ИНФОРМАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ

Учебные вопросы:

1. Принцип программного управления персональным компьютером (ПК).

2. Назначение и классификация программного обеспечения (ПО).

3. Концепция операционных систем MS-DOS и Windows 98.

Вопрос 1. ПРИНЦИП ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ ПЕРСОНАЛЬНЫМ КОМПЬЮТЕРОМ (ПК)

Персональные компьютеры достигают высокой скорости обработки информации благодаря автоматическому режиму, в котором реализован принцип программного управления ПК.

Принцип программного управления является одним из основных принципов работы ПК и состоит в том, что весь процесс решения любой задачи заключается в последовательном выполнении компьютером отдельных элементарных арифметических и логических операций по заранее составленной программе.

Программа– это упорядоченная последовательность команд (инструкций), которая представляет собой описание алгоритма решения задачи на определенном языке программирования. Каждая команда, закодированная в цифровой форме, опознается в компьютере и превращается в набор элементарных операций, которые выполняются в определенной последовательности с огромной скоростью.

Рассмотрим реализацию принципа программного управления на персональном компьютере.

В течение времени выполнения одной команды программы микропроцессор компьютера выполняет следующие действия:

1) определяет адрес очередной команды программы;

2) выбирает эту команду из оперативного запоминающего устройства (ОЗУ);

3) фиксирует в регистре команд выбранную команду на все время её выполнения;

4) дешифрует (распознает) код команды;

5) определяет в ОЗУ адреса данных (операндов), участвующих в операции команды;

6) делает выборку и передачу этих данных в арифметическое логическое устройство (АЛУ);

7) выполняет в АЛУ операцию над данными;

8) определяет адрес ОЗУ для записи результата;

9) записывает результат в ОЗУ;

10) переходит к выполнению следующей команды.

Для выполнения рассмотренных действий в составе устройства управления процессора имеются следующие основные блоки:

1) счетчик адреса команд, который формирует адрес очередной команды;

2) блок выборки команды, который выбирает команду из ОЗУ;

3) регистр команд, который хранит команду во время её выполнения;

4) дешифратор команд, который распознает код команды;

5) блок выборки данных, который выбирает данные из ОЗУ;

6) система прерываний, которая обеспечивает взаимодействие между пользователем, рабочей программой, программами операционной системы, внешними устройствами и процессором.

Для реализации принципа программного управления необходимо программное обеспечение ПК.

Вопрос 2. НАЗНАЧЕНИЕ И КЛАССИФИКАЦИЯ

ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ (ПО)

Возможности компьютера как инструмента обработки информации связаны с используемыми функциями программного обеспечения.

Под программным обеспечением персональных компьютеров понимается совокупность программ, а также процедур и правил совместно с документацией по ним, позволяющих использовать компьютеры для решения всевозможных задач.

Программное обеспечение компьютера предназначено для:

1) обеспечения работоспособности компьютера в целом, т.к. без программ никакая вычислительная техника работать не может;

2) организации диалогового взаимодействия пользователя с компьютером;

3) расширения и совершенствования управления компьютером с целью использования всех его ресурсов;

4) хранения информации и доступа всех программ к аппаратным средствам компьютера и др.

В зависимости от функций программное обеспечение подразделяют на три основных класса:

1. Системное программное обеспечение.

2. Прикладное программное обеспечение.

3. Системы программирования.

Системное программное обеспечение является базовым ПО, которое организует обработку информации в компьютере, управляет распределением его ресурсов и обеспечивает нормальную рабочую среду для прикладных программ.

Системное программное обеспечение включает:

1) операционные системы;

2) операционные оболочки;

3) служебные программы.

Операционные системы (ОС)предназначены для автоматического управления процессом обработки информации, обеспечения взаимодействия пользователя с аппаратно-программными средствами компьютера, а также для распределения ресурсов компьютера между отдельными программами и пользователями.

Исходя из функциональных возможностейоперационные системы классифицируются на три группы:

1) однозадачные или однопользовательские;

2) многозадачные или многопользовательские;

3) сетевые.

