Основы информатики

Информация и формы ее представления. Описание процессов сбора, обработки, передачи и накопления информации. Информационно-логические основы электронно-вычислительных машин. Графическая операционная среда Windows. Программные средства обработки информации.

Рубрика Программирование, компьютеры и кибернетика
Вид курс лекций
Язык русский
Дата добавления 13.09.2017
Размер файла 761,9 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.

Другой, еще более распространенный (но пока еще не очень надежный) тип носителя информации - флэш-память. Карточка или специальный съемный диск ("флэшка") сравнительно небольших размеров может хранить до 32-64 Гбайт. Внутри имеются две микросхемы, одна из которых служит в качестве памяти. Все операции по обработке информации, хранящейся на таком виде памяти, ничем не отличаются от аналогичных операций с файлами и папками, хранящимися на винчестере. Подобные карты используются в сотовых телефонах, цифровых фото- и видеокамерах, GPS-навигаторах и т.д.

Лекция 6. Операционные системы. Графическая операционная среда Windows

6.1 Операционная система MS DOS

Операционная система MS DOS имеет развитые средства доступа ко всем аппаратным компонентам, обладает достаточно гибкой файловой системой, основанной на иерархической структуре каталогов, удобным командным языком. Последнюю версию этой ОС представляет MS DOS 6.22. После этой версии корпорация Microsoft прекратила выпуск подобных ОС и переключилась на разработку операционных сред серии Windows. Поэтому в настоящее время ни одна из ранее выпущенных версий MS DOS практически не используется.

Средства, предоставляемые ОС этого класса, позволяют формировать удобную операционную среду для разработки программного обеспечения. С другой стороны, на их основе достаточно просто можно создавать автоматизированные рабочие места с простыми средствами доступа к прикладным пакетам и программам.

Основными компонентами MS DOS являются:

· базовая система ввода-вывода - BIOS (Basic Input/Output System);

· системный загрузчик SB (System Bootstrap) - размещается в блоке начальной загрузки (Boot Record);

· модуль расширений BIOS - располагается в скрытом файле io.sys;

· модуль обработки прерываний - скрытый файл msdos.sys;

· командный процессор - файл command.com

· утилиты, реализующие выполнение внешних команд MS DOS - файлы с расширением COM, например format.com;

· драйверы устройств - размещаются в виде файлов на диске;

· информация о желательных параметрах настройки MS DOS - при необходимости задается в файле config.sys;

· командный файл, при необходимости выполняемый для настройки параметров и конфигурирования MS DOS и имеющий имя autoexec.bat.

Доступ к данным обеспечивается средствами файловой системы MS DOS, рассмотренной ранее.

Основные команды DOS:

CD - смена и показ имени текущего каталога;

COPY - копирование файлов;

DEL - удаление файла;

DIR - вывод списка имен файлов и подкаталогов текущего каталога;

MD - создание каталога.

6.2 Оболочка Norton Commander

Оболочка Norton Commander является оболочкой MS DOS и облегчает взаимодействие пользователя с файловой системой, выполнение операций с файлами и каталогами, управление их характеристиками.

В настоящее время данная оболочка практически не используется, так как на смену ей пришла серия оболочек, позволяющих более эффективно работать в среде Windows (так же как и на смену ОС MS DOS пришла серия ОС Windows). Это такие оболочки, как, например, Far Manager, Windows Commander, Total Commander. Тем не менее, освоение работы с Norton Commander остается актуальным, так как во многих современных программ-оболочек (особенно в Far Manager) сохранен интерфейс Norton Commander.

Запуск Norton Commander выполняется заданием в командной строке имени стартового файла nc.exe. Предварительно нужно установить текущим каталог NC, в котором размещены все файлы оболочки. Можно этого не делать, но тогда в файле автозапуска autoexec.bat следует прописать путь доступа к файлу nc.exe.

Интерфейс оболочки Norton Commander имеет вид двухпанельного диалогового окна (рис. 6.1),

Каждая из панелей (левая и правая) связана с одним внешним накопителем (логические имена накопителей А:, В:, С:, …) и обычно отображает перечень файлов и подкаталогов текущего каталога этого накопителя. В любой момент времени одна из панелей является активной (на рис. 6.1 - левая), другая панель - пассивной.

Рис. 6.1. Вид панелей Norton Commander

В верхней строке оболочки имеется строка управляющего меню, которое активируется нажатием клавиши [F9] или мышью. В нем имеется пять пунктов: Left, Files, Disk, Commands, Right. Переход от одного пункта меню к другому осуществляется клавишами управления курсором или мышью. Команды меню позволяют управлять отображением информации на панелях, задавать параметры конфигурации оболочки Norton Commander,

Командная строка (вторая снизу) служит для ввода команд DOS. До нажатия клавиши [Enter] команду в строке можно редактировать. Можно выполнять сборку команды в строке из состава объектов, представленных на панелях.

Строка подсказок (самая нижняя строка) содержит пояснения относительно назначения функциональных клавиш [F1][F10]. Например, функциональная клавиша [F1] вызывает справочную информацию по оболочке, [F3] - просмотр содержимого файла, [F6] - переименование (перемещение) файла или каталога, [F8] - удаление файла или каталога. При этом если нажать и удерживать одну из префиксных клавиш ([Ctrl] или [Alt]), то в строке помощи будет выводиться назначение функциональных клавиш, нажатых одновременно с этой префиксной клавишей. Например, [Alt]+[F2] вызывает оглавление логических дисков в правой панели, [Ctrl]+[F3] - сортировку оглавления файлов и каталогов в порядке возрастания имен.

6.3 Основные технологические механизмы Windows

Windows 95 представляет собой 32-разрядную операционную систему, обеспечивающую многозадачную и многопоточную обработку приложений (программ). Она поддерживает удобный графический пользовательский интерфейс, возможность работы в защищенном режиме, совместимость с программами реального режима и сетевые возможности. В Windows 95 реализована технология поддержки самонастраивающейся аппаратуры Plug and Play, допускаются длинные имена файлов и обеспечиваются повышенные характеристики устойчивости. Все это поддерживается и в более поздних версиях Windows

32-разрядность означает, что операции над 32-разрядными данными здесь выполняются заметно быстрее, чем в 16-разрядных ОС, поскольку в них требуется программная реализация над 32-разрядными данными. Под управлением Windows 95 могут выполняться и 16-разрадные приложения.

