Тема: Базовое программное обеспечение

ВВЕДЕНИЕ

Информатика - это наука, изучающая структуру и общие свойства информации, а также закономерности и методы ее создания, хранения, поиска, передачи и преобразования с использованием компьютерных технологий.

В 1978 году Международный научный конгресс официально закрепил за понятием «информатика»области, связанные разработкой, созданием, использованием и материально-техническим обслуживанием систем обработки информацию включая компьютеры и их программное обеспечение, а также организационные, коммерческие, административные и социально-политические аспекты компьютеризации – массового внедрения компьютерной техники во все области жизни людей.

Информация– это совокупность разнообразных данных, сведений, сообщений, умений и опыта, необходимых кому – либо.

Информационный процесс – процесс, в результате которого осуществляется прием, передача (обмен), преобразование и использование информации.

Первое поколение компьютеров – с середины 1940-х дл конца 1950-х годов. Элементная база – электронные лампы. ЭВМ отличаются большими габаритами, потреблением большого количества энергии, малой скоростью действия, низкой надежностью. Программирование ведется в машинных кодах.

Второе поколение – с середины 1950-х до середины 1960 годов. Элементная база – полупроводниковые элементы. По сравнению с ЭВМ предыдущего поколения улучшены все технические характеристики. Для программирования используются алгоритмические языки.

Третье поколение – с середины 1960 –х до конца 1970 –х годов. Элементная база – интегральные схемы, многослойный печатный монтаж. значительное уменьшение габаритов ЭВМ, повышение их надежности, увеличение производительности. Доступ с удаленных терминалов.

Четвертое поколение компьютеров – с конца 1970 годов по настоящее время. Элементная база – большие интегральные схемы, микропроцессоры. Улучшенные технические характеристики. Массовый выпуск персональных компьютеров. Направление развития; мощные многопроцессорные вычислительные системы с высокой производительностью; создание дешевых микроЭВМ; опытные разработки интеллектуальных компьютеров; внедрение во все сферы компьютерных сетей и их объединение, распределенная обработка данных, повсеместное использование компьютерных информационных технологий.

Информация является одним из самых ценных ресурсов общества наряду с такими природными богатствами, как нефть, газ . Следовательно, процессом переработки информации по аналогии с процессом переработки материальных ресурсов можно определить как технологию.

Информационные технологии - это совокупность средств и методов обработки и передачи первичной информации для получения информации нового качества о состоянии объекта, процесса или явления.

Лекция

Тема: Базовое программное обеспечение

Цель занятия:Изучить программное обеспечение вычислительной системы.

Программы — это упорядоченные последовательности команд. Конечная цель любой компьютерной программы — управление аппаратными средствами. Даже если первый взгляд программа никак не взаимодействует с оборудованием, не требует никакого ввода данных с устройств ввода и не осуществляет вывод данных на устройства вывода, все равно ее работа основана на управлении аппаратными устрою вами компьютера.

Программное и аппаратное обеспечение в компьютере работают в неразрывной связи и в непрерывном взаимодействии. Несмотря на то, что мы, рассматривая эти две категории отдельно, нельзя забывать, что между ними существует диалектическая связь и раздельное их рассмотрение является, по меньшей мере, условными.

Состав программного обеспечения вычислительной системы называют программ­ной конфигурацией.Между программами, как и между физическими узлами и бло­ками существует взаимосвязь — многие программы работают, опираясь на другие программы более низкого уровня, то есть мы можем говорить о межпрограммном интерфейсе. Возможность существования такого интерфейса тоже основана на существовании технических условий и протоколов взаимодействия, а на практике он обеспечивается распределением программного обеспечения на несколько взаи­модействующих между собой уровней.

Уровни программного обеспечения представляют собой пирамидальную конструк­цию. Каждый следующий уровень опирается на программное обеспечение пред­шествующих уровней. Такое членение удобно для всех

этапов работы с вычислительной системой, начиная с установки программ до практической эксплуатации и технического обслуживания. Обратите внима­ние на то, что каждый вышележащий уровень повышает функциональность всей системы. Так, например, вычислительная система с про­граммным обеспечением базового уровня не способна выполнять большинство функций, но позволяет установить системное программ­ное обеспечение. -
Базовый уровень. Самый низкий уровень программного обеспечения представляет базовое программное обеспечение. Оно отвечает за взаимодействие с базовыми аппа­ратными средствами. Как правило, базовые программные средства непосредственно входят в состав базового оборудования и хранятся в специальных микросхемах, называемых постоянными запоминающими устройствами (ПЗУ — Read Only Memory, ROM). Программы и данные записываются («прошиваются») в микросхемы ПЗУ на этапе производства и не могут быть изменены в процессе эксплуатации.

В тех случаях, когда изменение базовых программных средств во время эксплуа­тации является технически целесообразным, вместо микросхем ПЗУ применяют перепрограммируемые постоянные запоминающие устройства (ППЗУ — Erasable and Programmable Read Only Memory, EPROM). В этом случае изменение содержания ПЗУ можно выполнять как непосредственно в составе вычислительной системы (такая технология называется флэш-технологией), так и вне нее, на специальных устройствах, называемых программаторами.

Системный уровень. Системный уровень — переходный. Программы, работающие на этом уровне, обеспечивают взаимодействие прочих программ компьютерной системы с программами базового уровня и непосредственно с аппаратным обеспе­чением, то есть выполняют «посреднические» функции.