Однозадачные операционные системы предназначены для работы одного пользователя в каждый конкретный момент с одной конкретной задачей.

Типичным представителем таких систем является MS – DOS.

Многозадачные операционные системы обеспечивают коллективное использование компьютера в мультипрограммном режиме разделения времени, когда в памяти машины находится несколько выполняемых программ-задач, а процессор управляет ходом их выполнения.

Типичным представителем таких систем является Windows 98.

Сетевые операционные системы связаны с появлением компьютерных сетей и предназначены для обеспечения доступа пользователя ко всем ресурсам компьютерной сети.

Типичным представителем таких систем является сетевая операционная система NetWar.

Операционные оболочкипредставляют собой программы-надстройки к однозадачным операционным системам, типа MS–DOS. Операционные оболочкиобеспечивают пользователям удобный интерфейс управления компьютером без детального знания операций и команд таких операционных систем.

Для семейства операционной системы MS–DOS наиболее популярными оболочками являются Norton Commander (NC), Dos-Navigator (DN), Windows Commander (WC) и др.

Служебные программывключаютсистемные утилиты, средства контроля и диагностики и др.

Основное назначение служебных программ - это автоматизация работ по проверке, наладке и настройке компьютера.

Системные утилиты, средства контроля и диагностики – это программы, расширяющие возможности операционных систем и оболочек в части подключения новых периферийных устройств, кодирования информации и управления ресурсами ПК, а также для обнаружения ошибок в процессе работы компьютера.

К этим средствам относятся антивирусные программы, которые обеспечивают диагностику (обнаружение) и лечение (нейтрализацию) вирусов. Вирусы – это программы-паразиты, способные внедряться и разрушать рабочие программы и данные.

Более детально системное программное обеспечение будет рассмотрено на следующих занятиях.

Прикладное программное обеспечение предназначено для разработки и выполнения конкретных задач (приложений) из различных сфер человеческой деятельности и представляет собой совокупность программ решения этих задач.

Прикладное программное обеспечение состоит из прикладных рабочих программ пользователей и пакетов прикладных программ (ППП).

Прикладные рабочие программы пользователей разрабатываются для решения конкретных задач с использованием средств программирования, имеющихся в распоряжении пользователя-программиста. В этом случае создание и отладка рабочих программ осуществляется каждым пользователем индивидуально.

Пакеты прикладных программ (ППП) представляют собой комплексы взаимосвязанных программ для решения определенных классов задач.

Они разрабатываются, как правило, коллективами высококвалифицированных программистов специализированных фирм. Однако конечными пользователями этих пакетов являются специалисты-непрограммисты, которые практически полностью освобождаются от необходимости знать, как компьютер выполняет те или иные процедуры преобразования информации.

Данный класс программных средств наиболее представителен.

По сфере применения ППП делятся на:

· пакеты общего назначения, которые более подробно рассмотрим ниже;

· проблемно-ориентированные (бухгалтерский учет, кадровый учет, управление производством и т.д.);

· методико-ориентированные (системы математических, статистических и других методов обработки данных);

· офисные (органайзеры, планировщики, программы-переводчики, коммуникационные и др.);

· программные средства мультимедиа;

· системы искусственного интеллекта и др.

Рассмотрим ППП общего назначения.

Пакеты прикладных программ общего назначения - это универсальные программные пакеты, предназначенные для автоматизации решения функциональных задач информационных систем в целом.

К этому классу ППП относятся:

1) текстовые редакторы или текстовые процессоры;

2) графические редакторы;

3) издательские системы;

4) электронные таблицы;

5) системы управления базами данных (СУБД);

6) интегрированные пакеты и др.

Текстовые редакторы или текстовые процессоры предназначены для обработки текстовой информации. Они выполняют, в основном, следующие функции:

· запись текста в файл (текстовой документ);

· вставку, удаление и замену символов, а также строк и фрагментов текста;

· проверку орфографии;

· оформление текста различными шрифтами;

· форматирование (выравнивание) текста;

· подготовку оглавления и разбиение текста на страницы;

· поиск и замену слов и выражений;

· включение в текст несложных иллюстраций;

· печать текста.

