Технические и программные средства обеспечения информационных технологий

1.

МВД РОССИИ
САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра математики и информатики
1

2.

РАБОЧАЯ ЛЕКЦИЯ
по дисциплине «Информатика и информационные технологии в
юридической деятельности»
по специальности 40.03.01 «Юриспруденция»
специализация – уголовно-правовая (узкая специализация деятельность участкового уполномоченного полиции)
Тема 2 «Технические и программные средства обеспечения
информационных технологий»
Лекция 2/1. Техническое и программное обеспечение
информационных технологий.
Обсуждена на заседании ПМС кафедры
«04» сентября2019
протокол № 1
2

3. Целевая установка: 1. Дать классификацию вычислительной технике. 2. Рассмотреть архитектуру ПК. 3. Рассмотреть устройства

ввода-вывода.
Вопросы лекции
1.Классификация и архитектура персонального
компьютера.
2.Устройство персонального компьютера.
3.Общая характеристика программного обеспечения.
4.Системное программное обеспечение.
3

4. Литература Основная: 1. Государственная программа Российской Федерации «Информационное общество (2011-2020)» от 20 октября 2010

№ 1815-р
2. Симонович С. В. Информатика. Базовый курс. – СПб., Питер, 2014
3. Парфенов Н.П., Пономаренко А.В. Информатика и информационные
технологии в профессиональной деятельности: учебное пособие. СПб:
Изд-во СПбУ МВД России, 2014
Дополнительная
1. Начальный курс информатики. Часть 1: учеб.пособие / В.А.
Лопушанский, А.С. Борсяков, В.В. Ткач, С.В. Макеев; Воронеж. гос. ун-т
инж. технол. – Воронеж: ВГУИТ, 2013. (КФ)
2. Советов Б.Я., Цехановский В.В. Базы данных: теория и практика:
учебник для бакалавров. – М: Изд-во Юрайт 2014.
3. Советов Б.Я., Цехановский В.В. Информационные технологии: учебник
для бакалавров. – М: Изд-во Юрайт. 2013
4. Материалы по теме 2(электронный вариант).
4

5. 1. Классификация и архитектура персонального компьютера

Принципы фон Неймана
1. Принцип двоичного кодирования. Это означает, что вся
информация в компьютере передается и хранится в двоичном виде.
2. Принцип программного управления. Тут речь идет о том, что
программа представляет собой набор команд, которые процессор
выполняет автоматически и в определенной последовательности.
3. Принцип однородности памяти. Разнотипная информация
различается по способу использования, а не по способу
кодирования.
4. Принцип адресности. Информация размещается в ячейках
памяти, которые имеют точный адрес. Зная адрес, ЦП может
получить доступ к нужной информации в любой момент времени.
5

6. 1. Классификация и архитектура персонального компьютера

Классификация средств вычислительной техники
Классификационные
признаки
По функциональным
возможностям и
характеру
решаемых
задач
По способу
организации
вычислительного
процесса
По архитектурным
особенностям
и вычислительной
мощности
6

7. 1. Классификация и архитектура персонального компьютера

По способу организации вычислительного процесса ЭВМ
подразделяются на многопроцессорные и однопроцессорные, а
также параллельные и последовательные.
7

8. 1. Классификация и архитектура персонального компьютера

По уровню специализации ЭВМ выделяют:
универсальные (общего назначения) ЭВМ;
проблемно-ориентированные ЭВМ;
специализированные ЭВМ.
Универсальные ЭВМ предназначены для решения самых разных
инженерно-технических задач, отличающихся сложностью
алгоритмов и большим объемом обрабатываемых данных.
Проблемно-ориентированные ЭВМ предназначены для решения
более узкого круга задач, связанных с регистрацией, накоплением и
обработкой небольших объемов данных.
Специализированные ЭВМ используются для решения узкого
круга задач (микропроцессоры и контроллеры, выполняющие
функции управления техническими устройствами).
8

9. 1. Классификация и архитектура персонального компьютера

По вычислительной мощности и габаритам:
9

10. 1. Классификация и архитектура персонального компьютера

Суперкомпьютеры – это самые мощные по быстродействию и
производительности вычислительные машины. К суперЭВМ относятся
“Cray” и “IBM SP2” (США). Используются для решения
крупномасштабных вычислительных задач и моделирования, для сложных
вычислений в аэродинамике, метеорологии, физике высоких энергий,
также находят применение и в финансовой сфере.
Большие машины или мейнфреймы (Mainframe). Мейнфреймы
используются в финансовой сфере, оборонном комплексе, применяются
для комплектования ведомственных, территориальных и региональных
вычислительных центров.
Средние ЭВМ широкого назначения используются для управления
сложными технологическими производственными процессами.
Мини-ЭВМ ориентированы на использование в качестве управляющих
вычислительных комплексов, в качестве сетевых серверов.
Микро - ЭВМ — это компьютеры, в которых в качестве центрального
процессора используется микропроцессор. К ним относятся встроенные
микро – ЭВМ (встроенные в различное оборудование, аппаратуру или10
приборы) и персональные компьютеры PC.

