2) функциональные. Применяются, как правило, для машинного моделирования той или иной проблематики. Имеют в составе:
• проблемно-ориентированные (GPSS). Моделируют систему с помощью последовательности событий. Применяются, в частности, при проектировании вычислительных комплексов;
• объектно-ориентированные (Форт). Имеют встроенные средства для моделирования новых объектов программирования;
• логико-ориентированные (Prolog). Отдельно описываются правила предметной области, по которым затем выводятся новые факты.
Системы программирования включают:
1) интегрированную среду разработчика программы, состоящую, в частности, из текстового редактора, позволяющего создавать и корректировать исходные тексты программ, средств поддержки интерфейса программиста с системными средствами для выполнения различных сервисных функций (например, сохранения или открытия файла);
2) транслятор – программу, переводящую исходный текст во внутреннее представление компьютера;
3) отладчик – программу для трассировки и анализа выполнения прикладных программ. Она позволяет отслеживать выполнение программы в пооператорном режиме, идентифицировать место и вид ошибок в программе, наблюдает за изменением значений переменных, выражений и т. д.;
4) компоновщик – программа для подготовки прикладной программы к работе в конкретных адресах основной памяти компьютера;
5) справочные системы.
Инструментальная среда пользователя – специальные средства, встроенные в ППП:
1) библиотеки функций, процедур, объектов и методов обработки;
2) макрокоманды;
3) программные модули-вставки;
4) конструкторы экранных форм и отчетов;
5) языки запросов высокого уровня.
Обращает на себя внимание обилие средств, относящихся к инструментарию технологии программирования. Это связано со сложностью разработки программного продукта. Традиционная схема проектирования программы рассмотрена далее.
3.5. Операционные системы
Операционная система (ОС) – это совокупность программных средств, осуществляющих управление ресурсами ЭВМ, запуск прикладных программ и их взаимодействие с внешними устройствами и другими программами, а также обеспечивающих диалог пользователя с компьютером. Ресурсом является любой компонент ЭВМ и предоставляемые им возможности: центральный процессор, оперативная или внешняя память, внешнее устройство, программа и т. д. ОС загружается при включении компьютера. Она предоставляет пользователю удобный способ общения (интерфейс) с вычислительной системой. Интерфейс при этом может быть программным и пользовательским.
Программный интерфейс – это совокупность средств, обеспечивающих взаимодействие устройств и программ в рамках вычислительной Системы.
Пользовательский интерфейс – это программные и аппаратные средства взаимодействия пользователя с программой или ЭВМ. Каждый компьютер обязательно комплектуется операционной системой, для каждой из которых создается свой набор прикладных программ (приложений).
Операционные системы классифицируются по:
• количеству одновременно работающих пользователей:
• однопользовательские (MS-DOS, Windows 3.x, ранние версии OS/2);
• многопользовательские (UNIX, Windows NT, Windows 2000, Windows XP).
Главным отличием многопользовательских систем от однопользовательских является наличие средств защиты информации каждого пользователя от несанкционированного доступа других пользователей. Многопользовательские операционные системы, в отличие от однопользовательских, поддерживают одновременную работу на ЭВМ нескольких пользователей за различными терминалами;
• количеству решаемых задач:
– однозадачные (например, MS-DOS, MSX);
– многозадачные (OC EC, OS/2, UNIX, Windows 95-XP).
Однозадачные ОС поддерживают режим выполнения только одной программы в отдельный момент времени. Понятие многозадачности означает поддержку параллельного выполнения нескольких программ, существующих в рамках одной вычислительной системы, в один момент времени;
• количеству поддерживаемых процессоров:
– однопроцессорные, Windows 95, 98, Ме, MS-DOS, MSX;
– многопроцессорные; Solaris 2.x, Open Server 3.x, OS/2, Windows NT, Net-Ware 4.1.
Многопроцессорные ОС, в отличие от однопроцессорных, поддерживают режим распределения ресурсов нескольких процессоров для решения той или иной задачи;
• типу интерфейса:
– Командный – предполагает выдачу на экран приглашения для ввода команды (MS-DOS); этом виде интерфейса пользователь подает команды компьютеру, а компьютер их выполняет и выдает результат пользователю.
