Технические и программные средства ПК

Санкт-Петербургский государственный университет технологии и дизайна. Кафедра прикладной информатики и математики. Реферат На тему: «Технические и программные средства ПК». Выполнил: студентка 1 курса Группы 080502 Гридина К.С. Проверил: преподаватель Дроботун Н.В. Санкт-Петербург 2007 Содержание: 1.История развития вычислительной техники 2.Классификация

современных компьютеров 3.Основные компоненты компьютера 4.Устройства ввода данных 5.Устройства вывода данных 6.Устройства для накопления данных 7.Основные компоненты системного блока 8.Принцип открытой архитектуры … 9. 9.Все современное ПО и его характеристики … 1.История развития вычислительной техники. Все основные идеи, которые лежат в основе работы компьютеров, были изложены еще в 1833 английским математиком Чарлзом Бэббиджем. Он разработал проект машины для выполнения научных и технических расчетов,

где предугадал основные устройства современного компьютера, а также его задачи. Для ввода и вывода данных Бэббидж предлагал использовать перфокарты — листы из плотной бумаги с информацией, наносимой с помощью отверстий. В то время перфокарты уже использовались в текстильной промышленности. Управление такой машиной должно было осуществляться программным путем. Идеи Бэббиджа стали реально воплощаться в жизнь в конце 19 века.

В 1888 американский инженер Герман Холлерит сконструировал первую электромеханическую счетную машину. Эта машина, названная табулятором, могла считывать и сортировать статистические записи, закодированные на перфокартах. В 1890 изобретение Холлерита было впервые использовано в 11-й американской переписи населения. Дальнейшее развитие науки и техники позволили в 1940-х годах построить первые вычислительные машины. В феврале 1944 на одном из предприятий Ай-Би-

Эм (IBM) в сотрудничестве с учеными Гарвардского университета по заказу ВМС США была создана машина «Марк-1». Это был монстр весом около 35 тонн. «Марк-1» был основан на использовании электромеханических реле и оперировал десятичными числами, закодированными на перфоленте. Машина могла манипулировать числами длиной до 23 разрядов. Для перемножения двух 23-разрядных чисел ей было необходимо четыре секунды.

Но электромеханические реле работали недостаточно быстро. Поэтому уже в 1943 американцы начали разработку альтернативного варианта — вычислительной машины на основе электронных ламп. В 1946 была построена первая электронная вычислительная машина ENIAC. Ее вес составлял 30 тонн, она требовала для размещения 170 квадратных метров площади. Вместо тысяч электромеханических деталей ENIAC содержал 18 тысяч электронных ламп.

Считала машина в двоичной системе и производила пять тысяч операций сложения или триста операций умножения в секунду. Машина на электронных лампах работала существенно быстрее, но сами электронные лампы часто выходили из строя. Для их замены в 1947 американцы Джон Бардин, Уолтер Браттейн и Уильям Брэдфорд Шокли предложили использовать изобретенные ими стабильные переключающие полупроводниковые элементы транзисторы.

С активным внедрением транзисторов в 1950-х годах связано рождение второго поколения компьютеров. Один транзистор был способен заменить 40 электронных ламп. В результате быстродействие машин возросло в 10 раз при существенном уменьшении веса и размеров. В компьютерах стали применять запоминающие устройства из магнитных сердечников, способные хранить большой объем информации. В 1959 были изобретены интегральные микросхемы (чипы), в которых все электронные компоненты

вместе с проводниками помещались внутри кремниевой пластинки. Применение чипов в компьютерах позволяет сократить пути прохождения тока при переключениях, и скорость вычислений повышается в десятки раз. Существенно уменьшаются и габариты машин. Появление чипа знаменовало собой рождение третьего поколения компьютеров. В 1970 сотрудник компании Intel Эдвард Хофф создал первый микропроцессор, разместив несколько интегральных

микросхем на одном кремниевом кристалле. Это революционное изобретение кардинально перевернуло представление о компьютерах как о громоздких, тяжеловесных монстрах. С микропроцессом появляются микрокомпьютеры — компьютеры четвертого поколения, способные разместиться на письменном столе пользователя. В середине 1970-х годов начинают предприниматься попытки создания персонального компьютера — вычислительной машины, предназначенной для частного пользователя.