11. 1. Классификация и архитектура персонального компьютера

Персональные компьютеры (ПК) являются наиболее
массовыми и широко используемыми ЭВМ. Несмотря на свои
небольшие размеры, они вобрали в себя все черты ЭВМ и
полностью отражают ее архитектуру и принципы построения. На
базе этого класса ЭВМ строятся автоматизированные рабочие места
(АРМ) для специалистов различного уровня, используются как
средство обработки информации в информационных системах. В
дальнейшем при рассмотрении аппаратных и программных средств
будем вести речь только о персональных компьютерах.
11

12. 1. Классификация и архитектура персонального компьютера

Причины успеха персональных компьютеров
• невысокая стоимость компьютеров (как правило, от нескольких сотен до десяти
тысяч долларов) и их сравнительная выгодность для многих деловых применений
по сравнению с большими ЭВМ и мини ЭВМ;
• простота использования, обеспеченная с помощью диалогового способа
взаимодействия c компьютером, удобных и понятных интерфейсов программ
(меню, подсказки, «помощь» и т д );
• возможность индивидуального взаимодействия с компьютером, без каких либо
посредников и ограничений;
• относительно высокие возможности по переработке информации (типичная
скорость — несколько миллионов операций в секунду, емкость оперативной
памяти — от нескольких сотен Кбайт до сотен Мбайт, емкость жестких дисков —
несколько от нескольких сотен Мбайт до десятков Гбайт);
• высокая надежность и простота ремонта, основанные на интеграции
компонентов компьютера;
• возможность расширения и адаптации к особенностям применения
компьютеров - один и тот же компьютер может быть оснащен различными
периферийными устройствами и разным программным обеспечением.
12

13. 1. Классификация и архитектура персонального компьютера

С 1999 года для классификации ПК используется международный
сертификационный стандарт – спецификация РС99. В соответствии с
этой спецификацией ПК делятся на следующие группы:
• массовые ПК (Consumer PC);
• деловые ПК (Office PC);
• портативные ПК (Mobile PC);
• рабочие станции (WorkStation);
• развлекательные ПК (Entertaiment PC).
Большинство ПК относится к массовым и включают стандартный
(минимально необходимый) набор аппаратных средств.
Деловые ПК включают минимум средств воспроизведения графики и
звука.
Портативные ПК отличаются наличием средств коммуникации
отдаленного доступа.
Рабочие станции отвечают повышенным требованиям к объемам памяти
устройств хранения данных.
Развлекательные ПК ориентированы на высококачественное
13
воспроизведение графики и звука.

14. 1. Классификация и архитектура персонального компьютера

Архитектура современных компьютеров
Основная компоновка частей компьютера и связь между ними
называется архитектурой. При описании архитектуры компьютера
определяется состав входящих в него компонент, принципы их
взаимодействия, а также их функции и характеристики.
В основу архитектуры современных компьютеров положен
магистрально-модульный принцип построения. Модульный
принцип позволяем пользователю самому комплектовать нужную
ему конфигурацию и производить при необходимости,
модернизацию. Модульная организация опирается на
магистральный (шинный) принцип обмена информацией между
устройствами.
Магистраль (системная шина) включает в себя три многоразрядные
шины: шину данных, шину адреса и шину управления.
14

15. 1. Классификация и архитектура персонального компьютера

Магистрально-модульный принцип построения ПК
15

16. 1. Классификация и архитектура персонального компьютера

Магистрально-модульный принцип построения ПК
Шина данных. По этой шине данные передаются между
устройствами. Например, считанные из оперативной памяти данные
могут быть переданы процессору для обработки, а затем
полученные данные могут быть отправлены в оперативную память,
или в устройство вывода. Данные могут передаваться от устройства
к устройству в любом направлении.
Разрядность ШД определяется разрядностью процессора, т.е.
количеством двоичных разрядов, которые процессор обрабатывает
за такт.
16