Многозадачность предоставляет возможность одновременной (параллельной) работы с несколькими приложениями. Это повышает эффективность использования микропроцессора и производительность труда пользователя.

Многопоточность означает способность Windows 95 организовывать одновременную обработку нескольких потоков, конкурирующих за процессорное время. При этом допускается параллельное выполнение нескольких приложений, а также нескольких фрагментов (подзадач) одного или нескольких приложений. Например, в текстовом процессоре одновременно может выполняться проверка орфографии и редактирование документа.

Пользовательский интерфейс Windows 95 обеспечивает удобства в запуске и переключении приложений. Основными компонентами пользовательского интерфейса являются рабочий стол (содержит ярлычки) и панель задач (обеспечивает запуск и переключение приложений). На рабочем столе размещены графические объекты, соответствующие приложениям, документам, сетевым устройствам. Каждый графический объект имеет поименованный ярлычок. С помощью мыши, ярлычков, главного меню и панели задач пользователь может легко запускать и переключать приложения.

Технология Plug and Play ("включи и работай") ориентирована на поддержку любого типа устройства, включая мониторы, видеоплаты, принтеры, звуковые карты, модемы, приводы CD-ROM, контроллеры магнитных дисков. При ее использовании обеспечиваются следующие вспомогательные функции:

- распознавание устройств для установки и настройки;

- динамическое изменение состояния системы;

- интеграция драйверов устройств, системных компонентов и пользовательского интерфейса.

При подключении устройств Windows 95 самостоятельно выясняет используемые номера прерываний, адреса портов ввода-вывода, каналы прямого доступа к памяти. При возникновении конфликтов они разрешаются автоматически, избавляя пользователя от необходимости поиска подходящих параметров для совместно подключаемых устройств.

В Windows 95 по отношению к MS DOS для обозначения родственных понятий используется ряд новых терминов. В частности, вместо термина программа чаще используется термин приложение, который обозначает программу, выполняемую под управлением Windows. Понятие папка служит для обозначения хранилища документов и программ, структуру можно просмотреть с помощью проводника Windows или значка Мой компьютер. В предыдущей версии Windows и в MS DOS папки назывались каталогами.

Любую программу можно запустить, например, следующими способами:

- с помощью меню "Пуск>Программы";

- с помощью приложения Проводник или с помощью окна папки с выбранным приложением - двойным щелчком мыши по ярлыку программы.

Открыть приложение Windows можно, выполнив двойной щелчок левой кнопкой мыши по значку файла, формат которого поддерживается выбранным приложением, или вызвав правой кнопкой контекстное меню, выбрать в нем пункт "Открыть" или "Открыть с помощью…". Например, щелчок по пиктограмме документа Microsoft Word запускает текстовый процессор MS Word и открывает в его окне содержимое выбранного документа.

6.4 Создание объектов, управление объектами, свойства объектов

Для создание новой папки с помощью оконного меню текущей папки или приложения Проводник надо выполнить пункт оконного меню "Файл>Создать…Папку" (рис. 6.2). Новая папка получит по умолчанию имя "Новая папка". Если папка с таким именем уже существует, имя новой папки будет "Новая папка (2)" и т.д. Можно также воспользоваться контекстным меню, щелкнув по любому пустому месту окна текущей папки и выбрать пункт "Создать…Папку".

Рис. 6.2. Меню пункта "Файл"

Чтобы создать новый файл определенного формата, можно поступить также, как и при создании новой папки, с той лишь разницей, что в открывшемся меню надо выбрать пункт, позволяющий создать новый файл (например, "Точечный рисунок", "Документ Microsoft Word", "Текстовый документ", "Лист Microsoft Excel" и т.д.).

Этим же способом можно создать ярлык для запуска приложения, открытия некоторого файла или папки. Но можно, щелкнув правой кнопкой по значку файла или папки (при этом появляется контекстное меню выбранного объекта), выбрать в открывшемся меню пункт "Создать ярлык". Еще проще можно создать ярлык сразу на рабочем столе, для чего в контекстном меню файла или папки следует выбрать пункт "Отправить>Рабочий стол (создать ярлык)".

В контекстном меню объекта (файла, папки или ярлыка) имеется пункт "Свойства". С помощью этого пункта для файла или папки можно изменить атрибуты (скрытый, архивный, только для чтения), а для ярлыка - его имя и (что немаловажно) рабочую папку. Для приложения можно также сменить значок, совместимость с другими версиями Windows, просмотреть и сравнить контрольные суммы.

6.5 Навигация по файловой системе. Операции с файлами. Поиск файлов. Настройка параметров работы операционной системы

Перемещения в пределах окна осуществляются в помощью полос прокрутки или клавиш управления курсором. Для выделения выбранного объекта надо щелкнуть левой кнопкой мыши по его значку.

В приложении Проводник имеется дерево папок, расположенное в левой части окна. Если папка содержит одну или несколько других папок, слева от ее значка она обозначается "+" (если папка не раскрыта) или "-" (если папка раскрыта; тогда ниже и правее показаны ее дочерние папки). В окне справа показано содержимое выделенной в дереве папок папки.

Для копирования или перемещения объекта (файла, папки или ярлыка) можно поступить следующим образом:

- с использованием Буфера обмена: выделить объект и выполнить в оконном меню пункт "Правка" или щелкнуть по значку объекта правой кнопкой мыши; в открывшемся меню выбрать пункт "Копировать" (либо нажать [Ctrl]+[C]) или для перемещения - "Вырезать" (либо нажать [Ctrl]+[X]); далее активировать папку, в которую нужно скопировать или переместить объект и в ее оконном меню пункта "Правка" (или в контекстном меню пустого места, которое получается если щелкнуть правой кнопкой по пустому месту окна) выбрать пункт "Вставить" (либо нажать [Ctrl]+[V]); пункт "Отправить" можно использовать, когда надо скопировать объект на дискету или съемный диск, либо поместить его ярлык на рабочий стол;

- с использованием технологии Drag and Drop ("перенести и оставить"): выделить объект и, нажимая и удерживая левую кнопку мыши перетащить его в конечную папку; так выполняется перемещение; для копирования нужно при этом нажимать и удерживать [Ctrl].

