Главная
Коллекция "Revolution"
Программирование, компьютеры и кибернетика
Числовые данные в работе ЭВМ. Устройства ввода. Операционные системы
Числовые данные в работе ЭВМ. Устройства ввода. Операционные системы
Представление целых чисел в ЭВМ. Мышь, сканер, графопостроитель: назначение, принцип действия, виды. Функции операционных систем персональных компьютеров. Использование объектно-ориентированного программирования в создании компьютерных приложений.
| Рубрика | Программирование, компьютеры и кибернетика |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 29.06.2016 |
| Размер файла | 140,1 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
РОСЖЕЛДОР
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
"Ростовский государственный университет путей сообщения"
ФГБОУ ВПО (РГУПС)
Кафедра: "ЭУП"
Контрольная работа
по дисциплине "Информатика"
Ростов-на-Дону
2015
Содержание
- 1. Представление целых чисел в ЭВМ
- 2. Мышь, сканер, графопостроитель: назначение, принцип действия, виды
- 3. Функции операционных систем персональных компьютеров
- 4. Объектно-ориентированное программирование
- Список использованных источников
1. Представление целых чисел в ЭВМ
Целые числа являются простейшими числовыми данными, с которыми оперирует ЭВМ. Для целых чисел существуют два представления: беззнаковое (только для неотрицательных целых чисел) и со знаком. Очевидно, что отрицательные числа можно представлять только в знаковом виде. Целые числа в компьютере хранятся в формате с фиксированной запятой.
Представление целых чисел в беззнаковых целых типах.
Для беззнакового представления все разряды ячейки отводятся под представление самого числа. Например, в байте (8 бит) можно представить беззнаковые числа от 0 до 255. Поэтому, если известно, что числовая величина является неотрицательной, то выгоднее рассматривать её как беззнаковую.
Представление целых чисел в знаковых целых типах.
Для представления со знаком самый старший (левый) бит отводится под знак числа, остальные разряды - под само число. Если число положительное, то в знаковый разряд помещается 0, если отрицательное - 1. Например, в байте можно представить знаковые числа от - 128 до 127.
Прямой код числа.
Представление числа в привычной форме "знак"-"величина", при которой старший разряд ячейки отводится под знак, а остальные - под запись числа в двоичной системе, называется прямым кодом двоичного числа. Например, прямой код двоичных чисел 1001 и - 1001 для 8-разрядной ячейки равен 00001001 и 10001001 соответственно.
Положительные числа в ЭВМ всегда представляются с помощью прямого кода. Прямой код числа полностью совпадает с записью самого числа в ячейке машины. Прямой код отрицательного числа отличается от прямого кода соответствующего положительного числа лишь содержимым знакового разряда. Но отрицательные целые числа не представляются в ЭВМ с помощью прямого кода, для их представления используется так называемый дополнительный код.
Дополнительный код числа.
Дополнительный код положительного числа равен прямому коду этого числа. Дополнительный код отрицательного числа m равен 2k-|m|, где k - количество разрядов в ячейке.
Как уже было сказано, при представлении неотрицательных чисел в беззнаковом формате все разряды ячейки отводятся под само число. Например, запись числа 243=11110011 в одном байте при беззнаковом представлении будет выглядеть следующим образом:
1 1 1 1 0 0 1 1
При представлении целых чисел со знаком старший (левый) разряд отводится под знак числа, и под собственно число остаётся на один разряд меньше. Поэтому, если приведённое выше состояние ячейки рассматривать как запись целого числа со знаком, то для компьютера в этой ячейке записано число - 13 (243+13=256=28).
Но если это же отрицательное число записать в ячейку из 16-ти разрядов, то содержимое ячейки будет следующим:
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1
Знаковый разряд Возникает вопрос: с какой целью отрицательные числа записываются в виде дополнительного кода и как получить дополнительный код отрицательного числа? Дополнительный код используется для упрощения выполнения арифметических операций. Если бы вычислительная машина работала с прямыми кодами положительных и отрицательных чисел, то при выполнении арифметических операций следовало бы выполнять ряд дополнительных действий. Например, при сложении нужно было бы проверять знаки обоих операндов и определять знак результата. Если знаки одинаковые, то вычисляется сумма операндов и ей присваивается тот же знак. Если знаки разные, то из большего по абсолютной величине числа вычитается меньшее и результату присваивается знак большего числа. То есть при таком представлении чисел (в виде только прямого кода) операция сложения реализуется через достаточно сложный алгоритм. Если же отрицательные числа представлять в виде дополнительного кода, то операция сложения, в том числе и разного знака, сводится к из поразрядному сложению.
Для компьютерного представления целых чисел обычно используется один, два или четыре байта, то есть ячейка памяти будет состоять из восьми, шестнадцати или тридцати двух разрядов соответственно.
Алгоритм получения дополнительного кода отрицательного числа.
Для получения дополнительного k-разрядного кода отрицательного числа необходимо
1. модуль отрицательного числа представить прямым кодом в k двоичных разрядах;
2. значение всех бит инвертировать: все нули заменить на единицы, а единицы на нули (таким образом, получается k-разрядный обратный код исходного числа);
3. к полученному обратному коду прибавить единицу.
