Лекция_ПО

[слайд 1] ЛЕКЦИЯ № 13.

ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭВМ.

[слайд 2]

План:

1. Понятие программного обеспечения (ПО). Классификация ПО.

2. Системное ПО. Операционная система Windows. Файловая система.

3. Сервисные (служебные) программы.

4. Прикладное ПО.

1. ПОНЯТИЕ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ (ПО). КЛАССИФИКАЦИЯ ПО.

[слайд 3]

Современный компьютер представляет собой двуединую систему, состоящую из аппаратной части (технических устройств) и программного обеспечения.

КОМПЬЮТЕР = АППАРАТУРА + ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
	HARDWARE	SOFTWARE

Программное обеспечение (ПО) – это не только программы, но и данные, с которыми работают эти программы.

ПО компьютера делится на: системное ПО; прикладное ПО; системы программирования (или инструментальное ПО).

[слайд 4]

Уровни ПО вычислительной системы представляют собой пирамиду, где каждый следующий уровень опирается на ПО предшествующих уровней.

Базовый уровень является низшим уровнем ПО и отвечает за взаимодействие с базовыми аппаратными средствами. Базовое ПО содержится в составе базового аппаратного обеспечения и сохраняется в специальных микросхемах постоянного запоминающего устройства (ПЗУ), образуя базовую систему ввода-вывода BIOS (Basic Input/Output System). Основное назначение программ этого пакета состоит в том, чтобы проверить состав и работоспособность вычислительной системы, обеспечить взаимодействие с клавиатурой, монитором, жестким диском и вывод на экран диагностических сообщений

[слайд 5]

Системный уровень является переходным. Программы этого уровня обеспечивают взаимодействие других программ компьютера с программами базового уровня и с аппаратным обеспечением.

При подсоединении к компьютеру нового оборудования на системном уровне должна быть установлена программа, обеспечивающая для остальных программ взаимосвязь с устройством. Программы, которые позволяет обеспечивать связь между ОС и внешними устройствами, называют драйверами.

[слайд 6]

Другой класс программ системного уровня отвечает за взаимодействие с пользователем – это средства обеспечения пользовательского интерфейса.

[слайд 7]

Служебный уровень. Программы этого уровня взаимодействуют как с программами базового уровня, так и с программами системного уровня. Назначение служебных программ (утилит) состоит в автоматизации работ по проверке и настройке компьютерной системы, а также в улучшении функций системных программ.

Например, служебная программа «Проверка диска» (Scandisk) выявляет  нарушения целостности файловой системы и физические ошибки, связанные с дефектами жесткого диска.

[слайд 8]

Например, служебная программа «Очистка диска» удаляет временные файлы, созданные разнообразными приложениями, и  очищает корзину.

[слайд 9]

Прикладной уровень. ПО этого уровня представляет собой комплекс прикладных программ, с помощью которых на конкретном рабочем месте выполняются конкретные задания (производственные, творческие, развлекательные, учебные и т.п.).

2. СИСТЕМНОЕ ПО. ОПЕРАЦИОННАЯ СИСТЕМА WINDOWS. ФАЙЛОВАЯ СИСТЕМА

[слайд 10]

Базовое ПО – минимальный набор программных средств, обеспечивающих работу компьютера.

Сервисное ПО – программы и программные комплексы, которые расширяют возможности базового ПО и организуют более удобную среду работы пользователя.

В базовое ПО входят:

• операционная система (ОС для персональных компьютеров);

• сетевая операционная система (ОС для серверов).

[слайд 11]

Главной частью системного ПО является ОС.

ОС – комплекс управляющих и обрабатывающих программ, которые, с одной стороны, выступают как интерфейс между устройствами вычислительной системы и прикладными программами, а с другой стороны — предназначены для управления устройствами и вычислительными процессами, эффективного распределения вычислительных ресурсов между вычислительными процессами и организации вычислений.

Примеры ОС: MS DOS, Windows 95/98/NT/2000/XP/Vista, Unix, Linux, Mac OS X.

Основу системного ПО составляют программы, входящие в ОС компьютеров.

Основные функции ОС:

- загрузка программ в оперативную память и их выполнение;

- стандартизованный доступ к периферийным устройствам (устройства ввода-вывода);

- управление оперативной памятью (распределение между процессами, организация виртуальной памяти);

- обеспечение пользовательского интерфейса.

- многозадачность (параллельное выполнение задач);

- многопользовательский режим работы и разграничение прав доступа.

Сетевые ОС – комплекс программ, обеспечивающий обработку, передачу и хранение данных в сети.

[слайд 12]

Файловая система – часть ОС, управляющая размещением и доступом к файлам и каталогам на диске. С понятием файловой системы тесно связано понятие файловой структуры диска, под которой понимают, как размещаются на диске:

главный каталог,

подкаталоги,

файлы, ОС,

а также какие для них выделены объемы секторов, кластеров, дорожек.

