Современный компьютер как совокупность аппаратуры и программных средств

      Программное обеспечение первого уровня является машинно-зависимым [computer-independent]. То есть для каждого микропроцессора или семейства ЭВМ набор данных программ уникален.

      Операционная  система имеет машинно-зависимое  ядро [kernel] – небольшой набор программ, с помощью которых осуществляется более эффективное управление ЭВМ  конкретного типа (семейство ЭВМ, тип процессора, конкретные аппаратные компоненты ЭВМ и внешние устройства). Остальные программы операционной системы стараются делать максимально независимыми от конкретной ЭВМ. Свойство программы, позволяющее переносить её без переделок с одной ЭВМ на другую, называется переносимостью [portability]. Если программа является машинно-зависимой, то её переносимость определяется степенью совместимости ЭВМ. Переносимость программ имеет прямое влияние на коммерческие возможности программных продуктов. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

4. BIOS, операционная система, прикладные программы 

     BIOS - Базовая система ввода-вывода (Basic Input Output System) называется так потому, что включает в себя обширный набор программ ввода-вывода, благодаря которым операционная система и прикладные программы могут взаимодействовать с различными устройствами как самого компьютера, так и подключоными к нему. Вообще говоря, в PS система BIOS занимает особое место. С одной стороны, ее можно рассматривать как составную часть аппаратных средств, с другой стороны, она является как бы одним из програмных модулей операционной системы. Сам термин BIOS, видимо, заимствован из операционной системы CP/M, в которой модуль с подобным названием был реализован програмно и выполнял примерно подобные действия.

     Большинство современных видеоадаптеров, а также  контроллеры накопителей имеют  собственную систему BIOS, которая  обычно дополняет системную. Во многих случаях программы, входящие в конкретную BIOS, заменяют соответствующие програмные модули основной BIOS. Вызов программ BIOS, как правило, осуществляется через програмные или аппаратные прерывния.

     Заметим, что система BIOS помимо программ взаимодействия с аппаратными средствами на физическом уровне содержит программу тестирования при включении питания компьютера POST (Power-On-Self-Test, Самотестирование при включении питания компьютера). Тестируются основные компоненты, такие как процкссор, память, вспомогательные микросхемы, приводы дисков, клавиатуру и видеоподсистему. Если при включении питания компьютера возникают проблемы (BIOS не может выполнить начальный тест), вы услышите последовательность звуковых сигналов:

     Код сигнала Значение

     1 Ошибка регенерации DRAM

     2 Отказ схемы четности

     3 Отказ базового ОЗУ 64 Кб

     4 Отказ системного таймера

     5 Отказ процессора

     6 Ошибка адресной линии A20 контроллера клавиатуры

     7 Ошибка исключения виртуального режима Virtual Mode Exception

     8 Ошибка теста чтения, записи памяти дисплея

     9 Ошибка контрольной суммы ROM-BIOS

     Система BIOS в PS реализована в виде одной  микросхемы, установленной на материнской плате компьютера. Заметим, что название ROM BIOS в настоящее время не совсем справедливо, ибо "ROM" - предполагает использование постоянных запоминающих устройств (ROM - Read Only Memory), а для хранения кодов BIOS в настоящее время применяются в основном перепрограммируемые (стираемые электрически или с помощью ультрафиолетового излучения) запоминающие устройства.

     Мало  того, наиболее перспективным для  хранения системы BIOS является сейчас флэш-память. Это позволяет легко модифицировать старые или добавлять дополнительные функции для поддержки новых устройств, подключаемых к компьютеру.

     Операционная  система (ОС) - комплекс системных и  управляющих программ, предназначенных  для наиболее эффективного использования  всех ресурсов вычислительной системы (ВС) (Вычислительная система - взаимосвязанная совокупность аппаратных средств вычислительной техники и программного обеспечения, предназначенная для обработки информации) и удобства работы с ней.

     Назначение  ОС - организация вычислительного  процесса в вычислительной системе, рациональное распределение вычислительных ресурсов между отдельными решаемыми задачами; предоставление пользователям многочисленных сервисных средств, облегчающих процесс программирования и отладки задач. Операционная система исполняет роль своеобразного интерфейса ( Интерфейс - совокупность аппаратуры и программных средств, необходимых для подключения периферийных устройств к ПЭВМ) между пользователем и ВС, т.е. ОС предоставляет пользователю виртуальную ВС. Это означает, что ОС в значительной степени формирует у пользователя представление о возможностях ВС, удобстве работы с ней, ее пропускной способности. Различные ОС на одних и тех же технических средствах могут предоставить пользователю различные возможности для организации вычислительного процесса или автоматизированной обработки данных.

     В программном обеспечении ВС операционная система занимает основное положение, поскольку осуществляет планирование и контроль всего вычислительного  процесса. Любая из компонент программного обеспечения обязательно работает под управлением ОС.

     В соответствии с условиями применения различают три режима ОС: пакетной обработки, разделения времени и  реального времени. В режиме пакетной обработки ОС последовательно выполняет  собранные в пакет задания. В этом режиме пользователь не имеет контакта с ЭВМ, получая лишь результаты вычислений. В режиме разделения времени ОС одновременно выполняет несколько задач, допуская обращение каждого пользователя к ЭВМ. В режиме реального времени ОС обеспечивает управление объектами в соответствии с принимаемыми входными сигналами. Время отклика ЭВМ с ОС реального времени на возмущающее воздействие должно быть минимальным.

     Большую часть времени, которое пользователь проводит за компьютером, он работает с тем или иным пакетом прикладных программ. Прикладные программы находятся на самой вершине иерархии программного обеспечения ПК. И это неудивительно - компьютеры и программы создаются именно ради приложений.