Во второй половине 1970-х годов появляются наиболее удачные образцы микрокомпьютеров американской фирмы Эпл (Apple), но широкое распространение персональные компьютеры получили с созданием в августе 1981 фирмой Ай-Би-Эм (IBM) модели микрокомпьютера IBM PC. Применение принципа открытой архитектуры, стандартизация основных компьютерных устройств и способов их соединения привели к массовому производству клонов

IBM PC, широкому распространению микрокомпьютеров во всем мире. За последние десятилетия 20 века микрокомпьютеры проделали значительный эволюционный путь, многократно увеличили свое быстродействие и объемы перерабатываемой информации, но окончательно вытеснить миникомпьютеры и большие вычислительные системы — мейнфреймы они не смогли. Более того, развитие больших вычислительных систем привело к созданию суперкомпьютера — суперпроизводительной

и супердорогой машины, способной просчитывать модель ядерного взрыва или крупного землетрясения. В конце 20 века человечество вступило в стадию формирования глобальной информационной сети, которая способна объединить возможности различных компьютерных систем. 2.Классификация современных компьютеров. Современные компьютеры по мощности, производительности и составу можно классифицировать так:  Персональные компьютеры 

Графические рабочие станции  X-терминалы  Серверы  Мейнфреймы Персональные компьютеры (ПК) появились в результате эволюции миникомпьютеров при переходе элементной базы машин с малой и средней степенью интеграции на большие и сверхбольшие интегральные схемы. ПК, благодаря своей низкой стоимости, очень быстро завоевали хорошие позиции на компьютерном рынке и создали предпосылки для разработки новых программных средств, ориентированных на конечного пользователя.

Графические рабочие станции представляют собой компьютеры, позволяющие выполнять программы обработки графики с высоким разрешением, сильно нагружающие центральный процессор (ЦП) и графические наборы микросхем. К числу таких специализированных приложений относятся САПР/АСУП (автоматизированные системы проектирования/ автоматизированные системы управления производством), системы визуализации данных, автоматизированные системы разработки программного обеспечения (CASE)

и почти все программы анимации X-терминалы представляют собой комбинацию бездисковых рабочих станций и стандартных ASCII-терминалов. Бездисковые рабочие станции часто применялись в качестве дорогих дисплеев и в этом случае не полностью использовали локальную вычислительную мощь. Совсем недавно, как только стали доступными очень мощные графические рабочие станции, появилась тенденция применения "подчиненных" X-терминалов, которые используют рабочую станцию в качестве локального

сервера. Типовой X-терминал включает следующие элементы:  Экран высокого разрешения - обычно размером от 14 до 21 дюйма по диагонали;  Микропроцессор на базе Motorola 68xxx или RISC-процессор типа Intel i960, MIPS R3000 или AMD29000;  Отдельный графический сопроцессор в дополнение к основному процессору, поддерживающий двухпроцессорную архитектуру, которая обеспечивает более быстрое рисование

на экране и прокручивание экрана;  Базовые системные программы, на которых работает система X-Windows и выполняются сетевые протоколы;  Программное обеспечение сервера X11;  Переменный объем локальной памяти (от 2 до 8 Мбайт) для дисплея, сетевого интерфейса, поддерживающего TCP/IP и другие сетевые протоколы.  Порты для подключения клавиатуры и мыши

Серверы. Существует несколько типов серверов, ориентированных на разные применения: файл-сервер, сервер базы данных, принт-сервер, вычислительный сервер, сервер приложений. Таким образом, тип сервера определяется видом ресурса, которым он владеет (файловая система, база данных, принтеры, процессоры или прикладные пакеты программ). Современные суперсерверы характеризуются:  наличием двух или более центральных процессоров

RISC, либо Pentium, либо Intel 486;  многоуровневой шинной архитектурой, в которой запатентованная высокоскоростная системная шина связывает между собой несколько процессоров и оперативную память, а также множество стандартных шин ввода/вывода, размещенных в том же корпусе;  поддержкой технологии дисковых массивов RAID;  поддержкой режима симметричной многопроцессорной обработки, которая позволяет распределять задания по нескольким центральным процессорам или режима асимметричной

многопроцессорной обработки, которая допускает выделение процессоров для выполнения конкретных задач. Как правило, суперсерверы работают под управлением операционных систем UNIX, а в последнее время и Windows NT (на Digital 2100 Server Model A500MP), которые обеспечивают многопотоковую многопроцессорную и многозадачную обработку. Суперсерверы должны иметь достаточные возможности наращивания дискового пространства и вычислительной

мощности, средства обеспечения надежности хранения данных и защиты от несанкционированного доступа. Кроме того, в условиях быстро растущей организации, важным условием является возможность наращивания и расширения уже существующей системы. Мейнфрейм - это синоним понятия "большая универсальная ЭВМ". Мейнфреймы и до сегодняшнего дня остаются наиболее мощными (не считая суперкомпьютеров) вычислительными системами общего назначения, обеспечивающими непрерывный круглосуточный режим эксплуатации.