[слайд 13]

Файловая система определяет порядок размещения файлов на диске.

[слайд 13]

Пример одноуровневой

[слайд 14, 15]

Пример многоуровневой

[слайд 16]

Размещение файлов на диске: Файлу на диске выделяется целое число блоков (кластеров)!

Кластер является наименьшей единицей адресации к данным. Когда файл записывается на диск, файловая система выделяет соответствующее количество кластеров для хранения данных файла. Например, если каждый кластер равен 512 байт, а размер сохраняемого файла составляет 800 байт, то для его хранения будут выделены два кластера. Впоследствии, если вы модифицируете файл таким образом, что он увеличится в размерах, скажем, до 1600 байт, для его сохранения будут дополнительно выделены еще два кластера. В кластер, частично занятый каким-либо файлом, нельзя поместить больше ничего. Допустим, ваш файл располагается в 10 кластерах размером по 1024 Кб, причем в последнем, десятом кластере, он занимает всего 10 байт. Что происходит с оставшимся свободным килобайтом? Ничего. Он просто пропадает для пользователя.

[слайд 17]

Задача 1. На некотором жестком диске размер кластера составляет 4096 байт. На этот диск записаны четыре файла размерами 500, 10000, 8000 и 5000 байт. Для хранения всех четырех файлов необходимо _________ кластеров(-а).

Решение:

В приведенной задаче для хранения первого файла будет отведен один кластер, т.к. 500 байт < 4096 байт; для хранения второго файла будет отведено 3 кластера, т.к.

10000 : 4096=2,44, а количество кластеров должно быть целым; для хранения третьего файла будет отведено 2 кластера, т.к. 8000 : 4096=1,95; для хранения четвертого файла будет также отведено 2 кластера, так как 5000 : 4096=1,22.

Для хранения на диске всех четырех файлов необходимо: 1 + 3 + 2 + 2 = 8 кластеров.

[слайд 17]

Файловые системы Windows

• FAT16 (MS DOS, Windows)

• FAT32 (Windows 95/98/2000/XP/Vista)

• NTFS (Windows NT/2000/XP/Vista)

Аббревиатура FAT расшифровывается как File Allocation Table (с англ. таблица размещения файлов). Данная таблица используется ОС для поиска файла и определения его физического расположения на жестком диске.

NTFS (от англ. New Technology File System — «файловая система новой технологии») — стандартная файловая система для семейства операционных систем Microsoft Windows NT.

3. СЕРВИСНЫЕ (СЛУЖЕБНЫЕ) ПРОГРАММЫ.

[слайд 18]

Служебные программы (утилиты) – это программы, используемые для выполнения таких вспомогательных функций как работа с файлами и папками, диагностирование аппаратуры, просмотр и конвертация файлов, оптимизация дискового пространства, восстановление поврежденной информации, антивирусные средства и т.д.

Классификация служебного ПО:

1. Диспетчеры файлов (файловые менеджеры).

2. Средства сжатия данных (архиваторы).

3. Средства просмотра и конвертации.

4. Средства диагностики.

5. Средства мониторинга.

6. Средства коммуникации.

7. Средства компьютерной безопасности.

[слайд 19]

Например, Утилита «Форматирование» предназначена для создания файловой структуры на носителе информации: разметки дорожек, разбиения дорожек на сектора, проставления на них специальных меток.

[слайд 20, 21]

Например, Утилита «Дефрагментация диска» позволяет повысить скорость доступа к информации и объединить в одной непрерывной области данные, принадлежащие одному файлу.

Архиватор – компьютерная программа, которая осуществляет сжатие данных в один файл архива для более легкой передачи или компактного хранения. В качестве данных обычно выступают файлы и папки. Процесс создания архива называется архивацией, или упаковкой (сжатием, компрессией), а обратный процесс – распаковкой, или экстракцией.

К основным функциям программ-архиваторов относят следующие: 1) создание архивов; 2) защита архивов от просмотра и несанкционированной модификации; 3) извлечение файлов из архива.

4. ПРИКЛАДНОЕ ПО (или ППО).

[слайд 22]

ППО составляют программы конечного пользователя.

ППО, классифицируя по назначению, можно разделить на ППО общего назначения и ППО специализированного назначения.

С системами программирования (СП) работают программисты. Всякая СП ориентирована на определенный язык программирования. Существует много разных языков, например Паскаль, Бейсик, ФОРТРАН, С, Ассемблер, ЛИСП и др. На этих языках программист пишет программы, а с помощью СП заносит их в компьютер, отлаживает, тестирует, исполняет. Программисты создают все виды программ: системные, прикладные и новые СП.

5