защитный механизм. Этот механизм управляется

операционной системой.

Другой важный, связанный с памятью вопрос — управление адресным пространством процессов.

Что произойдет, если адресное пространство процесса окажется больше, чем ОЗУ компьютера, а

процесс захочет использовать его целиком? В этом случае используется метод, называемый виртуальной памятью, при котором ОС хранит часть адресов в оперативной памяти, а часть на диске и меняет их местами при необходимости.

Файловая система - еще одно базовое понятие, поддерживаемое виртуально всеми ОС. Как было установлено, основной функцией операционной системы является маскирование особенностей

работы дисков и других устройств и предоставление пользователю понятной и удобной абстрактной модели независимых от устройств файлов. Системные вызовы необходимы для создания, удаления, чтения или записи файлов. Перед тем как прочитать файл, его нужно разместить на диске и открыть, а после прочтения его нужно закрыть. Все эти функции осуществляют системные вызовы.

В модели процесса все функционирующее на компьютере ПО организовано в виде набора последовательных процессов, или просто процессов. Процессом является выполняемая программа вместе с текущими значениями счетчика команд, регистров и переменных. Переключение с процесса на процесс называется многозадачностью или мультипрограммированием.

Нижний уровень ОС — это планировщик — небольшая программа. На верхних уровнях расположены процессы. Обработка прерываний и процедуры, связанные с остановкой и запуском процессов, выполняются планировщиком.

Модель процесса базируется на двух независимых концепциях: группировании ресурсов и выполнении программы. Когда их разделяют, появляется понятие потока. Потоки Реализация потоков выполнения и процессов в разных операционных системах отличается друг от друга, но в большинстве случаев поток выполнения находится внутри процесса. Несколько потоков выполнения могут существовать в рамках одного и того же процесса и совместно использовать ресурсы, такие как память, тогда как процессы не разделяют этих ресурсов. С одной стороны, процесс можно рассматривать как способ объединения родственных ресурсов в одну группу. С другой стороны, процесс можно рассматривать как поток исполняемых команд. Хотя поток протекает внутри процесса,

следует различать концепции потока и процесса. Процессы используются для группирования ресурсов, а потоки являются объектами, поочередно исполняющимися на ЦП. Термин многопотонность также

используется для описания использования нескольких потоков в одном процессе.

Зачем нужны потоки:

*Схему программы можно существенно упростить, если разбить приложение на несколько последовательных потоков, запущенных в квазипараллельном режиме.

*Легкость их создания и уничтожения, так как с потоком не связаны никакие ресурсы.

*производительность.

 

1. Управление памятью. Ввод-вывод

 

Часть операционной системы, отвечающая за управление памятью, называется модулем управления памятью или менеджером памяти. Менеджер следит за тем, какая часть памяти используется в данный

момент, выделяет память процессам и по их завершении освобождает ресурсы, управляет обменом данных между ОЗУ и диском.

Системы управления памятью делят на два класса. К первому классу относятся системы, перемещающие процессы между оперативной памятью и диском во время их выполнения. Ко второму те, которые этого не делают.

Фиксированная память: Самая простая схема управления памятью - однозадачная система без подкачки на диск — заключается в том, что в каждый момент времени работает только одна программа, и память разделяется между программами и операционной системой.

 

Подкачка на диск: Существуют два основных способа управления памятью, зависящие частично от доступного аппаратного обеспечения. Самая простая стратегия, называемая свопингом (swapping) или подкачкой, состоит в том, что каждый процесс полностью переносится в память, работает некоторое время и затем целиком возвращается на диск. Другая стратегия, носящая название виртуальной памяти, позволяет программам работать даже тогда, когда они только частично находятся в оперативной памяти.

 

Устройства ввода-вывода можно разделить на две категории: блочные устройства и символьные устройства.

Блочные устройства хранят информацию в виде блоков фиксированного размера, причем

у каждого блока имеется свой адрес. Важное свойство блочного устройства состоит в том, что каждый его блок может быть прочитан независимо от остальных блоков. Наиболее распространенными блочными устройствами являются диски.

Символьное устройство принимает или предоставляет поток неструктурированных символов. Оно не является адресуемым и не выполняет операцию поиска. Принтеры, сетевые адаптеры, мыши и

большинство других устройств, не похожих на диски, можно считать символьными устройствами.

 

Устройства ввода-вывода обычно состоят из механической и электронной частей. Механический компонент находится в самом устройстве. Электронный компонент устройства называется

контроллером или адаптером. В современных компьютерах контроллеры встраиваются в материнскую плату или располагаются на самом устройстве ввода-вывода.

Работа контроллера заключается в конвертировании последовательного потока битов в блок байтов и коррекцию ошибок.

Ключевая концепция разработки ПО ввода-вывода формулируется как независимость от устройств. Эта концепция означает возможность написания программ, способных получать доступ к любому устройству ввода-вывода без предварительного указания конкретного устройства.

