11. Устройства ввода-вывода данных, их разновидности и основные характеристики

Устройства ввода: клавиатура; сканеры: для текстовой и графической информации; графические планшеты: для ввода графической информации без промежуточной фиксации её на бумаге (она рисуется на специальном планшете световым пером); манипулятор мышь; манипулятор джойстик – наклоны ручки эквивалентны перемещению мыши; цифровыевидеокамеры и фотоаппараты; микрофон и звуковой адаптер.

Устройства вывода: монитор. Адаптер – устройство для соединения устройств с разными способами представления информации; Контроллер – устройство для сопряжения разных устройств и управления их работой. Принтеры – матричные, струйные, лазерные. Различаются по способу печати. Плоттеры : выводят документы больших размеров (чертежи, плакаты и т. п.);Акустические стереоколонки.

12. Классификация программного обеспечения. Виды программного обеспечения и их характеристики

Программное обеспечение - совокупность программ системы обработки информации и программных документов, необходимых для эксплуатации этих программ.

Системное программное обеспечение - это комплекс программ, которые обеспечивают эффективное управление компонентами вычислительной системы, такими как процессор, оперативная память, каналы ввода-вывода.

Классификация прикладного ПО:

Системное ПО - совокупность программ для управления аппаратурой компьютера и обеспечения работы прикладных программ: Базовое ПО - совокупность программ, обеспечивающих работу компьютера. Служебное (сервисное) ПО (утилиты) - совокупность программ, расширяющих базовое ПО.

Прикладное ПО - совокупность программ для решения прикладных задач (задач пользователя): Прикладное ПО общего назначения - совокупность программ для решения общих универсальных задач. Эти программы используются большинством пользователей компьютера. Прикладное ПО специального (профессионального) назначения - совокупность программ для решения более узких задач и профессиональных задач различных предметных областей (архитектуры, строительства, музыкальной и киноиндустрии).

Инструментальное ПО - совокупность программ, которые используют при разработке программ прикладного и системного ПО: Трансляторы: для перевода программы в машинный код; отладчики (дебаггеры): для поиска ошибок в программе. Библиотеки: содержат процедуры и функции, которые могут использовать программисты в своих программах

13. Понятие системного программного обеспечения. Операционные системы

Программное обеспечение - совокупность программ, процедур и правил, обеспечивающих взаимодействие аппаратных средств, а также взаимодействие пользователя с вычислительной системой. Программное обеспечение вычислительной машины функционирует на нескольких связанных между собой уровнях, образующих иерархию, в которой каждый последующий уровень базируется на программном обеспечении предшествующих уровней.

Операционная система (ОС) - комплекс системных программ, расширяющий возможности вычислительной системы, а также обеспечивающий управление её ресурсами, загрузку и выполнение прикладных программ, взаимодействие с пользователями.

Основные функции (простейшие ОС): Загрузка приложений в оперативную память и их выполнение. Стандартизованный доступ к устройства ввода-вывода. Управление оперативной памятью (распределение между процессами, виртуальная память).Управление доступом к данным на энергонезависимых носителях (таких как жёсткий диск, компакт-диск и т. д.)

Дополнительные функции ОС: Многозадачность.Взаимодействие между процессами: обмен данными, взаимная синхронизация. Защита самой системы, а также пользовательских данных и программ от действий пользователей. Разграничение прав доступа и многопользовательский режим работы (аутентификация, авторизация).

14. Служебное (сервисное) программное обеспечение

Сервисное программное обеспечение - это совокупность программных продуктов, предоставляющих пользователю дополнительные услуги в работе с компьютером и расширяющих возможности операционных систем.

По функциональным возможностям сервисные средства можно подразделить на средства:

· улучшающие пользовательский интерфейс;

· защищающие данные от разрушения и несанкцио-нированного доступа;

· восстанавливающие данные;

· ускоряющие обмен данными между диском и ОЗУ:

· средства архивации и разархивации;

· антивирусные средства.