Чтобы переименовать файл, папку или ярлык можно воспользоваться пунктом "Правка>Переименовать" или пунктом "Переименовать" контекстного меню. Либо выделить объект и нажать [F2]. Во всех случаях старое имя объекта будет выделено фоном; в этом случае если нажать любую символьную клавишу, текст имени исчезнет и вместо него появится соответствующий символ. Если же нажать [Delete] или [Backspace], то текст имени только исчезнет. Для отмены переименования надо нажать [Esc].

Для поиска файлов или папок следует в меню "Пуск" выполнить пункт "Поиск". Далее следует указать, что именно нужно найти:

- изображения, музыку или видео;

- документы;

- файлы или папки;

- компьютеры или людей и т.д.

После этого надо воспользоваться помощником по поиску, а именно: ввести маску имени (например, *.doc, *.JPG и т.п.) и при желании или необходимости указать диск или диски, на которых предположительно может находиться искомый объект, а также дату и время последних изменений. Чтобы вернуться к основному меню окна "Результаты поиска", надо нажать кнопку "Назад", для начала поиска - кнопку "Найти". Если поиск завершился удачно, в окне справа появится список найденных объектов (их может быть десятки, сотни и даже тысячи), из которых следует выбрать нужный. Если результаты поиска ничего не дали, следует воспользоваться дальнейшими указаниями помощника по поиску (изменить маску, диск и т.п.).

Настройка операционной системы. Можно, например, изменить системную дату и (или) системное время. Для этого надо щелкнуть правой кнопкой мыши по одной из цифр представления времени (в правом нижнем углу). В появившемся меню выбрать пункт "Настройка даты/времени" и выполнить необходимые настройки.

Можно изменить рисунок или темы рабочего стола или разрешение экрана (в пределах возможного для данного типа монитора) или настроить хранитель экрана; для всего этого следует воспользоваться пунктом "Свойства" контекстного меню рабочего стола.

Можно изменить рисунок или темы рабочего стола или разрешение экрана (в пределах возможного для данного типа монитора) или настроить хранитель экрана; для всего этого следует воспользоваться пунктом "Свойства" контекстного меню рабочего стола.

Выбрав в оконном меню папки пункт "Сервис>Свойства папки>Общие", можно настроить в данном окне (и в других окнах папок) различные способы открытия папок (рис. 6.3, а).

Выбрав в оконном меню папки пункт "Сервис>Свойства папки>Вид", можно настроить выдачу файлов таким образом, чтобы скрывать или, наоборот, отображать зарегистрированные типы файлов (рис. 6.3, б).

а) вкладка "Общие" б) вкладка "Вид"

Рис. 6.3. Свойства папки

6.6 Обзор приложений Windows. Совместная работа приложений

Из всех приложения Windows наиболее популярными являются приложения из пакета Microsoft Office. Вот основные из них. Это текстовый процессор MS Word, табличный процессор MS Excel, СУБД MS Access, система для разработки презентаций MS PowerPoint и ряд других приложений. Все эти приложения совместимы друг с другом через Буфер обмена. Можно, например, таблицу, созданную в Word, скопировать и вставить в книгу Excel и наоборот. Текст, набранный в Word, может также быть скопирован и вставлен, например, в презентацию.

Редактор MS Word, кроме того, поддерживает формат редактора Блокнот, а также такие форматы, как текст DOS, Web-страница и т.п.

Тексты программ-приложений таких программных сред, как, например, Delphi, PascalABC, MS Power Station имеют формат документов, созданных с помощью Блокнота. По этой же причине эти тексты могут быть открыты в Word.

Более подробно эти и другие приложения Windows рассмотрены в лекциях 8 и 9.

6.7 Программы обслуживания дисков. Архивация данных. Программы-архиваторы

Основными операциями по обслуживанию магнитных дисков являются следующие:

- устранение дефектов на дисках;

- оптимизация размещения информации на диске с целью ускорения доступа к ней;

- чистка магнитных дисков от ненужной информации для высвобождения дискового пространства и, как следствие, для ускорения доступа к информации.

Для поиска и устранения дефектов на магнитных дисках применяются специальные утилиты, получившие название дисковых сканнер-корректоров. Среди таких утилит широкое распространение получили Microsoft ScanDisk и Norton Disk Doctor. В настоящее время эти программы используются мало. В Windows XP, например, все эти функции выполняют так называемые служебные программы, входящие в перечень стандартных (рис. 6.4).

Рис. 6.4. Меню служебных программ

Программа Microsoft ScanDisk автоматически запускалась после аварийного отключения питания компьютера. С появлением файловой системы NTFS в ОС Windows NT и более поздних версиях Windows необходимость в проверке на выявление поврежденных файлов отпала. Но ряд операций (дефрагментация, очистка диска) все же сохранились. Восстановление системы требуется, когда в какой-то момент произошел сбой в работе Windows. Программа восстановления системы ищет контрольные точки (дату и время, на момент которых и возможно восстановление системы) и при успешном их поиске предлагает восстановить систему по состоянию на выбранный момент времени и даты.

Среди большого числа известных программ-архиваторов наиболее широко используются ARJ, ZIP и RAR. Они отличаются друг от друга степенью сжатия информации, скоростью работы и используются для разных типов файлов (например, для текстовых файлов обычно применяют архиватор ARJ, а для исполняемых программ - ZIP; архиватор RAR удобен в использовании для любых типов файлов и позволяет создавать многотомные архивы, например, разбить упакованный файл на части по размеру дискеты емкостью 1,44 Мб).

Сейчас с появлением оптических дисков и флэш-карт большой емкости необходимость в использовании архиваторов практически отпала. Они нужны, если, например, требуется перенести на флэш-карту файл емкостью более 4 Гб или когда надо сначала "скачать" из интернета уже заархивированный файл, чтобы затем его разархивировать.

Для упаковки файла (папки, группы файлов или папок) с помощью архиватора RAR можно, например, щелкнув по выбранному объекту правой кнопкой мыши, вызвать контекстное меню и выбрать пункт "Добавить в архив…" или "Добавить в архив <имя архива>.rar". Или выбрать пункт "Отправить>Сжатая ZIP-папка" для упаковки с помощью архиватора ZIP.

Рис. 6.5. Окно архиватора RAR

Щелкнув дважды по архивному файлу, созданному архиватором RAR, можно вызвать окно (рис. 6.5). В этом окне можно выбрать любой из упакованных файлов и, щелкнув правой кнопкой мыши, выполнить ряд операций с ним, которые показаны на рис. 6.6.