Они могут включать один или несколько процессоров, каждый из которых, в свою очередь, может оснащаться векторными сопроцессорами (ускорителями операций с суперкомпьютерной производительностью). В нашем сознании мейнфреймы все еще ассоциируются с большими по габаритам машинами, требующими специально оборудованных помещений с системами водяного охлаждения и кондиционирования. Однако это не совсем так. Прогресс в области элементно-конструкторской базы позволил существенно сократить

габариты основных устройств. Наряду со сверхмощными мейнфреймами, требующими организации двухконтурной водяной системы охлаждения, имеются менее мощные модели, для охлаждения которых достаточно принудительной воздушной вентиляции, и модели, построенные по блочно-модульному принципу и не требующие специальных помещений и кондиционеров. Главным недостатком мейнфреймов в настоящее время остается относительно низкое соотношение производительность/стоимость. Однако фирмами-поставщиками мейнфреймов предпринимаются значительные

усилия по улучшению этого показателя. 3.Основные компоненты компьютера. Обязательный набор устройств: 1. Системный блок - объединение большого количества различных компьютерных устройств. 2. Монитор - устройство вывода текстовой и графической информации. 3. Клавиатура - устройство для ввода текстовой информации. 4. Мышь - манипулятор для ввода информации в компьютер.

Как же устроен современный настольный компьютер? Центральная его часть, содержащая в себе практически все основные устройства системный блок затем следуют так называемые устройства ввода-вывода информации: монитор, клавиатура и мышь. Все эти части являются жизненно необходимыми для работы современного компьютера. И действительно как мы могли бы работать без монитора? Без мыши? Без клавиатуры? Правда, первые компьютеры как-то обходились без этой роскоши.

И даже позже, в эпоху появления персональных компьютеров, их первые модели представляли собой “системный блок”, снабженный клавиатурой. В место монитора телевизор. Что касается мыши, то она вообще “новосел” в мире ПК: её присутствие стало обязательным только в эпоху “графического интерфейса”, эпоху Windows. 4.Устройства ввода данных. Устройства ввода-вывода.

К устройствам ввода информации относится широкий класс технических средств, предназначенных для ввода данных в ЭВМ. К устройствам этого вида относятся: клавиатуры, графические планшеты, сенсорные экраны, координатные или манипуляторные устройства (мышь, джойстик, трэкбол, игровые манипуляторы, сканеры, устройства считывания (магнитного, оптического и электрического) меток и штрихового кода, устройства речевого ввода и др. 5.Устройства вывода данных. К устройствам вывода относят класс технических средств,

предназначенных для вывода данных из ЭВМ в необходимой для пользователя форме. К ним относятся устройства визуального отображения (мониторы), вывода на твердые носители (принтеры, плоттеры, синтезаторы речи, акустические динамики и др. 6.Устройства для накопления данных. Основным свойством и назначением накопителей информации является ее хранение и воспроизведение. По принципам функционирования различают следующие виды устройств: электронные,

магнитные, оптические и смешанные – магнитооптические. Каждый тип устройств организован на основе соответствующей технологии хранения воспроизведения/записи цифровой информации. Поэтому, в связи с видом и техническим исполнением носителя информации различают: электронные, дисковые. Магнитные дисковые накопители. Принцип работы магнитных запоминающих устройств основаны на способах хранения информации с использованием

магнитных свойств материалов. Как правило, магнитные запоминающие устройства состоят из собственно устройств чтения/записи информации и магнитного носителя, на который, непосредственно, осуществляется запись и с которого считывается информация. Магнитные запоминающие устройства принято делить на виды в связи с исполнением, физико-техническими характеристиками носителя информации и т.д. Наиболее часто различают: дисковые и ленточные устройства.

Общая технология магнитных запоминающих устройств состоит в намагничивании переменным магнитным полем участков носителя и считывания информации, закодированной как области переменной намагниченности. Дисковые носители, как правило, намагничиваются вдоль концентрических полей – дорожек, расположенных по всей плоскости дискоидального вращающегося носителя. Запись производится в цифровом коде. Дисковые устройства делят на жесткие и гибкие накопители и носители:

Жесткие диски (винчестеры). Накопители на жестких дисках объединяют в одном корпусе носитель (носители) и устройство чтения/записи, а также, нередко, и интерфейсную часть, называемую собственно контроллером жесткого диска. Типичной конструкцией жесткого диска является исполнение в виде одного устройства - камеры, внутри которой находится один или более дисковых носителей насаженных на один шпиндель и блок головок чтения/записи с их общим приводящим механизмом.