15. Файловая структура операционной системы. Операции с файлами

Файловая система представляет собой определенный порядок расположения файлов на каком-либо носителе информации, на котором эти файлы хранятся. Как всем известно, различного типа файлы могут находиться на компьютерах, мобильных телефонах и других мобильных устройствах. Организация такого хранения определяет формат находящейся информации, способ ее хранения и именования. Все эти параметры отражает файловая структура операционных систем. Каждая конкретная файловая система определяет свойственные только ей: - размер имени файла или папки; - совокупность системных свойств (атрибутов) для каждого типа файлов; - максимально возможный размер файлового раздела. Для некоторых систем возможно и выполнение некоторых опциональных операций над файлами, основными такими опциями являются шифрование и разграничение доступа. Любая файловая структура операционных систем выполняет следующие задачи: - именование файлов; - создает уникальный интерфейс для приложений; - определяет способ соотнесения и отображения логической модели на физическом носителе; - обеспечивает стабильность системы; - содержит в себе определенные сведения, которые необходимы для обеспечения взаимодействия системы с иными ее компонентами (приложениями, сервисами, ядром

int open(char * fname, int flags, mode_t mode)

Эта операция ``открывает'' файл, устанавливая соединение между программойи файлом. При этом программа получает дескриптор файла- целоечисло, идентифицирующее данное соединение. Фактически это индекс в системнойтаблице открытых файлов для данной задачи. Все остальные операции используютэтот индекс для ссылки на файл.

Параметр char * fname задает имя файла.int flags - это битовая маска, определяющая режим открытия файла.Файл может быть открыт только на чтение, только на запись и начтение и запись; кроме того, можно открывать существующий файл,а можно пытаться создать новый файл нулевой длины.Необязательный третий параметр mode используется толькопри создании файла и задает атрибуты этого файла.

off_t lseek(int handle, off_t offset, int whence)

Эта операция перемещает указатель чтения/записи в файле.Параметр offset задает количество байт, на которое нужно сместитьуказатель, а параметр whence - откуда отсчитывать смещение.Предполагается, что смещение можно отсчитывать от начала файла(SEEK_SET), от его конца (SEEK_END) и от текущегоположения указателя (SEEK_CUR). Операция возвращает положениеуказателя, отсчитываемое от начала файла. Таким образом, вызовlseek(handle, 0, SEEK_CUR) возвратит текущее положение указателя,не передвигая его.

int read(int handle, char * where, size_t how_much)

Операция чтения из файла. Указатель where задает буфер,куда нужно поместитьпрочитанные данные; третий параметр указывает, сколько данных надо считать.Система считывает требуемое число байт из файла, начиная с указателячтения/записи в этом файле, и перемещает указатель к концу считаннойпоследовательности. Если файл кончился раньше, считывается столько данных,сколько оставалось до его конца. Операция возвращает количествосчитанных байт. Если файл открывался только для записи, вызов readвозвратит ошибку.

int write(int handle, char * what, size_t how_much)

Операция записи в файл. Указатель what задает начало буфера данных;третий параметр указывает, сколько данных надо записать.Система записывает требуемое число байт в файл, начиная с указателячтения/записи в этом файле, заменяя хранившиеся на в этом месте данные,и перемещает указатель к концу записанного блока. Если файл кончился раньше,его длина увеличивается. Операция возвращает количество записанных байт.

Если файл открывался только для чтения, вызов write возвратит ошибку.

int ioctl(int handle, int cmd, ...); int fcntl(int handle, int cmd, ...)

Дополнительные операции над файлом. Первоначально, по-видимому,предполагалось, что ioctl - это операции над самим файлом,а fcntl - это операции над дескриптором открытого файла,но потом историческое развитие несколько перемешало функции этих системныхвызовов. Стандарт POSIX определяет некоторые операции как наддескриптором, например дублирование (в результате этой операции мы получаемдва дескриптора, связанных с одним и тем же файлом), так и над самим файлом,например, операцию truncate - обрезать файл до заданной длины.В большинстве версий Unix операцию truncate можноиспользовать и для вырезания данных из середины файла. При считывании данныхиз такой вырезанной области считываются нули, а сама эта область незанимает физического места на диске.

Важной операцией является блокировка участков файла.Стандарт POSIX предлагает для этой целибиблиотечную функцию, но в системах семейства Unix этафункция реализована через вызов fcntl.

Большинство реализаций стандарта POSIX предлагает и своидополнительные операции. Так, в Unix SVR4 этими операциямиможно устанавливать синхронную или отложенную запись и т.д.

caddr_t mmap(caddr_t addr, size_t len, int prot, int flags, int handle, off_t offset)

Отображение участка файла в виртуальное адресное пространство процесса.Параметр prot задает права доступа к отображенному участку:на чтение, запись и исполнение. Отображение может происходитьна заданный виртуальный адрес, или же система может выбирать адрес дляотображения сама.