Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Беседина_Инф

.pdf
Скачиваний:
6
Добавлен:
22.03.2016
Размер:
399.7 Кб
Скачать

полняя ее ядро, но большинство являются внешними программами и рас- ширяют функции операционной системы. То есть, в разработке служебных программ отслеживаются два направления: интеграция с операционной системой и автономное функционирование.

Классификация служебных программных средств

Диспетчеры файлов (файловые менеджеры).

Средства сжатия данных (архиваторы).

Средства диагностики.

Программы инсталляции (установки).

Средства коммуникации.

Средства просмотра и воспроизведения.

Средства компьютерной безопасности.

Прикладной уровень. Программное обеспечение этого уровня пред- ставляет собой комплекс прикладных программ, с помощью которых вы- полняются конкретные задачи (производственных, творческих, развлека- тельных и учебных). Между прикладным и системным программным обеспечением существует тесная взаимосвязь. Универсальность вычисли- тельной системы, доступность прикладных программ и широта функцио-

нальных возможностей компьютера непосредственно зависят от типа имеющейся операционной системы, системных средств, помещенных в ее ядро и взаимодействии комплекса человекпрограммаоборудование.

Операционная система это комплекс взаимосвязанных системных программ, назначение которого организовать взаимодействие пользова- теля с компьютером и выполнение всех других программ. Операционная система выполняет роль связующего звена между аппаратурой компьюте- ра, с одной стороны, и выполняемыми программами, а также пользовате- лем, с другой стороны.

Операционная система обычно хранится во внешней памяти компью- тера на диске. При включении компьютера она считывается с дисковой памяти и размещается в ОЗУ.

Этот процесс называется загрузкой операционной системы.

В функции операционной системы входит:

осуществление диалога с пользователем;

ввод-вывод и управление данными;

планирование и организация процесса обработки программ;

распределение ресурсов (оперативной памяти и кэша, процессора, внешних устройств);

запуск программ на выполнение;

всевозможные вспомогательные операции обслуживания;

передача информации между различными внутренними устройствами;

программная поддержка работы периферийных устройств (дисплея, клавиатуры, дисковых накопителей, принтера и др.).

11

Операционную систему можно назвать программным продолжением устройства управления компьютера. Операционная система скрывает от пользователя сложные ненужные подробности взаимодействия с аппарату- рой, образуя прослойку между ними.

Загрузчик операционной системы — это специальная программа,

предназначенная для инициирования процесса загрузки операционной системы.

Операционная система исполняет роль своеобразного интерфейса (Интерфейс — совокупность аппаратуры и программных средств, необхо- димых для подключения периферийных устройств к ПЭВМ) между поль- зователем и ВС, т. е. ОС предоставляет пользователю виртуальную ВС.

Операционные системы общего назначения. Различают следующие типы систем общего назначения:

поддерживающие однопрограммный режим работы и диалоговый способ общения;

обеспечивающие пакетную обработку задач в режиме мультипро- граммирования;

операционные системы разделения времени.

Операционные системы специального назначения. К таким систе-

мам относят:

операционные системы, предназначенные для решения задач реаль- ного времени;

для организации работы вычислительных сетей;

и некоторые другие.

История развития ОС

1. Стандарт CP/M

Начало созданию операционных систем для микроЭВМ положила ОС СР/М. Она была разработана в 1974 году, после чего была установлена на многих 8-разрядных машинах.

2. Ms Dos

ОС типа DOS стала доминирующей с появлением 16-разрядных ПЭВМ.

a)отсутствие графической оболочки;

b)однопользовательская ОС;

c)однозадачная ОС;

d)ограничение на имя файла (8 символов + расширение);

e)файловая система FAT.

UNIX — операционная система, которая позволяет осуществить вы- полнение работ в многопользовательском и многозадачном режиме. Наря- ду с системами UNIX широкое распространение получили UNIX-подобные системы.

12

3.Windows

a)многозадачная;

b)многопользовательская операционная система;

c)графический интефейс;

d)в MS Windows для хранения файлов используется модификация файловой системы FAT — VFAT;

e)в ней длина имен файлов и каталогов может достигать 256 симво- лов. При указании имен прописные и заглавные буквы различаются.