Диски вращаются постоянно, а скорость вращения носителей довольно высокая (от 4500 до 10000 об/мин), что обеспечивает высокую скорость чтения/записи. По величине диаметра носителя чаще других производятся 5.25, 3.14, 2.3 дюймовые диски. В системах с шаговым механизмом и двигателем головки перемещаются на определенную величину, соответствующую расстоянию между дорожками. Для считывания магнитных меток используется дополнительная серво-головка, а для считывания оптических - специальные оптические датчики.

В системах с линейным приводом головки перемещаются электромагнитом, а для определения необходимого положения служат специальные сервисные сигналы, записанные на носитель при его производстве и считываемые при позиционировании головок. Во многих устройствах для серво-сигналов используется целая поверхность и специальная головка или оптический датчик. Такой способ организации серво-данных носит название выделенная запись серво-сигналов. Если серво-сигналы записываются на те же дорожки, что и данные и для них выделяется

специальный серво-сектор, а чтение производится теми же головками, что и чтение данных, то такой механизм называется встроенная запись серво-сигналов. Накопитель на гибких магнитных дисках. Основные внутренние элементы дисковода - дискетная рама, шпиндельный двигатель, блок головок с приводом и плата электроники. Дискета или гибкий диск - компактное низкоскоростное малой ёмкости средство хранение и переноса информации. Различают дискеты двух размеров:

3.5”, 5.25”, 8” (последние два типа практически вышли из употребления). Конструктивно дискета представляет собой гибкий диск с магнитным покрытием, заключенный в футляр. Дискета имеет отверстие под шпиль привода, отверстие в футляре для доступа головок записи-чтения (в 3.5” закрыто железной шторкой), вырез или отверстие защиты от записи. Кроме того, 5.25” дискета имеет индексное отверстие, а 3.5” дискета высокой плотности - отверстие указанной

плотности (высокая/низкая). 5.25” дискета защищена от записи, если соответствующий вырез закрыт. 3.5” дискета наоборот - если отверстие защиты открыто. В настоящее время практически только используются 3.5” дискеты высокой плотности. CD-ROM. В начале 80-х годов голландская фирма «Philips» объявила о совершенной ею революцией в области звуковоспроизведения. Ее инженеры придумали то, что сейчас пользуется огромной популярностью -

Это лазерные диски и проигрыватели. Запись на CD при помощи обычных CD-ROM невозможна (существуют, правда, устройства CD-R и CD-RW с помощью которых возможны чтение-однократная запись и чтение-запись-перезапись, соответственно). При помощи CD-ROM компьютер также может проигрывать Video- CD и CD-I Типовой привод состоит из платы электроники, шпиндельного двигателя, системы оптической

считывающей головки и системы загрузки диска. Алгоритм работы накопителя CD-ROM 1.Полупроводниковый лазер генерирует маломощный инфракрасный луч, который попадает на отражающее зеркало. 2.Серводвигатель по командам встроенного микропроцессора, смещает подвижную каретку с отражающим зеркалом к нужной дорожке на компакт - диске. 3.Отражённый от диска луч фокусируется линзой, расположенной под диском, отражается от зеркала и попадает на разделительную призму.

4.Разделительная призма направляет отражённый луч на другую фокусирующую линзу. 5.Эта линза направляет отражённый луч на фотодатчик, который преобразует световую энергию в электрические импульсы. 6.Сигналы с фотодатчика декодируются встроенным микропроцессором и передаются в компьютер в виде данных. Штрихи, нанесённые на поверхность диска, имеют разную длину. Интенсивность отражённого луча изменяется, соответственно изменяя электрический сигнал, поступающий

на фотодатчик. Биты данных считываются как переходы между высокими и низкими уровнями сигналов, которые физически записываются как начало и конец каждого штриха. DVD. DVD - оптические диски, подобные CD. DVD может существовать в нескольких модификациях. Самая простая из них отличается от обычного диска только тем, что отражающий слой расположен не на составляющем почти полную толщину (1,2 мм) слое поликарбоната, а на слое половинной толщины (0,6 мм).