     1. Блокнот - это простейший текстовый редактор, который можно использовать в качестве удобного средства просмотра текстовых файлов. Для создания текстовых документов его применяют редко (только для небольших записок), но данную программу удобно использовать для отработки навыков работы с клавиатурой. Программа запускается командой Пуск Программы Стандартные Блокнот.

     2. Paint - простейший графический редактор. По своим возможностям он не соответствует современным требованиям, но в силу простоты и доступности остается необходимым компонентом операционной системы. Разобравшись с принципами управления этой программой, легче осваивать другие, более мощные средства работы с графикой.

       В состав элементов управления  рабочего окно программы Paint, кроме  строки меню, входят панель инструментов, палитра настройки инструмента и цветовая палитра (см. Рисунок1). Кнопки панели инструментов служат для вызова чертежно-графических инструментов. На палитре настройки можно выбрать параметры инструмента (толщину линии, форму оттиска, метод заполнения фигуры и т.п.). Элементы цветовой палитры служат для выбора основного цвета изображения (щелчком левой кнопки) и фонового цвета (щелчком правой кнопки).

     3. Системы подготовки текстов и текстовые редакторы - это прикладные программы, предназначенные для подготовки текстовых документов. В отличие от обычной пишущей машинки текстовые редакторы обеспечивают не только набор текстов на клавиатуре, но и редактирование, форматирование, запоминание текстов для дальнейшего использования, составление нового документа из уже существующих текстов и многое другое.

     Текстовые редакторы поддерживают четыре основные стадии подготовки документа:

     1. ввод текста с клавиатуры (так же, как и на обычной пишущей машинке);

     2. редактирование текста (внесение изменений в документ, исправление опечаток, работа с текстовыми блоками и т. п.);

     3.  запись текста в долговременную память. Впоследствии текст может быть вновь загружен с диска для редактирования и печати;

     4. печать текста, т. е. получение «твердой» копии «электронного» текста.

     Помимо  четырех основных операций, выполняемых текстовыми редакторами, системы подготовки текстов предоставляют дополнительные инструменты для подготовки документов на профессиональном уровне, включающие форматирование текста, выбор шрифтов и способов начертания, а также грамматическую проверку текста.

     Современные системы подготовки текстов, например Microsoft Word, обеспечивают также верстку  страниц и импорт графических  изображений, приближаясь, таким образом, к уровню возможностей издательских систем.

     4. Электронные таблицы - это особый вид прикладных программ, обеспечивающих организацию данных в виде таблиц и их обработку. Электронные таблицы состоят из ячеек, которые могут содержать данные разных типов - текст, числа или формулы. Можно ввести зависимости между отдельными ячейками или целыми группами, тогда изменение содержимого одной ячейки приводит к изменению значений в других, зависящих от нее ячейках.

     Если  раньше подобную трудоемкую работу приходилось  выполнять вручную, вооружившись карандашом и листом бумаги или калькулятором, то теперь с помощью электронной таблицы можно быстро составить таблицу, выполнить большой объем повторяющихся вычислений и распечатать ее.

     Электронная таблица имеет прямоугольную  форму и состоит из ячеек, образуемых пересечением строк и столбцов. 
 

     5. Функциональные характеристики ПК

     Основными функциональными характеристиками персонального компьютера являются:

      - производительность, быстродействие, тактовая частота. Производительность современных ЭВМ измеряют обычно в миллионах операций в секунду;

      - разрядность микропроцессора и кодовых шин интерфейса. Разрядность — это максимальное количество разрядов двоичного числа, над которым одновременно может выполняться машинная операция, в том числе и операция передачи информации; чем больше разрядность, тем, при прочих равных условиях, будет больше и производительность ПК;

     - типы системного и локальных интерфейсов. Разные типы интерфейсов обеспечивают разные скорости передачи информации между узлами машины, позволяют подключать разное количество внешних устройств и различные их виды;

     - емкость оперативной памяти. Емкость оперативной памяти измеряется обычно в Мбайтах. Многие современные прикладные программы с оперативной памятью, имеющей емкость меньше 16 Мбайт, просто не работают либо работают, но очень медленно;

     - емкость накопителя на жестких магнитных дисках (винчестера). Емкость винчестера измеряется обычно в Гбайтах;

     - тип и емкость накопителей на гибких магнитных дисках. Сейчас применяются накопители на гибких магнитных дисках, использующие дискеты диаметром 3,5 дюйма, имеющие стандартную емкость 1,44 Мб;

     - наличие, виды и емкость кэш-памяти. Кэш-память — это буферная, недоступная для пользователя быстродействующая память, автоматически используемая компьютером для ускорения операций с информацией, хранящейся в более медленно действующих запоминающих устройствах. Наличие кэш-памяти емкостью 256 Кбайт увеличивает производительность персонального компьютера примерно на 20%;

     - тип видеомонитора и видеоадаптера;

     - наличие и тип принтера;

     - наличие и тип накопителя на компакт дисках CD-ROM;

     - наличие и тип модема;

     - наличие и виды мультимедийных аудиовидео-средств;

     - имеющееся программное обеспечение и вид операционной системы;

     - аппаратная и программная совместимость с другими типами ЭВМ. Аппаратная и программная совместимость с другими типами ЭВМ означает возможность использования на компьютере, соответственно, тех же технических элементов и программного обеспечения, что и на других типах машин;

     - возможность работы в вычислительной сети;

     - возможность работы в многозадачном режиме. Многозадачный режим позволяет выполнять вычисления одновременно по нескольким программам (многопрограммный режим) или для нескольких пользователей (многопользовательский режим);

     - надежность. Надежность — это способность системы выполнять полностью и правильно все заданные ей функции;