Пакеты прикладных программ составляют основу информационной технологии. Взаимодействие программ, подобранных в пакет, обеспечивает решение широкого круга пользовательских задач

Различают следующие виды ППП:

- общего назначения (универсальные),

- методо - ориентированные,

- проблемно-ориентированные,

- глобальных сетей,

- организации вычислительного процесса.

Универсальные программные продукты являются функциональными пакетами сбора, хранения, обработки, отображения и транспортировки, которые соответствуют основным стадиям технологического процесса переработки первичного информационного ресурса в пригодную для использования полезную информацию. К этому классу ППП относятся:

- редакторы текстовые и графические,

- электронные таблицы,

- системы управления базами данных (СУБД),

- интегрированные пакеты,

- CASE-технологии,

- оболочки экспертных систем и систем искусственного интеллекта.

Редакторы – ППП, предназначенные для создания и изменения текстов документов, графических данных и иллюстраций. Они применяются, в основном, для автоматизации документооборота в фирме.

Редакторы бывают текстовые, графические и издательские системы. Это Microsoft Word, Word Perfect, Chi writer, CorelDraw, Adobe Photoshop, Page Maker и др.

Электронной таблицей называется ППП, предназначенный для обработки таблиц. К наиболее популярным ППП относятся такие, как Microsoft Excel, Lotus 1-2-3, Quarto Pro и др.

Для управления базой данных используется СУБД. Управление базой данных включает в себя ввод данных, их коррекцию и манипулирование данными, т. е. добавление, удаление, извлечение, обновление и т. д. Развитые СУБД обеспечивают независимость прикладных программ, работающих с ними, от конкретной организации в базах данных.

Из имеющихся СУБД наибольшее распространение получили Microsoft Access, Visual FoxPro, Paradox, Oracle.

Интегрированные пакеты ППП - этообъединяющие в себе функционально-различные программные компоненты ППП общего назначения. Современные интегрированные пакеты могут включать в себя:

- текстовый редактор,

- электронную таблицу,

- графический редактор,

- СУБД,

- коммуникационный модуль.

CASE-технологии – это совокупность средств автоматизации разработки информационной системы, включающей в себя методологию анализа предметной области, проектирования, программирования и эксплуатации ИС.

В настоящее время CASE – технология одна из наиболее динамично развивающихся отраслей, объединяющая сотни компаний. Из имеющихся на рынке CASE – технологий можно выделить: Bruin, CDEZ, Tads.

Экспертные системы - это системы обработки знаний в узкоспециализированной области подготовки решений пользователей на уровне профессиональных экспертов. Основу экспертных систем составляет база знаний, в которую закладывается информация о данной предметной области.

В качестве средств реализации экспертных систем на ЭВМ используют так называемые оболочки экспертных систем. Примерами оболочек экспертных систем, применяемых в экономике, являются: Шедл (Диалог), Expert-Ease и др.

Методо-ориентированные ППП имеют в своей основе какой-либо экономико-математический метод решения задачи. Это ППП математического программирования, сетевого планирования и управления, теории массового обслуживания и др.

Проблемно-ориентированные пакеты - это программные продукты, предназначенные для решения какой-либо задачи в конкретной функциональной области. Отличительной чертой этих пакетов являются их сравнительно узкая направленность на определенный круг решаемых задач и большое их разнообразие. Это, например, 1С бухгалтерия, Лука-Лайт, Алтын и др.

ППП глобальных сетей ЭВМ. Их основное назначение – обеспечение удобного, надежного доступа пользователя к территориально-распределенным общесетевым ресурсам, базам данных, передаче сообщений и др. Например, стандартные ППП глобальной сети INTERNET:

- средства доступа и навигации,

- электронная почта.

Для обеспечения организации администрирования вычислительного процесса используются ППП фирмы Bay Networks, управляющие администри­рованием данных, коммутаторами, концентраторами, маршрутизаторами, гра­фиком сообщений.

Разрабатываемые в настоящее время ППП основываются на концепции организации информационных систем на базе синтеза централизованной и рас­пределенной обработки информации и предполагают соблюдение следующих основных принципов:

- полного использования потенциала настольных систем и среды распре­ деленной обработки,

- интеграции различных архитектурных решений без каких-либо ограничений, т. е. построения абсолютно открытой системы,

- обеспечения максимальной экономичности системы,

- достижения качественно нового уровня производительности, гибкости, динамичности организации системы,

- параллельной организации структуры информационной системы,
«бизнес - приложений» (ППП функциональных подсистем), поддер­живаемых с помощью ресурсов ИС.