От программного обеспечения этого уровня во многом зависят эксплуатационные показатели всей вычислительной системы в целом. Так, например, при подключе­нии к вычислительной системе нового оборудования на системном уровне должна быть установлена программа, обеспечивающая для других программ взаимосвязь с этим оборудованием.

Конкретные программы, отвечающие за взаимодействие с конкретными устройствами, называются драйверами устройств — они входят в со­став программного обеспечения системного уровня.

Другой класс программ системного уровня отвечает за взаимодействие с пользо­вателем. Именно благодаря им, он получает возможность вводить данные в вычис­лительную систему, управлять ее работой и получать результат в удобной для себя форме. Эти программные средства называют средствами обеспечения пользователь­ского интерфейса. От них напрямую зависит удобство работы с компьютером и производительность труда на рабочем месте.

Совокупность программного обеспечения системного уровня образует ядро операци­онной системы компьютера. Полное понятие операционной системы мы рассмотрим несколько позже, а здесь только отметим, что если компьютер оснащен программным обеспечением системного уровня, то он уже подготовлен к установке программ более высоких уровней, к взаимодействию программных средств с оборудованием и, самое главное, к взаимодействию с пользователем. То есть наличие ядра опера­ционной системы — непременное условие для возможности практической работы человека с вычислительной системой.

Служебный уровень. Программное обеспечение этого уровня взаимодействует как с программами базового уровня, так и с программами системного уровня.

Основное назначение служебных программ (их также называют утилитами)состоит в автома­тизации работ по проверке, наладке и настройке компьютерной системы. Во многих случаях они используются для расширения или улучшения функций системных программ. Некоторые служебные программы (как правило, это программы обслу­живания) изначально включают в состав операционной системы, но большинство служебных программ являются для операционной системы внешними и служат для расширения ее функций.

В разработке и эксплуатации служебных программ существует два альтернативных направления: интеграция с операционной системой и автономное функционирова­ние. В первом случае служебные программы могут изменять потребительские свой­ства системных программ, делая их более удобными для практической работы. Во втором случае они слабо связаны с системным программным обеспечением, но предоставляют пользователю больше возможностей для персональной настройки их взаимодействия с аппаратным и программным обеспечением.

Рисунок 1.2. Развитие операционной системы Windows

Контрольные вопросы

1. Какие существуют виды программного обеспечения?

2. Без каких программ работа компьютера невозможна?

3. Базовое программное обеспечение.

4. Что в себя включает системный уровень?

5. Что такое утилиты?

6. Что такое программная конфигурация?

Это интересно

В PC-совместимых компьютерах этот модуль ОС носит название базовой системы ввода-вывода (Basic Input-Output System -- BIOS).

1. Residens (лат.) -- сидящий, находящийся где-либо.
2. Driver (англ.) -- шофер, машинист, погонщик и т. п.
3. Интерфейс командной строки используется в MS-DOS и UNIX, командная строка может использоваться в Windows.
4. Идея графического интерфейса родилась на фирме SPARC Xerox, затем была реализована Apple в MacOS, а несколько позже Microsoft в Windows.
5. Многие пользователи даже не задумываются, что голубые панели Norton Commander -- не часть MS-DOS, а вспомогательная программа, написанная совсем другой фирмой.
6. Utility (англ.) -- полезная вещь.
7. Microsoft Disk Operating System. Для PC-совместимых компьютеров. Постепенно вытесняется Windows-95/98/2000.
8. Macintosh Operating System.
9. Operating System 2nd generation. Операционная система фирмы IBM для PC-совместимых компьютеров.
10. Операционная система используемая для рабочих станций и серверов. Версии UNIX существуют практически для всех компьютеров. UNIX-компьютеры составляют основу сети Интернет. Все большую популярность приобретает Linux, также относящаяся к семейству UNIX-подобных ОС.

Давным-давно, 12 лет назад, появился на свет первый процессор из семейства Pentium. Просто Pentium, никому тогда и в голову не приходило давать ему порядковый номер. Да и вряд ли кто мог в то время предвидеть последующие этапы пути, приведшего компьютерный мир к нынешней ситуации, практически к переломному моменту во всей идеологии построения компьютеров широкого применения, персональных, бытовых, домашних "числодробилок".

А что, собственно, случилось? Да ничего страшного, еще не конец света, просто тишком-молчком, мелкими перебежками подошла-таки компьютерная индустрия к очередному технологическому рубежу, и не одному только технологическому, но даже и психологическому. Самое время остановиться, оглянуться, вспомнить, как хорошо все начиналось.

1993 год, Pentium 60, тактовая частота 60 МГц, 3 миллиона транзисторов, технологическая норма 0,8 мкм. Intel практически один на рынке процессоров, конкуренты отдыхают. Казалось бы, куда спешить? Но разработчикам программного обеспечения требуется все большее быстродействие процессоров, оптимизация программного кода - дело долгое и дорогое, вот и приходится усложнять архитектуру процессора, увеличивать число транзисторов, повышать тактовую частоту. Начинается "гонка за мегагерцами", подстегиваемая растущими аппетитами программистов.Очень кстати в гонку ввязывается AMD, и процесс выжимания соков из технологии становится лавинообразным. В итоге, за 12 ет точность изготовления элементов улучшается почти в 10 раз, до 0,09 мкм, число транзисторов на кристалле типичного процессора увеличивается чуть ли не в 60 раз.

Лекция