Пример:
Получим 8-разрядный дополнительный код числа - 52:
00110100 - число |-52|=52 в прямом коде
11001011 - число - 52 в обратном коде
11001100 - число - 52 в дополнительном коде
Можно заметить, что представление целого числа не очень удобно изображать в двоичной системе, поэтому часто используют шестнадцатеричное представление:
1100 1100
С С
Представление вещественных чисел в компьютере.
Для представления вещественных чисел в современных компьютерах принят способ представления с плавающей запятой. Этот способ представления опирается на нормализованную (экспоненциальную) запись действительных чисел.
Как и для целых чисел, при представлении действительных чисел в компьютере чаще всего используется двоичная система, следовательно, предварительно десятичное число должно быть переведено двоичную систему.
Нормализованная запись числа.
Нормализованная запись отличного от нуля действительного числа - это запись вида
a= m*Pq,
где q - целое число (положительное, отрицательное или ноль), а m - правильная P-ичная дробь, у которой первая цифра после запятой не равна нулю, то есть . При этом m называется мантиссой числа, q - порядком числа.
Примеры:
1. 3,1415926 = 0, 31415926 * 101;
2. 1000=0,1 * 104;
3. 0,123456789 = 0,123456789 * 100;
4. 0,00001078 = 0,1078 * 8-4; (порядок записан в 10-й системе)
5. 1000,00012 = 0, 100000012 * 24.
Так как число ноль не может быть записано в нормализованной форме в том виде, в каком она была определена, то считаем, что нормализованная запись нуля в 10-й системе будет такой:
0 = 0,0 * 100.
Нормализованная экспоненциальная запись числа - это запись вида a= m*Pq, где q - целое число (положительное, отрицательное или ноль), а m - P-ичная дробь, у которой целая часть состоит из одной цифры. При этом (m-целая часть) называется мантиссой числа, q - порядком числа.
2. Мышь, сканер, графопостроитель: назначение, принцип действия, виды
Компьютерная мышь (просто "мышь" или "мышка") - механический манипулятор, преобразующий движение в управляющий сигнал. В частности, сигнал может быть использован для позиционирования курсора или прокрутки страниц.
Получила широкое распространение в связи с появлением графического интерфейса пользователя на персональных компьютерах. Помимо мышек, встречаются другие устройства ввода аналогичного назначения: трекболы, тачпады, графические планшеты, сенсорные экраны.
Мышь воспринимает своё перемещение в рабочей плоскости (обычно - на участке поверхности стола) и передаёт эту информацию компьютеру. Программа, работающая на компьютере, в ответ на перемещение мыши производит на экране действие, отвечающее направлению и расстоянию этого перемещения. В разных интерфейсах (например, в оконных) с помощью мыши пользователь управляет специальным курсором - указателем - манипулятором элементами интерфейса. Иногда используется ввод команд мышью без участия видимых элементов интерфейса программы: при помощи анализа движений мыши. Такой способ получил название "жесты мышью" (англ. mouse gestures).
В дополнение к датчику перемещения, мышь имеет одну и более кнопок, а также дополнительные детали управления (колёса прокрутки, потенциометры, джойстики, трекболы, клавиши и т.п.), действие которых обычно связывается с текущим положением курсора (или составляющих специфического интерфейса).
Составляющие управления мыши во многом являются воплощением замыслов аккордной клавиатуры. Мышь, изначально создаваемая в качестве дополнения к аккордной клавиатуре, фактически её заменила.
В некоторые мыши встраиваются дополнительные независимые устройства - часы, калькуляторы, телефоны.
Можно выделить следующие разновидности компьютерных мышей:
механические или шариковые (уже практически не используются);
оптические;
лазерные;
трекбол-мыши.
индукционные;
гироскопические.
Механические или шариковые мышки можно встретить разве что у коллекционеров. Хотя еще каких-нибудь семь лет назад она была единственным видом. Работать с ней было не очень комфортно, но не имея других видов мы считали что это супер-мышь.
Оптическая светодиодная мышь - работает уже по-другому принципу. В ней используется светодиод и сенсор. Она работает уже как маленькая фотокамера, которая сканирует поверхность стола своим светодиодом и фотографирует её. Таких фотографий оптическая мышка успевает сделать около тысячи за секунду, а некоторые виды и больше.
Данные этих снимков обрабатывает специальный микропроцессор и отправляет сигнал на компьютер. Преимущества такой мыши налицо. Ей не нужен коврик, она очень легкая по весу и может легко сканировать почти любую поверхность.
Оптическая лазерная мышь - очень похожа на оптическую, но принцип работы у неё отличается тем, что вместо фотокамеры со светодиодом уже используется лазер. Потому и называется она - лазерной.
Это более усовершенствованная модель оптической мыши. Ей требуется гораздо меньше энергии. Точность считывания данных с рабочей поверхности у неё гораздо выше, чем у оптической мыши. Она может работать даже на стеклянной и зеркальной поверхности.
Трекбол-мышь - устройство, в котором используется выпуклый шарик (трекбол). Трекбол представляет собой перевернутую шариковую мышь. Шар находится сверху или сбоку. Его можно вращать ладонью или пальцами, а само устройство стоит на месте. Шар приводит во вращение пару валиков. В новых трекболах используются оптические датчики перемещения.
Индукционные мыши - используют специальный коврик, работающий по принципу графического планшета.
