Все лекции по ИТ / понятие аппарато-програмной системы

§1. Понятие аппаратно- программной системы.

Каждый специалист, занимающийся обслуживанием персональных компьютеров, дол­жен хорошо представлять себе взаимосвязь между аппаратными средствами и про­граммным обеспечением.

На заре вычислительной техники главное внимание уделялось аппаратуре. Первые программы создавались для конкретных компьютеров, программное обеспечение, как правило, запаздывало в своем развитии по отношению к аппаратуре и зачастую носило вторичный характер. С появлением в середине 1970-х годов персональных компьютеров разработчики поняли, что компьютер будет привлека­телен для пользователей лишь при наличии большого выбора программного обеспечения. Вместо программ, ориентированных на конкретные типы машин, необходимо было соз­дать универсальную оболочку, которая управляла бы ресурсами компьютера и запускала на исполнение прикладные программы. При таком подходе они должны были стать перено­симыми, т.е. выполняться на системах с различными аппаратными средствами. Подобные универсальные программные оболочки стали называться операционными системами (ОС). Когда инженеры компании IBM разработали первый персональный компьютер, они вы­брали для него простую операционную систему с пользовательским интерфейсом в виде командной строки. Эту ОС IBM приобрела по лицензии у малоизвестной в то время фир­мы под названием Microsoft. Далее понадобилось множество программ, которые позволяли управлять аппаратными средствами компьютера, изменять их характеристики тестировать и т.д.

Взаимосвязь между аппаратными и программными средствами часто изображаются в виде иерар­хической структуры, показанной на рисунке.

На каждом из уровней иерархии в процессе работы компьютера выполняются свои строго определенные задачи. Таких уровней три- аппаратные средства, BIOS (Basic Input/Output System — базовая система ввода/вывода), ПО.

Ядром иерархии компьютера являются аппаратные средства, поскольку что-то должно исполнять написанные программы. К аппаратным средствам относятся различные электронные компоненты, накопители, платы расширения, источники питания, периферийные устройства и соединяющие их проводники и кабели. К ним же относятся внешние по отношению к системному блоку компьютера компоненты: мониторы, клавиатуры, манипуляторы, принтеры и т.п.

Посылая соответствующие цифровые коды в различные порты ввода/вывода, или записывая их в различные ячейки памяти, можно управлять практически всем, что прямо или косвенно подключено к центральному процессору системы. Однако для того чтобы управлять устройствами, входящими в состав вычислительной системы, на аппаратном уровне, необходимо очень хорошо разбираться их схемотехнике.

Посредником между аппаратными средствами и программами является BIOS- базовая система ввода/вывода.

BIOS — это набор небольших программ (функций BIOS), каждая из которых предназначена для управления одной из основных подсистем компьютера (видео и дисковой системы, клавиатуры и т.п.). Эти функции инициализируется с помощью стандартных вызовов первоначально разработанных фирмой IBM.

Когда необходимо, чтобы BIOS выполнила какую-либо стандартную процедуру, то вызывается соответствующая программа BIOS (операционной системой или программным путем), обслуживающая конкретное устройство в компьютере и разработанная специально для этого устройства. Кроме выполнения функций по обслуживанию аппаратных средств, BIOS при каждом включе­нии компьютера проводит процедуру его самопроверки (POST— Power-On Self-Test). Она необходима для того, чтобы проверить все основные подсистемы компьютера перед по­пыткой загрузить операционную систему.

Поскольку для каждой модели системной платы разрабатывается собственная BIOS, она хранится на самой плате в интегральной микросхеме постоянного запоминающего устройства (ПЗУ или ROM — Read-Only Memory). В новейших системах в качестве «храни­лища» BIOS используется электрически перепрограммируемое постоянное запоминаю­щее устройство (flash-ROM), позволяющее модернизировать BIOS без замены самой мик­росхемы.

Программное обеспечение является очень широким понятием, включающим:

• системное программное обеспечение компьютеров;

• прикладное программное обеспечение, используемое для решения задач любой предметной области (в виде пакетов прикладных программ);

• инструментарий технологии программирования (программное обеспечение сферы производства программ).

Для оптимальной работы компьютера необходимо:

• уметь диагностировать аппаратные составляющие, изменять их характеристики.

• грамотно устанавливать и настраивать программы ,

• разбираться в настройках BIOS setup.

Это позволяет выделить следующие направления курса:

1. Изучение тестовых программ для процессора, жесткого диска, видеокарты и монитора, CD приводов.

2. Изучение программ для оптимизации работы ОС: восстановление данных, настройка реестра и т.д.

3. Изучение настроек BIOS setup.

4. Знакомство с инструментальной средой программирования для разработки программно- аппаратных систем.