17. 1. Классификация и архитектура персонального компьютера

Магистрально-модульный принцип построения ПК
Шина адреса. Выбор устройств или ячейки памяти, куда
пересылаются или откуда считываются данные по шине данных,
производит процессор. Каждое устройство или ячейка памяти имеют свой
адрес. Адрес передается по адресной шине, причем сигналы по ней
передаются в одном направлении от процессора к памяти или устройству.
Разрядность шины данных определяет размер адресного поля процессора.
Количество адресуемых ячеек памяти определяется выражением:
N = 2I
где I – разрядность ША.
Для 32-разрядного компьютера адресное пространство составляет:
N = 232 = 4 294 967 296 = 4 Гбайт
17

18. 1. Классификация и архитектура персонального компьютера

Шина управления. По шине управления передаются
управляющие сигналы, которые определяют, какую операцию
нужно производить: записи или считывания информации,
синхронизации обмена между устройствами и т.д.
Процессор. Важнейшей характеристикой процессора,
определяющей его быстродействие, является его частота, т.е.
количество операций в секунду. Частота современных компьютеров
измеряется в ГГц.
Другой важной характеристикой является производительность
процессора. Это интегральная характеристика – зависит от частоты,
разрядности и архитектурных особенностей процессора.
Производительность определяется в процессе тестирования по
скорости определенных операций.
Оперативная (основная) память. Входит в состав электронной
памяти. В оперативной памяти находятся все исполняемые в 18
текущий момент программы.

19. 1. Классификация и архитектура персонального компьютера

Основными характеристиками ПК являются:
1.Быстродействие, производительность, тактовая частота.
•МИПС (MIPC -Vega Instruction Per Second)- миллион операций над числами с
фиксированной запятой (точкой):
•МФЛОПС (MFLOPS- Mega Floating Operations Second)- миллион операций
над числами с плавающей запятой (точкой);
•КОПС (KOPS- Kilo Operations Per Second)-для низкопроизводительных ЭВМ
- тысяча неких усредненных операций над числами;
•ГФЛОПС (GFLOPS - Gigа Floating Operations Per Second) -миллиард
операций в секунду над числами с плавающей запятой (точкой).
Оценка производительности ЭВМ всегда приблизительная, ибо при этом
ориентируются на некоторые усредненные или, наоборот, на конкретные виды
операций. Реально при решении различных задач используются и различные
наборы операций. Поэтому для характеристики ПК вместо производительности
обычно указывают тактовую частоту, более объективно определяющую
быстродействие машины. И так как каждая операция требует для своего
выполнения вполне определенного количество тактов. Зная тактовую частоту,
можно достаточно точно определить время выполнения любой машинной 19
операции.

20. 1. Классификация и архитектура персонального компьютера

2. Разрядность машины 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. Сейчас используются 32-разрядные и 64разрядные шины
3. Емкость оперативной памяти. Емкость оперативной памяти измеряется
чаще всего в гигабайтах (Гбайт). Напоминаем: 1 Мбайт = 1024 Кбайта = 1024
байт. Следует иметь в виду, что увеличение емкости основной памяти дает
повышение эффективной производительности ЭВМ при решении сложных задач.
4. Емкость накопителя на жестких магнитных дисках (винчестера).
Емкость винчестера измеряется обычно в гигабайтах (1 Гбайт = 1024 Мбайта).
Сейчас диски имеют емкость от 400Гб
5. Тип видеомонитора (дисплея) и видеоадаптера.
6. Тип принтера.
7. Надежность. Надежность - это способность системы выполнять полностью
и правильно все заданные ей функции. Надежность ПК измеряется обычно
средним временем наработки на отказ.
8. Стоимость.
20
9. Габариты и масса.

21. 2. Устройство персонального компьютера

Системный блок – самый главный блок компьютера. К нему
подключаются все остальные блоки, называемые внешними или
периферийными устройствами.
В системном блоке находятся основные электронные компоненты
компьютера. ПК построен на основе СБИС (сверхбольших
интегральных схем), и почти все они находятся внутри системного
блока, на специальных платах.
В системном блоке размещаются:
• блок питания;
• системная (материнская) плата;
• магистраль (системная шина);
• процессор;
• звуковая карта;
• видеокарта (графическая карта);
• НЖМД;
21
• CD-ROM, DVD-ROM.

