4. Основные определения и понятия.

4.1 Определение алгоритма и программы, языка программирования.

Алгоритм

-целенаправленное (конструктивное) описание множества правил, определяющее процесс обработки данных.

-операционное правило обработки данных (программисты).

Программа

-запись алгоритма на формализованном языке.

Язык программирования

-формальная знаковая система, при помощи которой записываются компьютерные программы.

4.2 Программное обеспечение (ПО)

Делится на внутреннее (системное) ПО и прикладное ПО.

Внутреннее ПО обеспечивает работу ЭВМ.

Прикладное ПО — программы, написанные для пользователей или самими пользователями, для задания компьютеру конкретной работы. (например, редакторы).

4.3 Операционная система (ОС)

а) состав и назначение ОС

ОС впервые появились на ЭВМ второго поколения (подставлялась управляющия карточка (перфокарта), на которую машина считывала основные параметры программы).

Первый язык высокого уровня (операционный язык) — EXEC (потом появился EXEC2). (раскодировал управляющую карточку и приступал к выполнению программы).

Операционная система (ОС)

-организованная совокупность программ (интерфейс) регулярного применения, правил и алгоритмов, позволяющих использовать ЭВМ без вмешательства человека.

ОС распределяет ресурсы ЭВМ для software (ПО) и hardware (аппаратные средства (железо)).

Все, что есть в машине — ресурсы (память, программы и прочее).

ЭВМ 5 поколения обладает наличием интеллектуального интерфейса (позволяет общение на естественном языке).

б) ОС по Флинну

ОС по Флинну

-простейшая классификация, сопоставляющая потоки команд — потоки данных.

ОК — одиночный поток команд

ОД — одиночный поток данных

МК — множественный поток команд (для двухъядерных процессоров и сложнее)

МД — множественный поток данных

ОС типа ОКОД сейчас используются только в телефонах, игровых компьютерах и т.п.

Банкоматы устроены более сложно. Простейшае — калькуляторы холодильники, телефизоры и т.д.

По возрастанию сложности:

ОКОД

ОКМД (квантование времени и данные обрабатываются по очереди)

МКОД (для быстрой обработки)

МКМД (каждый поток команд обрабатывает свое множество потоков данных)

5 типов ЭВМ

1. Персональные ЭВМ — самый нижний уровень

2. Микро ЭВМ (совсем другой тип процессора). SUN MICRO SYSTEM (различия с первым несущественны, выглядят и работают похоже)

3. Мини ЭВМ VAX

4. Большие ЭВМ

5. Супер ЭВМ (Grey1, Grey4, RS6000)

Для ПВМ и Микро ЭВМ обычно используется МКОД, для Мини ЭВМ — МКМД.

Все операционные системы, с которыми мы сталкивались — типа UNIX (LINUX) – открытые ОС.

Оверлейная структура программ

-программы, которые хранят в оперативной памяти ядро.

Ядро

-постоянная часть программ, хранящаяся в оперативной памяти.

Ядро ОС — резидент.

Главные компоненты резидента — менеджеры.

Менеджеры работают с отдельными компонентами ЭВМ (память, ввод/вывод...)

1. Pick OC — ОС, работающие с базами данных.

2. EPOS – ОС для работы PDA.

PDA (personal digital assistant) (мобильные, беспроводные мышки...)

3. UNIX-оподобные (LINUX...) - открытые ОС.

batch-файлы (пакетные файлы) есть во всех системах Windows (*.bat)

содержат все команды консолей (все основные команды ОС), условные и циклические операторы.

batch-файлы используются для написания программ настройки системы: autoxec.bat

(помогают для настройки ОС и упрощают/ускоряют работу)

4.4 Трансляторы

Трансляторы

-программы, которые переводят программы пользователя на язык ЭВМ.

Выполняют несколько основных функций:

1. Синтаксический (смотрит на несоответствие символов) и семантический (разбивает на лексемы и смотрит, можно ли так писать) контроль

Лексемы

-группа обозначений текста, которая распознается транслятором.

Во время анализа (перевода) все комментарии удаляются, все обозначения — заменяются машинной кодировкой.

Если программа прошла синтаксический контроль, начинает работать:

2. Распределение памяти и описание переменных.

3. Строительство объектного модуля.

*.pac, *.for, *.c, *.cpp

*.obj — объектный модуль.

Содержит готовые блоки программ в машинном коде.

Exe файл появляется в результате работы:

4. Редактор связи (линкер).

tlink.exe/link.exe (linker.exe — обрабатывает другие вещи)

в объектном модуле хранятся обращения к функциям (sin, cos...)

линкер собирает все известные компоненты функций и создает исполняемый модуль.

*.obj → *.exe

(можно программироваь на нескольких языках, главное, чтобы описания в них совпадали).

Интегрированная Среда разработки программ (IDE)

Содержит:

-текстовые редакторы для написания программ

-компилятор и интерпретатор

-линкер

-отладчик (debugger)

-средства оптимизации программ

Интерпретатор

-транслятор, который каждой системе сосоставляет макрос.

Макрос

-сножество комад, объединенных в одну и с одним именем.

Интерпретатор (помогает в отладке) используется для пошаговой отладки. Он делает программу отличную от той, которую создает транслятор.

Все трансляторы делятся на:

Оптимизирующие и Для быстрой работы

Оптимизирующие могут создать короткую, но долгую программу или же длинную, но быструю.

Трансляторы для быстрой работы переводят программу сразу в машинный код.

Форматы Данных.

Формат

-способ представления информации или ее кодирования.

%d - целый

%f - с плавающей точкой

%19.8f – 19 символов.8 символов

Каждый формат — свое обозначение.

Данные форматируются при вводе/выводе.

Каждый формат — логическая структура данных.

Знание команд форматирования помогают приводить данные к нужному виду.

4.5 Библиотеки программ

Библиотеки:

1. Объектных модулей

2. Загрузочных модулей

3. Исполнительных модулей

4. Системные библиотеки

5. Библиотеки ПО

6. Временные библиотеки

Все библиотеки имеют 2 раздела:

1. Оглавление

2. Данные

В каждой части хранится информация об объекте.

Имена разделов совпадают с именами программы.

В разделе оглавление указывается:

1. начало текста в разделе данные

2. его длина

3. сколько блоков занимает

4. автор, лицензионные права и прочее.

В разделе данных хранятся блоки, одинаковые по длине (обычно — 512 байт)

Вирус обычно сидит в неполных блоках.

4.6 Языки высокого уровня — языки поцедур

Операционная система имеет свои языки программирования.

Эти языки — языки процедур.

EXEC, EXEC2, REXX (объекты — и программисты, и ОС, не только файлы)