Файловая система.

ЭВМ, как правило, имеет несколько дисков. Каждому диску присваивается имя, которое задается латинской буквой с двоеточием, например А:, В:, С: и т.д. Стандартно принято, что А: и В: – это накопители на гибких магнитных дисках, а дики С: и D: и т.д. – жесткие диски, накопители на оптических дисках или электронные диски.

Электронные диски представляют собой часть оперативной памяти, которая для пользователя выглядит как ВЗУ. Скорость обмена информации с электронным диском значительно выше, чем с электромеханическим внешним запоминающим устройством. При работе электронных дисков не происходит износ электромеханических деталей. Однако после выключения питания информация на электронном диске не сохраняется.

Физически существующие магнитные диски могут быть разбиты на несколько логических дисков, которые для пользователя будут выглядеть на экране так же, как и физически существующие диски. При этом логические диски получат имена по тем же правилам, что и физически существующие диски. Проще говоря, логический диск – это часть обычного жесткого диска, имеющая собственное имя.

Диск, на котором записана операционная система, называется системным (или загрузочным) диском. В качестве загрузочного диска чаще всего используется жесткий диск С:. При лечении вирусов, системных сбоях загрузка операционной системы часто осуществляется с гибкого диска. Выпускаются оптические диски, которые могут быть загрузочными.

В операционных системах DOS и Windows каждому диску можно дополнительно давать имена (Label – метка), которые отражают их содержание, например: системный, графика, музыка, тексты, дистрибутивы и т.д.

Для того чтобы на новый магнитный диск можно было записать информацию, он должен быть предварительно отформатирован. Форматирование – это подготовка диска для записи информации. Во время форматирования на диск записывается служебная информация (делается разметка), которая затем используется для записи и чтения информации, коррекции скорости вращения диска. Разметка производится с помощью электромагнитного поля, создаваемого записывающей головкой дисковода.

Запись информации осуществляется по дорожкам, причем каждая дорожка разбивается на секторы, например, по 1024 байта. Дискета диаметром 3,5 дюйма объемом 1,44 Мбайт содержит 80 дорожек и 18 секторов. Число дорожек и секторов на жестком диске значительно больше, чем на гибком диске (ориентировочные значения: 2500 дорожек, 63 сектора).

Для жесткого диска характерно еще одно понятие: цилиндр.

Цилиндром винчестера называется совокупность дорожек с одинаковыми порядковыми номерами, расположенными на разных дисках винчестера.

При работе винчестера несколько головок одновременно считывают информацию с дорожек одного винчестера (цилиндра).

В процессе форматирования на диске выделяется системная область, которая состоит из 3 частей: загрузочного сектора, таблицы размещения файлов и корневого каталога.

Загрузочный сектор (Boot Record) размещается на каждом диске в логическом секторе с номером О. Он содержит данные о формате диска, а также короткую программу, используемую в процедуре начальной загрузки операционной системы.

Загрузочный сектор создается во время форматирования диска. Если диск подготовлен как системный (загрузочный), то загрузочный сектор содержит программу загрузки операционной системы. В противном случае он содержит программу, которая при попытке загрузить с этого диска операционной системы выводит сообщение о том, что данный диск не является системным.

Каждый жесткий диск может быть разбит на несколько логических дисков. На жестком диске имеется область, которая называется главной загрузочной записью MBR (Master Bood Reсord) или главным загрузочным сектором. В MBR указывается, с какого логического диска должна производится загрузка операционной системы.

Таблица размещения файлов (File Allocation Table – сокращенно FAT) располагается после загрузочного сектора и содержит описание порядка расположения файлов в секторах данного диска, а также информацию о дефектах участка диска. За FAT – таблицей следует ее точная копия, что повышает надежность сохранения этой очень важной таблицы.

Корневой каталог (Root Oirectory) всегда находится за копией FAT. В корневом каталоге содержится перечень файлов и директорий, находящихся на диске. Непосредственно за корневым каталогом располагаются данные.

Запись информации на диск ведется частями. Наименьшее место, которое могут занимать на диске записываемые данные, составляет один кластер. Кластер может состоять из одного или несколько секторов.

Данные и программы хранятся на носителях информации в виде файлов (от англ. File – досье, подшивка).

Файл – это набор взаимосвязанных данных, воспринимаемых компьютером как единое целое, имеющих общее имя, находящихся на магнитном или оптическом дисках, магнитной ленте, в оперативной памяти или на другом носителе информации.