22. 2. Устройство персонального компьютера

Устройства ввода
Клавиатура
Клавиатура- устройство, предназначенное для ввода пользователем
информации в компьютер.
Принцип действия.
Клавиши клавиатуры подключены к матрице контактов. Каждой
клавише или комбинации клавиш присвоен свой номер (код).
Внутри клавиатуры находится отдельный микропроцессор. Каждое
нажатие на клавишу замыкает контакт. При этом в соответствии с
матрицей контактов микропроцессор генерирует код нажатой
клавиши. Этот код запоминается в специальной области (буфере
микропроцессора) и становится доступным для обработки
программными средствами.
22

23. 2. Устройство персонального компьютера

Стандартная клавиатура имеет более 100 клавиш. Клавиши клавиатуры
разделяются на 6 групп:
1. Клавиши пишущей машинки.
2. Цифровые клавиши (переключение режима работы осуществляется
клавишей NumLock).
3. Клавиши редактирования (Home, End, Page Up, Page Down, Insert,
Delete, Back Space).
4. Специальные клавиши (Ctrl, Alt, Esc, Num Lock, Scroll Lock, Print
Screen, Pause).
5. Функциональные клавиши F1 – F12 (расположены в верхней части
клавиатуры и предназначены для вызова наиболее часто использующихся
команд).
6. Клавиши перемещения курсора ( ).
23

24.

2. Устройство персонального компьютера
Манипулятор типа мышь
Манипулятор типа мышь относится к координатным устройствам ввода
информации. Данные устройства позволяют перемещать курсор или другие
объекты соответствующих программ по двухмерному пространству экрана
монитора с целью облегчения взаимодействия пользователя с ПК при вводе
информации.
Основные пользовательские характеристики:
количество нажатий кнопки до её отказа;
реакция на движение руки или баллистический эффект;
разрешающий шаг (разрешение);
дизайн и удобство в работе (эргономичность).
баллистический эффект это зависимость точности позиционирования мыши от
скорости её перемещения.
Разрешение (разрешающий шаг) измеряется в dpi (dotperinch — количество точек
на дюйм). Если мышь имеет разрешение 900 dpi и её передвинули на 1 дюйм (2,53
см) вправо, то привод мыши получает через микроконтроллер информацию о
смещении на 900 единиц вправо. Нормальное разрешение мыши — от 200 до 900
dpi.
24

25.

2. Устройство персонального компьютера
Тачпад
Тачпад (англ. touchpad — сенсорная площадка), сенсорная панель – указательное
устройство ввода, применяемое, чаще всего, в ноутбуках.
Принцип работы.
Работа тачпадов основана на измерении ёмкости пальца или измерении ёмкости
между сенсорами. Ёмкостные сенсоры расположены вдоль вертикальной и
горизонтальной осей тачпада, что позволяет определить положение пальца с
нужной точностью.
Поскольку работа устройства основана на измерении ёмкости, тачпад не будет
работать, если водить по нему каким-либо непроводящим предметом, например,
основанием карандаша. В случае использования проводящих предметов тачпад
будет работать только при достаточной площади соприкосновения. (Попробуйте
касаться тачпада пальцем лишь чуть-чуть). Влажные пальцы затрудняют работу
тачпада.
25

26. 2. Устройство персонального компьютера

Трекбол - указательное устройство ввода информации,
аналогичное мыши по принципу действия и по функциям. Трекбол
функционально представляет собой перевернутую механическую
(шариковую) мышь. Шар находится сверху или сбоку и
пользователь может вращать его ладонью или пальцами, при этом
не перемещая корпус устройства. Несмотря на внешние различия,
трекбол и мышь конструктивно похожи — при движении шар
приводит во вращение пару валиков или, в более современном
варианте, его сканируют оптические датчики перемещения (как в
оптической мыши)
26

27.

2. Устройство персонального компьютера
Сканер
Сканер — устройство для ввода графической информации в компьютер. Функция
сканера — получение электронной копии документа, созданного на бумаге.
Принцип действия.
Лампа освещает сканируемый текст, отражённые лучи попадают на фотоэлемент,
состоящий из множества светочувствительных ячеек. Каждая из них под
действием света приобретает электрический заряд. Аналого-цифровой
преобразователь ставит в соответствие каждой ячейке числовое значение, и эти
данные передаются в компьютер.
Основные пользовательские характеристики :
• разрешающая способность (оптическое разрешение), то есть количество
распознаваемых точек (пикселей) на дюйм (измеряется в ppi — pixelsperinch);
• скорость сканирования – показатель быстродействия, который равен времени,
затрачиваемому на обработку одной строки изображения;
• размеры сканируемого листа (область сканирования);
• разрядность битового представления – определяет максимальное число цветов
или оттенков серого, которые может воспринимать сканер.
27

28.