Вторая половина - это плоский верхний слой. Емкость такого диска достигает 4,7 ГБ и обеспечивает более двух часов видео телевизионного качества (компрессия MPEG-2). Кроме того, без особого труда на диске могут дополнительно сохраняться высококачественный стереозвук (на нескольких языках!) и титры (также многоязычные). Если оба слоя несут информацию (в этом случае нижнее отражающее покрытие полупрозрачное), то суммарная

емкость составляет 8,5 ГБ. Toshiba и Time Warner предлагают использовать также двухсторонний двухслойный диск. В этом случае его емкость составит 17 ГБ! 7.Основные компоненты системного блока. К основным устройствам относятся: процессоры, материнские платы, видео карты, жесткий диск, порты и ОЗУ. Также существуют устройства ввода и вывода без которых компьютер не может работать нормально. К ним относят: дисководы, cd-rom. Процессор. Процессор король системного блока, повелевающий и управляющий

всеми его ресурсами. Правда, это у него не всегда получается королевская занятость не позволяет разбрасываться и тогда на помощь королю приходят наместники - специализированные микропроцессоры-чипы по обработке, например, обычной трехмерной графики, 3D звука, компрессии и декомпрессии. Чипов-наместников в компьютере много и размещаются они на специализированных, дополнительных платах. Король-процессор один. И именно от него в первую очередь зависит, насколько быстр будет компьютер.

Тактовая частота, измеряемая в мегагерцах (МГц), показывает, сколько операций способен выполнить процессор в течение секунды. Эта величина, обозначаемая цифрой в названии процессора (например, Pentium II-233, то есть процессор поколения Pentium II с тактовой частотой 233 Мгц) - самая важная характеристика скорости процессора. Кеш память. В эту память компьютер помещает все часто используемые данные, чтобы не ходить каждый раз

за семь верст киселя хлебать к более медленной оперативной памяти и жесткому диску. По сути дела кеш-памятей на компьютере несколько. Одна самая быстрая и маленькая, встроена непосредственно в процессор. Это кеш-память первого уровня. Есть еще более медленная, но зато гораздо большая по размеру (в настоящее время512 Кб (данные 1999г)) кеш-память второго уровня: ею может похвастаться только

Pentium II. Конечно же, обладая столь увесистыми собственными мозгами, Pentium II соображает гораздо быстрее своего предшественника. Устройство материнской платы. Материнская плата, самая большая и важная в компьютере. Именно она выполняет функции моста, связывающего между собой все устройства ПК. Фактически материнская плата это большая коллекция разъемов, предназначенных для установки тех или

иных комплектующих. Назову лишь несколько основных типов. Гнездо для установки процессора. На системных платах, предназначенных для установки процессоров Pentium и Pentium MMX, а также новых процессоров AMD и Cyrix M2, гнездо квадратной формы, с многочисленными дырочками под ножки процессора по краю рамки. Такой тип разъема носит название Socket 7. На платах, предназначенных для установки процессора

Pentium II, а также нового процессора фирмы AMD под названием К7 мы увидим уже не квадратное гнездо, а длинный щелевой разъем слот (тип Slot1). На большинстве материнских плат, предназначенных для построения домашних систем, сокет или слот имеется в единственном экземпляре (хотя в продаже имеются и платы для построения двухпроцессорных систем). 1) Разъемы-слоты стандарта PCI. Как правило, их четыре (изредка меньше).

Разъемы PCI обычно самые короткие на плате, белого цвета, разделённые своеобразной перемычкой на две неравные части. Основным и чаще всего единственным устройством, устанавливаемым с PCI-слот, является видеокарта: лишь совсем недавно к ней присоединились новые звуковые кары типа PCI. 2) Разъём Advanced Graphic Port (AGP). Специальный, более быстрый с точки зрения пропускной способности слот, предназначенный для установки видеокарт формата

AGP. Ещё совсем недавно стандарт AGP, позволяющий видеокартам работать с немыслимой доселе скоростью и использовать не только свою оперативную память, но и оперативную память компьютера, был изюминкой и исключительной особенностью материнских плат Pentium II. Однако в последнее время появились снабженные этим разъемом платы старого формата Socket 7. 3) Разъемы-слоты типа ISA. Гораздо более слабые в отношении пропускной способности, чем слоты

PCI, слоты ISA, по сути делачистейший анахронизм, оставшейся ещё со времён компьютеров типа 386. Но парадокс именно эти слоты, а их более быстрые собратья PCI, являются наиболее дефицитными. Именно к ним подключается громадное количество дополнительных карт: звуковые платы, внутренние модемы, специализированные платы сканеров и так далее. В итоге нередка ситуация когда все слоты ISA (а их бывает от 2 до 4) заняты и есть необходимость ещё