Рис. 6.6. Контекстное меню для выполнения операций с упакованным файлом

6.8 Оболочка Far Manager

Far Manager -- консольный файловый менеджер для операционных систем семейства Windows. Программа предоставляет удобный интерфейс пользователя для работы с файловыми системами (реальными и эмулированными) и файлами:

· просматривать файлы и каталоги;

· редактировать, копировать и переименовывать файлы;

· и многое другое.

Функциональность Far Manager существенно расширяется за счет внешних подключаемых DLL-модулей -- плагинов (этому способствует набор специальных интерфейсов -- Plugins API). Например, работа с архивами, FTP-клиент, временная панель и просмотр сети реализованы с помощью плагинов, включенных в стандартную поставку Far Manager.

Назначение функциональных и символьных клавиш и их сочетаний с префиксными клавишами в Far Manager представлено в следующей таблице.

Таблица 6.1. Назначение функциональных клавиш Far Manager

Операция

Комбинация

Операция

Комбинация

1

2

3

4

Команды управления панелями

Управление файлами и сервисные команды

Изменить активную панель

Tab

Помощь

F1

Поменять панели местами

Ctrl+U

Вызвать пользовательское меню

F2

Перечитать содержимое панели

Ctrl+R

Просмотр

F3

Убрать/показать информационную панель

Ctrl+L

Редактирование

F4

Убрать/показать панель быстрого просмотра

Ctrl+Q

Копирование

F5

Убрать/показать дерево папок

Ctrl+T

Переименование или перенос

F6

Убрать/показать обе панели

Ctrl+O

Создание новой папки

F7

Убрать/показать неактивную панель

Ctrl+P

Удаление

F8

Убрать/показать левую панель

Ctrl+F1

Показать главное меню

F9

Убрать/показать правую панель

Ctrl+F2

Завершить работу с FAR

F10

Прокрутка длинных имен и описаний

Alt+Left, Alt+Right

Показать команды подключаемых модулей

F11

Установить краткий режим просмотра

ЛевыйCtrl+1

Изменить текущий диск в левой панели

Alt+F1

Установить средний режим просмотра

ЛевыйCtrl+2

Изменить текущий диск в правой панели

Alt+F2

Установить полный режим просмотра

ЛевыйCtrl+3

Печать файлов

Alt+F5

Установить широкий режим просмотра

ЛевыйCtrl+4

Выполнить команду поиска файла

Alt+F7

Установить детальный режим просмотра

ЛевыйCtrl+5

Переключение между 25 и 50 строками на экране

Alt+F9

Установить режим просмотра описаний

ЛевыйCtrl+6

Выполнить команду поиска папки

Alt+F10

Установить режим просмотра длинных описаний

ЛевыйCtrl+7

Показать историю просмотра и редактирования

Alt+F11

Установить режим просмотра владельцев файлов

ЛевыйCtrl+8

Показать историю папок

Alt+F12

1

2

3

4

Установить режим просмотра связей файлов

ЛевыйCtrl+9

Добавить файлы к архиву

Shift+F1

Установить альтернативный полный режим просмотра

ЛевыйCtrl+0

Извлечь файлы из архива

Shift+F2

Убрать/показать файлы с атрибутом Скрытый и Системный

Ctrl+H

Выполнить команды управления архивом

Shift+F3

Сортировать файлы активной панели по имени

Ctrl+F3

Редактировать новый файл

Shift+F4

Сортировать файлы активной панели по расширению

Ctrl+F4

Копирование файла под курсором

Shift+F5

Сортировать файлы активной панели по времени модификации

Ctrl+F5

Переименование или перенос файла под курсором

Shift+F6

Сортировать файлы активной панели по размеру

Ctrl+F6

Удаление файла под курсором

Shift+F8

Не сортировать файлы активной панели

Ctrl+F7

Сохранить конфигурацию

Shift+F9

Сортировать файлы активной панели по времени создания

Ctrl+F8

Выбрать последний выполненный пункт меню

Shift+F10

Сортировать файлы активной панели по времени доступа

Ctrl+F9

Команды выделения файлов

Сортировать файлы активной панели по описаниям

Ctrl+F10

Пометить/снять пометку файла

Ins

Сортировать файлы активной панели по владельцу

Ctrl+F11

Пометить группу

Gray +

Вывести меню режимов сортировки

Ctrl+F12

Снять пометку с группы

Gray -

Использовать сортировку по группам

Shift+F11

Инвертировать пометку

Gray *

Показывать помеченные файлы первыми

Shift+F12

Пометить все файлы

Shift+Gray+

Операции в командной строке

Снять пометку со всех файлов

Shift+Gray-

Вызов списка ранее введенных команд OS

Alt+F8

Пометить файлы с расширением как у текущего файла

Ctrl+Gray+

Вызов предыдущей команды в командную строку

Ctrl+E

Снять пометку с файлов с расширением как у текущего

Ctrl+Gray-

Вызов следующей команды в командную строку

Ctrl+X

Инвертировать пометку, включая папки

Ctrl+ Gray*

Копирование содержимого командную строки в Буфер Обмена

Ctrl+Ins

Пометить файлы с именем как у текущего файла

Alt+ Gray+

1

2

3

4

Вставка в командную строку содержимого Буфера Обмена

Shift+Ins

Снять пометку с файлов с именем как у текущего файла

Alt+ Gray -

Скопировать в командную строку имя текущего файла

Ctrl+Enter

Поместить помеченные имена в Буфер Обмена

Ctrl+Shift-Ins

Восстановить предыдущую пометку

Ctrl+M

Другие комбинации клавиш.

Переход между окнами

Alt + Tab

Закрытие окна

Alt+F4

Вырезать выделенный объект

Ctrl+Z

Цифры от до 9

Ctrl+Shift

Копировать выделенный объект

Ctrl+C

Вставить выделенный объект

Ctrl+V

Автоматизировать выполнение одинаковых команд

Ctrl+G

Показать свободные места, объем и занятость диска

Ctrl+L

Запуск Проводника

Ctrl+Enter

Исправление последов-тей набора с неверным языком

Ctrl+Shift+Х

Переключение м/у экранами

Ctrl+ Tab

Открытие нескольких копий м/у экранами

Ctrl+Shift+ Tab

Лекция 7. Программные средства обработки информации

При разработке коммерческих программ стремятся, чтобы они обладали следующими качествами:

· функциональностью, то есть полнотой удовлетворения потребностей пользователя;

· наглядным, удобным, интуитивно понятным и привычным для пользователя интерфейсом (то есть способом общения программы с пользователем);

· простотой освоения программы даже начинающими пользователями; для этого используются информативные подсказки, встроенные справочники и подробная документация;

· надежностью, то есть устойчивостью к ошибкам пользователя, отказам оборудования и т.д., разумными действиями в этих условиях.