2. Устройство персонального компьютера
Клавиатура
Обычная
Гибкая
С функциями системного блока
28

29.

2. Устройство персонального компьютера
Клавиатура
Мультимедийная
Эргономичная
Для начинающих или для
блондинок
29

30.

2. Устройство персонального компьютера
Клавиатура
Распределение пальцев на клавиатуре при работе с текстом показано рисунке.
Скорость печати: 120 символов минуту – отлично
100 символов минуту – хорошо
80 символов минуту – удовлетворительно.
30

31.

2. Устройство персонального компьютера
Манипулятор типа мышь
Проводная
Беспроводная
Необычные
31

32. 2. Устройство персонального компьютера

Устройства вывода
В качестве устройств вывода информации в ПК используются
монитор, принтер, плоттер и т. д.
Мониторы
Мониторы – устройства, которые служат для
обеспечения диалогового режима работы пользователя с
компьютером путем вывода на экран графической и символьной
информации.
По принципу действия все современные мониторы разделяются
на:
• Мониторы на базе электронно-лучевой трубки (CRT)
• Жидкокристаллические дисплеи (LCD)
• Плазменные мониторы
32

33.

2. Устройство персонального компьютера
Мониторы
Монитор
на базе
ЭЛТ
ЖК-монитор
Плазменный
33

34. 2. Устройство персонального компьютера

Принтеры
Принтер (от англ.print — печать) — периферийное устройство
компьютера, предназначенное для перевода текста или графики на
физический носитель из электронного вида малыми тиражами (от
единиц до сотен) без создания печатной формы.
По принципу переноса изображения на носитель принтеры
делятся на:
Матричные;
Струйные;
Лазерные.
34

35.

2. Устройство персонального компьютера
3D-принтер — устройство, использующее метод послойного
создания физического объекта по цифровой 3D-модели.
Применение трехмерной печати – это серьезная альтернатива
традиционным методам прототипирования и мелкосерийному
производству. Трёхмерный, или 3д-принтер, в отличие от обычного,
который выводит двухмерные рисунки, фотографии и т. д. на
бумагу, даёт возможность выводить объёмную информацию, то 35
есть
создавать трёхмерные физические объекты.

36.

2. Устройство персонального компьютера
3D-принтер — устройство, использующее метод послойного
создания физического объекта по цифровой 3D-модели.
36

37.

2. Устройство персонального компьютера
Плоттер (графопостроитель) – это устройство вывода
графических изображений (чертежей, графиков, схем, диаграмм).
Принцип работы
Пишущий узел имеет несколько штифтов для закрепления
специальных фломастеров. Штифты могут подниматься над
бумагой (линия не рисуется) или опускаться для рисования. Узел
перемещается вдоль бумаги по специальным направляющим.
Плоттеры бывают планшетными и рулонными.
37

38. 3. Общая характеристика программного обеспечения 

3. Общая характеристика программного обеспечения
В процессе своего функционирования ЭВМ выполняет вполне
определенный, заданный человеком исходя из ее конструкции,
конечный ряд операций.
Упорядоченный перечень операций, выполняя который ЭВМ решает
поставленные перед ней задачи, называется программой.
Совокупность программ, реализованных в ЭВМ, называется
программным обеспечением.
Совокупность технических средств, ПО и действий персонала по
управлению обработкой информации на ЭВМ есть
вычислительная система (в литературе вычислительные системы
еще называют системами обработки информации).
38

39. 3. Общая характеристика программного обеспечения 

3. Общая характеристика программного обеспечения
Обобщенная структура вычислительной системы
Пользователи
Сетевое, прикладное,
инструментальное и
сервисное ПО
Операционная система
Аппаратный
состав ПК
39

40. 3. Общая характеристика программного обеспечения 

3. Общая характеристика программного обеспечения
Назначение ПО:
• обеспечение работоспособности компьютера;
• облегчение взаимодействия пользователя с компьютером;
• сокращение цикла от постановки задачи до получения результата;
• повышение эффективности использования ресурсов компьютера.
Программное обеспечение позволяет:
• усовершенствовать организацию работы вычислительной
системы с целью максимального использования ее возможностей;
• повысить производительность и качество труда пользователя;
• адаптировать программы пользователя к ресурсам конкретной
вычислительной системы;
• расширить ПО вычислительной системы.