в одном-двух. По внешнему виду слоты ISA напоминают слоты PSI, только они почти в полтора раза длиннее и цвет их не белый, а черный. 4) Слоты для установки оперативной памяти от слотов для установки плат отличаются наличием специальных замков-защелок. На платах Pentium MMX, как правило, предусмотрена установка двух типов памяти более старого формата SIMM (72 контакта) и нового быстрой памяти типа

DIMM (168 контактов). Слоты DIMM значительно короче слотов SIMM, так что путаницы здесь не возникает. Количество слотов обоих типов может варьироваться от 2 до 4. Материнскую плату выбирать лучше со слотами с более быстрой оперативной памятью DIMM. 5) Контролеры портов. Под портами понимаются разъемы на задней стенке компьютера, предназначенные для подключения таких внешних устройств, как принтер, мобильный дисковод большой емкости (для этого

предусмотрен так называемый параллельный, или LPT), а также внешнего модема, манипулятора типа мышь (через два последовательных порта COM1 и СОМ2 с разъемами 9 и 25 штырьков). Параллельный порт (LPT) всегда один, число же портом СОМ может варьироваться от 2 до 4. Во многих платах Pentium II, соответствующих стандарту АТХ, имеются ещё и специальные разъемы для подключения мыши и

клавиатуры круглые разъемы типа PS/2. Ещё есть последовательный порт USB, позволяющий подключить к компьютеру множество внешних устройств. Жесткий диск. Очень важный параметр – объём жесткого диска. Бывают от 120 мегабайт до 60 гигабайт и выше. Немаловажный параметр также – быстродействие жесткого диска. Дисководы (FDD CD-ROM). Современные дисководы

FDD рассчитаны на дискету размером 3,5 дюйма. Обычно дискета вмещает 1,44МБ данных. CD-ROM дисковод для лазерных компакт дисков вмещает около 650-700 МБ данных или 70 минут звука. Порты модемы. Порты бывают трёх видов: параллельные, последовательные и инфракрасные. Модемы позволяют нам подключатся к компьютерным сетям через телефонную линию. Они делятся на внешние и внутренние, бывают ещё и факс модемы.

8.Принцип открытой архитектуры. Принцип открытой архитектуры гласит, что компьютеры собираются из комплектующих, созданных в соответствии с определенными стандартами. Данные стандарты опубликованы и информационно доступны. При этом пользователь имеет возможность самостоятельно вставлять в ПК платы самых разных фирм - производителей и адаптировать свой персональный компьютер к требуемой деятельности.

До появления персональных компьютеров IBM PC все другие модели были основаны на принципе «закрытой архитектуры», т.е. все аппаратные средства были для конечного пользователя «вещью в себе». После того, как заканчивалась сборка аппарата, он «был обречен на необратимое старение». Если с производства снималась хоть одна деталь, систему можно было выбрасывать. 9.Все современное ПО и его характеристики. В основу работы компьютеров положен программный принцип

управления, состоящий в том, что компьютер выполняет действия по заранее заданной программе. Программа - это запись алгоритма решения задачи в виде последовательности команд или операторов языком, который понимает компьютер. Конечной целью любой компьютерной программы является управление аппаратными средствами. Между программами существует взаимосвязь, то есть работа множества программ базируется на программах низшего уровня. Междупрограммный интерфейс - это распределение программного обеспечения на

несколько связанных между собою уровней. Уровни программного обеспечения представляют собой пирамиду, где каждый высший уровень базируется на программном обеспечении предшествующих уровней. Прикладной уровень Служебный уровень Системный уровень Базовый уровень Базовый уровень. Базовый уровень является низшим уровнем программного обеспечения. Отвечает за взаимодействие с базовыми аппаратными средствами.

Базовое программное обеспечение содержится в составе базового аппаратного обеспечения и сохраняется в специальных микросхемах постоянного запоминающего устройства (ПЗУ), образуя базовую систему ввода-вывода BIOS. Программы и данные записываются в ПЗУ на этапе производства и не могут быть изменены во время эксплуатации. Системный уровень. Системный уровень - является переходным. Программы этого уровня обеспечивают взаимодействие других программ компьютера с программами базового

уровня и непосредственно с аппаратным обеспечением. От программ этого уровня зависят эксплуатационные показатели всей вычислительной системы. При подсоединении к компьютеру нового оборудования, на системном уровне должна быть установлена программа, обеспечивающая для остальных программ взаимосвязь с устройством. Конкретные программы, предназначенные для взаимодействия с конкретными устройствами, называют драйверами.