Гироскопические мыши - при помощи гироскопа, распознаёт движение не только на поверхности, но и в пространстве. Её можно взять со стола и управлять движением кисти в воздухе.
Сканер - это устройство компьютера, служит для анализа, считывания и переноса текстовой или графической информации в цифровой формат. Сам процесс передачи информации называется сканированием Информатика: Базовый курс / С.В. Симонович и др. СПб.: Изд-во «Питер», 2006. - С. 85. .
Основная функция сканеров - получение изображений различных материальных носителей (книг, журналов, фотокарточек, открыток, рисунков, слайдов и так далее) для последующей обработки, хранения и распространения в цифровом формате. Сканеры могут быть универсальными (то есть рассчитанными на работу с широким спектром разнотипных оригиналов) либо специализированными (например, слайд-сканеры для фотопленок).
Как правило, в универсальных сканерах, позволяющих работать и с прозрачными, и с непрозрачными оригиналами (независимо от их типа), используются два источника света, один из которых задействуется при сканировании в проходящем свете, а другой - при сканировании в отраженном свете.
Еще 10 лет назад было актуальным разделение сканеров на цветные и монохромные. В настоящее время практически все сканеры являются цветными.
Чтобы разделить световой сигнал, отраженный от оригинала (либо прошедший сквозь него), на три составляющие, соответствующие базовым цветам аддитивной модели (RGB), могут использоваться различные методы.
1. Светофильтры. Свет, излучаемый источником (например, лампой), отраженный от сканируемого объекта или прошедший сквозь него, проецируется на три линейки светочувствительных элементов, каждая из которых снабжена своим светофильтром - красным, зеленым и синим.
2. Несколько источников света или источник с чередующимся цветом. Сканируемый объект поочередно освещается тремя (или более) источниками света, и соответствующее количество раз считывается информация с одной и той же линейки светочувствительных элементов. Частным случаем является использование источника света, способного с большой частотой менять цвет излучаемого потока (например, массива светодиодов).
3. Призма. В этом случае для выделения цветовых компонентов из отраженного от оригинала света используется призма или аналогичное устройство, что позволяет одновременно считывать информацию с каждого из слоев. В современных моделях сканеров призма применяется очень редко.
Рис. 1. Принцип работы сканера Информационный портал «Персональный компьютер». Режим доступа: URL: http: //dammlab.com/osnovi-pk/peref_ustr/skanery-i-princip-raboty-skanera.html.
В настоящее время выпускается и используется несколько принципиально отличающихся друг от друга классов сканеров. К наиболее важным признакам, по которым можно судить о принадлежности сканера к тому или иному классу, относятся:
1. способ монтажа и подачи оригиналов в тракт устройства;
2. метод считывания изображения (попиксельный, построчный или постраничный);
3. тип используемых источников света и светочувствительных элементов;
4. спектр поддерживаемых носителей.
На основе перечисленных признаков можно выделить несколько основных классов сканирующих устройств (список приведен с учетом степени их популярности):
1. планшетные;
2. слайд-сканеры;
3. протяжные;
4. барабанные;
5. проекционные;
6. ручные.
Графопостроитель (от греч. гсЬцщ), плоттер - устройство для автоматического вычерчивания с большой точностью рисунков, схем, сложных чертежей, карт и другой графической информации на бумаге размером до A0 или кальке. Графопостроители рисуют изображения с помощью пера (пишущего блока).
Связь с компьютером графопостроители, как правило, осуществляют через последовательный, параллельный, SCSI-интерфейс и Ethernet (в последнем случае подключение к конкретному компьютеру не требуется, плоттер имеет собственный IP-адрес и, будучи включенным, доступен всем машинам в локальной сети). Некоторые модели графопостроителей оснащаются встроенным буфером (1 Мбайт и более).
Hewlett Packard и Tektronix в конце 1970-х представили планшетные плоттеры со стандартным размером с рабочий стол. В 1980-х была выпущена меньшая по размерам и более лёгкая модель HP 7470, использующая инновационную технологию "зернистого колеса" для перемещения бумаги. Эти небольшие плоттеры бытового назначения стали популярны в деловых приложениях. Но из-за их низкой производительности они были практически бесполезны для печати общего назначения. С широким распространением струйных и лазерных принтеров с высокой разрешающей способностью, удешевлением компьютерной памяти и скоростью обработки растровых цветных изображений, графопостроители с пером практически исчезли из обихода. Типы графопостроителей: рулонные и планшетные; перьевые, струйные и электростатические; векторные и растровые.
Назначение графопостроителей - высококачественное документирование чертёжно-графической информации. Также плоттерами называют широкоформатные принтеры и каттеры. Это не совсем корректно, однако де-факто уже является стандартом.
3. Функции операционных систем персональных компьютеров
Операционные системы, под руководством которых работают прикладные программные средства, реализуют следующий ряд функций (рис. 2).
1. Обеспечение интерфейса пользователя. По реализации интерфейса пользователя различают неграфические и графические операционные системы. Неграфические операционные системы реализуют интерфейс командной строки, при котором основным устройством управления является клавиатура. Управляющие команды вводят в поле командной строки, где их можно редактировать. Исполнение команды начинается после ее утверждения, например, нажатием клавиши Enter. Для компьютеров платформы IBM PC интерфейс командной строки обеспечивается семейством операционных систем под общим названием MS-DOS (версии от MS-DOS 1.0 до MS-DOS 6.2).
