Программное обеспечение ЭВМ - Томский политехнический

реклама
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего
профессионального образования
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ
Й ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ
Й
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Про ра
Программное
ое обеспечение
обес е е е ЭВМ
(лекции по курсу Информатика для бакалавров направления 140800 )
П
ф ЭАФУ
Преподаватель
каф.
Нагайцева Ольга Викторовна
Томск 2011
‰ понятие программного обеспечения (ПО)
‰ системное ПО ЭВМ
‰ BIOS
‰ операционная
система
(понятие,
функции,
ф
)
классификация)
‰ архитектура ОС для ПК
‰ командный процессор ОС
‰ программы управления вводом выводом
‰ файловые системы
‰ служебные программы (утилиты)
2
(Software)
инструментальное
системное
базовая система ввода-вывода (BIOS)
редакторы кода
операционные системы
компиляторы
служебные программы (утилиты)
отладчики
редакторы
р
р связей
среды программирования
прикладное
редакторы (текстовые, звуковые, графические)
СУБД
системы обработки числовой информации
программы пользователя
у
щ системы
обучающие
игры
и др.
3
Пользователь
Прикладное ПО
Инструментальное
ПО
Системное ПО
Устройства ЭВМ
4
отвечает
BIOS (Basic Input/Output) -
за
компонентами,
управление
всеми
установленными
на
системной плате ЭВМ
Функции BIOS:
‰
обеспечивает взаимосвязь ОС с аппаратурой ЭВМ для
функций ввода-вывода
‰
тестирует
установленное
оборудование
‰
выполняет загрузку ОС
‰
управляет потребляемой мощностью
‰
управляет включением и выключением источника питания
на
системной
плате
5
BIOS
батарейка
Фирмы производители BIOS:
Award Software (Award BIOS)
American Megatrends Inc.
Inc (AMI BIOS)
Microid Researcher (MR BIOS)
интерфейс
ф й
BIOS
и др.
6
О
Операционная
система (ОС) -
комплекс управляющих и
обрабатывающих программ
7
‰ ввод-вывод и управление данными
‰ планирование и организация процесса обработки программ
‰ распределение ресурсов (оперативной
процессора, внешних устройств)
памяти
и
КЭША,
‰ запуск программ на выполнение
‰ всевозможные вспомогательные операции обслуживания
‰ передача
информации
устройствами
между
различными
внутренними
‰ программная поддержка работы периферийных устройств
(дисплея, клавиатуры, дисковых накопителей, принтера и др.)
‰ предоставляет пользователю удобный интерфейс, избавляющий
д
непосредственного
р д
общения
щ
с аппаратурой
р ур
его от необходимости
компьютера
8
9
Процесс (или задача) – программа в момент ее выполнения
Поток – набор команд, являющихся частью программы
Менеджер памяти ОС – распределяет память между процессами
Разрядность ОС показывает, какую разрядность внутренней шины
данных
центрального
процессора
способна
поддерживать ОС
10
По числу одновременно выполняемых задач:
ƒ однозадачные (MS Dos)
ƒ многозадачные
д
(Windows,
(
, Unix,, OS/2 и др
др.))
По числу одновременно работающих пользователей:
ƒ однопользовательские (MS Dos)
ƒ многопользовательские (Unix, Windows NT и др.)
По принципу распределения процессорного времени:
ƒ с невытесняющей многозадачностью (Windows 3.x)
ƒ c вытесняющей многозадачностью,(Windows, Unix, OS/2 и др.)
По числу выделяемых потоков при решении задач:
ƒ однопотоковые (Ms Dos)
ƒ многопотоковые (Windows, Unix, OS/2 и др.)