– WIMP – (Window-окно, Image-изображение, Menu-меню, Pointer-указатель) (Windows 95/98/NT/2000/XP). Характерной особенностью этого вида интерфейса является то, что диалог с пользователем ведется не с помощью команд, а с помощью графических образов – меню, окон, других элементов. Хотя и в этом интерфейсе подаются команды машине, но это делается через графические образы. Отличительные особенности этого интерфейса заключаются: в выделении областей экрана; в переопределении клавиш клавиатуры в зависимости от контекста; в использовании манипуляторов и клавиатуры для управления курсором; в широкое использовании цветных мониторов; в том, что вся работа с программами, файлами и документами происходит в окнах – определенных очерченных рамкой частях экрана; в том, что все программы, файлы, документы, устройства и другие объекты представляются в виде значков – иконок, при открытии иконки превращаются в окна; все действия с объектами осуществляются с помощью меню.
– SILK – (Speech-речь, Image-изображение, Language-язык, Knowledge-знание) (например, Brocade Fabric OS). Этот вид интерфейса наиболее приближен к обычной, человеческой форме общения. В рамках этого интерфейса идет обычный «разговор» человека и компьютера. При этом компьютер находит для себя команды, анализируя человеческую речь и находя в ней ключевые фразы. Результат выполнения команд он также преобразует в понятную человеку форму. Разновидностями являются интерфейсы на основе речевой и биометрической технологий;
• типу доступа пользователя к ЭВМ:
– системы пакетной обработки (например, OC EC), из программ, подлежащих выполнению, формируется пакет (набор) заданий, вводимых в ЭВМ и выполняемых в порядке очередности с возможным учетом приоритетности;
– системы разделения времени (UNIX, VMS), обеспечивающие одновременный диалоговый (интерактивный) режим доступа к ЭВМ нескольких пользователей на разных терминалах, которым по очереди выделяются ресурсы машины, что координируется операционной системой в соответствии с заданной дисциплиной обслуживания;
– системы реального времени (QNX, RT/11), обеспечивающие определенное гарантированное время ответа машины на запрос пользователя с управлением им какими-либо внешними по отношению к ЭВМ событиями, процессами или объектами;
• типу использования ресурсов:
– сетевые (UNIX Windows NT/2000/XP и др.) Сетевые ОС предназначены для управления ресурсами компьютеров, объединенных в сеть с целью совместного использования данных, и предоставляют мощные средства разграничения доступа к данным в рамках обеспечения их целостности и сохранности, а также множество сервисных возможностей по использованию сетевых ресурсов.
– локальные (MS-DOS Windows 95, 98, Ме и др.). Используются для реализации задач пользователя в пределах одной ЭВМ. Не имеют мощных средств разграничения доступа к данным в рамках обеспечения их целостности и сохранности. Однако сетевые операционные системы также могут использоваться в качестве локальных. При этом особенности, характерные для сетевых ОС, сохраняются.
Контрольные вопросы
1. Какие поколения развития ЭВМ различают? Дайте их характеристику.
2. Каковы основные принципы работы машины фон Неймана?
3. Как осуществляется функционирование ЭВМ?
4. Какие устройства относятся к основным блокам персонального компьютера?
5. Охарактеризуйте магистрально-модульный принцип функционирования ЭВМ.
6. С помощью чего производится обмен информацией между отдельными устройствами компьютера?
7. Как классифицируются ЭВМ?
8. Чем образована базовая конфигурация персонального компьютера?
9. В чем заключается основное назначение материнской платы?
10. Дайте характеристику микропроцессора.
11. Как можно классифицировать запоминающие устройства персонального компьютера?
12. Как устроена оперативная память?
13. Для чего предназначено постоянное запоминающее устройство?
14. Какие основные характеристики присущи внешним запоминающим устройствам?
15. Дайте характеристику внешних запоминающих устройств.
16. Какими основными показателями характеризуется монитор?
17. Для чего предназначен видеоадаптер?
18. Из каких зон состоит клавиатура? Какое назначение у специальных клавиш?
19. Какие бывают принтеры и по какому принципу они различаются?