Наибольшее распространение получил текстовой процессор Microsoft Word, с работой которого познакомимся на практике.

Графические редакторы предназначены для обработки графических документов, включая диаграммы, иллюстрации, чертежи, таблицы. Они подразделяются на пакеты обработки растровой и векторной графики. Пакеты растровой графики связаны с обработкой фотографических изображений, а пакеты векторной графики используются для построения (создания) диаграмм, чертежей и таблиц.

В графическом редакторе допускается управление размером фигур и шрифтов, перемещение фигур и букв, а также формирование любых изображений.

Одним из наиболее известных и простых графических редакторов является Paint, с работой которого познакомимся на практике. Можно назвать широко используемые графические пакеты типа Corel Draw и Abobe Photoshop.

Издательские системы объединяют в себе возможности текстовых и графических редакторов, ориентированы на использование в издательском деле и называются системами верстки. Из таких систем можно назвать программные пакеты типа Page Maker и Ventura Publisher.

Электронные таблицы или табличные процессоры – это пакеты программ, предназначенные для обработки организованных данных табличным образом. Данные в таблицах хранятся в ячейках, находящихся на пересечении пронумерованных строк и столбцов. В ячейках могут храниться числовые и текстовые данные, а также формулы. Формулы задают зависимость значения одних ячеек от содержания других ячеек. Изменение содержимого в одних ячейках приводит к изменению значений в функционально зависящих ячейках.

Пользователь имеет возможность с помощью табличного процессора осуществить:

· разнообразные вычисления, в том числе провести экономические расчеты;

· строить графики и диаграммы;

· компоновать данные;

· проводить аналитические исследования и т.д.

В настоящее время наиболее популярным и эффективным являются табличный процессор Microsoft Excel, с работой которого познакомимся на практике.

Системы управления базами данных (СУБД) предназначены для автоматизации процедур создания, хранения и извлечения электронных баз данных.

Базы данных представляют собой совокупности специальным образом организованных наборов данных, хранящихся на магнитных дисках.

Управление базой данных включает в себя ввод данных, их коррекцию и манипулирование базой, т.е. добавление, удаление, извлечение, обновление и т.д.

Развитые СУБД обеспечивают независимость работающих с ними прикладных программ от организации информации в базах данных. По способу организации баз данных СУБД делятся на распределенные, реляционные, сетевые и иерархические.

Наибольшее распространение получила СУБД Microsoft Access, с работой которой будем знакомиться на практике.

Интегрированные пакеты прикладных программ представляют собой многофункциональные программные комплексы, в которых соединены в одно целое функции и возможности различных программных пакетов общего назначения.

Современные интегрированные пакеты могут включать в себя текстовый и графический редакторы, электронную таблицу и СУБД, а также дополнительные модули (калькулятор, календарь, систему экспорта-импорта файлов, систему программирования и др.). В рамках интегрированного пакета обеспечивается связь между данными разных компонентов, что дает пользователю неоспоримое преимущество, но при этом сужаются возможности отдельных компонентов.

Одним из наиболее широко распространенных интегрированных пакетов прикладных программ являетсяMicrosoft Office, изучением которого мы и будем заниматься на последующих занятиях.

Системы программирования содержат программные средства, предназначенные для преобразования расчетных алгоритмов в вычислительные программы в виде определенной последовательности команд (инструкций), закодированных в машинные коды.

Для создания прикладных рабочих программ используются различные языки программирования.

Язык программирования – это формальный язык для описания алгоритма решения задач на компьютере.

Различают языки программирования:

· машинные (машинные коды);

· машинно-ориентированные (ассемблер);

· алгоритмические;

· проблемно-ориентированные;

· процедурно-ориентированные;

· интегрированные системы программирования.

Системы программирования будут подробно рассмотрены в дальнейших занятиях.

Вопрос 3. КОНЦЕПЦИЯ ОПЕРАЦИОННЫХ СИСТЕМ