4.Linux это операционная система для IBM-совместимых персо- нальных компьютеров и рабочих станций. Это многопользовательская ОС с оконно-графическим интерфейсом. ОС Linux поддерживает стандарты

открытых систем и протоколы сети Интернет и совместима с системами Unix, DOS, MS Windows. Все компоненты системы, включая исходные тек- сты, распространяются с лицензией на свободное копирование и установку для неограниченного числа пользователей. Приведем ее характеристики:

a)многозадачная;

b)многопользовательская;

c)имеется графический интерфейс, однако можно работать и по- средством командной строки (термина);

d)своя файловая система;

e)возможность работы с несколькими рабочими столами;

f)своя файловая структура.

Говоря о системе Linux можно выделить ядро, shell, файловую структуру и утилиты. Ядро сердце системы. Оно содержит програм- мы, которые непосредственно управляют аппаратными средствами ком- пьютера. Shell — это текстовый интерфейс пользователя. Он принимает команды от пользователя и передает их ядру для исполнения.

Классификация прикладного программного обеспечения Текстовые редакторы. Основные функции это ввод и редактирование

текстовых данных. Для операций ввода, вывода и хранения данных текстовые редакторы используют системное программное обеспечение. С этого класса

прикладных программ начинают знакомство с программным обеспечением и на нем приобретают первые навыки работы с компьютером. (Без элементов форматирования текста.) Примеры редакторов: NotePad, KEdit, KWrite.

Текстовые процессоры. Разрешают форматировать, то есть оформ- лять текст. Основными средствами текстовых процессоров являются сред- ства обеспечения взаимодействия текста, графики, таблиц и других объек- тов, составляющих готовый документ, а также средства автоматизации процессов редактирования и форматирования. Примеры: Microsoft Word, OpenOffice.org Writer, Adobe In Copy, LyX, WordExpres.

Разметка текста обычный текст с дополнительными особенностя- ми. Выделяют два типа разметки физический и логический. Программы

13

для разметки: HyperText Markup Language (HTML), использующийся в World Wide Web, xml, TeX и LaTeX.

Графические редакторы. Широкий класс программ, предназначен- ных для создания и обработки графических изображений. Различают три категории:

растровые графические редакторы: Paint, Paint.net, Adobe Photoshop, Paint Shop Pro;

векторные редакторы — Adobe Illustrator, CorelDRAW, Macromedia FreeHand, Xara Xtreme, OpenOffice.org Draw;

3-D редакторы (трехмерная графика) — Alias Maya, 3D Studio MAX, Ulead Cool3D, Production Studio, Adobe Acrobat 3D.

Системы управления базами данных (СУБД). Базой данных называют большие массивы данных, организованные в табличные структуры. Ос- новные функции СУБД:

создание пустой структуры базы данных;

наличие средств ее заполнения или импорта данных из таблиц дру- гой базы;

возможность доступа к данным, наличие средств поиска и фильтраци.

СУБД: Accese, Base, MySQL, MsSQL, Oracle, Sybase Adaptive Server

Anywhere, Sybase PowerBuilder, Линтер.

Электронные таблицы. Предоставляют комплексные средства для хранения разных типов данных и их обработки. Основной акцент смещен на преобразование данных, предоставлен широкий спектр методов для ра- боты с числовыми данными. Основная особенность электронных таблиц состоит в автоматическом изменении содержимого всех ячеек при измене- нии отношений, заданных математическими или логическими формулами. Microsoft Excel, SuperCalc, OpenOffice.org Calc, Numbers.

Системы автоматизированного проектирования (CAD-системы).

Предназначены для автоматизации проектно-конструкторских работ. При- меняются в машиностроении, приборостроении, архитектуре. Кроме гра- фических работ, разрешают проводить простые расчеты и выбор готовых конструктивных элементов из существующей базы данных.

Настольные издательские системы. Автоматизируют процесс вер-

стки полиграфических изданий.

Редакторы HTML (Web-редакторы). Особый класс редакторов, объединяющих в себе возможности текстовых и графических редакторов. Предназначены для создания и редактирования Web-страниц Интернета.

Программы этого класса можно использовать при подготовке электронных документов и мультимедийних изданий.

Браузеры (средства просмотра Web-документов). Программные средства предназначены для просмотра электронных документов, создан- ных в формате HTML. Восроизводят, кроме текста и графики, музыку, че-

14

ловеческий язык, радиопередачи, видеоконференции и разрешают работать с электронной почтой.

Системы автоматизированного перевода. Различают электронные словари и программы перевода языка.

Электронные словари — это средства для перевода отдельных слов в документе. Используются профессиональными переводчиками, которые самостоятельно переводят текст.