Рис. 2. Функции операционных систем персональных компьютеров.
Графические операционные системы реализуют более сложный тип интерфейса, в котором в качестве органа управления, кроме клавиатуры, может использоваться мышь или адекватное устройство позиционирования. Работа с графической операционной системой основана на взаимодействии активных и пассивных экранных элементов управления. Активный элемент управления - указатель мыши - графический объект, перемещение которого на экране синхронизировано с перемещением мыши. В качестве пассивных элементов управления выступают графические элементы управления приложений (экранные кнопки, значки, переключатели, флажки, раскрывающиеся списки, строки меню и многие другие). Характер взаимодействия между активными и пассивными элементами управления выбирает сам пользователь. В его распоряжении приемы наведения указателя мыши на элемент управления, щелчки кнопками мыши и другие средства.
2. Обеспечение автоматического запуска. Все операционные системы обеспечивают свой автоматический запуск. Для дисковых операционных систем в специальной (системной) области диска создается запись программного кода. Обращение к этому коду выполняют программы, находящиеся в базовой системе ввода-вывода (BIOS). Завершая свою работу, они дают команду на загрузку и исполнение содержимого системной области диска. Недисковые операционные системы используются в специализированных вычислительных системах (например, в компьютеризированных устройствах автоматического управления). Математическое обеспечение таких систем содержится в микросхемах ПЗУ и его можно условно рассматривать как аналог операционной системы, автоматический запуск которой осуществляется аппаратно. При подаче питания процессор обращается к фиксированному физическому адресу ПЗУ (его можно изменять аппаратно с использованием логических микросхем), с которого начинается запись программы инициализации операционной системы.
3. Организация файловой системы. Все современные дисковые операционные системы обеспечивают создание файловой системы, предназначенной для хранения данных на дисках и обеспечения доступа к ним. Принцип организации файловой системы - табличный. Поверхность жесткого диска рассматривается как трехмерная матрица, измерениями которой являются номера поверхности, цилиндра и сектора. Под цилиндром понимается совокупность всех дорожек, принадлежащих разным поверхностям и находящихся на равном удалении от оси вращения. Данные о месте нахождения файла на диске хранятся в системной области диска в FAT-таблицах - таблицах размещения файлов. Нарушение FAT-таблицы приводит к невозможности воспользоваться данными, записанными на диске. Поэтому к таблице предъявляются особые требования надежности, и она имеет дубликат. Идентичность таблиц регулярно контролируется средствами операционной системы.
Наименьшей физической единицей хранения данных является сектор, размер которого равен 512 байт. Поскольку размер FAT-таблицы ограничен, то для дисков, размер которых превышает 32 Мб, обеспечить адресацию к каждому отдельному сектору не представляется возможным. В связи с этим группы секторов условно объединяются в кластеры - наименьшие единицы адресации к данным, размер которых не фиксирован и зависит от емкости диска.
Операционные системы MS-DOS, OS/2, Windows 95 и Windows NT реализуют 16-разрядные поля в таблицах размещения файлов. Такая файловая система называется FAT16. Она позволяет разместить в FAT-таблицах не более 65536 записей (216). Размер кластера для дисков объемом от 1 до 2 Гб составляет 32 Кб (64 сектора), что не является рациональным расходом рабочего пространства, поскольку файл (даже очень маленький) полностью занимает весь кластер и ему соответствует только одна адресная запись в FAT-таблице. Если файл большой и располагается в нескольких кластерах, то в последнем кластере все равно остается часть свободного пространства, что приводит к его нерациональному использованию.
Для современных жестких дисков потери, связанные с неэффективностью файловой системы, весьма значительны и могут составлять от 25 до 40 % полной емкости диска, в зависимости от среднего размера хранящихся файлов. С дисками же размером более 2 Гб файловая система FAT16 работать не может. Более совершенную организацию файловой системы обеспечивает операционная система с 32-разрядными полями в таблице размещения файлов - FAT32. Для дисков размером до 8 Гб эта система обеспечивает размер кластера 4 Кб (8 секторов).
4. Обслуживание файловой системы. Несмотря на то, что данные о местоположении файлов хранятся в табличной форме, пользователю они предоставляются в виде иерархической структуры. Все необходимые преобразования берет на себя операционная система. К функции обслуживания файловой системы относятся следующие операции:
создание файлов и присвоение им имен;
создание каталогов (папок) и присвоение им имен;
переименование файлов и каталогов (папок);
копирование и перемещение файлов между дисками компьютера и между каталогами (папками) одного диска;
удаление файлов и каталогов (папок);
навигация по файловой структуре с целью доступа к заданному файлу, каталогу (папке);
управление атрибутами файлов.
5. Управление установкой, исполнением и удалением приложений. С точки зрения управления исполнением приложений, различают однозадачные и многозадачные операционные системы. Однозадачные операционные системы (например, MS-DOS) передают все ресурсы вычислительной системы одному исполняемому приложению и не допускают ни параллельного выполнения другого приложения (полная многозадачность), ни его приостановки и запуска другого приложения (вытесняющая многозадачность). Параллельно с однозадачными операционными системами возможна работа только специальных резидентных программ, которые не опираются на операционную систему, а непосредственно работают с процессором, используя его систему прерываний.