Под программным обеспечением (Software) понимается совокупность программ, выполняемых вычислительной системой, и необходимых для их эксплуатации документов.

По функциональному признаку различают следующие виды программного обеспечения (ПО):

· системное;

· прикладное.

7.1 Понятие системного и служебного (сервисного) программного обеспечения

Под системным (базовым) понимается программное обеспечение, включающее в себя операционные системы, сетевое ПО, сервисные программы, а также средства разработки программ (трансляторы, редакторы связей, отладчики и пр.).

Основные функции операционных систем (ОС) заключаются в управлении ресурсами (физическими и логическими) и процессами вычислительных систем. Физическими ресурсами являются: оперативная память, процессор, монитор, печатающее устройство, магнитные и оптические диски. К логическим ресурсам можно отнести программы, файлы, события и т.д. Под процессом понимается некоторая последовательность действий, предписанная соответствующей программой и используемыми ею данными.

В настоящее время существует большое количество ОС, разработанных для ЭВМ различных типов. На ЭВМ Единой системы (ЕС ЭВМ), например, используются такие операционные системы, как СВМ и ОС ЕС, на малых ЭВМ (СМ-4, СМ-1420 и др.) - ОС РВ и RSX-11.M, на ПЭВМ - DOS 6.22, Windows 95/98, Windows XP, Windows NT/2000/2003/Vista, Unix, OS/2.

Сетевое ПО предназначено для управления общими ресурсами в распределенных вычислительных системах: сетевыми накопителями на магнитных дисках, принтерами, сканерами, передаваемыми сообщениями и т.д. К сетевому ПО относят ОС, поддерживающие работу ЭВМ в сетевых конфигурациях (так называемые сетевые ОС), а также отдельные сетевые программы (пакеты), используемые совместно с обычными, не сетевыми ОС.

Например, большое распространение получили следующие сетевые ОС: NetWare 4.1 (фирма-разработчик Novell), Windows XP, Windows NT Server 3.5 (фирма Microsoft) и LAN Server 4.0 Advanced (фирма IBM).

Для расширения возможностей операционных систем и предоставления набора дополнительных услуг используются сервисные программы. Их можно разделить на следующие группы:

· интерфейсные системы;

· оболочки операционных систем;

· утилиты.

Интерфейсные системы являются естественным продолжением операционной системы и модифицируют как пользовательский, так и программный интерфейсы, а также реализуют дополнительные возможности по управлению ресурсами ЭВМ. В связи с тем, что развитая интерфейсная система может изменить весь пользовательский интерфейс, часто их также называют операционными системами. Это относится, например, к более ранним и ныне не используемым версиям Windows, а именно, Windows 3.1 и Windows 3.11 for Work Groups (для рабочих групп).

Оболочки операционных систем, в отличие от интерфейсных систем, модифицируют только пользовательский интерфейс, предоставляя пользователю качественно новый интерфейс по сравнению с реализуемым операционной системой. Такие системы существенно упрощают выполнение часто запрашиваемых функций, например, таких операций с файлами, как копирование, переименование и уничтожение, а также предлагают пользователю ряд дополнительных услуг. В целом, программы-оболочки заметно повышают уровень пользовательского интерфейса, наиболее полно удовлетворяя потребностями пользователя.

На ПЭВМ широко используются такие программы-оболочки, как Norton Commander, DOS Navigator, Far Manager и Windows Commander, Total Commander и др.

Утилиты можно классифицировать по функциональному признаку следующим образом:

· Программы контроля, тестирования и диагностики компьютера позволяют проверить конфигурацию компьютера (количество памяти, ее использование, типы дисков и т.д.), проверить работоспособность и правильность функционирования устройств компьютера (прежде всего жестких дисков) и предотвратить потерю информации, а также обнаружить неисправность в процессе эксплуатации, указать причину и место неисправности.

· Драйверы - программы управления устройствами ввода-вывода, оперативной памятью и т.д.; с помощью драйверов к компьютеру можно подключать новые устройства или нестандартно использовать уже имеющиеся.

· Архиваторы - программы «упаковки» файлов, они позволяют сжимать информацию, то есть создавать копии файлов меньшего размера, а также объединять копии нескольких файлов в один.

· Антивирусные программы предназначены для предотвращения заражения компьютеров вирусами и лечения зараженных файлов.

· Программы для оптимизации и контроля целостности дискового пространства позволяют обеспечить более быстрый доступ к информации на диске за счет оптимизации размещения данных. Они устраняют фрагментацию файлов, собирают их в начале диска, выявляют и устраняют физические и логические дефекты на дисках в автоматическом и ручном режимах.

· Программы восстановления информации, форматирования, защиты данных предназначены для восстановления удаленной или поврежденной информации с магнитных и других типов носителей, форматирования дискет и жестких дисков, криптографической защиты данных от несанкционированного доступа.

· Коммуникационные программы предназначены для обмена информацией между компьютерами, соединенными кабелем или по телефонной линии.

· Программы управления памятью дают возможность более гибкого использования оперативной памяти, загрузки в память компьютера нескольких программ и «переключения» с одной на другую.

· Программы обслуживания сети предназначены для мониторинга работы сети, выявления и ликвидации неисправностей в ней, для удаленного администрирования компьютеров и коммуникационных устройств.

· Программы для создания резервных копий информации позволяют быстро копировать информацию, находящуюся на жестком диске компьютера, на дискету, CD-ROM или другой носитель.

Существуют отдельные утилиты, используемые для решения одного из перечисленных действий, и многофункциональные комплекты утилит. В настоящее время для ПЭВМ среди многофункциональных утилит одним из наиболее совершенных является комплект утилит Norton Utilities. Существуют его версии для использования в среде DOS и Windows.