Интегрированные системы делопроизводства. Средства для авто-

матизации рабочего места руководителя. В частности, это функции созда- ния, редактирования и форматирования документов, централизация функ- ций электронной почты, факсимильной и телефонной связи, диспетчериза- ция и мониторинг документооборота предприятия, координация работы подразделов, оптимизация административно-хозяйственной деятельности и поставка оперативной и справочной информации.

Бухгалтерские системы. Имеют функции текстовых, табличных ре- дакторов и СУБД. Предназначены для автоматизации подготовки началь- ных бухгалтерских документов предприятия и их учета, регулярных отче- тов по итогам производственной, хозяйственной и финансовой деятельно- сти в форме, приемлемой для налоговых органов, внебюджетных фондов и органов статистического учета.

Финансовые аналитические системы. Используют в банковских и биржевых структурах. Разрешают контролировать и прогнозировать си- туацию на финансовых, торговых рынках и рынках сырья, выполнять ана- лиз текущих событий, готовить отчеты.

Экспертные системы. Предназначены для анализа данных, содер- жащихся в базах знаний и выдачи результатов, при запросе пользователя. Такие системы используются, когда для принятия решения нужны широ- кие специальные знания. Используются в медицине, фармакологии, химии, юриспруденции. С использованием экспертных систем связана область науки, которая носит название инженерии знаний.

Геоинформационные системы (ГИС). Предназначены для автомати-

зации картографических и геодезических работ на основе информации, по- лученной топографическим или аэрографическим методами.

Системы видеомонтажа. Предназначены для цифровой обработки видеоматериалов, монтажа, создания видеоэффектов, исправления дефек- тов, добавления звука, титров и субтитров. Отдельные категории пред- ставляют учебные, справочные и развлекательные системы и программы. Характерной особенностью являются повышенные требования к мульти- медийной составляющей.

Инструментальные языки и системы программирования. Эти сред-

ства служат для разработки новых программ. Компьютер «понимает» и может выполнять программы в машинном коде. Каждая команда при этом имеет вид последовательности нулей и единиц. Писать программы на машинном языке

15

крайне неудобно. Поэтому программы разрабатываются на языке, понятном человеку (инструментальный язык или алгоритмический язык программиро- вания), после чего, специальной программой, которая называется транслято- ром, текст программы переводится (транслируется) на машинный код.

Трансляторы бывают двух типов:

интерпретаторы,

компиляторы.

Интерпретатор читает один оператор программы, анализирует его и сра- зу выполняет, после чего переходит к обработке следующего оператора.

Компилятор сначала читает, анализирует и переводит на машинный код всю программу и только после завершения всей трансляции эта про- грамма выполняется.

Инструментальные языки делятся на языки низкого уровня (близкие к машинному языку) и языки высокого уровня (близкие к человеческим язы- кам). К языкам низкого уровня принадлежат ассемблеры, а высокого — Pascal, Basic, C/C++, языки баз данных и т. д. В систему программирова- ния, кроме транслятора, входит текстовый редактор, компоновщик, биб- лиотека стандартных программ, отладчик, визуальные средства автомати- зации программирования. Примерами таких систем являются Delphi, Visual Basic, Visual C++, Visual FoxPro и др.

Тема 4 ПРИНЦИПЫ ОРГАНИЗАЦИИ И ХРАНЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ

Информация хранится на внешних запоминающих устройствах. Это могут быть жесткие диски, CD, DVD, гибкие диски, флеш-накопители и др. Прежде чем записывать информацию на носитель его необходимо под- готовить для записи создать на нем структуру.

Можно выделить два понятия: физический диск непосредственно само устройство и логический диск это либо весь диск, либо его часть, предназначенная для хранения определенного объема информации. В ОС Windows обозначается заглавными латинским буквами.

Для того, чтобы на диске можно было хранить информацию он дол- жен быть отформатирован, т. е. на нем должна быть создана физическая и логическая структура диска. Форматирование состоит в создании на диске концентрических дорожек, которые в свою очередь делятся на сектора. Для этого ставятся пометки в определенных частях диска. При записи ин- формации на диск будет занято всегда целое количество секторов. Для же- стких дисков минимальный адресный элемент кластер, который может включать несколько секторов.

Информация записывается в произвольном порядке. Если информа- ция попадает на поврежденные сектора, то она не считывается.