Большинство современных графических операционных систем является многозадачными. Они управляют распределением ресурсов вычислительной системы между задачами и обеспечивают возможность:
одновременной или поочередной работы нескольких приложений;
обмена данными между приложениями;
совместного использования программных, аппаратных, сетевых и прочих ресурсов вычислительной системы несколькими приложениями.
Надежность вычислительной системы во многом зависит от того, как операционная система управляет работой приложений. Операционная система должна предоставлять возможность прерывания работы приложений по желанию пользователя и снятия сбойной задачи без ущерба для работы других приложений. При этом требование надежности операционной системы может входить в противоречие с требованием ее универсальности. Например, наиболее универсальные операционные системы семейства Windows 95 и Windows 98 могут испытывать общесистемные сбои из-за работы с приложениями, недостаточно четко соблюдающими их спецификацию. Операционные системы семейства Windows NT и OS/2 обладают повышенной устойчивостью и не выходят из строя при сбое приложений, но имеют меньшую универсальность, и соответственно парк доступных приложений для них ограничен. Вопрос надежности операционной системы особо остро стоит для программистов. В процессе отладки программ возможны многочисленные сбои из-за несовершенства их кода.
6. Обеспечение взаимодействия с аппаратным обеспечением. Средства аппаратного обеспечения вычислительной техники отличаются большим многообразием, поэтому ни один разработчик программного обеспечения не может предусмотреть все варианты взаимодействия своей программы с аппаратными средствами. Гибкость аппаратных и программных конфигураций вычислительных систем поддерживается за счет создания разработчиком оборудования специальных программных средств управления оборудованием - драйверов, предназначенных для основных операционных систем. Драйверы имеют точки входа для взаимодействия с прикладными программами, а диспетчеризация обращений прикладных программ к драйверам устройств является одной из функций операционной системы.
В операционной системе MS-DOS драйверы устройств загружались как резидентные программы, напрямую работающие с процессором и другими устройствами материнской платы. Участие операционной системы сводилось к предоставлению пользователю возможности загрузки драйвера, после чего драйвер перехватывал прерывания, используемые для обращения к устройству, и управлял его взаимодействием с вызывающей программой. Загрузка драйверов устройств осуществлялась двумя способами. Ручная загрузка производилась после первоначальной загрузки компьютера, когда пользователь сам выдавал команды на загрузку драйверов. Автоматическая загрузка реализовалась с помощью команд на загрузку и настройку драйверов, включенных в состав файлов, автоматически читаемых при загрузке компьютера. Например, в MS-DOS такие файлы назывались файлами конфигурации: autoexec. bat и config. sys. В эти файлы включали команды загрузки драйвера мыши, дисковода CD-ROM, звуковой карты, расширенной памяти и пр.
Современные операционные системы берут на себя все функции по установке драйверов устройств и передаче им управления от приложений. Во многих случаях операционная система не нуждается в драйверах, полученных от разработчика устройства, так как использует драйверы из собственной базы данных. Каждое подключенное устройство может использовать до трех аппаратных ресурсов устройств материнской платы: адресов внешних портов процессора, прерываний процессора и каналов прямого доступа к памяти. Если устройство подключается к материнской плате через шину PCI, имеется техническая возможность организовать между ним и материнской платой обратную связь. Это позволяет операционной системе анализировать требования устройств о выделении им ресурсов и гибко реагировать на них, исключая захват одних и тех же ресурсов разными устройствами. Такой принцип динамического распределения ресурсов операционной системой получил название plug-and-play, а устройства, удовлетворяющие этому принципу, называются самоустанавливающимися.
Если же устройство подключается к устаревшей шине ISA и не является самоустанавливающимся, то в этом случае операционная система не может динамически выделять ему ресурсы, но при распределении ресурсов для самоустанавливающихся устройств она учитывает ресурсы, захваченные им.
7. Обслуживание компьютера. Предоставление операционной системой основных средств обслуживания компьютера обычно реализуется за счет включения в ее базовый состав служебных приложений.
7.1 Средства проверки дисков. Надежность работы дисков определяет надежность работы компьютера и безопасность хранения данных. Средства проверки дисков реализуются в двух категориях: средства логической проверки - проверки целостности файловой структуры; средства физической диагностики поверхности. Логические ошибки, как правило, устраняются средствами операционной системы, а физические дефекты поверхности только локализуются, операционная система принимает во внимание факт повреждения магнитного слоя в определенных секторах и исключает их из работы.
7.2 Средства "сжатия" дисков. Некоторые операционные системы предоставляют служебные средства для программного сжатия дисков путем записи данных на диск в уплотненном виде посредством специального драйвера (резидентного для MS-DOS или работающего в фоновом режиме для Windows).
7.3 Средства управления виртуальной памятью. Ранние операционные системы ограничивали возможность использования приложений по объему необходимой для их работы оперативной памяти. Например, без специальных драйверов (менеджеров оперативной памяти) операционная система MS-DOS ограничивала предельный размер исполняемых программ до 640 Кб. Современные операционные системы не только обеспечивают непосредственный доступ ко всему полю оперативной памяти, установленной в компьютере, но и позволяют ее расширить за счет создания виртуальной памяти на жестком диске.