7.2 Операционные системы. Файловая организация данных. Каталоги

Операционная система (ОС) представляет собой систему программ, предназначенную для управления устройствами ЭВМ, управления обработкой и хранением данных, обеспечения пользовательского интерфейса.

Современные операционные системы для ПЭВМ отличаются друг от друга прежде всего ориентацией на машины определенного класса, поддерживаемыми режимами обработки, предоставляемыми сервисными возможностями. Примерами ОС для ПЭВМ являются CP/M, MS DOS, OS/2 Warp (IBM), Windows 95/98/2000/NT/XP (Microsoft).

Долговременно информация хранится на внешних носителях в виде файлов. При хранении придерживаются определенной организации данных, под которой понимают совокупность правил, определяющих особенности размещения данных на внешних устройствах, методы доступа к ним, средства защиты данных от несанкционированного доступа и т.п. Совокупность средств ОС, обеспечивающих доступ к данным, называется файловой системой.

Файлом называется логически связанная совокупность данных определенной длины, имеющая имя. Файл может хранить текст программы, документы, закодированные графические изображения и т.д. Длина файлов измеряется в байтах.

Имена файлов в MS DOS должны удовлетворять следующим требованиям:

· имя должно содержать от одного до восьми символов;

· имя файла может иметь расширение, отделяемое от имени точкой и содержащее не более трех символов;

· для записи имен файлов и их расширений должны использоваться буквы латинского алфавита A…Z, цифры 0…9 и специальные знаки: - (минус), _ (подчеркивание), @, %, (, ), ', =, !, #;

· в качестве имен файлов не должны использоваться следующие буквенные сочетания: AUX, CON, PRN, NUL, COM1, COM2, LPT1, LPT2, LPT3.

Пример 7.1. Варианты правильной записи имен файлов:

basic.exe

prod.pas

prim.txt

Имя файла подбирается таким образом, чтобы по нему можно было легко определить содержимое. В частности, судя по именам, приведенным в примере 7.1, можно предположить, что в файле prod.pas хранится программа вычисления произведения.

Расширение имени, как правило, указывает на тип хранящихся в файлах данных. В следующей таблице представлены используемые в MS DOS типовые расширения имен файлов:

Таблица 7.1. Стандартные (типовые) расширения имен файлов

Типовое расширение

Содержимое файла

1

2

arj

Архивный файл, созданный архиватором ARJ

asm

Текст программы на языке Ассемблера

bak

Резервная копия файла

1

2

bat

Командный файл

bin

Бинарный (двоичный) файл с машинной программой или драйвером

com

Выполнимая программа с абсолютным адресом загрузки

doc

Файл документа

dbf

Файлы баз данных СУБД dBase, Clipper

exe

Исполняемая программа, требующая настройки, или самораспаковывающийся архив

for

Исходный текст программы на языке Фортран

inf

Информационный файл

ini

Файл описания конфигурации программы

obj

Программа в объектном коде

pas

Исходный текст программы на языке Паскаль

sys

Драйвер управления устройством

Типовые расширения имен удобны тем, что позволяют в ряде случаев обращаться к файлам только по имени. К примеру, при вызове программ и командных файлов для выполнения не требуется указывать типовые расширения exe, com и bat. С другой стороны, указав только расширение, можно выбрать все файлы определенного типа на диске с тем, чтобы выполнить некоторые действия над всей группой файлов (например, скопировать на другой диск, распечатать содержимое на принтере, удалить и т.д.).

Для обращения к группам файлов применяются групповые имена (или шаблоны имен), образуемые с использованием символов * и ?. Символ * в имени файла и его расширении трактуется операционной системой как любая последовательность символов, символ ? - как любой символ.

Пример 7.2. Варианты групповых имен файлов:

*.txt

- все файлы типа txt;

a*.exe

- все файлы типа exe, имена которых начинаются с буквы а;

pr*.pas

- все файлы типа pas, имена которых начинаются с символов pr и заканчивающиеся одним произвольным символом (имя файла состоит ровно из трех символов);

*.*

- все файлы;

prim.*

- все файлы любых типов с именем prim;

uv?.*

- файлы с именем из трех символов, первые два из которых фиксированы (uv), а третий - любой.

Групповое имя файла можно, к примеру, указывать в команде MS DOS DIR, используемой для вывода на экран дисплея оглавления диска. В этом случае на экран дисплея будут выводиться сведения не о всех файлах, хранящихся на диске, а только о фалах указанной группы. Например, команда C:>DIR *.com выведет список файлов на диске C файлов типа com, а команда C:>DIR prim.* - список файлов на диске С всех типов с именем prim.

К имени файла может добавляться приставка, указывающая дисковое запоминающее устройство (привод), на котором хранится файл (А:, В:, С: и т.д.) и каталог или цепочка каталогов, например:

A:razd.txt;

C:number.dat;

C:\DOS\SYS\format.exe.

Имя файла с приставкой-указателем устройства и цепочки каталогов называется путем или спецификацией файла. Полный путь файла (включающий имя привода и всю цепочку каталогов) определяет его местоположение в древовидной структуре каталогов. Пример такой структуры представлен на рис. 7.1.

Рис. 7.1. Пример древовидной структуры каталогов и файла

Отметим, что в среде MS DOS для любой выполняемой программы или отдельных ее компонентов (например, левой и правой панели оболочки Norton Commander) устанавливается текущий каталог. Если адресуемый файл находится в текущем каталоге, то достаточно указать только его имя. в противном случае необходимо указать путь поиска данного файла по дереву каталогов в команде PROMPT в файле автозапуска autoexec.bat.

ОС освобождает пользователя от необходимости иметь каталоги размещения файлов, требуемые для доступа к ним, и ведет их сама. При обращении к файлу пользователю достаточно указать его спецификацию (путь к файлу и имя). ОС сначала обращается к файлу-каталогу, находит в нем сведения о местоположении файла на диске, затем выполняются требуемые действия.