16

Существует два типа форматирования:

полное,

быстрое.

Полное форматирование включает в себя как физическое форматирова- ние, т. е. проверку качества магнитного покрытия и разметку на дорожки и секторы, так и логическое создание разметки для сохранения информации.

После форматирования информация, хранящаяся на диске уничтожается. Фрагменты файла могут храниться в разных, удаленных друг от друга кластерах из-за этого может замедляться скорость обмена данными. Фраг- ментация данных возрастает с течением времени. Это приводит к износу

жесткого диска. Поэтому рекомендуют проводить дефрагментацию. Дефрагментация процесс, при котором файлы записываются в

кластеры, последовательно идущие друг за другом.

Существует довольно много разных файловых систем, которые отли- чаются друг от друга внутренним устройством, однако везде имеется структура из вложенных каталогов и файлов.

Файловые системы различаются:

скоростью доступа,

надежностью хранения данных,

степенью устойчивости при сбоях,

некоторыми дополнительными возможностями.

Современные операционные системы поддерживают несколько типов файловых систем. Помимо файловых систем, используемых для хранения данных на жестком диске, есть также файловые системы CD и DVD и пр.

Важное свойство файловых систем поддержка ж у р н а л и р о в а н и я.

Такая файловая система ведет постоянный учет всех операций записи на диск. Благодаря этому после сбоя электропитания файловая система всегда автоматически возвращается в рабочее состояние.

Существует несколько файловых систем:

для WINDOWS —FAT12, FAT16, FAT32, NTFS;

для Linux Ext2, Ext3.

Для упорядочения информации служат каталоги (директории) — часть логического диска, предназначенная для хранения определенного объема информации.

Активный каталог каталог с которым в данный момент идет работа. Файл определенное количество информации, имеющее имя и хра-

нящееся во внешней памяти (проименованная последовательность байтов). Основное назначение файла — хранение информации. Файл имеет

следующие параметры:

имя,

расширение (тип),

дату создания,

17

дату модификации,

атрибуты.

Формат файла способ которым данные организованы в байты.

Атрибуты определяют возможность изменения файла различными пользователями. Выделяют три группы: пользователь, группа, все. Для ка- ждой группы определяют следующие разрешения: читать, править, все.

Расширения :

Программа exe, com

Текст txt, doc, pdf, rtf

Графика bmp, jif, jpg, tif

Звук wav, mid, Mp3

Видео avi

Интернет html

Электронные таблицы xls

Архивы zip, rar, arj

Числовые данные хранятся в компьютере в двоичном формате с фик- сированной запятой, если они целые, и в двоичном формате с плавающей запятой, если числа вещественные.

Текстовые файлы — наиболее распространенный тип. Для хранения каждого символа чаще всего отводится один байт, а кодирование тексто- вых файлов выполняют с помощью специальных таблиц, в которых каж- дому символу соответствует определенное число от 0 до 25556 символов.

Числа от 0 до 32 используются для кодирования операций (перевод строки, ввод пробела и т. д.).

Числа от 33 до 127 — для кодировки латинского алфавита, цифр, зна- ков арифметических операций, знаков препинания. Коды с 128 по 255 яв- ляются национальными, т. е. в национальных кодировках одному и тому же коду отвечают различные символы.

Файл, для кодировки которого используется только 128 первых чисел, на-

зывается ASCII-файлом (сокращение от American Standard Code for Information Interchange — американский стандартный код для обмена инфор- мацией), но в таком файле не могут быть представлены буквы, отличные от ла- тиницы (в том числе и русские). Большинство национальных алфавитов можно закодировать с помощью восьмибитной таблицы. Для русского языка наиболее популярны на данный момент три кодировки: Koi8-R, Windows-1251.

Такие языки, как китайский, содержат значительно больше 256 симво- лов, поэтому для кодирования каждого из них используют несколько байтов. Для экономии места зачастую применяется следующий прием: некоторые символы кодируются с помощью одного байта, в то время как для других ис- пользуются два или более байтов. Одной из попыток обобщения такого под- хода является стандарт Unicode, в котором для кодирования символов ис- пользуется диапазон чисел от нуля до 65 536. Такой широкий диапазон по- зволяет представлять в численном виде символы любого языка.

18

Хранение изображения

В видеопамяти находится двоичная информация об изображении, вы- водимом на экран. Почти все создаваемые, обрабатываемые или просмат-

риваемые с помощью компьютера изображения можно разделить на две большие части — растровую и векторную графику.