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 настройки компьютерной системы, а также для улучшения функций системных программ. Некоторые служебные программы (программы обслуживания) сразу входят в состав операционной системы, дополняя ее ядро, но большинство являются внешними программами и расширяют функции операционной системы.

То есть, в разработке служебных программ отслеживаются два направления: интеграция с операционной системой и автономное функционирование. Классификация служебных программных средств: 1. Диспетчеры файлов (файловые менеджеры). С их помощью выполняется большинство операций по обслуживанию файловой структуры: копирование, перемещение, переименование файлов, создание каталогов (папок), уничтожение объектов, поиск файлов и навигация в файловой структуре.

2. Средства сжатия данных (архиваторы). Предназначены для создания архивов. Архивные файлы имеют повышенную плотность записи информации и соответственно, эффективнее используют носители информации. 3. Средства диагностики. Предназначены для автоматизации процессов диагностики программного и аппаратного обеспечения. Их используют для исправления ошибок и для оптимизации работы компьютерной системы. 4. Программы инсталляции (установки).

Предназначены для контроля за добавлением в текущую программную конфигурацию нового программного обеспечения. Они следят за состоянием и изменением окружающей программной среды, отслеживают и протоколируют образование новых связей, утерянных во время уничтожения определенных программ. 5. Средства коммуникации. Разрешают устанавливать соединение с удаленными компьютерами, передают сообщения электронной почты, пересылают факсимильные сообщения и т.п 6.

Средства просмотра и воспроизведения. Преимущественно, для работы с файлами, их необходимо загрузить в "родную" прикладную программу и внести необходимые исправления. Но, если редактирование не нужно, существуют универсальные средства для просмотра (в случае текста) или воспроизведения (в случае звука или видео) данных. 7. Средства компьютерной безопасности. К ним относятся средства пассивной и активной защиты данных

от повреждения, несанкционированного доступа, просмотра и изменения данных. Средства пассивной защиты - это служебные программы, предназначенные для резервного копирования. Средства активной защиты применяют антивирусное программное обеспечение. Для защиты данных от несанкционированного доступа, их просмотра и изменения используют специальные системы, базирующиеся на криптографии. Прикладной уровень.

Программное обеспечение этого уровня представляет собой комплекс прикладных программ, с помощью которых выполняются конкретные задачи (производственных, творческих, развлекательных и учебных). Между прикладным и системным программным обеспечением существует тесная взаимосвязь. Универсальность вычислительной системы, доступность прикладных программ и широта функциональных возможностей компьютера непосредственно зависят от типа имеющейся операционной системы, системных средств, помещенных

в ее ядро и взаимодействии комплекса человек-программа-оборудование. Классификация прикладного программного обеспечения: 1. Текстовые редакторы. Основные функции - это ввод и редактирование текстовых данных. Для операций ввода, вывода и хранения данных текстовые редакторы используют системное программное обеспечение. 2. Текстовые процессоры. Разрешают форматировать, то есть оформлять текст.

Основными средствами текстовых процессоров являются средства обеспечения взаимодействия текста, графики, таблиц и других объектов, составляющих готовый документ, а также средства автоматизации процессов редактирования и форматирования. 3. Графические редакторы. Широкий класс программ, предназначенных для создания и обработки графических изображений. Различают три категории:  растровые редакторы;  векторные редакторы;  3-D редакторы (трехмерная графика).

В растровых редакторах графический объект представлен в виде комбинации точек (растров), которые имеют свою яркость и цвет. Такой подход эффективный, когда графическое изображение имеет много цветов и информация про цвет элементов намного важнее, чем информация про их форму. Векторные редакторы отличаются способом представления данных изображения. Объектом является не точка, а линия. Каждая линия рассматривается, как математическая кривая

ІІІ порядка и представлена формулой. Такое представление компактнее, чем растровое, данные занимают меньше места, но построение объекта сопровождается пересчетом параметров кривой в координаты экранного изображения, и соответственно, требует более мощных вычислительных систем. Редакторы трехмерной графики используют для создания объемных композиций. Имеют две особенности: разрешают руководить свойствами поверхности в зависимости от свойств освещения,

а также разрешают создавать объемную анимацию. 4. Системы управления базами данных (СУБД). Базой данных называют большие массивы данных, организованные в табличные структуры. Основные функции СУБД: • создание пустой структуры базы данных; • наличие средств ее заполнения или импорта данных из таблиц другой базы; • возможность доступа к данным, наличие средств поиска и фильтрации. 5. Электронные таблицы. Предоставляют комплексные средства для хранения разных

типов данных и их обработки. Основной акцент смещен на преобразование данных, предоставлен широкий спектр методов для работы с числовыми данными. 6. Системы автоматизированного проектирования (CAD-системы). Предназначены для автоматизации проектно-конструкторских работ. Применяются в машиностроении, приборостроении, архитектуре. 7. Настольные издательские системы. Автоматизируют процесс верстки полиграфических изданий.