11
По разрядности:
ƒ 16 – разрядные
ƒ 32 – разрядные
ƒ 64 – разрядные
По типу аппаратуры, которой управляет ОС:
ƒ ОС мэйнфреймов (OS/390)
ƒ серверные ОС(Windows 2000, Unix)
ƒ ОС для ПК (Windows, Linux)
ƒ ОС реального времени (QNX, VxWorks)
ƒ встроенные ОС (Windows CE, PalmOS)
ƒ ОС для смарт-карт
12
Содержит следующие элементы:
9 процессор командного языка
9 программы управления вводом/выводом
9 программы,
управляющие
файловой
системой и планирующие
ру
задания для
компьютера
13
Командный язык - позволяет пользователю выполнять те или иные действия:
9 обращаться к каталогу
9 выполнять разметку внешних носителей
9 запускать программы
9 другие
Командный процессор ОС – осуществляет анализ и
исполнение команд пользователя, включая загрузку готовых
программ из файлов в оперативную память и их запуск
Окно
интерпретатора
команд
Другие названия командного
процессора:
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
интерпретатор команд
командная строка
командная оболочка
консоль
14
Программы ввода вывода - организуют процесс обмена информацией
между
устройствами
ввода-вывода
и
другими программами
Функции ПО ввода-вывода:
ƒ организует
р
у независимость программ
р р
от уустройств
р
ввода-вывода
д
д
ƒ обеспечивает обработку ошибок (чтения или записи)
ƒ обеспечивает буферизацию данных
ƒ управляют
устройствами
коллективного
пользования
(диски)
и
выделенного пользования
ƒ отвечает за синхронизацию процесса переноса данных
ПО ввода-вывода можно разделить на слои:
9 ПО обработки прерываний
9 драйверы устройств
9 независимый от устройств слой операционной системы
9 пользовательский слой ПО
15
Функции ввода-вывода
Процесс пользователя
(приложение)
Запрос вводавывода
Обращение к вызовам ввода-вывода
Ответ вводавывода
Независимый от устройства слой ОС
Драйверы устройств
Именование, защита, блокирование,
буферизация
Установка регистров устройств, завершение
операции ввода-вывода
Об б
Обработчик
прерываний
й
Активировать драйвер по завершении
операции ввода-вывода
Аппаратура
Выполнение операции ввода-вывода
16
Драйвер
-
специальная
программа
для
управления
устройствами ввода-вывода
Весь зависимый от устройства код помещается в драйвер устройства.
Каждый драйвер управляет устройствами одного типа или одного класса.
Механизмы реализации функций ввода-вывода:
9 программный ввод-вывод (всю работу выполняет ЦП)
9 управление прерываниями ввода-вывода
9 прямой доступ к памяти
17
организует
Файловая система -
различными
упорядоченное
потоками
данных,
управление
разными
аппаратными и периферийными устройствами
компьютера
Функции файловой системы:
ƒ
создает для пользователей виртуальное представление внешних запоминающих
устройств ЭВМ;
ƒ
скрывает от пользователя картину реального расположения информации во
внешней памяти;
ƒ
обеспечивает
независимость
программ
от
особенностей
конкретной
конфигурации ЭВМ;
ƒ
обеспечивает стандартные реакции на ошибки, возникающие при обмене
данными;
ƒ
предоставляет пользователю средства для считывания и записи информации, не
затрагивающие конкретные вопросы программирования работы канала по
пересылке данных,
данных по управлению внешними устройствами и т.д.
тд
18
Файл - определенный участок диска,
диска занятый информацией,
информацией
имеющей собственное имя
data. txt
Имя файла – уникальным идентификатор,
щ доступ
д
у к файлу
ф
у
обеспечивающий
имя
Шаблон имени файла – это специальная форма,
р в полях имени и
в которой
типа файла используются
символы “*” и “?”
расширение
Символ “ * ” – означает любое
количество
символов
любых
допустимых
Символ “?“– означает наличие
или отсутствие одного допустимого
символа
Примеры
*.* - любое имя с любым расширением
?at.txt – имя с любой первой буквой
19
список
Каталог (директория, папка) -
элементов,
описывает
каждый
из
характеристики
которых
конкретного
файла (имя файла,
файла его тип,
тип местоположение
на диске, длину файла и др.)
Файловая структура -
способ размещения файлов на диске
Виды файловых структур:
ƒодноуровневая
ƒмногоуровневая - иерархическая (древовидная)
Способы указания пути к файлу:
9 каждому файлу дается абсолютное имя пути
9 относительное имя пути
20
Форматирование – это процесс записи на диск специальной управляющей
информации, определяющей точки начала и конца
отдельных секторов диска
Дорожка
–
концентрический
магнитном
которого
круг
диске,
на
Сектор
–
минимальный
объем
вдоль
информации, который может быть
записывается
обработан операционной системой
информация
ф
(
(стандартная
длина сектора 512
байт)
Цилиндр
Ц
др – совокупность
у
дорожек
д
р
на всех
р – наименьшая единица,
д
ц , которую
ру
Кластер
сторонах диска, расположенные
файловая система может выделять
на окружностях с одинаковым
для файлов и каталогов, обычно
радиусом
состоит из нескольких секторов
21
Приложение
Режим пользователя
Диспетчер
Д
р ввода-вывода
д
д
Примеры
р
р ФС д
для ОС Windows:
Режим ядра
Драйвер NTFS
9FAT16
9FAT32
9NTFS
Логический диск
Драйвер диска
22
это программы, используемые при работе
Служебные
у
программы
р р
(у
(утилиты)) – или техническом обслуживании компьютера
для выполнения вспомогательных функций
(расширяют функции ОС)
Виды служебных программ:
9операционные оболочки
9системные утилиты
9сервисные
сервисные утилиты
23
Скачать