41. 3. Общая характеристика программного обеспечения 

3. Общая характеристика программного обеспечения
Классификация программного обеспечения
Все программное обеспечение ЭВМ делится на четыре большие группы: базовое,
системное, прикладное и инструментальное

42. 3. Общая характеристика программного обеспечения 

3. Общая характеристика программного обеспечения
Базовое ПО. Это ПО отвечает за, первоначальную загрузку ОС,
взаимодействие с базовыми аппаратными средствами и входит в
состав базового оборудования. Оно хранится в специальных
микросхемах,
называемых
постоянными
запоминающими
устройствами (ПЗУ или ROM – Read Onli Memory). Это ПО
записывается в микросхемы на этапе производства и не может быть
изменено в процессе эксплуатации.
Системное ПО предназначено для организации работы
вычислительной системы и повышения эффективности ее
функционирования в процессе выполнения прикладных и
инструментальных программ.
Системное ПО включает в себя операционные системы, сетевое
ПО и сервисные программы.

43. 3. Общая характеристика программного обеспечения 

3. Общая характеристика программного обеспечения
Основные функции ОС заключаются в управлении процессами и
ресурсами ВС и обеспечение пользовательского интерфейса, т.е.
создание операционной среды в которой работает пользователь.
Сетевое ПО предназначено для управления общими ресурсами в
распределенных
вычислительных
системах:
сетевыми
накопителями на магнитных дисках, принтерами, сканерами,
плоттерами, передаваемыми сообщениями и т.д. К сетевому ПО
относят ОС, поддерживающие работу ЭВМ в составе сети, это, так
называемые, сетевые ОС.
Для расширения возможностей ВС и предоставления пользователю
набора дополнительных услуг используются сервисные программы.
К ним относятся:
- служебное программное обеспечение;
- утилиты.

44. 3. Общая характеристика программного обеспечения 

3. Общая характеристика программного обеспечения
Служебное программное обеспечение (часто входит в состав ОС)
предназначено для настройки, тестирования и восстановления системы
и предоставления пользователю некоторых общесистемных услуг.
Утилиты предоставляют пользователю средства обслуживания
компьютера и его ПО Они обеспечивают реализацию следующих
действий:
- обслуживание магнитных дисков;
- обслуживание файлов и каталогов;
- предоставление информации о ресурсах компьютера;
- защита от компьютерных вирусов;
- архивация файлов и др.
Существуют как отдельные утилиты для выполнения одного из
перечисленных выше действий, так и многофункциональные
комплекты утилит, например, комплект утилит Norton Utilities. Причем,
комплект Norton Utilities имеет версии для использования в среде
Windows.

45. 3. Общая характеристика программного обеспечения 

3. Общая характеристика программного обеспечения
Прикладное ПО предназначено для решения
специализированных задач различного применения.
К прикладным программам относятся самые разнообразные
программы, позволяющие проводить научные исследования,
осуществлять автоматизированное проектирование, изготовлять
различные документы, решать узкоспециализированные задачи.
Это могут быть графические и текстовые редакторы, программы
создания и обслуживания баз данных, пакеты программ для АРМ
различного назначения, программы управления объектами,
программы-переводчики, бухгалтерские программы и т.д.

46. 3. Общая характеристика программного обеспечения 

3. Общая характеристика программного обеспечения
Инструментальное ПО предназначено для создания новых
программ.
К инструментальному программному обеспечению относятся
системы программирования, обеспечивающие создание новых
программ. Современные системы программирования предоставляют
пользователю весьма мощные и удобные средства для разработки
программ. В них входят: компилятор, осуществляющий
преобразование программы написанной на языке программирования
в программу в машинных кодах; библиотеки подпрограмм, функций
и процедур, содержащие заранее подготовленные программы,
которыми могут пользоваться программисты; различные
вспомогательные программы - это отладчики, редакторы и т.д.
Системы программирования различаются по тому, какой язык
программирования они реализуют. Примеры языков
программирования: Ассемблер, Си, Си++, Паскаль, Турбо Паскаль,
Java, Visual Basic, Delphi, Visual C++.

