microbik.ru
1

Программное обеспечение ЭВМ. (2 часа)


Основная цель данного урока: дать учащимся основные понятия программного обеспечения ЭВМ, классификацию программного обеспечения, примеры программ.



Цель урока: дать учащимся основные понятия программного обеспечения ЭВМ, классификацию программного обеспечения, примеры программ.

Ход урока:

Опрос- тест «Устройство ЭВМ»

Объяснение нового материала.

Программное обеспечение компьютера можно разделить на операционную систему и прикладное программное обеспечение.

^ Операционная система обеспечивает функционирование и взаи­мосвязь всех компонентов компьютера и предоставляет пользователю доступ к его аппаратным возможностям. Внутренняя структура современных операционных систем достаточно сложная.

Операционная система является базовой и необходимой составляющей программного обеспечения компьютера (software). Операци­онная система обеспечивает управ­ление всеми аппаратными компонентами компьютера (hardware). Другими словами, операционная система обеспечивает функционирование и взаимосвязь всех компонентов компьютера, а также предоставляет пользователю доступ к его аппаратным возможностям.

К системному блоку компьютера подключаются через специальные согласующие платы (контроллеры) периферийные устройства (дисковод, принтер и т. д.). Каждое периферийное устройство обрабатывает информацию по-разному и с различной скоростью, поэтому необходимо программно согласовать их работу с работой процессора. Для этого в составе операционной системы имеются специальные программы — драйверы устройств. Каждому устройству соответствует свой драйвер.

Процесс работы компьютера в определенном смысле сводится к обмену файлами между периферийными устройствами, т. е. необходимо уметь управлять файловой системой. Ядром операционной системы является программа, которая обеспечивает управление файловой системой.

Пользователь общается с компьютером через устройства ввода информации (клавиатура, мышь). После ввода команды операционной системы специальная программа, которая называется командный процессор, расшифровывает команды и исполняет их.

Процесс общения пользователя с компьютером должен быть удобным. В состав современных операционных систем (Windows) обязательно входят модули, создающие графический интерфейс.

Таким образом, в структуру операционной системы входят следующие модули:

  • базовый модуль, управляющий файловой системой;

  • командный процессор, расшифровывающий и выполняющий команды;

  • драйверы периферийных устройств;

  • модули, обеспечивающие графический интерфейс.

Файлы операционной системы находятся на диске (жестком или гибком). Однако программы могут выполняться, только если они находятся в оперативной памяти, поэтому файлы операционной системы необходимо загрузить в оперативную память.

Все файлы операционной системы не могут одновременно находиться в оперативной памяти, т. к. объем современных операционных систем составляет десятки мегабайт. Для функционирования компьютера обязательно должны находиться в оперативной памяти базовый модуль, командный процессор и драйверы подключенных устройств. Модули операционной системы, обеспечивающие графический интерфейс, могут быть загружены по желанию пользователя. В операционной системе windows выбор варианта загрузки представлен в виде меню.

После включения компьютера производится загрузка операционной системы в оперативную память, т. е. выполняется программа загрузки. Однако для того чтобы компьютер выполнял какую-нибудь программу, эта программа должна уже находиться в оперативной памяти. Выход из этого противоречия состоит в последовательной, поэтапной загрузке.

В соответствии с английским названием этого процесса — bootstrep, — система как бы «поднимет себя за шнурки ботинок». В системном блоке компьютера находится ПЗУ (BIOS), в котором содержатся программы тестирования компьютера и первого этапа загрузки операционной системы. После включения компьютера эти программы начинают выполняться, причем информация о ходе этого процесса высвечивается на экране дисплея.

На этом этапе процессор обращается к диску и ищет на определенном месте (в начале диска) наличие очень небольшой программы-загрузчика ВООТ. Программа-загрузчик считывается в память, и ей передается управление. В свою очередь она ищет на диске базовый модуль операционнoй системы, загружает его в память и передает ему управление.