Файлы обычно отождествляют с участком памяти (ВЗУ, ОЗУ, ПЗУ), где размещены логически связанные данные, имеющие общее имя. Файл хранится на носителе информации в двоичной системе счисления, и для ОС он представляется как совокупность связанных байтов.

В файлах могут храниться тексты программ, документы, данные и т.д.

При записи информации на новый (чистый) диск файлы располагаются последовательно друг за другом: от первой дорожки до последней.

Заметим, что файлы занимают целое число кластеров, потому в одном кластере не могут одновременно размещаться даже 2 небольших файла. Обратите внимание на то, что если документ состоит всего из одной буквы, то файл на диске занимает один отдельный кластер.

Имена файлов регистрируются на магнитных и оптических дисках в папках, каталогах (или директориях). Термин «каталог» используется в операционных системах семейства DOS, термин «папка» – в операционных системах семейства Windows. Учитывая, что большинство пользователей работают под управлением операционной системы Windows, а не DOS, в дальнейшем будем преимущественно использовать терминологию операционной системы Windows. Если в папке (каталоге) хранится имя файла, то говорят, что файл размещается в папке (каталоге).

Таким образом, папка – группа файлов, объединенных по какому-либо признаку. На каждом диске может быть несколько папок. В папках могут размещаться не только файлы, но и другие папки. Таким образом, папки образуют дерево (файловую систему).

Если бы файлы всегда хранились в последовательно расположенных кластерах, то для указания месторасположения файла на диске (с помощью FAT- таблицы) достаточно было указать номер первого сектора (где располагается начало файла) и число занятых кластеров.

При многократной перезаписи и удалении файлов происходит фрагментация (дробление, разделение) дискового пространства. В результате файл может оказаться разорванным и располагаться в кластерах, находящихся на относительно большом расстоянии друг от друга. Считывание таких файлов существенно замедляется, так как дисководу необходимо дополнительное время для перемещения головок. Причина возникновения фрагментации состоит в том, что все файлы имеют, как правило, разную форму. Поэтому после удаления какого-либо файла новый файл не может точно вписаться в освободившееся на диске место. Практически обязательно либо останется свободный участок диска, либо заполняются секторы, расположенные в другом месте диска (например, расположенные через несколько секторов или на других дорожках).

В составе операционной системы есть специальная программа (утилита), которая осуществляет дефрагментацию диска. Эта утилита располагает тело файла в соседних секторах, тем самым ускоряет считывание информации (не нужно переходить на другие дорожки, пропускать чужие секторы) и уменьшает износ дисковода.

 

 

3.3. Операционные системы.

 

 

Центральное место в структуре ПО занимает операционная система. Она представляет собой «систему программ, предназначенную для обеспечения определенного уровня эффективности цифровой вычислительной системы за счет автоматизированного управления ее работой и предоставляемого пользователям набора услуг (ГОСТ 15971-84).

Операционные системы классифицируются по:

- количеству одновременно работающих пользователей на однопользовательские и многопользовательские ОС;

- числу задач, одновременно выполняемых под управлением ОС, на однозадачные и многозадачные;

- количеству используемых процессоров на многопроцессорные и однопроцессорные;

- разрядности – 8,16,32,64 разрядные;

- типу пользовательского интерфейса на командные и объектно-ориентированные;

- способу использования общих аппаратных и программных ресурсов на сетевые и локальные.

Программные компоненты ОС обеспечивают управление вычислениями и реализуют такие функции, как планирование и распределение ресурсов, управление вводом-выводом информации, управление данными. Объем ОС и число составляющих ее программ в значительной степени определяются типом используемых ЭВМ, сложностью режимов работы ЭВМ и ВС, составом технических средств и т.д. Применение ОС позволяет осуществить:

· увеличение пропускной способности ЭВМ, т.е. увеличение общего объема работы, выполняемой ЭВМ в единицу времени;

· уменьшение времени реакции системы, т.е. сокращение интервала времени между моментами поступления заданий в ЭВМ и моментами времени получения результатов;

· контроль работоспособности технических и программных средств;

· помощь пользователям и операторам при использовании ими технических и программных средств, обеспечения их работы;

· управление программами и данными в ходе вычислений;

· обеспечение адаптации ЭВМ, ее структурной гибкости, заключающейся в способности изменяться, пополняться новыми техническими и программными средствами.