47. 4. Системное программное обеспечение Архитектура операционной системы

Операционные системы — это совокупность системных программ
для обеспечения управления вычислительным процессом и
обеспечения определенного уровня эффективности
функционирования ЭВМ за счет автоматизированного управления
ее работой и предоставлению пользователю определенного набора
услуг.
47

48. 2. Системное программное обеспечение

В общем случае любая современная операционная система
представляет собой очень сложную двухуровневую структуру,
состоящую из набора отдельных файлов и пакетов файлов,
работающих под управлением управляющих программ верхнего и
нижнего уровней.
48

49. 4. Системное программное обеспечение

Основные функции управляющей программы верхнего уровня
это создание виртуальных машин, обеспечение заданного режима
функционирования ЭВМ и управление процессами в соответствии с
графом его существования.
Управляющая программа нижнего уровня обеспечивает
непосредственное распределение ресурсов ЭВМ для выполнения
заданий пользователя, т.е. при выполнении прикладных программ и
программ инструментального ПО.
49

50. 4. Системное программное обеспечение

Ядро ОС – это минимальная стержневая часть ОС, служащая
основой модульных и переносимых расширений. Основная идея,
заложенная в технологию микроядра, заключается в том, чтобы
конструировать необходимую среду верхнего уровня, из которой
можно легко получить доступ ко всем функциональным
возможностям уровня аппаратного обеспечения.
50

51. 4. Системное программное обеспечение

Файловая система
Файл - поименованная область на машинном носителе информации,
ограниченного размера.
Информация в машинах хранится в файлах. Операционная среда
должна обеспечивать возможность хранить произвольное
количество файлов, а пользователь должен быть обеспечен
средствами доступа, как к отдельным файлам, так и к их составным
частям, с учетом логической структуры. Кроме того, в отношении
каждого файла пользователю должна быть предоставлена
возможность формирования файла, его удаления, корректировки,
перемещения и т.д. Для реализации доступа к файлам существуют
файловые системы.
51

52. 4. Системное программное обеспечение

Файловая система
Файловая система – это набор спецификаций и соответствующее
им программное обеспечение, которые обеспечивают создание,
удаление, чтение запись, модификацию и перемещение файлов, а
также управление доступом к файлам и управление ресурсами,
которые используются файлами.
52

53. 4. Системное программное обеспечение

Файловая система
Файловая система содержит следующие компоненты:
1. Средства взаимодействия с процессами пользователей, которые должны
обеспечивать прием и интерпретацию запросов от пользователя на
обработку файлов, сообщать им о результатах выполненной работы в
приемлемой форме.
2. Средства, реализующие методы доступа к внутренним составным
элементам и к файлу в целом. Эти средства на основании интерпретации
запросов пользователей, анализа учетной информации о файлах и
устройствах, где они хранятся, вырабатывают в установленной форме
запросы, подготавливают начальные условия для отработки этих запросов
в подсистеме управления вводом-выводом и обеспечивают
синхронизацию работы с подсистемой ввода-вывода.
3. Средства учета расположения как файлов в целом, так и отдельных его
составных элементов и защиты от несанкционированного доступа.
53
4. Область данных.

54. 4. Системное программное обеспечение

Файловая система
Расширение имени файла (англ. filename extension, часто говорят
просто расширение файла или расширение) —
последовательность символов, добавляемых к имени файла и
предназначенных для идентификации типа (формата) файла. Это
один из распространённых способов, с помощью которых
пользователь или программное обеспечение компьютера может
определить тип данных, хранящихся в файле.
Расширение обычно отделяется от основной части имени файла
точкой. В операционных системах, как правило, длина расширения
ограничена тремя символами, но в современных операционных
системах это ограничение отсутствует. Иногда могут использоваться
несколько расширений, следующих друг за другом, например,
«Лекция1.doc» или «План1.xlsx».
54

55. 2. Архитектура операционной системы

Память.
Для организации распределения физической памяти необходим учет
хранящейся в ней информации. Минимальной единицей
информации является бит, хранящийся в одном разряде. Его
значение может быть равным нулю или единице. Группа из восьми
бит представляет собой байт. Восемь бит дают 256 различных
комбинаций нулей и единиц от 00000000 до 11111111. Каждый байт
в машине имеет свой уникальный адрес и используется в качестве
единицы измерения объема физической памяти. Число 210 = 1024
составляет один килобайт и обозначается буквой “К”. 210 = 1024 =
1К.
Техническая структура памяти любой машины является
многоуровневой, чаще всего выделяют уровни регистровой,
оперативной, долговременной или внешней памяти и постоянной.
55