Принцип единообразного именования. Имя файла или устройства должно быть просто текстовой строкой или целым числом. Оно никак не должно зависеть от физического устройства.

Обработка ошибок. Ошибки должны обрабатываться как можно ближе к аппаратуре.

Одним из ключевых вопросов является способ переноса данных — синхронный (блокирующий) или асинхронный (управляемый прерываниями).

Еще одним аспектом ПО ввода-вывода является буферизация.

Понятие выделенных устройств и устройств коллективного использования. ОС должна уметь управлять как устройствами общего доступа, так и выделенными устройствами.

Три различных способа осуществления операций ввода-вывода:

* программный ввод-вывод. (всю работу выполняет центральный процессор.)

*управляемый прерываниями ввод-вывод. (ЦП начинает передачу ввода-вывода для символа или слова, после чего переключается на другой процесс, пока прерывание от устройства не сообщит ему об окончании операции ввода-вывода.)

* прямой доступ к памяти. (при котором отдельная микросхема управляет переносом целого

блока данных и инициирует прерывание только после окончания операции переноса блока.)

 

1. Служебные программы. Утилиты. Драйверы устройств.

 

Служебные программы (утилиты) - это программы, используемые при работе или техническом обслуживании компьютера для выполнения вспомогательных функций, таких как работа с файлами и

каталогами, диагностирование аппаратуры, просмотр и конвертация файлов, оптимизация дискового пространства, восстановление поврежденной информации, антивирусные средства (раздел 8.4.) и

другие.

 

Разделы:

Файловые менеджеры (FAR Manager, Total Commander, Frigate)

Сжатие информации (WinZip, WinRAR, WinAce)

Программы резервирований данных (Handy Backup, BackUp)

Программы записи компакт-дисков (Nero, Roxio Easy Media Creator, CopyToDVD)

Программы просмотра и конвертации (Adobe Reader, PDF2Word, MegaView)

Программы сравнения файлов (Compare Suite, ImageDupeless)

 

Программа управления каждым устройством ввода-вывода, подключенным к компьютеру, называется драйвером устройства.

 

Операционная система обычно классифицирует драйверы по нескольким категориям в соответствии с типами обслуживаемых ими устройств.

Блочные устройства хранят информацию в виде блоков фиксированного размера, причем

у каждого блока имеется свой адрес. Важное свойство блочного устройства состоит в том, что каждый его блок может быть прочитан независимо от остальных блоков. Наиболее распространенными блочными устройствами являются диски.

Символьное устройство принимает или предоставляет поток неструктурированных символов. Оно не является адресуемым и не выполняет операцию поиска. Принтеры, сетевые адаптеры, мыши и

большинство других устройств, не похожих на диски, можно считать символьными устройствами.

 

Драйвер устройства выполняет несколько функций:

1) обработку абстрактных запросов чтения и записи

независимого от устройств и расположенного над ними программного

обеспечения;

2) инициализацию устройства;

3) управление энергопотреблением устройства и регистрацией

событий;

4) проверку входных параметров.

5) проверку использования устройства в данный момент.

 

1. Файловые системы

 

Определенный участок диска, занятый информацией, имеющей собственное имя, называется файлом.

Часть ОС, работающая с файлами и обеспечивающая хранение данных на дисках и доступ к ним, называется файловой системой.

Одной из важнейших характеристик ОС, помимо управления памятью, ресурсами компьютера и задачами, является поддержка файловой системы — основного хранилища системной и пользовательской информации.

Чтобы объединить файлы в группу нужно дерево каталогов. Для указания используются два

различных метода. Абсолютное имя пути (состоящее из имен всех каталогов от корневого до того,

в котором содержится файл, и имени самого файла), относительное имя пути (Оно используется

вместе с понятием текущего каталога. )

В ФС существует минимальная единица информации — кластер, размер которого является нижним пределом размера записываемой на носитель информации в рамках ФС. Не следует путать понятие кластера с понятием сектора, который является минимальной единицей информации со стороны аппаратного обеспечения.

От ФС требуется четкое выполнение следующих действий:

• определение физического расположения частей файла;

• определение наличия свободного места и выделение его для вновь создаваемых файлов.

Важный параметр - размер кластера. Больший размер кластера гарантирует более высокую производительность за счет уменьшения самой ФС.

 

1. Рассмотрение конкретных операционных систем

 

ОС UNIX предназначена для опытных программистов. Это мощная и гибкая система. Она характеризуется небольшим количеством базовых элементов, которые можно комбинировать бесконечным числом способов, чтобы приспособить их для конкретного приложения.