7.4 Средства кэширования дисков. Взаимодействие процессора с дисками происходит медленнее операций обмена с оперативной памятью, поэтому операционная система сохраняет прочитанные данные с диска в оперативной памяти. Если процессору или программному коду потребуется обратиться к ранее считанным данным, то он может найти их в области ОЗУ, называемой дисковым кэшем. В ранних операционных системах функции кэширования диска возлагались на внешнее программное средство, подключаемое через файлы конфигурации. В современных операционных системах эту функцию включают в ядро системы, и она работает автоматически, без участия пользователя, хотя определенная возможность настройки размера кэша за ним сохраняется.
7.5 Средства резервного копирования данных. Ценность данных, размещенных на компьютере, принято измерять совокупностью затрат, которые может понести владелец в случае их утраты. Важным средством защиты данных является регулярное резервное копирование на внешний носитель. В связи с особой важностью этой задачи операционные системы обычно содержат базовые средства для выполнения резервного копирования.
8. Прочие функции операционных систем. Кроме основных (базовых) функций, операционные системы могут предоставлять различные дополнительные функции:
возможность поддержки функционирования локальной компьютерной сети без специального программного обеспечения;
обеспечение доступа к основным службам Интернета средствами, интегрированными в состав операционной системы;
возможность создания системными средствами сервера Интернета, его обслуживание и управление посредством удаленного соединения;
наличие средств защиты данных от несанкционированного доступа, просмотра и внесения изменений;
возможность оформления рабочей среды операционной системы, в том числе и средствами, относящимися к категории мультимедиа;
возможность обеспечения комфортной поочередной работы различных пользователей на одном персональном компьютере с сохранением персональных настроек рабочей среды каждого из них;
возможность автоматического исполнения операций обслуживания компьютера по заданному расписанию или под управлением удаленного сервера;
возможность работы с компьютером для лиц, имеющих физические недостатки, связанные с органами зрения, слуха и другими.
Кроме перечисленных функций, операционные системы могут включать минимальный набор прикладного программного обеспечения, которое можно использовать для исполнения простейших практических задач:
· чтения, редактирования и печати текстовых документов;
· создания и редактирования простейших рисунков;
· выполнения арифметических и математических расчетов;
· ведения дневников и служебных блокнотов;
· создания, передачи и приема сообщений электронной почты;
· создания и редактирования факсимильных сообщений;
· воспроизведения и редактирования звукозаписи;
· воспроизведения видеозаписи;
· разработки и воспроизведения комплексных электронных документов, включающих текст, графику, звукозапись и видеозапись.
Конкретный выбор операционной системы определяется совокупностью предоставляемых функций и конкретными требованиями к рабочему месту. По мере развития аппаратных средств вычислительной техники и средств связи, функции операционных систем непрерывно расширяются, а средства их исполнения совершенствуются.
4. Объектно-ориентированное программирование
Объектно-ориентированное программирование (ООП) является относительно новым подходом к созданию компьютерных приложений, который призван устранить многие из проблем, существующих в традиционных методиках программирования. Вид программирования, с которым мы пока имели дело, называется функциональным (или процедурным) программированием и часто приводит к созданию так называемых монолитных приложений, все функции которых сконцентрированы в нескольких модулях кода (а то и вовсе в одном). В ООП обычно используется гораздо больше модулей, каждый из которых обеспечивает конкретные функции и может быть изолирован или даже полностью отделен от всех остальных. Такое модульное программирование обеспечивает гораздо большую гибкость и возможности для многократного использования кода Уотсон К., Нейгел К. Visual C# 2010. Полный курс. Изд-во: Вильямс, 2011. - С. 195-196. .
ООП часто упрощает программирование с помощью соглашений по представлению и применению более абстрактных объектов. Например, соглашение может приниматься не только по формату данных, используемых для отправки выходных данных на устройство вроде принтера, но и по методам обмена данными с этим устройством, т.е. инструкциям, которые оно должно понимать, и т.д. В автомобилестроении такое соглашение касалось бы способа подключения двигателя к топливной системе, трансмиссии и т.п. Как видно из названия этой технологии, достигается это все с помощью объектов.
Объект - это "строительный блок" в ООП-приложении. Такой строительный блок инкапсулирует часть приложения - процесс, порцию данных или какой-то более абстрактный объект.
Простейшие объекты могут быть очень похожи на знакомый нам тип структуры, который содержит члены типа переменных и функций. Содержащиеся переменные представляют хранимые в объекте данные, а содержащиеся функции обеспечивают доступ к возможным действиям этого объекта. Чуть более сложные объекты могут вообще не содержать данных, а представлять процесс и содержать только реализующие этот процесс функции.
Примером такого объекта может служить принтер с функциями управления (распечатка документа, вывод тестовой страницы и т.д.).
Объекты в языке C# создаются из типов, как и хорошо знакомые составные переменные. Для типа объекта в ООП имеется специальное название - класс. Определения классов позволяют создавать объекты - т.е. реальные именованные экземпляры класса. Понятия "экземпляр класса" и "объект" эквивалентны, но термины "класс" и "объект" означают совершенно разные вещи.
Термины "класс" и "объект” часто путают, поэтому очень важно понимать, чем они отличаются. Помочь в этом может наша аналогия с гоночным автомобилем. Классом можно считать чертежи для изготовления автомобиля, а объектом - сам автомобиль, сделанный по этим чертежам.