56. 4. Системное программное обеспечение

Система ввода-вывода
Основу системы составляет супервизор ввода-вывода Супервизор
ввода-вывода это системная программа, состоящая из двух частей:
супервизора исполнения программы пользователя и супервизора
прерываний ввода-вывода.
56

57. 4. Системное программное обеспечение

Система ввода-вывода
Первая часть, супервизор приема запросов программы пользователя,
предназначен для приема и обработки запросов на ввод-вывод, поступающих от
программных процессов. Этой частью осуществляется проверка готовности
канала, создание и управление очередями запросов, инициирование ввода-вывода.
Супервизор прерываний предназначен для обработки прерываний по вводувыводу, т.е. он обеспечивает вызов необходимого устройства и инициализацию
его работы по запросу программы пользователя.
Супервизор прерываний
после отработки запроса
сообщает
пользовательской
программе, выдавшей
запрос результаты его
отработки. Если запросов
нет супервизор
прерываний передает
управлению диспетчеру
57
задач.

58. 4. Системное программное обеспечение Пользовательский интерфейс

В вычислительной системе три участника аппаратное и
программное обеспечение и пользователь. Взаимосвязь между
участниками этой системы и есть интерфейс. Взаимодействие
между различными узлами – это аппаратный интерфейс.
Взаимодействие между программами – программный интерфейс
Взаимодействие между аппаратурой и программами – аппаратнопрограммный интерфейс.
С появлением интерактивных вычислительных систем возник и
третий участник интерфейса – это пользователь и, следовательно,
возникло понятие пользовательского интерфейса.
58

59. 2. Системное программное обеспечение

Под пользовательским интерфейсом операционной среды понимается
предоставляемый операционной системой набор сервисных услуг,
позволяющий пользователю однозначно определить выполняемое на ЭВМ
задание, требуемый для этого ресурс, а также осуществлять диалог
пользователя с операционной системой в форме команд.
ОС обеспечивает доступ к соответствующим своим компонентам, которые
охватывают следующие виды работ, интересующие пользователя:
- вычислительную работу для выполнения пользовательских и системных
программ;
- хранение данных и доступ к базам данных;
- доступ к оконечным устройствам ЭВМ;
- передачу сообщений другим пользователям или другим вычислительным
системам.
К техническим средствам, обеспечивающим пользовательский интерфейс
современных ВС, относятся – клавиатура, монитор, различные устройства
59
ввода/вывода.

60. 2. Системное программное обеспечение

С точки зрения ПО или с точки зрения ОС различают следующие
виды интерфейса пользователя.
Если программа сделана так, что с ней удобно работать, говорят, что
она имеет удобный интерфейс. Если техника работы с программой
понятна сразу, без необходимости изучать инструкции, говорят, что
она имеет интуитивно понятный интерфейс. Понятие развитый
интерфейс пользователя, предполагает, что у программы большие
возможности, но учиться работать с ней непросто. Гибкий
интерфейс означает, что с программой можно работать разными
способами. Понятие жесткий интерфейс означает, что, возможно,
только такая работа, которая предусмотрена инструкцией, и никакая
другая. Понятие примитивный интерфейс означает, что интерфейс
прост для изучения, но неудобен в работе.
60

61. 2. Системное программное обеспечение

Рабочий стол - это главная область экрана, которая появляется после
включения компьютера и входа в операционную систему Windows.
Подобно поверхности обычного стола, она служит рабочей
поверхностью. Запущенные программы и открытые папки
появляются на рабочем столе. На рабочий стол можно помещать
различные объекты, например файлы и папки, и выстраивать их в
удобном порядке.
61

62. 2. Системное программное обеспечение

Панель задач представляет собой длинную горизонтальную полосу в
нижней
части экрана. В отличие от рабочего стола, который может быть заслонен
Открытыми окнами, панель задач видна почти всегда. Она состоит из трех
основных частей:
•Кнопка «Пуск», открывающая меню «Пуск».
•Средняя часть, которая отображает открытые программы и файлы,
позволяя быстро переключаться между ними.
•Область уведомлений, в которой находятся часы и значки
(миниатюрные изображения), показывающие состояние некоторых
программ и параметров компьютера.
62

63. 2. Системное программное обеспечение

Рабочий стол Windows 7
63

64. 2. Системное программное обеспечение

Рабочий стол Windows 8.1
64

65. 2. Системное программное обеспечение

Рабочий стол Windows 10
65