Основу любой ОС составляет управляющая программа, основными функциями которой являются: управление заданиями, управление задачами, т.е. управление ходом выполнения отдельных программ, и управление данными.

Задание – это требование пользователя на выполнение некоторого объема вычислительных работ. Процедуры управления заданиями обеспечивают предварительное планирование работы ЭВМ и оперативную связь пользователя и оператора с машиной во время работы. Планирование работы включает: ввод пакетов или одиночных заданий, формирование очередей заданий в соответствии с их приоритетами, активизацию (запуск) и завершение заданий.

Каждое задание реализуется как определенная последовательность отдельных программ-задач. Задачи образуют отдельные программы вместе с обрабатываемыми ими данными. Например, типовое задание пользователя включает этапы трансляции, редактирования и собственно выполнения сформулированной машиной программы. На каждом из этих этапов выполняется некоторая программа (задача), обрабатывающая определенные данные. Комплекс программ управления задачами обеспечивает автоматическое выполнение последовательности программ каждого задания пользователя.

Управление задачами требует распределения и назначения ресурсов (управления временем работы процессора, распределения оперативной памяти для программ пользователей и программ ПО, синхронизации выполнения задач и организации связей между ними, управления задачами, внешними устройствами, защиты задач от взаимных помех). Часто используемые модули образуют ядро ОС, которое постоянно находится в оперативной памяти и быстро реагирует на изменения в процессе функционирования. Примером такой программы может служить командный процессор (command. com.) для ПЭВМ типа IBM PC. Остальные программы ОС вызываются из ВЗУ в оперативную память ЭВМ по мере их надобности в вычислительном процессе.

Набор программ управления данными обеспечивает процессы организации, идентификации, размещения в ОП и ВЗУ, хранения, построения библиотек и выборки всех данных, которые могут обрабатываться в ЭВМ.

В ПЭВМ программы управления заданиями представлены достаточно слабо, так как они изначально создавались как однопользовательские и однозначные ЭВМ. С появлением ОС типа Windows, ориентированных на многозадачные и многопользовательские режимы, появились и эти процедуры. Программы же управления задачами и данными представлены достаточно полно. Так, ядро MS DOS включает следующие системы: файловую, управление памятью, управление программами, связи с драйверами устройств для управления внешними устройствами, обработки ошибок - предоставляют для пользователя своеобразную иерархию программных компонентов, используемую им при решении своих задач.

Структура ОС IBM PC состоит из следующих элементов, представленных на рис.3.3. Кроме программных компонентов, указанных на рис.3.3., к ДОС относят еще вспомогательные файлы autoexec. bat и config. sys. Они предназначаются для настройки на конкретные режимы работы.

 

 

Рис. 3.3. Структура ДОС ПЭВМ

Программа начальной загрузки (Boot Reсоrd) находится в первом секторе на нулевой дорожке системного диска. Она занимает объем 512 байт. После включения компьютера и его проверки постоянный модуль ВIOS формирует вызов данной программы и ее запуск. На­значением программы начальной загрузки является вызов модуля расширения io.sys и базового модуля DОС МSDOS.sys.

Базовая система ввода-вывода (ВIOS) является надстройкой аппа­ратуры компьютера. Постоянный модуль ВIOS отвечает за тестиро­вание компьютера после его включения, за вызов программы началь­ной загрузки. Он обрабатывает прерывания вычислительного процесса нижнего уровня и обслуживает стандартную периферию: дисплей, клавиатуру, принтер и дисководы.

Модуль расширения ВIOS обеспечивает подключение к компью­теру дополнительных периферийных устройств, изменение некоторых параметров ДОС, замещение некоторых стандартных функций, заг­рузку командного процессора и его запуск.

Базовый модуль DOC (MSDOS.sys или IBMDOS.соm) отвечает за работу файловой системы, обслуживает прерывания верхнего уров­ня, обеспечивает информационное взаимодействие с внешни­ми устройствами.

Командный процессор (command.соm) предназначен для выполне­ния команд, загружаемых в командную строку DОС. Все команды делятся на внутренние и внешние. Внутренние команды содержатся внут­ри самого файла соmmand.соm. Внешние команды — это требования запуска каких-либо программ, находящихся на дисках. Кроме этого командный процессор выполняет команды файла аutоехес.bаt, если он находится на системном диске.

Файл аutоехес.bаt содержит список команд, выполнение которых позволяет развернуть в оперативной памяти компьютера некоторый набор вспомогательных программ или пакетов для обеспечения последующей работы пользователя.