Операционную систему UNIX можно рассматривать в виде пирамиды. У основания пирамиды располагается аппаратное обеспечение, состоящее из ЦП, памяти, дисков, терминалов и других устройств. На аппаратном обеспечении работает система UNIX. Ее функция заключается в управлении аппаратным обеспечением и предоставлении всем программам системных вызовов. Эти системные вызовы позволяют программам создавать процессы, файлы и прочие ресурсы и управлять ими.

Программы обращаются к системным вызовам, помещая аргументы в регистры ЦП и выполняя команды прерывания для переключения из пользовательского режима в режим ядра и передачи

управления операционной системе UNIX.

Помимо ОС и библиотеки системных вызовов, все версии UNIX содержат большое количество стандартных программ.

Таким образом, существует 3 интерфейса в ОС UNIX: интерфейс системных вызовов, интерфейс библиотечных функций и интерфейс, образованный набором стандартных обслуживающих программ.

 

Операционные системы корпорации Microsoft можно разделить на три семейства: MS-DOS, Consumer Windows (Windows 95/98/Мe) и Windows NT.

MS-DOS - система реального режима с командной строкой.

Далее был добавлен графический интерфейс, который назвали Windows. После выходили Windows 95/98/Мe которые были основаны на MS-DOS и содержали много ее ограничений. Они все были 32 разрядные, но не полностью. С кучками 16 разрядного ассемблерного кода и файловой системой от MS-DOS.

Windows NT была полностью 32 разрядна. В последствии выходили новые версии. Успешной была Windows 2000. Каждый процесс имеет свое собственное 32-разрядное виртуальное адресное пространство. ОС работает в режиме ядра, тогда как процессы пользователя работают в пользовательском режиме, что обеспечивает полноценную защиту.

При создании этой системы корпорация Microsoft сохранила все полезные свойства Windows 98: технологию plug-and-play, простой и понятный пользовательский интерфейс, широкие возможности

управления, и даже улучшила их.

В Windows 2000 встроена сертификация драйверов, что гарантирует использование требуемых драйверов и уменьшает риск сбоя оборудования из-за аппаратных конфликтов, а также специальная программа, Microsoft Installer, которая помогает правильно устанавливать, настраивать, сопровождать, обновлять и удалять программы, снижая риск ошибок пользователя и возможность снижения производительности.

Все операции с файлами и папками, как и в ОС Windows 98, выполняются с помощью системы окон.

Microsoft Windows XP – более новая версия ОС.В ней появились новые средства обеспечения

безопасности, в частности встроенный в ОС брандмауэр подключения к Internet. Кроме того, в состав ОС входит Internet Explorer 6.

В состав семейства операционных систем Windows XP входят:

• Windows XP Home Edition — операционная система, предназначенная в основном для домашних пользователей;

• Windows XP Professional — операционная система, предназначенная в основном для установки на рабочих станциях корпоративных пользователей;

• Windows XP 64-Bit Edition — 64-разрядная ОС, предназначенная для применения на компьютерах с большим объемом оперативной памяти и процессором семейства Intel Itanium, используемых для задач, требующих больших объемов вычислений и обработки больших объемов данных;

• Windows.NET Server — серверная операционная система, является дальнейшим развитием операционных систем Windows 2000. Основными особенностями семейства ОС Windows.NET Server

является наличие в их составе платформы Windows.NET Framework, а также поддержка Web-сервисов XML.

 

1. Классификация прикладного программного обеспечения. Прикладное программное обеспечение общего и специального назначения.

 

ППО, классифицируя по назначению, можно разделить на прикладные программы общего назначения и прикладные программы специального назначения.

Прикладное программное обеспечение общего назначения используется для решения наиболее общих задач информационного характера в любой сфере человеческой деятельности. Оно объединяет в себе

широко используемые программы большинством пользователей персональных компьютеров, например, текстовые редакторы, электронные таблицы, графические системы, игры, развлечения.

 

Программы, обрабатывающие тексты. К ним относятся текстовые редакторы, текстовые процессоры.

Электронные таблицы. (Основное назначение электронных таблиц - обработка различных типов данных, представляющихся в табличной форме, )

Системы управления базами данных (СУБД). Программы этого позволяют работать с большими объемами структурированных данных — базами данных (как правило, это табличные структуры).

Графические системы. Это программы, предназначенные для работы с графическими изображениями. К ним относятся редакторы растровой и векторной графики, программы обработки трехмерной

графики (ЗD-редакторы).

⇐ Предыдущая12345678Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. Аддитивность оптических плотностей.
2. Диагностика работы накопителей на жестких магнитных дисках
3. Назначение, характеристики и принцип работы накопителей на жестких магнитных дисках
4. Накопители на компакт-дисках
5. Накопитель на жестких магнитных дисках
6. Основные причины выхода из строя накопителей на жестких магнитных дисках
7. Система окон Мой компьютер. Имена накопителей на дисках. Правила присвоения имён дисковым накопителям. Форматирование диска.
8. Технология диагностики работы накопителей на жестких магнитных дисках и их ремонта