Свойства и поля обеспечивают доступ к содержащимся в объекте данным. Эти данные как раз и являются тем, что отличает отдельные объекты друг от друга, поскольку в свойствах и полях разных объектов одного и того же класса могут храниться разные значения.
Различные фрагменты содержащихся в объекте данных вместе образуют состояние этого объекта.
В общем случае для доступа к состоянию лучше предоставлять свойства, а не поля, поскольку они позволяют управлять многими аспектами их поведения. Этот выбор никак не влияет на код, где применяются экземпляры объектов, т.к. синтаксис для использования свойств и полей выглядит одинаково.
Объект может четко определять и тип доступа к свойствам (для чтения и/или для записи). Некоторые свойства могут быть доступными только для чтения, т.е. они позволяют узнать их значения, но не изменять их (по крайней мере, непосредственно). Это часто бывает удобно для одновременного считывания нескольких фрагментов состояния.
Кроме доступа для чтения и записи, для свойств и полей можно задавать разные виды доступности. Доступность членов класса определяет, какой код может получать доступ к этим членам, т.е. являются ли они доступными для всего кода (общедоступные), только для кода внутри класса (приватные) или следуют более сложной схеме. Как правило, поля делают приватными, а доступ к ним открывается через общедоступные свойства. При таком подходе код внутри класса имеет прямой доступ к хранящимся в поле данным, а общедоступное свойство ограждает внешних пользователей от этих данных и не позволяет им заносить туда недопустимое содержимое. Об общедоступных членах говорят, что они предоставляются классом.
Доступность немного похожа на область видимости переменных. Например, приватные поля и свойства можно считать локальными для объекта, который ими владеет, а область видимости общедоступных полей и свойств охватывает и внешний для объекта код.
Термином "метод" принято называть предоставляемую объектом функцию. Методы могут вызываться так же, как и любые другие функции, и так же возвращать значения и принимать параметры.
Методы применяются для доступа к функциональным возможностям объекта. Подобно полям и свойствам, они могут быть общедоступными или приватными, ограничивая при необходимости доступ к ним из внешнего кода. Нередко методы используют в своих действиях состояние объекта и обращаются к приватным членам.
Объект создается с помощью вызова одного из конструкторов класса. Когда объект становится уже не нужным, он уничтожается с помощью деструктора. Для зачистки после использования объекта часто бывает необходимо избавляться от него вручную.
Интерфейс - это коллекция общедоступных свойств и методов, которые могут быть реализованы в классе. Переменной с типом экземпляра класса можно присвоить значение любого объекта, определение класса которого реализует этот интерфейс. Тогда через эту переменную будут доступны члены, определенную в данном интерфейсе.
Наследование - это механизм порождения определения одного класса на основе другого. Дочерний класс наследует члены от (единственного) родительского класса. Дочерние классы не могут наследовать приватные члены своего родителя, но можно определить защищенные члены, которые доступны как внутри самого класса, так и внутри классов, порожденных от данного класса. Дочерние классы могут перекрывать члены, определенные в родительском классе как виртуальные. Цепочки наследования всех классов заканчиваются на System. Object, который в C# имеет псевдоним object.
Все объекты, созданные на основе порожденного класса, можно считать экземплярами родительского класса.
целое число операционная система
Объекты могут содержать другие объекты, а также могут представлять собой коллекции других объектов. Для работы с объектами в выражениях можно определить способ их обработки операциями с помощью перегрузки операций. Объекты могут предоставлять события, которые генерируются в каких-то внутренних процессах, а клиентский код может реагировать на события с помощью обработчиков событий.
Список использованных источников
1. Бекман И.Н. Информация, информатика и информационные технологии. Курс лекций. Москва, 2014.
2. Гайсинский И. Е, Вострикова Т.В., Перова М.В. Информатика: теоретические основы и практика. Ростов н/Д: Изд-во СКАГС, 2008. - 115 с.
3. Информатика. Базовый курс / Симонович С.В. и др. - Спб.: Питер, 2006. - 639 с.
4. Информационный портал "Персональный компьютер". Режим доступа: URL: http://dammlab.com/osnovi-pk/peref_ustr/skanery-i-princip-raboty-skanera.html
5. Карпов В.Е., Коньков К.А. Основы операционных систем. Изд-во "Интуит. ру". 2005.
6. Могилев А.В., Пак Н.И., Хённер Е.К. Информатика.2-е изд. Учеб. пособие. - М: Изд. центр Академия, 2003. - 816 с.
7. Уотсон К., Нейгел К. Visual C# 2010. Полный курс. Изд-во: Вильямс, 2011. - 960 с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Виды, назначение и типовые функции операционных систем (ОС). Современные версии ОС для персональных компьютеров типа РС. Операционная система DOS. Операционная оболочка Windows. Базовая система ввода-вывода. Создание документированного интерфейса.
контрольная работа [23,1 K], добавлен 29.03.2011Основные виды входных компьютерных устройств. Указательные (координатные) устройства (джойстик, мышь, тачпад, трекбол). Устройства ввода графической информации (сканер, цифровые камеры, световое перо, дигитайзер). Устройства ввода звуковой информации.