В состав базового модуля операционной системы входит основной загрузчик, который ищет остальные модули операционной системы и загружает их в оперативную память.

В случае, если в дисковод вставлен несистемный диск или диск вообще отсутствует, на экране дисплея появляется соответствующее сообщение.

Вышеописанная процедура запускается автоматически при включении питания компьютера (так называемый «холодный» старт), однако часто используется процедура «перезагрузки» операционной системы («горячий» старт), которая происходит по нажатию на кнопку reset или одновременного нажатия на клавиши + + .

После окончания загрузки операционной системы управление передается командному процессору, на экране появляется приглашение системы, например, <С>.

Система готова к работе, т. е. пользователь может начинать вводить команды операционной системы, а командный процессор их расшифровывать и выполнять. В случае использования графического интерфейса выбор действий (команд) производится с помощью мыши. В процессе выполнения команд осуществляется   взаимодействие всех модулей операционной системы, причем необходимые в данный момент дополнительные модули могут подгружаться с диска.

Команды операционной системы — это фактически программы на машинном языке, которые размещены в файле командного процессора. Поскольку эти программы размещены непосредственно в оперативной памяти, они могут выполняться сразу (без обращения к диску). Такие команды (программы) называются резидентными.

Однако набор таких программ и их возможности ограничены. Для расширения возможностей пользователя в операционную систему вводятся дополнительные модули (программы), которые реализуют выполнение транзитных команд. После ввода транзитной команды происходит считывание с диска в оперативную память соответствующего файла (обычно одноименного), которому и передается управление.

Существует несколько наиболее распространенных операционных систем, каждая из которых ориентирована на определенное семейство процессоров и, соответственно, компьютеров.

RT-11 (Real time system — Система реального времени). Операционная система RТ-11 была разработана в 1972 году фирмой DЕС для семейства малых ЭВМ РDР-11. На базе этой системы в СССР были разработаны версии этой системы (РАФОС, ОС ДВК, ФОДОС), которые использовались на мини-ЭВМ СМ-4, персональных ЭВМ ДВК и в школьных компьютерных классах УКНЦ  и БК-0011

СР/М (Control Program for Microcomputer — Управляющая программа для микрокомпьютеров). Одна из первых операционных систем для персональных компьютеров. Она разработана в 1975 году и использовалась на компьютерах «Ямаха» и «Корвет» (процессор 280), IВМ РС/ХТ (процессор 8086).

MSX-DOS Операционная система MSX-DOS была разработана для 8-разрядных (процессор Z80) компьютеров стандарта MSX в середине 80-х годов. Использовалась на недорогих компьютерах типа «Ямаха».

MS-DOS (Microsoft Disk Operation Sistem — Дисковая операционная система Microsoft). Операционная система MS-DOS была разработана в начале 80-х годов для работы на компьютерах IВМ РС/ХТ, созданных на базе процессора 8086 фирмы Intel MS-DOS была наиболее распространенной операционной системой с интерфейсом командной строки, которая устанавливалась на компьютерах, созданных на базе процессоров 80 286, 80 386, 80 486, Pentium.

^ WINDOWS

Прикладное программное обеспечение можно разделить на две группы программ: средства разработки и приложения.

Средства разработки — это инструменты программиста. Традиционными средствами разработки являются алгоритмические (процедурные) языки программирования. Основой систем программирования является транслятор. Трансляторы языков программирования, т. е. программы, обеспечивающие перевод исходного текста программы на машинный язык (объектный код), бывают двух типов: интерпретаторы и компиляторы.

Интерпретатор — это транслятор, который обеспечивает после­довательный синхронный «перевод» и выполнение каждой строки программы, причем при каждом запуске программы на выполнение вся процедура полностью повторяется. Достоинством интерпретатора является удобство отладки программы в интерактивном режиме, а недостатком — малая скорость работы.