При доступе к данным на диске ОС использует хранящуюся в нем таблицу размещения файлов - FAT (File Allocation Table), корневой каталог (root) и подкаталоги. Стартовый сектор (загрузочная запись), таблица размещения файлов, корневой каталог и остающееся свободным пространство памяти диска, называемое областью данных, являются элементами файловой структуры диска. Они создаются операционной системой в процессе инициализации диска. Ниже на рис. 7.2 показана структура размещения данных на диске:

Стартовый сектор

File Allocation Table (FAT)

Корневой каталог

Файлы, каталоги, свободное поле

Compressed Volume File (CVF)

Рис. 7.2. Элементы файловой структуры диска

Жесткие диски характеризуются возможностью предварительного разбиения их на разделы. Поэтому в начальных секторах жесткого диска содержится информация о количестве разделов, их местоположении и размерах. Разделы жесткого диска рассматриваются как автономные виртуальные диски. Каждый из них инициализируется отдельно, имеет собственное имя (C:, D:, E:,…) и элементы файловой структуры, такие же, как у гибких дисков.

В процессе работы компьютера содержимое диска меняется: добавляются новые файлы, удаляются ненужные, изменяется объем файлов и т.д. Для выполнения этих операций необходимо отслеживать распределение пространства диска между файлами. В MS DOS эта задача решается с помощью FAT. Для каждого файла в FAT создается цепочка элементов, каждый из которых указывает область фиксированной длины (кластер), занимаемую частью файла на диске. В каталоге, содержащем имя файла, имеется указатель к началу цепочки. При стирании файла элементы FAT и адресуемые ими области данных освобождаются (помечаются как свободные) и могут быть использованы для другого файла.

Достоинством такой организации является возможность осуществления прямого доступа к данным файла. Недостатком является постепенное фрагментирование диска при активной работе с файловой системой по уничтожению, созданию и изменению объема файлов. При этом занимаемое файлами пространство "разорвано" по всему диску. Фрагментирование значительно увеличивает время доступа к данным на диске.

Область данных занимает большую часть диска - от конца корневого каталога до последнего сектора. Участки памяти из области данных выделяются группами из одного или нескольких последовательных секторов, называемых кластерами. Размер сектора составляет 512 байтов.

FAT содержит информацию о расположении файлов, свободном пространстве на диске и неисправных блоках, а также код формата диска.

Каталог представляет собой справочник, содержащий сведения о местоположении, размере, дате и времени обновления файлов. Для каждого файла на диске имеется один элемент в определенном каталоге. Один элемент корневого каталога выделяется для метки диска. Для каждого каталога имеется элемент в его родительском каталоге. Кроме того, каждый каталог, за исключением корневого, содержит по одному элементу для специальных имен "." и "..". Эти элементы указывают начало цепочки в FAT соответственно для самого каталога и для его родительского каталога. Такая система описания каталогов обеспечивает возможность сокращенного написания пути к файлу, когда он проходит через родительский каталог. Здесь особенно важна возможность написания программ, просматривающих все дерево каталогов произвольной структуры.

Каждый каталог имеет длину 32 байта. В его структуру входят следующие элементы:

· поле имени (8 байт для MS DOS и 255 для Windows, начиная с Windows 95 и более поздних версий; недостающие символы заменяются пустыми позициями справа);

· расширение имени (3 байта);

· атрибуты файла (1 байт; каждый бит этого поля задает определенный атрибут: 0 - защищенный, 1 - скрытый1, 2 - системный, 3 - метка тома, 4 - каталог, 5 - архивный или обычный, 6 - не используется, 7 - не используется);

· резервное поле (10 байт);

· поле "время" (2 байта; его содержимое рассматривается как целое число без знака, вычисляемое по формуле: часы х 2048+минуты х х 32+секунды/2);

· поле "дата" (2 байта; его содержимое рассматривается как целое число без знака, вычисляемое по формуле: (год-1980)х512+месяц х 32+день; календарь поддерживается с 1980 по 2099 год);

· номер первого кластера файла (2 байта; содержимое этого файла одновременно служит указателем к первому кластеру файла в поле данных и к первому элементу в цепочке FAT);

· размер файла (4 байта).

Лекция 8. Программные средства обработки информации (окончание)

8.1 Прикладные программы

Прикладным называется программное обеспечение (ПО), предназначенное для решения определенной целевой задачи из проблемной области. Часто такие программы называют приложениями.

Спектр проблемных областей в настоящее время весьма широк и включает в себя по крайней мере следующие: промышленное производство, инженерную практику, научные исследования, медицину, управление (менеджмент), делопроизводство, издательскую деятельность, образование и т. д.

Из всего разнообразия прикладного ПО выделяют группу наиболее распространенных программ (типовые пакеты и программы), которые можно использовать во многих областях человеческой деятельности.

К типовому прикладному ПО относят следующие программы:

· текстовые процессоры;

· табличные процессоры;

· системы иллюстративной и деловой графики (графические процессоры);

· системы управления базами данных;

· экспертные системы;

· программы математических расчетов, моделирования и анализа экспериментальных данных.

Предлагаемые на рынке ПО приложения, в общем случае, могут быть выполнены как отдельные программы либо как интегрированные системы. Интегрированными системами обычно являются экспертные системы, программы математических расчетов, моделирования и анализа экспериментальных данных, а также офисные системы. Примером мощной и широко распространенной интегрированной системы является офисная система Microsoft Office.

8.2 Системы программирования

Системы программирования, или средства разработки программ (IDE - Integrated Develop Environment - дословно "интегрированная среда для разработки"), используются для разработки нового программного обеспечения, как системного, так и прикладного.

К ним относятся такие системы, как, например, Turbo Basic, Turbo Pascal, Fortran Power Station, Delphi и др.

Указанные системы включают входной язык программирования (Basic, Pascal, Fortran, Object Pascal и др.), компилятор, редактор связей, отладчик, а также справочную систему, содержащую описание входного языка программирования и описание работы с самой системой.

8.3 Классификация программного обеспечения

Все пакеты прикладных программ (ППП) могут быть разбиты на три группы: пакеты, расширяющие возможности операционных систем; пакеты общего назначения; пакеты, ориентированные на работу в АСУ.

Пакеты прикладных программ, реализующие возможности операционных систем, обеспечивают функционирование ЭВМ различных конфигураций. К ним относятся пакеты, обеспечивающие работу многомашинных комплексов типовых конфигураций, диалоговые системы, системы для работы в реальном масштабе времени, удаленную пакетную обработку.

Пакеты прикладных программ общего назначения включают в себя набор программ для широкого круга применений: для алфавитно-цифровых и графических дисплеев, графопостроителей, систем программирования для языков PL/1, СИМУЛА 67, систем программирования для специальных языков, а также для научно-технических расчетов, математического программирования, обработки матриц, различного вида моделирования, решения задач теории массового обслуживания и т.д.