Файл соnfig.sуs отражает специфические особенности формирова­ния конфигурации компьютера, т.е. состава его технических и программных средств.

В связи с постоянным совершенствованием ПЭВМ все больше уси­ливается роль интегрированных ОС типа MS Windows 98, Windows 2000, Миллениум/XP, Linuх, Net Ware.

Рассмотрим одну из ОС семейства Windows фирмы Microsoft - Windows 98. Она обладает наибольшей универсальностью, имеет широкое распространение и, соответственно, имеет особую поддержку со стороны производителей аппаратного и программного обеспечения. Для компьютера, работающего в этой системе, наиболее просто подобрать прикладные программы и драйверы устройств.

Почти все, что здесь сказано об ОС Windows 98 можно отнести и к ОС Windows 95, а многое справедливо и для Windows NT. В том, что касается приемов и методов работы, они в значительной степени совпадают.

Windows 98 является графической операционной системой для компьютеров платформы IBM PC. Ее основные особенности:

- стандартизация интерфейса пользователя;

- оптимальное управление оперативной памятью в десятки мегабайт;

- возможность подключения новых внешних устройств;

- интеграция функций программ, т.е. возможность использовать в конкретной программе объекты, созданные средствами другой программы;

- многозадачность, т.е. возможность одновременно выполнять несколько приложений и легко переключаться с одной программы на другую;

- переход к преобладающему использованию графического режима, который дает возможность кардинально изменить функциональные возможности ПК (полиграфия, анимация, мультимедиа и др.).

После загрузки Windows 98 на экране появляется “рабочий стол”, на котором размещаются различные графические объекты, т.е. значки, изображающие программы, документы, различные сетевые устройства. В нижней части экрана расположена системная панель задач, обеспечивающая быстрый доступ к общеупотребительным системным функциям и быстрое переключение с одного приложения на другое.

Рабочий стол - это графическая среда, в которой отображаются объекты и элементы управления Windows.

Набор элементов, появляющихся на рабочем столе при запуске Windows, зависит от настройки компьютера. Пользователь может изменить внешний вид и расположение экрана. Ниже описано несколько важных элементов (стандартных пиктограмм).

Мой компьютер - позволяет просмотреть содержимое компьютера.

Сетевое окружение - используется для просмотра имеющихся сетевых ресурсов, если компьютер подключен к сети.

Корзина - предназначена для временного хранения удаленных файлов. Она позволяет восстановить ошибочно удаленные файлы.

Входящие - содержит элементы управления входящими и выходящими документами, получаемыми или отправляемыми электронной почтой или факсом. Значок (пиктограмма) будет на рабочем месте только тогда, когда установлена электронная почта.

Портфель - это база данных, позволяющая сопоставить несколько вариантов документа и выбрать оптимальный для вас.

Кнопка “Пуск”, находящаяся на панели задач, вызывает всплывающее главное меню, которое позволяет запустить программу, открыть документ, изменить настройку системы, получить справочные сведения, найти файл и др.

Способ хранения файлов на дисках компьютера называется файловой системой. Иерархическая структура, в виде которой операционная система отображает файлы и папки диска, называется файловой структурой. Как все дисковые операционные системы Windows 98 предоставляет средства для управления этой структурой. К основным операциям с файловой структурой относятся:

- навигация по файловой структуре,

- запуск программ и открытие документов,

- создание папок,

- копирование файлов и папок,

- перемещение файлов и папок,

- удаление файлов и папок,

- переименование файлов и папок,

- создание ярлыков.

Операционная система Windows 98 обладает широкими возможностями настройки. Цель настройки состоит в создании условий для эффективной работы путем автоматизации операций и создания комфортной рабочей среды. Основные настраиваемые объекты - средства управления и оформления. Средствами настройки являются: специальная папка, Панель управления, Контекстное меню объектов Windows и элементы управления диалоговых окон ОС и ее приложений.

Windows 98 содержит ряд стандартных приложений (программ), обслуживающих различные потребности пользователей. Стандартные программы можно разделить на несколько групп:

- программы общего назначения (калькулятор);

- программы для создания документов и рисунков (графический редактор Paint, текстовый редактор Word Pad, Блокнот);

- служебные программы;

- программы для общения и обмена данными (номероизбиратель, Microsoft FAX, программы связи и подключения к другому компьютеру);

- стандартные средства мультимедиа;

- средства обеспечения совместимости с приложениями MS DOS.