Растровые изображения представляют собой однослойную сетку то- чек, называемых пикселами (pixel, от англ. picture element). Код пиксела содержит информацию о его цвете и положении.

Для черно-белого изображения (без полутонов) пиксел может принимать только два значения: белый и черный (светится — не светится), а для его ко- дирования достаточно одного бита памяти: 1 — белый, 0 — черный. Для ко- дирования цветных изображений используют 8-битные, 16 и 32-битные.

Существует несколько цветовых схем, основанных на различных спо- собах восприятия цвета. В целом их все можно поделить на два типа: схе- мы представления цвета от излучаемого и отраженного света.

Система RGB. «Красный, зеленый, синий» RGB red / green / blue. Черный цвет в схеме отсутствует, так как его заменяет цвет черного экрана. Эта система цветов называется аддитивной (additive), что в грубом переводе означает «складывающая / дополняющая». Иными словами, мы берем черный цвет (отсутствие цвета) и добавляем к нему первичные цве- та, складывая их друг с другом до белого цвета.

RGB не используется для печати на бумаге, вместо нее существует CMYK—цветовое пространство.

Система CMYK. «Голубой—пурпурный—желтый» (CMY) cyan / magenta / yellow и K (blacK) — обозначающая черный цвет. Белый цвет в схеме отсутствует, так как его мы и так имеем — это цвет бумаги. В тех местах, где нужен белый цвет, краска просто не наносится. Значит отсут- ствие цвета в схеме CMYK соответствует белому цвету. Эта система цве- тов называется субтрактивной (subtractive), что в грубом переводе означает «вычитающая / исключающая». Удаление всех цветов — черный.

Значения цветов в RGB и CMYK сильно различаются.

Форматы растровых графических файлов

1.Сжатие без потерь:

a)PNG (Portable Network Graphics);

b)GIF (Graphics Interchange Format);

c)BMP.

2.Сжатие с потерями:

a)JPEG;

b)TIFF.

Ве́кторная гра́фика это использование геометрических примити- вов таких, как точки, линии, сплайны и многоугольники, для представле- ния изображений в компьютерной графике. Термин используется в проти- воположность к растровой графике, которая представляет изображения как матрицу пикселей (точек). Изображение хранится как формула.

19

Преимущества этого способа описания графики над растровой графикой.

Минимальное количество информации передаётся намного мень- шему размеру файла (размер не зависит от величины объекта).

Можно бесконечно увеличить объект.

При увеличении или уменьшении объектов толщина линий может быть постоянной.

Параметры объектов хранятся и могут быть изменены.

У векторной графики есть два фундаментальных недостатка.

Не каждый объект может быть легко изображен в векторном виде. Кроме того, количество памяти и времени на отображение зависит от чис- ла объектов и их сложности.

Перевод векторной графики в растр достаточно прост. Но обрат- ного пути, как правило, нет трассировка растра обычно не обеспечивает высокого качества векторного рисунка.

Кодирование звука

Звук — это колебания воздуха. Если преобразовать звук в электриче- ский сигнал (например, с помощью микрофона), мы увидим плавно изме- няющееся с течением времени напряжение. Для компьютерной обработки такой — аналоговый — сигнал нужно каким-то образом преобразовать в по- следовательность двоичных чисел. Для этого используется дискретезация —

измеряется напряжение через равные промежутки времени и записываются полученные значения в память. Устройство выполняющее данное преобра- зование называется аналого-цифровым преобразователем (АЦП). Для того чтобы воспроизвести закодированный таким образом звук, нужно выпол- нить обратное преобразование (для него служит цифро-аналоговый преоб- разователь — ЦАП), а затем сгладить получившийся ступенчатый сигнал.

Чем выше частота дискретизации (т. е. количество отсчетов за секун- ду) и чем больше разрядов отводится для каждого отсчета, тем точнее бу- дет представлен звук. Но при этом увеличивается и размер звукового фай- ла. Поэтому в зависимости от характера звука, требований, предъявляемых

кего качеству и объему занимаемой памяти, выбирают некоторые ком- промиссные значения.

Тема 5 ЗАЩИТА ИНФОРМАЦИИ

Защита информации:

1.От несанкционированного доступа.

2.От потерь:

от вирусов,

случайного удаления,

сбоев в работе устройств.

Дадим краткую характеристику этим вопросам.

20

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]