Пакеты, ориентированные на работу в АСУ, включают в себя набор программ для общецелевых систем обработки банков данных; информационно-поисковых систем общего назначения, систем обработки документов.

Пакеты прикладных программ являются наиболее динамично развивающейся частью программного обеспечения: круг решаемых с помощью ППП задач постепенно расширяется. Во многом внедрение компьютеров практически во все сферы деятельности стало возможным благодаря появлению новых и совершенствованию существующих ППП.

Структура и принципы построения ППП зависят от класса ЭВМ и операционной системы, в рамках которой этот пакет будет функционировать. Наибольшее количество разнообразных ППП создано для IBM PC-совместимых компьютеров с операционными системами MS DOS...


Подобные документы

  • Информатика - наука об общих свойствах и закономерностях информации. Появление электронно-вычислительных машин. Математическая теория процессов передачи и обработки информации. История компьютера. Глобальная информационная сеть.

    реферат [120,1 K], добавлен 18.04.2004

  • Технология сбора информации традиционными методами. Правила сбора оффлайновой информации. Технические средства сбора информации. Операции для быстрого восстановления данных в системах хранения. Технологический процесс и процедуры обработки информации.

    курсовая работа [304,5 K], добавлен 02.04.2013

  • Требования, предъявляемые к свойствам систем распределенной обработки информации. Логические слои прикладного программного обеспечения вычислительных систем. Механизмы реализации распределенной обработки информации. Технологии обмена сообщениями.

    курсовая работа [506,8 K], добавлен 03.03.2011

  • Общая характеристика информационных систем, предназначенных для передачи, преобразования и хранения информации. Изучение форм представления детерминированных сигналов. Энтропия сложных сообщений. Рассмотрение основных элементов вычислительных машин.

    лекция [1,5 M], добавлен 13.04.2014

  • Кодирование символьной и числовой информации. Основные системы счисления. Двоичная система счисления. Устройства вывода информации. Правила выполнения арифметических операций. Логические основы построения, функциональные узлы ЭВМ. Синтез логических схем.

    презентация [1,2 M], добавлен 08.11.2016

  • Микропроцессор как универсальное устройство для выполнения программной обработки информации. Функциональные возможности и архитектурные решения. Микроконтроллеры в системах управления и обработки информации. Классификация электронно-вычислительных машин.

    курсовая работа [189,6 K], добавлен 12.10.2015

  • Характеристика организации автоматизированной обработки. Схема данных и ее описание. Характеристика входной и выходной информации. Организация технологического процесса сбора, передачи, обработки и выдачи информации. Формализация автоматизируемых задач.

    курсовая работа [941,7 K], добавлен 22.11.2013

  • Анализ понятия информатика. История появления первых вычислительных машин. Развитие речи, письменности, книгопечатания и научно-технической революции как средств хранения, обработки и передачи информации. Информационно-логическое представление знаний.

    презентация [839,2 K], добавлен 17.05.2016

  • Электронно-вычислительная машина (ЭВМ) как средство обработки информации. Аппаратные и программные средства ЭВМ. Системы счисления и представления информации. Элементы структурного программирования. Построение блок-схем алгоритмов решения задач.

    презентация [152,5 K], добавлен 26.07.2013

  • Краткая история появления и развития информатики как науки. Понятие и основные свойства информации, формы ее адекватности. Структурная организация персональных компьютеров. Основные понятия электронных таблиц Microsoft Excel. Операционная система Windows.

    лекция [820,6 K], добавлен 22.09.2013

  • Понятие информации и основные принципы ее кодирования, используемые методы и приемы, инструментарий и задачи. Специфические особенности процессов кодирования цифровой и текстовой, графической и звуковой информации. Логические основы работы компьютера.

    курсовая работа [55,8 K], добавлен 23.04.2014

  • Процесс обработки информации на электронно-вычислительных машинах в 50-х гг. Возможность редактирования и форматирования текстовых документов в 70-х гг. Отличительные черты данных и программ. Операционная система и аппаратное обеспечение компьютера.

    презентация [68,1 K], добавлен 27.12.2011

  • Центральное понятие кибернетики – информация. Комплексная автоматизация процессов восприятия, преобразования, передачи, обработки и отображения информации и создание автоматизированных систем управления на различных уровнях. Система передачи информации.

    книга [663,7 K], добавлен 07.05.2009

  • Основные понятия алгебры логики. Логические основы работы ЭВМ. Вычислительные устройства как устройства обработки информации. Основные формы мышления. Обзор базовых логических операций. Теоремы Булевой алгебры. Пути минимизации логических функций.

    контрольная работа [62,8 K], добавлен 17.05.2016

  • Общие сведения о графической информации. Характеристика растровой, векторной и демонстрационной графики. Обзор программ обработки и просмотра графических изображений Paint, Adobe Photoshop, MS Power Point, ACDSee. Возможности графических редакторов.

    курсовая работа [55,7 K], добавлен 01.07.2010

  • Формы и системы представления информации для ее машинной обработки. Аналоговая и дискретная информация, представление числовой, графической и символьной информации в компьютерных системах. Понятие и особенности файловых систем, их классификация и задачи.

    реферат [170,3 K], добавлен 14.11.2013

  • Технология обработки графической информации с помощью ПК, применение в научных и военных исследованиях: формы, кодирование информации, ее пространственная дискретизация. Создание и хранение графических объектов, средства обработки векторной графики.

    реферат [20,7 K], добавлен 28.11.2010

  • Автоматизированная обработка информации: понятия и технология. Организация размещения, обработки, поиска, хранения и передачи информации. Защита информации от несанкционированного доступа. Антивирусные средства защиты информации. Сетевые технологии.

    методичка [28,8 K], добавлен 14.01.2009

  • Требования и структура систем обработки экономической информации. Технология обработки информации и обслуживание системы, защита информации. Процесс создания запросов, форм, отчетов, макросов и модулей. Средства организации баз данных и работы с ними.

    курсовая работа [2,7 M], добавлен 25.04.2012

  • Понятие информации как одно из фундаментальных в современной науке и базовое для информатики. Дискретизация входной информации как условие пригодности для компьютерной обработки. Понятия, виды, свойства информации, ее классификация. Информация и рынок.

    курсовая работа [31,0 K], добавлен 12.10.2009

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.