реферат [42,4 K], добавлен 28.02.2016Особенности современного этапа развития операционных систем. Назначение операционных систем, их основные типы. Операционные системы мини-компьютеров. Принцип работы матричного принтера, проектирование и воспроизведение произвольных символов для них.
курсовая работа [258,2 K], добавлен 23.06.2011Использование скриптового языка программирования для разработки web-приложений (сценариев). Изучение основ объектно-ориентированного программирования в языке PHP. Ознакомление со специальными методами для работы с классами. Назначение интерфейсов.
контрольная работа [25,1 K], добавлен 14.03.2015Использование объектно-ориентированного программирования - хорошее решение при разработке крупных программных проектов. Объект и класс как основа объектно-ориентированного языка. Понятие объектно-ориентированных языков. Языки и программное окружение.
контрольная работа [60,1 K], добавлен 17.01.2011Аппаратные средства компьютерных систем. Компоненты персонального компьютера: микропроцессор, материнская плата и шина, память и накопители и диски. Устройства ввода: клавиатура, мышь, монитор и сканер. Устройства вывода и классификация принтер.
курсовая работа [2,5 M], добавлен 27.02.2009История появления названия "мышь-манипулятор". Принцип действия мыши - указательного устройства ввода, обеспечивающего интерфейс пользователя с компьютером. Описание ее разновидностей, их недостатки и преимущества. Конструкции датчиков перемещения мышки.
презентация [136,1 K], добавлен 11.03.2011История появления первых операционных систем, мультипрограммные операционные системы для мэйнфреймов. Первые локальные и глобальные сети. Развитие операционных систем в 80-е годы. Построение двумерных графиков в MathCAD, решение систем уравнений.
контрольная работа [559,1 K], добавлен 11.06.2014Назначение, классификация, состав и назначение компонентов операционных систем. Разработка сложных информационных систем, комплексов программ и отдельных приложений. Характеристика операционных систем Windows, Linux, Android, Solaris, Symbian OS и Mac OS.
курсовая работа [2,1 M], добавлен 19.11.2014Применение персональных компьютеров различных классов. Работа со встроенными программами Windows. Характеристика распространенных операционных систем (Windows 3.Х, 9Х, NT, 2000, XP, Windows7, Vista). Виды антивирусных программ и защита данных от вирусов.
контрольная работа [32,3 K], добавлен 23.01.2011Классификация персональных компьютеров (ПК) по степени специализации, архитектуре процессора и др. Основные структурные элементы ПК: системный блок, монитор, мышь, клавиатура, внешние устройства. Дополнительные устройства, подключаемые к компьютерам.
презентация [912,5 K], добавлен 11.07.2017Разработка устройств ввода данных. Типичная адаптированная под русский алфавит клавиатура. Графический манипулятор мышь. Устройства вывода данных из компьютера. Сервисные режимы печати на принтерах. Интерфейс для подключения сканера к компьютеру.
реферат [337,4 K], добавлен 11.01.2011Периферийные устройства ввода-вывода информации, перспективы их развития. Мышь, джойстик, тачпад, клавиатура, web-камеры, сканер, мониторы и принтеры. Устройства бесконтактного ввода. Сенсорный экран, "интеллектуальная" среда. Стереодисплеи и 3D принтеры.
курсовая работа [4,8 M], добавлен 06.11.2013Понятие объектно-ориентированного программирования, характеристика используемых языков. Практическая разработка средств объектно-ориентированного программирования в задачах защиты информации: программная реализация на языке С++, а также Turbo Pascal.
курсовая работа [275,9 K], добавлен 22.12.2011Анализ особенностей работы специальных устройств для ввода информации в память компьютера. Клавиатура – устройство позволяющее вводить числовую и текстовую информацию. Виды манипуляторов: мышь, трекбол, джойстик. Устройства для ввода цифровой информации.
курсовая работа [668,5 K], добавлен 14.04.2013Устройства ввода информации: клавиатура, мышь, манипуляторы. Накопитель на жестких магнитных дисках. Видеоподсистема компьютера. Видео мониторы, их классификация. Современные ЖК мониторы. Принцип работы, основные параметры и характеристики сканеров.
курсовая работа [431,9 K], добавлен 24.09.2010Ознакомление с историей создания и особенностями объектно-ориентированного языка программирования Delphi. Разработка приложения, фиксирующего количество повторений какого-либо слова в тексте, введённом в поле MEMO. Описание интерфейса программы.
курсовая работа [880,1 K], добавлен 21.04.2015Назначение и основные функции операционных систем. Загрузка в оперативную память подлежащих исполнению программ. Обслуживание всех операций ввода-вывода. Эволюция, классификация операционных систем. Формирование ведомости зарплаты, сортировка по отделам.
курсовая работа [2,7 M], добавлен 17.03.2009Вычислительные системы и программное обеспечение как важнейшие разделы информатики, условия перехода общества в информационную стадию развития. Развитие вычислительных систем и персональных компьютеров. Операционные системы и системы программирования.
реферат [906,9 K], добавлен 18.01.2011Анализ объектно-ориентированного программирования, имитирующего способы выполнения предметов. Основные принципы объектно-ориентированного программирования: инкапсуляция, наследование, полиморфизм. Понятие классов, полей, методов, сообщений, событий.
контрольная работа [51,7 K], добавлен 22.01.2013