Издательские системы отличаются расширенными средствами управления взаимодействия текста с параметрами страницы и графическими объектами, но имеют более слабые возможности по автоматизации ввода и редактирования текста. 8. Редакторы HTML (Web-редакторы). Особый класс редакторов, объединяющих в себе возможности текстовых и графических редакторов. 9. Браузеры (средства просмотра Web-документов). Программные средства предназначены для просмотра электронных документов, созданных

в формате HTML. 10. Системы автоматизированного перевода. Различают электронные словари и программы перевода языка. Электронные словари - это средства для перевода отдельных слов в документе. Используются профессиональными переводчиками, которые самостоятельно переводят текст. 11. Интегрированные системы делопроизводства. Средства для автоматизации рабочего места руководителя.

В частности, это функции создания, редактирования и форматирования документов, централизация функций электронной почты, факсимильной и телефонной связи, диспетчеризация и мониторинг документооборота предприятия, координация работы подразделов, оптимизация административно-хозяйственной деятельности и поставка оперативной и справочной информации. 12. Бухгалтерские системы. Имеют функции текстовых, табличных редакторов и СУБД.

Предназначены для автоматизации подготовки начальных бухгалтерских документов предприятия и их учета, регулярных отчетов по итогам производственной, хозяйственной и финансовой деятельности в форме, приемлемой для налоговых органов, внебюджетных фондов и органов статистического учета. 13. Финансовые аналитические системы. Используют в банковских и биржевых структурах. Разрешают контролировать и прогнозировать ситуацию на финансовых, торговых рынках и рынках сырья, выполнять

анализ текущих событий, готовить отчеты. 14. Экспертные системы. Предназначены для анализа данных, содержащихся в базах знаний и выдачи результатов, при запросе пользователя. Такие системы используются, когда для принятия решения нужны широкие специальные знания. 15. Геоинформационные системы (ГИС). Предназначены для автоматизации картографических и геодезических работ на основе информации, полученной топографическим или аэрографическим методом.

16. Системы видеомонтажа. Предназначены для цифровой обработки видеоматериалов, монтажа, создания видеоэффектов, исправления дефектов, добавления звука, титров и субтитров. 17. Инструментальные языки и системы программирования. Эти средства служат для разработки новых программ. Компьютер "понимает" и может выполнять программы в машинном коде.

Каждая команда при этом имеет вид последовательности нулей и единиц. Писать программы на машинном языке крайне неудобно. Поэтому программы разрабатываются на языке, понятном человеку (инструментальный язык или алгоритмический язык программирования), после чего, специальной программой, которая называется транслятором, текст программы переводится (транслируется) на машинный код. Трансляторы бывают двух типов: • интерпретаторы, • компиляторы.

Интерпретатор читает один оператор программы, анализирует его и сразу выполняет, после чего переходит к обработке следующего оператора. Компилятор сначала читает, анализирует и переводит на машинный код всю программу и только после завершения всей трансляции эта программа выполняется. Инструментальные языки делятся на языки низкого уровня (близкие к машинному языку) и языки высокого уровня (близкие к человеческим языкам). К языкам низкого уровня принадлежат ассемблеры, а высокого -

Pascal, Basic, C/C++, языки баз данных и т.д. В систему программирования, кроме транслятора, входит текстовый редактор, компоновщик, библиотека стандартных программ, отладчик, визуальные средства автоматизации программирования. Примерами таких систем являются Delphi, Visual Basic, Visual C++, Visual FoxPro и др. Список использованной литературы: 1. Беньяш Ю.Л. «Освоение персонального компьютера и работы с документами» 2.

Джек Минго. Как компании стали великими. М. 2001. 3. Информатика: базовый курс. Под. ред. Симоновича С.В. – СПб.: Питер, 2001. 4. Могилёв А.В Пак Н.И Хеннер Е.К. «Практикум по информатике» 5. Платонов Ю. М. «IBM PC» 6. Эндри Ротном «ПК для «чайников»». 4-е издание

М. 2000.