Компилятор — это транслятор, который переводит текст программы целиком на машинный язык, в результате чего получается исполняемая программа. Получаемый загрузочный модуль обычно выполняется быстрее интерпретируемой программы.

Современные системы объектно-ориентированного визуального программирования позволяют сделать процесс программирования более наглядным за счет использования графического интерфейса.

Системы логического программирования реализуют декларативный способ представления знаний, когда программист лишь формулирует задачу с помощью фактов и правил. Система логического программирования с помощью механизма логического вывода получает все возможные следствия, т. е. ищет решение задачи.

Системы управления базами данных (СУБД) позволяют создавать, редактировать и модифицировать базы данных.

Системы компьютерной графики позволяют создавать и редактировать изображения, а также создавать анимацию.

Системы автоматизированного проектирования (САПР) позволяют разрабатывать проекты и создавать чертежи и схемы различных объектов (машин и механизмов, зданий, электронных схем и т. д.).

Инструментальные средства создания WEB-страниц на основе НТМL (Нуреr Техt Маrkир Language) используются большим количеством профессионалов (WEB- мастеров) и просто пользователей сети для разработки WEB-страниц.

Приложения — это программы для пользователя. Наибольшее количество пользователей работает с офисными приложениями, к которым относятся текстовый редактор, электронные таблицы, графический редактор и системы подготовки презентаций. Квалифицированный пользователь может также создавать простые базы данных и работать с ними.

Для работы во всемирной компьютерной сети Интернет используются специальные сетевые приложения, такие, как браузеры, позволяющие «путешествовать» по «Всемирной паутине», почтовые программы, необходимые для работы с почтой и доступа к телеконференциям, и некоторые другие.

Важнейшей частью прикладного программного обеспечения являются различные утилиты (антивирусные программы, архиваторы и т. д.). Все большее количество пользователей использует обучающие программы для самообразова­ния или в учебном процессе. Прежде всего, это программы обучения иностранным языкам, истории, географии и т. д.

Большую пользу приносят различные мультимедиа-энциклопедии и справочники на CD-ROM, которые содержат огромный объем информации и средства быстрого поиска.

Программы распознавания текста позволяют преобразовывать отсканированные страницы текста из графического формата в текстовый формат.

Программы-переводчики позволяют производить автоматический перевод текстов с русского на иностранные языки или, наоборот, с иностранных языков на русский.

Компьютерные игры бывают самых различных типов (логические, стратегические и т. д.).

Структура программного обеспечения компьютера (в скобках приведены примеры широко распространенных программ соответствующих типов).

  1. Операционная система (Windows)

  2. Прикладное программное обеспечение

    1. Средства разработки

      1. Системы процедурного (алгоритмического) программирования, трансляторы языков программирования

        1. Интерпретаторы (QBasik)

        2. Трансляторы (Turbo Pascal)

      2. Системы объектно-ориентированного визуального программирования (VisualBasik, Delphi)

      3. Системы логического (декларативного) программирования (Пролог)

      4. Системы управления базами данных (dВаsе, Ассеss)

      5. Системы компьютерной графики (СоrеlDraw, Animator Pro)

      6. Системы  автоматизированного проектирования (АutoCad.)

      7. Средства создания WEB-страниц (FrontPade)

    2. Приложения

      1. Офисные   приложения (Microsoft Office)

        1. Текстовый    редактор (Word)

        2. Электронные таблицы (Ехсеl)

        3. Графический редактор (Photoshp)

        4. Мультимедиа-презентации (PowerPoint)

      2. Базы данных (Works)

      3. Сетевые приложения (Internet Explorer, Nestcape Communication)

      4. Утилиты

        1. Антивирусные программы (dr. Web)

        2. Архиваторы (WinRAR, WinZIP)

      5. Обучающие программы

      6. Энциклопедии, справочники

      7. Программы   распознавания текста (FineReader)

      8. Программы — переводчики с иностранных языков (Stylus, Sokrat)

      9. Игры

Закрепление- опрос.

 д/з: конспекты